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

   1 //===--- SemaTemplateInstantiateDecl.cpp - C++ Template Decl Instantiation ===/
   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 C++ template instantiation for declarations.
  10 //
  11 //===----------------------------------------------------------------------===/
  12 #include "clang/Sema/SemaInternal.h"
  13 #include "clang/AST/ASTConsumer.h"
  14 #include "clang/AST/ASTContext.h"
  15 #include "clang/AST/ASTMutationListener.h"
  16 #include "clang/AST/DeclTemplate.h"
  17 #include "clang/AST/DeclVisitor.h"
  18 #include "clang/AST/DependentDiagnostic.h"
  19 #include "clang/AST/Expr.h"
  20 #include "clang/AST/ExprCXX.h"
  21 #include "clang/AST/TypeLoc.h"
  22 #include "clang/Sema/Initialization.h"
  23 #include "clang/Sema/Lookup.h"
  24 #include "clang/Sema/PrettyDeclStackTrace.h"
  25 #include "clang/Sema/Template.h"
  26
  27 using namespace clang;
  28
  29 static bool isDeclWithinFunction(const Decl *D) {
  30   const DeclContext *DC = D->getDeclContext();
  31   if (DC->isFunctionOrMethod())
  32     return true;
  33
  34   if (DC->isRecord())
  35     return cast<CXXRecordDecl>(DC)->isLocalClass();
  36
  37   return false;
  38 }
  39
  40 template<typename DeclT>
  41 static bool SubstQualifier(Sema &SemaRef, const DeclT *OldDecl, DeclT *NewDecl,
  42                            const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs) {
  43   if (!OldDecl->getQualifierLoc())
  44     return false;
  45
  46   assert((NewDecl->getFriendObjectKind() ||
  47           !OldDecl->getLexicalDeclContext()->isDependentContext()) &&
  48          "non-friend with qualified name defined in dependent context");
  49   Sema::ContextRAII SavedContext(
  50       SemaRef,
  51       const_cast<DeclContext *>(NewDecl->getFriendObjectKind()
  52                                     ? NewDecl->getLexicalDeclContext()
  53                                     : OldDecl->getLexicalDeclContext()));
  54
  55   NestedNameSpecifierLoc NewQualifierLoc
  56       = SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(OldDecl->getQualifierLoc(),
  57                                             TemplateArgs);
  58
  59   if (!NewQualifierLoc)
  60     return true;
  61
  62   NewDecl->setQualifierInfo(NewQualifierLoc);
  63   return false;
  64 }
  65
  66 bool TemplateDeclInstantiator::SubstQualifier(const DeclaratorDecl *OldDecl,
  67                                               DeclaratorDecl *NewDecl) {
  68   return ::SubstQualifier(SemaRef, OldDecl, NewDecl, TemplateArgs);
  69 }
  70
  71 bool TemplateDeclInstantiator::SubstQualifier(const TagDecl *OldDecl,
  72                                               TagDecl *NewDecl) {
  73   return ::SubstQualifier(SemaRef, OldDecl, NewDecl, TemplateArgs);
  74 }
  75
  76 // Include attribute instantiation code.
  77 #include "clang/Sema/AttrTemplateInstantiate.inc"
  78
  79 static void instantiateDependentAlignedAttr(
  80     Sema &S, const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
  81     const AlignedAttr *Aligned, Decl *New, bool IsPackExpansion) {
  82   if (Aligned->isAlignmentExpr()) {
  83     // The alignment expression is a constant expression.
  84     EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(
  85         S, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
  86     ExprResult Result = S.SubstExpr(Aligned->getAlignmentExpr(), TemplateArgs);
  87     if (!Result.isInvalid())
  88       S.AddAlignedAttr(Aligned->getLocation(), New, Result.getAs<Expr>(),
  89                        Aligned->getSpellingListIndex(), IsPackExpansion);
  90   } else {
  91     TypeSourceInfo *Result = S.SubstType(Aligned->getAlignmentType(),
  92                                          TemplateArgs, Aligned->getLocation(),
  93                                          DeclarationName());
  94     if (Result)
  95       S.AddAlignedAttr(Aligned->getLocation(), New, Result,
  96                        Aligned->getSpellingListIndex(), IsPackExpansion);
  97   }
  98 }
  99
 100 static void instantiateDependentAlignedAttr(
 101     Sema &S, const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 102     const AlignedAttr *Aligned, Decl *New) {
 103   if (!Aligned->isPackExpansion()) {
 104     instantiateDependentAlignedAttr(S, TemplateArgs, Aligned, New, false);
 105     return;
 106   }
 107
 108   SmallVector<UnexpandedParameterPack, 2> Unexpanded;
 109   if (Aligned->isAlignmentExpr())
 110     S.collectUnexpandedParameterPacks(Aligned->getAlignmentExpr(),
 111                                       Unexpanded);
 112   else
 113     S.collectUnexpandedParameterPacks(Aligned->getAlignmentType()->getTypeLoc(),
 114                                       Unexpanded);
 115   assert(!Unexpanded.empty() && "Pack expansion without parameter packs?");
 116
 117   // Determine whether we can expand this attribute pack yet.
 118   bool Expand = true, RetainExpansion = false;
 119   Optional<unsigned> NumExpansions;
 120   // FIXME: Use the actual location of the ellipsis.
 121   SourceLocation EllipsisLoc = Aligned->getLocation();
 122   if (S.CheckParameterPacksForExpansion(EllipsisLoc, Aligned->getRange(),
 123                                         Unexpanded, TemplateArgs, Expand,
 124                                         RetainExpansion, NumExpansions))
 125     return;
 126
 127   if (!Expand) {
 128     Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(S, -1);
 129     instantiateDependentAlignedAttr(S, TemplateArgs, Aligned, New, true);
 130   } else {
 131     for (unsigned I = 0; I != *NumExpansions; ++I) {
 132       Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(S, I);
 133       instantiateDependentAlignedAttr(S, TemplateArgs, Aligned, New, false);
 134     }
 135   }
 136 }
 137
 138 static void instantiateDependentAssumeAlignedAttr(
 139     Sema &S, const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 140     const AssumeAlignedAttr *Aligned, Decl *New) {
 141   // The alignment expression is a constant expression.
 142   EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(
 143       S, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
 144
 145   Expr *E, *OE = nullptr;
 146   ExprResult Result = S.SubstExpr(Aligned->getAlignment(), TemplateArgs);
 147   if (Result.isInvalid())
 148     return;
 149   E = Result.getAs<Expr>();
 150
 151   if (Aligned->getOffset()) {
 152     Result = S.SubstExpr(Aligned->getOffset(), TemplateArgs);
 153     if (Result.isInvalid())
 154       return;
 155     OE = Result.getAs<Expr>();
 156   }
 157
 158   S.AddAssumeAlignedAttr(Aligned->getLocation(), New, E, OE,
 159                          Aligned->getSpellingListIndex());
 160 }
 161
 162 static void instantiateDependentAlignValueAttr(
 163     Sema &S, const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 164     const AlignValueAttr *Aligned, Decl *New) {
 165   // The alignment expression is a constant expression.
 166   EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(
 167       S, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
 168   ExprResult Result = S.SubstExpr(Aligned->getAlignment(), TemplateArgs);
 169   if (!Result.isInvalid())
 170     S.AddAlignValueAttr(Aligned->getLocation(), New, Result.getAs<Expr>(),
 171                         Aligned->getSpellingListIndex());
 172 }
 173
 174 static void instantiateDependentAllocAlignAttr(
 175     Sema &S, const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 176     const AllocAlignAttr *Align, Decl *New) {
 177   Expr *Param = IntegerLiteral::Create(
 178       S.getASTContext(), llvm::APInt(64, Align->getParamIndex()),
 179       S.getASTContext().UnsignedLongLongTy, Align->getLocation());
 180   S.AddAllocAlignAttr(Align->getLocation(), New, Param,
 181                       Align->getSpellingListIndex());
 182 }
 183
 184 static Expr *instantiateDependentFunctionAttrCondition(
 185     Sema &S, const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 186     const Attr *A, Expr *OldCond, const Decl *Tmpl, FunctionDecl *New) {
 187   Expr *Cond = nullptr;
 188   {
 189     Sema::ContextRAII SwitchContext(S, New);
 190     EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(
 191         S, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
 192     ExprResult Result = S.SubstExpr(OldCond, TemplateArgs);
 193     if (Result.isInvalid())
 194       return nullptr;
 195     Cond = Result.getAs<Expr>();
 196   }
 197   if (!Cond->isTypeDependent()) {
 198     ExprResult Converted = S.PerformContextuallyConvertToBool(Cond);
 199     if (Converted.isInvalid())
 200       return nullptr;
 201     Cond = Converted.get();
 202   }
 203
 204   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Diags;
 205   if (OldCond->isValueDependent() && !Cond->isValueDependent() &&
 206       !Expr::isPotentialConstantExprUnevaluated(Cond, New, Diags)) {
 207     S.Diag(A->getLocation(), diag::err_attr_cond_never_constant_expr) << A;
 208     for (const auto &P : Diags)
 209       S.Diag(P.first, P.second);
 210     return nullptr;
 211   }
 212   return Cond;
 213 }
 214
 215 static void instantiateDependentEnableIfAttr(
 216     Sema &S, const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 217     const EnableIfAttr *EIA, const Decl *Tmpl, FunctionDecl *New) {
 218   Expr *Cond = instantiateDependentFunctionAttrCondition(
 219       S, TemplateArgs, EIA, EIA->getCond(), Tmpl, New);
 220
 221   if (Cond)
 222     New->addAttr(new (S.getASTContext()) EnableIfAttr(
 223         EIA->getLocation(), S.getASTContext(), Cond, EIA->getMessage(),
 224         EIA->getSpellingListIndex()));
 225 }
 226
 227 static void instantiateDependentDiagnoseIfAttr(
 228     Sema &S, const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 229     const DiagnoseIfAttr *DIA, const Decl *Tmpl, FunctionDecl *New) {
 230   Expr *Cond = instantiateDependentFunctionAttrCondition(
 231       S, TemplateArgs, DIA, DIA->getCond(), Tmpl, New);
 232
 233   if (Cond)
 234     New->addAttr(new (S.getASTContext()) DiagnoseIfAttr(
 235         DIA->getLocation(), S.getASTContext(), Cond, DIA->getMessage(),
 236         DIA->getDiagnosticType(), DIA->getArgDependent(), New,
 237         DIA->getSpellingListIndex()));
 238 }
 239
 240 // Constructs and adds to New a new instance of CUDALaunchBoundsAttr using
 241 // template A as the base and arguments from TemplateArgs.
 242 static void instantiateDependentCUDALaunchBoundsAttr(
 243     Sema &S, const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 244     const CUDALaunchBoundsAttr &Attr, Decl *New) {
 245   // The alignment expression is a constant expression.
 246   EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(
 247       S, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
 248
 249   ExprResult Result = S.SubstExpr(Attr.getMaxThreads(), TemplateArgs);
 250   if (Result.isInvalid())
 251     return;
 252   Expr *MaxThreads = Result.getAs<Expr>();
 253
 254   Expr *MinBlocks = nullptr;
 255   if (Attr.getMinBlocks()) {
 256     Result = S.SubstExpr(Attr.getMinBlocks(), TemplateArgs);
 257     if (Result.isInvalid())
 258       return;
 259     MinBlocks = Result.getAs<Expr>();
 260   }
 261
 262   S.AddLaunchBoundsAttr(Attr.getLocation(), New, MaxThreads, MinBlocks,
 263                         Attr.getSpellingListIndex());
 264 }
 265
 266 static void
 267 instantiateDependentModeAttr(Sema &S,
 268                              const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 269                              const ModeAttr &Attr, Decl *New) {
 270   S.AddModeAttr(Attr.getRange(), New, Attr.getMode(),
 271                 Attr.getSpellingListIndex(), /*InInstantiation=*/true);
 272 }
 273
 274 /// Instantiation of 'declare simd' attribute and its arguments.
 275 static void instantiateOMPDeclareSimdDeclAttr(
 276     Sema &S, const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 277     const OMPDeclareSimdDeclAttr &Attr, Decl *New) {
 278   // Allow 'this' in clauses with varlists.
 279   if (auto *FTD = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(New))
 280     New = FTD->getTemplatedDecl();
 281   auto *FD = cast<FunctionDecl>(New);
 282   auto *ThisContext = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(FD->getDeclContext());
 283   SmallVector<Expr *, 4> Uniforms, Aligneds, Alignments, Linears, Steps;
 284   SmallVector<unsigned, 4> LinModifiers;
 285
 286   auto &&Subst = [&](Expr *E) -> ExprResult {
 287     if (auto *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(E->IgnoreParenImpCasts()))
 288       if (auto *PVD = dyn_cast<ParmVarDecl>(DRE->getDecl())) {
 289         Sema::ContextRAII SavedContext(S, FD);
 290         LocalInstantiationScope Local(S);
 291         if (FD->getNumParams() > PVD->getFunctionScopeIndex())
 292           Local.InstantiatedLocal(
 293               PVD, FD->getParamDecl(PVD->getFunctionScopeIndex()));
 294         return S.SubstExpr(E, TemplateArgs);
 295       }
 296     Sema::CXXThisScopeRAII ThisScope(S, ThisContext, /*TypeQuals=*/0,
 297                                      FD->isCXXInstanceMember());
 298     return S.SubstExpr(E, TemplateArgs);
 299   };
 300
 301   ExprResult Simdlen;
 302   if (auto *E = Attr.getSimdlen())
 303     Simdlen = Subst(E);
 304
 305   if (Attr.uniforms_size() > 0) {
 306     for(auto *E : Attr.uniforms()) {
 307       ExprResult Inst = Subst(E);
 308       if (Inst.isInvalid())
 309         continue;
 310       Uniforms.push_back(Inst.get());
 311     }
 312   }
 313
 314   auto AI = Attr.alignments_begin();
 315   for (auto *E : Attr.aligneds()) {
 316     ExprResult Inst = Subst(E);
 317     if (Inst.isInvalid())
 318       continue;
 319     Aligneds.push_back(Inst.get());
 320     Inst = ExprEmpty();
 321     if (*AI)
 322       Inst = S.SubstExpr(*AI, TemplateArgs);
 323     Alignments.push_back(Inst.get());
 324     ++AI;
 325   }
 326
 327   auto SI = Attr.steps_begin();
 328   for (auto *E : Attr.linears()) {
 329     ExprResult Inst = Subst(E);
 330     if (Inst.isInvalid())
 331       continue;
 332     Linears.push_back(Inst.get());
 333     Inst = ExprEmpty();
 334     if (*SI)
 335       Inst = S.SubstExpr(*SI, TemplateArgs);
 336     Steps.push_back(Inst.get());
 337     ++SI;
 338   }
 339   LinModifiers.append(Attr.modifiers_begin(), Attr.modifiers_end());
 340   (void)S.ActOnOpenMPDeclareSimdDirective(
 341       S.ConvertDeclToDeclGroup(New), Attr.getBranchState(), Simdlen.get(),
 342       Uniforms, Aligneds, Alignments, Linears, LinModifiers, Steps,
 343       Attr.getRange());
 344 }
 345
 346 static bool DeclContainsAttr(const Decl *D, const Attr *NewAttr) {
 347   if (!D->hasAttrs() || NewAttr->duplicatesAllowed())
 348     return false;
 349   return llvm::find_if(D->getAttrs(), [NewAttr](const Attr *Attr) {
 350            return Attr->getKind() == NewAttr->getKind();
 351          }) != D->getAttrs().end();
 352 }
 353
 354 void Sema::InstantiateAttrsForDecl(
 355     const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs, const Decl *Tmpl,
 356     Decl *New, LateInstantiatedAttrVec *LateAttrs,
 357     LocalInstantiationScope *OuterMostScope) {
 358   if (NamedDecl *ND = dyn_cast<NamedDecl>(New)) {
 359     for (const auto *TmplAttr : Tmpl->attrs()) {
 360       // FIXME: If any of the special case versions from InstantiateAttrs become
 361       // applicable to template declaration, we'll need to add them here.
 362       CXXThisScopeRAII ThisScope(
 363           *this, dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(ND->getDeclContext()),
 364           /*TypeQuals*/ 0, ND->isCXXInstanceMember());
 365
 366       Attr *NewAttr = sema::instantiateTemplateAttributeForDecl(
 367           TmplAttr, Context, *this, TemplateArgs);
 368       if (NewAttr && !DeclContainsAttr(New, NewAttr))
 369         New->addAttr(NewAttr);
 370     }
 371   }
 372 }
 373
 374 void Sema::InstantiateAttrs(const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 375                             const Decl *Tmpl, Decl *New,
 376                             LateInstantiatedAttrVec *LateAttrs,
 377                             LocalInstantiationScope *OuterMostScope) {
 378   for (const auto *TmplAttr : Tmpl->attrs()) {
 379     // FIXME: This should be generalized to more than just the AlignedAttr.
 380     const AlignedAttr *Aligned = dyn_cast<AlignedAttr>(TmplAttr);
 381     if (Aligned && Aligned->isAlignmentDependent()) {
 382       instantiateDependentAlignedAttr(*this, TemplateArgs, Aligned, New);
 383       continue;
 384     }
 385
 386     const AssumeAlignedAttr *AssumeAligned = dyn_cast<AssumeAlignedAttr>(TmplAttr);
 387     if (AssumeAligned) {
 388       instantiateDependentAssumeAlignedAttr(*this, TemplateArgs, AssumeAligned, New);
 389       continue;
 390     }
 391
 392     const AlignValueAttr *AlignValue = dyn_cast<AlignValueAttr>(TmplAttr);
 393     if (AlignValue) {
 394       instantiateDependentAlignValueAttr(*this, TemplateArgs, AlignValue, New);
 395       continue;
 396     }
 397
 398     if (const auto *AllocAlign = dyn_cast<AllocAlignAttr>(TmplAttr)) {
 399       instantiateDependentAllocAlignAttr(*this, TemplateArgs, AllocAlign, New);
 400       continue;
 401     }
 402
 403
 404     if (const auto *EnableIf = dyn_cast<EnableIfAttr>(TmplAttr)) {
 405       instantiateDependentEnableIfAttr(*this, TemplateArgs, EnableIf, Tmpl,
 406                                        cast<FunctionDecl>(New));
 407       continue;
 408     }
 409
 410     if (const auto *DiagnoseIf = dyn_cast<DiagnoseIfAttr>(TmplAttr)) {
 411       instantiateDependentDiagnoseIfAttr(*this, TemplateArgs, DiagnoseIf, Tmpl,
 412                                          cast<FunctionDecl>(New));
 413       continue;
 414     }
 415
 416     if (const CUDALaunchBoundsAttr *CUDALaunchBounds =
 417             dyn_cast<CUDALaunchBoundsAttr>(TmplAttr)) {
 418       instantiateDependentCUDALaunchBoundsAttr(*this, TemplateArgs,
 419                                                *CUDALaunchBounds, New);
 420       continue;
 421     }
 422
 423     if (const ModeAttr *Mode = dyn_cast<ModeAttr>(TmplAttr)) {
 424       instantiateDependentModeAttr(*this, TemplateArgs, *Mode, New);
 425       continue;
 426     }
 427
 428     if (const auto *OMPAttr = dyn_cast<OMPDeclareSimdDeclAttr>(TmplAttr)) {
 429       instantiateOMPDeclareSimdDeclAttr(*this, TemplateArgs, *OMPAttr, New);
 430       continue;
 431     }
 432
 433     // Existing DLL attribute on the instantiation takes precedence.
 434     if (TmplAttr->getKind() == attr::DLLExport ||
 435         TmplAttr->getKind() == attr::DLLImport) {
 436       if (New->hasAttr<DLLExportAttr>() || New->hasAttr<DLLImportAttr>()) {
 437         continue;
 438       }
 439     }
 440
 441     if (auto ABIAttr = dyn_cast<ParameterABIAttr>(TmplAttr)) {
 442       AddParameterABIAttr(ABIAttr->getRange(), New, ABIAttr->getABI(),
 443                           ABIAttr->getSpellingListIndex());
 444       continue;
 445     }
 446
 447     if (isa<NSConsumedAttr>(TmplAttr) || isa<CFConsumedAttr>(TmplAttr)) {
 448       AddNSConsumedAttr(TmplAttr->getRange(), New,
 449                         TmplAttr->getSpellingListIndex(),
 450                         isa<NSConsumedAttr>(TmplAttr),
 451                         /*template instantiation*/ true);
 452       continue;
 453     }
 454
 455     assert(!TmplAttr->isPackExpansion());
 456     if (TmplAttr->isLateParsed() && LateAttrs) {
 457       // Late parsed attributes must be instantiated and attached after the
 458       // enclosing class has been instantiated.  See Sema::InstantiateClass.
 459       LocalInstantiationScope *Saved = nullptr;
 460       if (CurrentInstantiationScope)
 461         Saved = CurrentInstantiationScope->cloneScopes(OuterMostScope);
 462       LateAttrs->push_back(LateInstantiatedAttribute(TmplAttr, Saved, New));
 463     } else {
 464       // Allow 'this' within late-parsed attributes.
 465       NamedDecl *ND = dyn_cast<NamedDecl>(New);
 466       CXXRecordDecl *ThisContext =
 467           dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(ND->getDeclContext());
 468       CXXThisScopeRAII ThisScope(*this, ThisContext, /*TypeQuals*/0,
 469                                  ND && ND->isCXXInstanceMember());
 470
 471       Attr *NewAttr = sema::instantiateTemplateAttribute(TmplAttr, Context,
 472                                                          *this, TemplateArgs);
 473
 474       if (NewAttr && !DeclContainsAttr(New, NewAttr))
 475         New->addAttr(NewAttr);
 476     }
 477   }
 478 }
 479
 480 /// Get the previous declaration of a declaration for the purposes of template
 481 /// instantiation. If this finds a previous declaration, then the previous
 482 /// declaration of the instantiation of D should be an instantiation of the
 483 /// result of this function.
 484 template<typename DeclT>
 485 static DeclT *getPreviousDeclForInstantiation(DeclT *D) {
 486   DeclT *Result = D->getPreviousDecl();
 487
 488   // If the declaration is within a class, and the previous declaration was
 489   // merged from a different definition of that class, then we don't have a
 490   // previous declaration for the purpose of template instantiation.
 491   if (Result && isa<CXXRecordDecl>(D->getDeclContext()) &&
 492       D->getLexicalDeclContext() != Result->getLexicalDeclContext())
 493     return nullptr;
 494
 495   return Result;
 496 }
 497
 498 Decl *
 499 TemplateDeclInstantiator::VisitTranslationUnitDecl(TranslationUnitDecl *D) {
 500   llvm_unreachable("Translation units cannot be instantiated");
 501 }
 502
 503 Decl *
 504 TemplateDeclInstantiator::VisitPragmaCommentDecl(PragmaCommentDecl *D) {
 505   llvm_unreachable("pragma comment cannot be instantiated");
 506 }
 507
 508 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitPragmaDetectMismatchDecl(
 509     PragmaDetectMismatchDecl *D) {
 510   llvm_unreachable("pragma comment cannot be instantiated");
 511 }
 512
 513 Decl *
 514 TemplateDeclInstantiator::VisitExternCContextDecl(ExternCContextDecl *D) {
 515   llvm_unreachable("extern \"C\" context cannot be instantiated");
 516 }
 517
 518 Decl *
 519 TemplateDeclInstantiator::VisitLabelDecl(LabelDecl *D) {
 520   LabelDecl *Inst = LabelDecl::Create(SemaRef.Context, Owner, D->getLocation(),
 521                                       D->getIdentifier());
 522   Owner->addDecl(Inst);
 523   return Inst;
 524 }
 525
 526 Decl *
 527 TemplateDeclInstantiator::VisitNamespaceDecl(NamespaceDecl *D) {
 528   llvm_unreachable("Namespaces cannot be instantiated");
 529 }
 530
 531 Decl *
 532 TemplateDeclInstantiator::VisitNamespaceAliasDecl(NamespaceAliasDecl *D) {
 533   NamespaceAliasDecl *Inst
 534     = NamespaceAliasDecl::Create(SemaRef.Context, Owner,
 535                                  D->getNamespaceLoc(),
 536                                  D->getAliasLoc(),
 537                                  D->getIdentifier(),
 538                                  D->getQualifierLoc(),
 539                                  D->getTargetNameLoc(),
 540                                  D->getNamespace());
 541   Owner->addDecl(Inst);
 542   return Inst;
 543 }
 544
 545 Decl *TemplateDeclInstantiator::InstantiateTypedefNameDecl(TypedefNameDecl *D,
 546                                                            bool IsTypeAlias) {
 547   bool Invalid = false;
 548   TypeSourceInfo *DI = D->getTypeSourceInfo();
 549   if (DI->getType()->isInstantiationDependentType() ||
 550       DI->getType()->isVariablyModifiedType()) {
 551     DI = SemaRef.SubstType(DI, TemplateArgs,
 552                            D->getLocation(), D->getDeclName());
 553     if (!DI) {
 554       Invalid = true;
 555       DI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(SemaRef.Context.IntTy);
 556     }
 557   } else {
 558     SemaRef.MarkDeclarationsReferencedInType(D->getLocation(), DI->getType());
 559   }
 560
 561   // HACK: g++ has a bug where it gets the value kind of ?: wrong.
 562   // libstdc++ relies upon this bug in its implementation of common_type.
 563   // If we happen to be processing that implementation, fake up the g++ ?:
 564   // semantics. See LWG issue 2141 for more information on the bug.
 565   const DecltypeType *DT = DI->getType()->getAs<DecltypeType>();
 566   CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D->getDeclContext());
 567   if (DT && RD && isa<ConditionalOperator>(DT->getUnderlyingExpr()) &&
 568       DT->isReferenceType() &&
 569       RD->getEnclosingNamespaceContext() == SemaRef.getStdNamespace() &&
 570       RD->getIdentifier() && RD->getIdentifier()->isStr("common_type") &&
 571       D->getIdentifier() && D->getIdentifier()->isStr("type") &&
 572       SemaRef.getSourceManager().isInSystemHeader(D->getLocStart()))
 573     // Fold it to the (non-reference) type which g++ would have produced.
 574     DI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(
 575       DI->getType().getNonReferenceType());
 576
 577   // Create the new typedef
 578   TypedefNameDecl *Typedef;
 579   if (IsTypeAlias)
 580     Typedef = TypeAliasDecl::Create(SemaRef.Context, Owner, D->getLocStart(),
 581                                     D->getLocation(), D->getIdentifier(), DI);
 582   else
 583     Typedef = TypedefDecl::Create(SemaRef.Context, Owner, D->getLocStart(),
 584                                   D->getLocation(), D->getIdentifier(), DI);
 585   if (Invalid)
 586     Typedef->setInvalidDecl();
 587
 588   // If the old typedef was the name for linkage purposes of an anonymous
 589   // tag decl, re-establish that relationship for the new typedef.
 590   if (const TagType *oldTagType = D->getUnderlyingType()->getAs<TagType>()) {
 591     TagDecl *oldTag = oldTagType->getDecl();
 592     if (oldTag->getTypedefNameForAnonDecl() == D && !Invalid) {
 593       TagDecl *newTag = DI->getType()->castAs<TagType>()->getDecl();
 594       assert(!newTag->hasNameForLinkage());
 595       newTag->setTypedefNameForAnonDecl(Typedef);
 596     }
 597   }
 598
 599   if (TypedefNameDecl *Prev = getPreviousDeclForInstantiation(D)) {
 600     NamedDecl *InstPrev = SemaRef.FindInstantiatedDecl(D->getLocation(), Prev,
 601                                                        TemplateArgs);
 602     if (!InstPrev)
 603       return nullptr;
 604
 605     TypedefNameDecl *InstPrevTypedef = cast<TypedefNameDecl>(InstPrev);
 606
 607     // If the typedef types are not identical, reject them.
 608     SemaRef.isIncompatibleTypedef(InstPrevTypedef, Typedef);
 609
 610     Typedef->setPreviousDecl(InstPrevTypedef);
 611   }
 612
 613   SemaRef.InstantiateAttrs(TemplateArgs, D, Typedef);
 614
 615   Typedef->setAccess(D->getAccess());
 616
 617   return Typedef;
 618 }
 619
 620 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitTypedefDecl(TypedefDecl *D) {
 621   Decl *Typedef = InstantiateTypedefNameDecl(D, /*IsTypeAlias=*/false);
 622   if (Typedef)
 623     Owner->addDecl(Typedef);
 624   return Typedef;
 625 }
 626
 627 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitTypeAliasDecl(TypeAliasDecl *D) {
 628   Decl *Typedef = InstantiateTypedefNameDecl(D, /*IsTypeAlias=*/true);
 629   if (Typedef)
 630     Owner->addDecl(Typedef);
 631   return Typedef;
 632 }
 633
 634 Decl *
 635 TemplateDeclInstantiator::VisitTypeAliasTemplateDecl(TypeAliasTemplateDecl *D) {
 636   // Create a local instantiation scope for this type alias template, which
 637   // will contain the instantiations of the template parameters.
 638   LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
 639
 640   TemplateParameterList *TempParams = D->getTemplateParameters();
 641   TemplateParameterList *InstParams = SubstTemplateParams(TempParams);
 642   if (!InstParams)
 643     return nullptr;
 644
 645   TypeAliasDecl *Pattern = D->getTemplatedDecl();
 646
 647   TypeAliasTemplateDecl *PrevAliasTemplate = nullptr;
 648   if (getPreviousDeclForInstantiation<TypedefNameDecl>(Pattern)) {
 649     DeclContext::lookup_result Found = Owner->lookup(Pattern->getDeclName());
 650     if (!Found.empty()) {
 651       PrevAliasTemplate = dyn_cast<TypeAliasTemplateDecl>(Found.front());
 652     }
 653   }
 654
 655   TypeAliasDecl *AliasInst = cast_or_null<TypeAliasDecl>(
 656     InstantiateTypedefNameDecl(Pattern, /*IsTypeAlias=*/true));
 657   if (!AliasInst)
 658     return nullptr;
 659
 660   TypeAliasTemplateDecl *Inst
 661     = TypeAliasTemplateDecl::Create(SemaRef.Context, Owner, D->getLocation(),
 662                                     D->getDeclName(), InstParams, AliasInst);
 663   AliasInst->setDescribedAliasTemplate(Inst);
 664   if (PrevAliasTemplate)
 665     Inst->setPreviousDecl(PrevAliasTemplate);
 666
 667   Inst->setAccess(D->getAccess());
 668
 669   if (!PrevAliasTemplate)
 670     Inst->setInstantiatedFromMemberTemplate(D);
 671
 672   Owner->addDecl(Inst);
 673
 674   return Inst;
 675 }
 676
 677 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitBindingDecl(BindingDecl *D) {
 678   auto *NewBD = BindingDecl::Create(SemaRef.Context, Owner, D->getLocation(),
 679                                     D->getIdentifier());
 680   SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, NewBD);
 681   return NewBD;
 682 }
 683
 684 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitDecompositionDecl(DecompositionDecl *D) {
 685   // Transform the bindings first.
 686   SmallVector<BindingDecl*, 16> NewBindings;
 687   for (auto *OldBD : D->bindings())
 688     NewBindings.push_back(cast<BindingDecl>(VisitBindingDecl(OldBD)));
 689   ArrayRef<BindingDecl*> NewBindingArray = NewBindings;
 690
 691   auto *NewDD = cast_or_null<DecompositionDecl>(
 692       VisitVarDecl(D, /*InstantiatingVarTemplate=*/false, &NewBindingArray));
 693
 694   if (!NewDD || NewDD->isInvalidDecl())
 695     for (auto *NewBD : NewBindings)
 696       NewBD->setInvalidDecl();
 697
 698   return NewDD;
 699 }
 700
 701 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitVarDecl(VarDecl *D) {
 702   return VisitVarDecl(D, /*InstantiatingVarTemplate=*/false);
 703 }
 704
 705 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitVarDecl(VarDecl *D,
 706                                              bool InstantiatingVarTemplate,
 707                                              ArrayRef<BindingDecl*> *Bindings) {
 708
 709   // Do substitution on the type of the declaration
 710   TypeSourceInfo *DI = SemaRef.SubstType(
 711       D->getTypeSourceInfo(), TemplateArgs, D->getTypeSpecStartLoc(),
 712       D->getDeclName(), /*AllowDeducedTST*/true);
 713   if (!DI)
 714     return nullptr;
 715
 716   if (DI->getType()->isFunctionType()) {
 717     SemaRef.Diag(D->getLocation(), diag::err_variable_instantiates_to_function)
 718       << D->isStaticDataMember() << DI->getType();
 719     return nullptr;
 720   }
 721
 722   DeclContext *DC = Owner;
 723   if (D->isLocalExternDecl())
 724     SemaRef.adjustContextForLocalExternDecl(DC);
 725
 726   // Build the instantiated declaration.
 727   VarDecl *Var;
 728   if (Bindings)
 729     Var = DecompositionDecl::Create(SemaRef.Context, DC, D->getInnerLocStart(),
 730                                     D->getLocation(), DI->getType(), DI,
 731                                     D->getStorageClass(), *Bindings);
 732   else
 733     Var = VarDecl::Create(SemaRef.Context, DC, D->getInnerLocStart(),
 734                           D->getLocation(), D->getIdentifier(), DI->getType(),
 735                           DI, D->getStorageClass());
 736
 737   // In ARC, infer 'retaining' for variables of retainable type.
 738   if (SemaRef.getLangOpts().ObjCAutoRefCount &&
 739       SemaRef.inferObjCARCLifetime(Var))
 740     Var->setInvalidDecl();
 741
 742   // Substitute the nested name specifier, if any.
 743   if (SubstQualifier(D, Var))
 744     return nullptr;
 745
 746   SemaRef.BuildVariableInstantiation(Var, D, TemplateArgs, LateAttrs, Owner,
 747                                      StartingScope, InstantiatingVarTemplate);
 748
 749   if (D->isNRVOVariable()) {
 750     QualType ReturnType = cast<FunctionDecl>(DC)->getReturnType();
 751     if (SemaRef.isCopyElisionCandidate(ReturnType, Var, false))
 752       Var->setNRVOVariable(true);
 753   }
 754
 755   Var->setImplicit(D->isImplicit());
 756
 757   return Var;
 758 }
 759
 760 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitAccessSpecDecl(AccessSpecDecl *D) {
 761   AccessSpecDecl* AD
 762     = AccessSpecDecl::Create(SemaRef.Context, D->getAccess(), Owner,
 763                              D->getAccessSpecifierLoc(), D->getColonLoc());
 764   Owner->addHiddenDecl(AD);
 765   return AD;
 766 }
 767
 768 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitFieldDecl(FieldDecl *D) {
 769   bool Invalid = false;
 770   TypeSourceInfo *DI = D->getTypeSourceInfo();
 771   if (DI->getType()->isInstantiationDependentType() ||
 772       DI->getType()->isVariablyModifiedType())  {
 773     DI = SemaRef.SubstType(DI, TemplateArgs,
 774                            D->getLocation(), D->getDeclName());
 775     if (!DI) {
 776       DI = D->getTypeSourceInfo();
 777       Invalid = true;
 778     } else if (DI->getType()->isFunctionType()) {
 779       // C++ [temp.arg.type]p3:
 780       //   If a declaration acquires a function type through a type
 781       //   dependent on a template-parameter and this causes a
 782       //   declaration that does not use the syntactic form of a
 783       //   function declarator to have function type, the program is
 784       //   ill-formed.
 785       SemaRef.Diag(D->getLocation(), diag::err_field_instantiates_to_function)
 786         << DI->getType();
 787       Invalid = true;
 788     }
 789   } else {
 790     SemaRef.MarkDeclarationsReferencedInType(D->getLocation(), DI->getType());
 791   }
 792
 793   Expr *BitWidth = D->getBitWidth();
 794   if (Invalid)
 795     BitWidth = nullptr;
 796   else if (BitWidth) {
 797     // The bit-width expression is a constant expression.
 798     EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(
 799         SemaRef, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
 800
 801     ExprResult InstantiatedBitWidth
 802       = SemaRef.SubstExpr(BitWidth, TemplateArgs);
 803     if (InstantiatedBitWidth.isInvalid()) {
 804       Invalid = true;
 805       BitWidth = nullptr;
 806     } else
 807       BitWidth = InstantiatedBitWidth.getAs<Expr>();
 808   }
 809
 810   FieldDecl *Field = SemaRef.CheckFieldDecl(D->getDeclName(),
 811                                             DI->getType(), DI,
 812                                             cast<RecordDecl>(Owner),
 813                                             D->getLocation(),
 814                                             D->isMutable(),
 815                                             BitWidth,
 816                                             D->getInClassInitStyle(),
 817                                             D->getInnerLocStart(),
 818                                             D->getAccess(),
 819                                             nullptr);
 820   if (!Field) {
 821     cast<Decl>(Owner)->setInvalidDecl();
 822     return nullptr;
 823   }
 824
 825   SemaRef.InstantiateAttrs(TemplateArgs, D, Field, LateAttrs, StartingScope);
 826
 827   if (Field->hasAttrs())
 828     SemaRef.CheckAlignasUnderalignment(Field);
 829
 830   if (Invalid)
 831     Field->setInvalidDecl();
 832
 833   if (!Field->getDeclName()) {
 834     // Keep track of where this decl came from.
 835     SemaRef.Context.setInstantiatedFromUnnamedFieldDecl(Field, D);
 836   }
 837   if (CXXRecordDecl *Parent= dyn_cast<CXXRecordDecl>(Field->getDeclContext())) {
 838     if (Parent->isAnonymousStructOrUnion() &&
 839         Parent->getRedeclContext()->isFunctionOrMethod())
 840       SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, Field);
 841   }
 842
 843   Field->setImplicit(D->isImplicit());
 844   Field->setAccess(D->getAccess());
 845   Owner->addDecl(Field);
 846
 847   return Field;
 848 }
 849
 850 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitMSPropertyDecl(MSPropertyDecl *D) {
 851   bool Invalid = false;
 852   TypeSourceInfo *DI = D->getTypeSourceInfo();
 853
 854   if (DI->getType()->isVariablyModifiedType()) {
 855     SemaRef.Diag(D->getLocation(), diag::err_property_is_variably_modified)
 856       << D;
 857     Invalid = true;
 858   } else if (DI->getType()->isInstantiationDependentType())  {
 859     DI = SemaRef.SubstType(DI, TemplateArgs,
 860                            D->getLocation(), D->getDeclName());
 861     if (!DI) {
 862       DI = D->getTypeSourceInfo();
 863       Invalid = true;
 864     } else if (DI->getType()->isFunctionType()) {
 865       // C++ [temp.arg.type]p3:
 866       //   If a declaration acquires a function type through a type
 867       //   dependent on a template-parameter and this causes a
 868       //   declaration that does not use the syntactic form of a
 869       //   function declarator to have function type, the program is
 870       //   ill-formed.
 871       SemaRef.Diag(D->getLocation(), diag::err_field_instantiates_to_function)
 872       << DI->getType();
 873       Invalid = true;
 874     }
 875   } else {
 876     SemaRef.MarkDeclarationsReferencedInType(D->getLocation(), DI->getType());
 877   }
 878
 879   MSPropertyDecl *Property = MSPropertyDecl::Create(
 880       SemaRef.Context, Owner, D->getLocation(), D->getDeclName(), DI->getType(),
 881       DI, D->getLocStart(), D->getGetterId(), D->getSetterId());
 882
 883   SemaRef.InstantiateAttrs(TemplateArgs, D, Property, LateAttrs,
 884                            StartingScope);
 885
 886   if (Invalid)
 887     Property->setInvalidDecl();
 888
 889   Property->setAccess(D->getAccess());
 890   Owner->addDecl(Property);
 891
 892   return Property;
 893 }
 894
 895 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitIndirectFieldDecl(IndirectFieldDecl *D) {
 896   NamedDecl **NamedChain =
 897     new (SemaRef.Context)NamedDecl*[D->getChainingSize()];
 898
 899   int i = 0;
 900   for (auto *PI : D->chain()) {
 901     NamedDecl *Next = SemaRef.FindInstantiatedDecl(D->getLocation(), PI,
 902                                               TemplateArgs);
 903     if (!Next)
 904       return nullptr;
 905
 906     NamedChain[i++] = Next;
 907   }
 908
 909   QualType T = cast<FieldDecl>(NamedChain[i-1])->getType();
 910   IndirectFieldDecl *IndirectField = IndirectFieldDecl::Create(
 911       SemaRef.Context, Owner, D->getLocation(), D->getIdentifier(), T,
 912       {NamedChain, D->getChainingSize()});
 913
 914   for (const auto *Attr : D->attrs())
 915     IndirectField->addAttr(Attr->clone(SemaRef.Context));
 916
 917   IndirectField->setImplicit(D->isImplicit());
 918   IndirectField->setAccess(D->getAccess());
 919   Owner->addDecl(IndirectField);
 920   return IndirectField;
 921 }
 922
 923 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitFriendDecl(FriendDecl *D) {
 924   // Handle friend type expressions by simply substituting template
 925   // parameters into the pattern type and checking the result.
 926   if (TypeSourceInfo *Ty = D->getFriendType()) {
 927     TypeSourceInfo *InstTy;
 928     // If this is an unsupported friend, don't bother substituting template
 929     // arguments into it. The actual type referred to won't be used by any
 930     // parts of Clang, and may not be valid for instantiating. Just use the
 931     // same info for the instantiated friend.
 932     if (D->isUnsupportedFriend()) {
 933       InstTy = Ty;
 934     } else {
 935       InstTy = SemaRef.SubstType(Ty, TemplateArgs,
 936                                  D->getLocation(), DeclarationName());
 937     }
 938     if (!InstTy)
 939       return nullptr;
 940
 941     FriendDecl *FD = SemaRef.CheckFriendTypeDecl(D->getLocStart(),
 942                                                  D->getFriendLoc(), InstTy);
 943     if (!FD)
 944       return nullptr;
 945
 946     FD->setAccess(AS_public);
 947     FD->setUnsupportedFriend(D->isUnsupportedFriend());
 948     Owner->addDecl(FD);
 949     return FD;
 950   }
 951
 952   NamedDecl *ND = D->getFriendDecl();
 953   assert(ND && "friend decl must be a decl or a type!");
 954
 955   // All of the Visit implementations for the various potential friend
 956   // declarations have to be carefully written to work for friend
 957   // objects, with the most important detail being that the target
 958   // decl should almost certainly not be placed in Owner.
 959   Decl *NewND = Visit(ND);
 960   if (!NewND) return nullptr;
 961
 962   FriendDecl *FD =
 963     FriendDecl::Create(SemaRef.Context, Owner, D->getLocation(),
 964                        cast<NamedDecl>(NewND), D->getFriendLoc());
 965   FD->setAccess(AS_public);
 966   FD->setUnsupportedFriend(D->isUnsupportedFriend());
 967   Owner->addDecl(FD);
 968   return FD;
 969 }
 970
 971 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitStaticAssertDecl(StaticAssertDecl *D) {
 972   Expr *AssertExpr = D->getAssertExpr();
 973
 974   // The expression in a static assertion is a constant expression.
 975   EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(
 976       SemaRef, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
 977
 978   ExprResult InstantiatedAssertExpr
 979     = SemaRef.SubstExpr(AssertExpr, TemplateArgs);
 980   if (InstantiatedAssertExpr.isInvalid())
 981     return nullptr;
 982
 983   return SemaRef.BuildStaticAssertDeclaration(D->getLocation(),
 984                                               InstantiatedAssertExpr.get(),
 985                                               D->getMessage(),
 986                                               D->getRParenLoc(),
 987                                               D->isFailed());
 988 }
 989
 990 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitEnumDecl(EnumDecl *D) {
 991   EnumDecl *PrevDecl = nullptr;
 992   if (EnumDecl *PatternPrev = getPreviousDeclForInstantiation(D)) {
 993     NamedDecl *Prev = SemaRef.FindInstantiatedDecl(D->getLocation(),
 994                                                    PatternPrev,
 995                                                    TemplateArgs);
 996     if (!Prev) return nullptr;
 997     PrevDecl = cast<EnumDecl>(Prev);
 998   }
 999
1000   EnumDecl *Enum = EnumDecl::Create(SemaRef.Context, Owner, D->getLocStart(),
1001                                     D->getLocation(), D->getIdentifier(),
1002                                     PrevDecl, D->isScoped(),
1003                                     D->isScopedUsingClassTag(), D->isFixed());
1004   if (D->isFixed()) {
1005     if (TypeSourceInfo *TI = D->getIntegerTypeSourceInfo()) {
1006       // If we have type source information for the underlying type, it means it
1007       // has been explicitly set by the user. Perform substitution on it before
1008       // moving on.
1009       SourceLocation UnderlyingLoc = TI->getTypeLoc().getBeginLoc();
1010       TypeSourceInfo *NewTI = SemaRef.SubstType(TI, TemplateArgs, UnderlyingLoc,
1011                                                 DeclarationName());
1012       if (!NewTI || SemaRef.CheckEnumUnderlyingType(NewTI))
1013         Enum->setIntegerType(SemaRef.Context.IntTy);
1014       else
1015         Enum->setIntegerTypeSourceInfo(NewTI);
1016     } else {
1017       assert(!D->getIntegerType()->isDependentType()
1018              && "Dependent type without type source info");
1019       Enum->setIntegerType(D->getIntegerType());
1020     }
1021   }
1022
1023   SemaRef.InstantiateAttrs(TemplateArgs, D, Enum);
1024
1025   Enum->setInstantiationOfMemberEnum(D, TSK_ImplicitInstantiation);
1026   Enum->setAccess(D->getAccess());
1027   // Forward the mangling number from the template to the instantiated decl.
1028   SemaRef.Context.setManglingNumber(Enum, SemaRef.Context.getManglingNumber(D));
1029   // See if the old tag was defined along with a declarator.
1030   // If it did, mark the new tag as being associated with that declarator.
1031   if (DeclaratorDecl *DD = SemaRef.Context.getDeclaratorForUnnamedTagDecl(D))
1032     SemaRef.Context.addDeclaratorForUnnamedTagDecl(Enum, DD);
1033   // See if the old tag was defined along with a typedef.
1034   // If it did, mark the new tag as being associated with that typedef.
1035   if (TypedefNameDecl *TND = SemaRef.Context.getTypedefNameForUnnamedTagDecl(D))
1036     SemaRef.Context.addTypedefNameForUnnamedTagDecl(Enum, TND);
1037   if (SubstQualifier(D, Enum)) return nullptr;
1038   Owner->addDecl(Enum);
1039
1040   EnumDecl *Def = D->getDefinition();
1041   if (Def && Def != D) {
1042     // If this is an out-of-line definition of an enum member template, check
1043     // that the underlying types match in the instantiation of both
1044     // declarations.
1045     if (TypeSourceInfo *TI = Def->getIntegerTypeSourceInfo()) {
1046       SourceLocation UnderlyingLoc = TI->getTypeLoc().getBeginLoc();
1047       QualType DefnUnderlying =
1048         SemaRef.SubstType(TI->getType(), TemplateArgs,
1049                           UnderlyingLoc, DeclarationName());
1050       SemaRef.CheckEnumRedeclaration(Def->getLocation(), Def->isScoped(),
1051                                      DefnUnderlying,
1052                                      /*EnumUnderlyingIsImplicit=*/false, Enum);
1053     }
1054   }
1055
1056   // C++11 [temp.inst]p1: The implicit instantiation of a class template
1057   // specialization causes the implicit instantiation of the declarations, but
1058   // not the definitions of scoped member enumerations.
1059   //
1060   // DR1484 clarifies that enumeration definitions inside of a template
1061   // declaration aren't considered entities that can be separately instantiated
1062   // from the rest of the entity they are declared inside of.
1063   if (isDeclWithinFunction(D) ? D == Def : Def && !Enum->isScoped()) {
1064     SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, Enum);
1065     InstantiateEnumDefinition(Enum, Def);
1066   }
1067
1068   return Enum;
1069 }
1070
1071 void TemplateDeclInstantiator::InstantiateEnumDefinition(
1072     EnumDecl *Enum, EnumDecl *Pattern) {
1073   Enum->startDefinition();
1074
1075   // Update the location to refer to the definition.
1076   Enum->setLocation(Pattern->getLocation());
1077
1078   SmallVector<Decl*, 4> Enumerators;
1079
1080   EnumConstantDecl *LastEnumConst = nullptr;
1081   for (auto *EC : Pattern->enumerators()) {
1082     // The specified value for the enumerator.
1083     ExprResult Value((Expr *)nullptr);
1084     if (Expr *UninstValue = EC->getInitExpr()) {
1085       // The enumerator's value expression is a constant expression.
1086       EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(
1087           SemaRef, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
1088
1089       Value = SemaRef.SubstExpr(UninstValue, TemplateArgs);
1090     }
1091
1092     // Drop the initial value and continue.
1093     bool isInvalid = false;
1094     if (Value.isInvalid()) {
1095       Value = nullptr;
1096       isInvalid = true;
1097     }
1098
1099     EnumConstantDecl *EnumConst
1100       = SemaRef.CheckEnumConstant(Enum, LastEnumConst,
1101                                   EC->getLocation(), EC->getIdentifier(),
1102                                   Value.get());
1103
1104     if (isInvalid) {
1105       if (EnumConst)
1106         EnumConst->setInvalidDecl();
1107       Enum->setInvalidDecl();
1108     }
1109
1110     if (EnumConst) {
1111       SemaRef.InstantiateAttrs(TemplateArgs, EC, EnumConst);
1112
1113       EnumConst->setAccess(Enum->getAccess());
1114       Enum->addDecl(EnumConst);
1115       Enumerators.push_back(EnumConst);
1116       LastEnumConst = EnumConst;
1117
1118       if (Pattern->getDeclContext()->isFunctionOrMethod() &&
1119           !Enum->isScoped()) {
1120         // If the enumeration is within a function or method, record the enum
1121         // constant as a local.
1122         SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(EC, EnumConst);
1123       }
1124     }
1125   }
1126
1127   SemaRef.ActOnEnumBody(Enum->getLocation(), Enum->getBraceRange(), Enum,
1128                         Enumerators,
1129                         nullptr, nullptr);
1130 }
1131
1132 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitEnumConstantDecl(EnumConstantDecl *D) {
1133   llvm_unreachable("EnumConstantDecls can only occur within EnumDecls.");
1134 }
1135
1136 Decl *
1137 TemplateDeclInstantiator::VisitBuiltinTemplateDecl(BuiltinTemplateDecl *D) {
1138   llvm_unreachable("BuiltinTemplateDecls cannot be instantiated.");
1139 }
1140
1141 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitClassTemplateDecl(ClassTemplateDecl *D) {
1142   bool isFriend = (D->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
1143
1144   // Create a local instantiation scope for this class template, which
1145   // will contain the instantiations of the template parameters.
1146   LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
1147   TemplateParameterList *TempParams = D->getTemplateParameters();
1148   TemplateParameterList *InstParams = SubstTemplateParams(TempParams);
1149   if (!InstParams)
1150     return nullptr;
1151
1152   CXXRecordDecl *Pattern = D->getTemplatedDecl();
1153
1154   // Instantiate the qualifier.  We have to do this first in case
1155   // we're a friend declaration, because if we are then we need to put
1156   // the new declaration in the appropriate context.
1157   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = Pattern->getQualifierLoc();
1158   if (QualifierLoc) {
1159     QualifierLoc = SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc,
1160                                                        TemplateArgs);
1161     if (!QualifierLoc)
1162       return nullptr;
1163   }
1164
1165   CXXRecordDecl *PrevDecl = nullptr;
1166   ClassTemplateDecl *PrevClassTemplate = nullptr;
1167
1168   if (!isFriend && getPreviousDeclForInstantiation(Pattern)) {
1169     DeclContext::lookup_result Found = Owner->lookup(Pattern->getDeclName());
1170     if (!Found.empty()) {
1171       PrevClassTemplate = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Found.front());
1172       if (PrevClassTemplate)
1173         PrevDecl = PrevClassTemplate->getTemplatedDecl();
1174     }
1175   }
1176
1177   // If this isn't a friend, then it's a member template, in which
1178   // case we just want to build the instantiation in the
1179   // specialization.  If it is a friend, we want to build it in
1180   // the appropriate context.
1181   DeclContext *DC = Owner;
1182   if (isFriend) {
1183     if (QualifierLoc) {
1184       CXXScopeSpec SS;
1185       SS.Adopt(QualifierLoc);
1186       DC = SemaRef.computeDeclContext(SS);
1187       if (!DC) return nullptr;
1188     } else {
1189       DC = SemaRef.FindInstantiatedContext(Pattern->getLocation(),
1190                                            Pattern->getDeclContext(),
1191                                            TemplateArgs);
1192     }
1193
1194     // Look for a previous declaration of the template in the owning
1195     // context.
1196     LookupResult R(SemaRef, Pattern->getDeclName(), Pattern->getLocation(),
1197                    Sema::LookupOrdinaryName, Sema::ForRedeclaration);
1198     SemaRef.LookupQualifiedName(R, DC);
1199
1200     if (R.isSingleResult()) {
1201       PrevClassTemplate = R.getAsSingle<ClassTemplateDecl>();
1202       if (PrevClassTemplate)
1203         PrevDecl = PrevClassTemplate->getTemplatedDecl();
1204     }
1205
1206     if (!PrevClassTemplate && QualifierLoc) {
1207       SemaRef.Diag(Pattern->getLocation(), diag::err_not_tag_in_scope)
1208         << D->getTemplatedDecl()->getTagKind() << Pattern->getDeclName() << DC
1209         << QualifierLoc.getSourceRange();
1210       return nullptr;
1211     }
1212
1213     bool AdoptedPreviousTemplateParams = false;
1214     if (PrevClassTemplate) {
1215       bool Complain = true;
1216
1217       // HACK: libstdc++ 4.2.1 contains an ill-formed friend class
1218       // template for struct std::tr1::__detail::_Map_base, where the
1219       // template parameters of the friend declaration don't match the
1220       // template parameters of the original declaration. In this one
1221       // case, we don't complain about the ill-formed friend
1222       // declaration.
1223       if (isFriend && Pattern->getIdentifier() &&
1224           Pattern->getIdentifier()->isStr("_Map_base") &&
1225           DC->isNamespace() &&
1226           cast<NamespaceDecl>(DC)->getIdentifier() &&
1227           cast<NamespaceDecl>(DC)->getIdentifier()->isStr("__detail")) {
1228         DeclContext *DCParent = DC->getParent();
1229         if (DCParent->isNamespace() &&
1230             cast<NamespaceDecl>(DCParent)->getIdentifier() &&
1231             cast<NamespaceDecl>(DCParent)->getIdentifier()->isStr("tr1")) {
1232           if (cast<Decl>(DCParent)->isInStdNamespace())
1233             Complain = false;
1234         }
1235       }
1236
1237       TemplateParameterList *PrevParams
1238         = PrevClassTemplate->getTemplateParameters();
1239
1240       // Make sure the parameter lists match.
1241       if (!SemaRef.TemplateParameterListsAreEqual(InstParams, PrevParams,
1242                                                   Complain,
1243                                                   Sema::TPL_TemplateMatch)) {
1244         if (Complain)
1245           return nullptr;
1246
1247         AdoptedPreviousTemplateParams = true;
1248         InstParams = PrevParams;
1249       }
1250
1251       // Do some additional validation, then merge default arguments
1252       // from the existing declarations.
1253       if (!AdoptedPreviousTemplateParams &&
1254           SemaRef.CheckTemplateParameterList(InstParams, PrevParams,
1255                                              Sema::TPC_ClassTemplate))
1256         return nullptr;
1257     }
1258   }
1259
1260   CXXRecordDecl *RecordInst
1261     = CXXRecordDecl::Create(SemaRef.Context, Pattern->getTagKind(), DC,
1262                             Pattern->getLocStart(), Pattern->getLocation(),
1263                             Pattern->getIdentifier(), PrevDecl,
1264                             /*DelayTypeCreation=*/true);
1265
1266   if (QualifierLoc)
1267     RecordInst->setQualifierInfo(QualifierLoc);
1268
1269   ClassTemplateDecl *Inst
1270     = ClassTemplateDecl::Create(SemaRef.Context, DC, D->getLocation(),
1271                                 D->getIdentifier(), InstParams, RecordInst);
1272   assert(!(isFriend && Owner->isDependentContext()));
1273   Inst->setPreviousDecl(PrevClassTemplate);
1274
1275   RecordInst->setDescribedClassTemplate(Inst);
1276
1277   if (isFriend) {
1278     if (PrevClassTemplate)
1279       Inst->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1280     else
1281       Inst->setAccess(D->getAccess());
1282
1283     Inst->setObjectOfFriendDecl();
1284     // TODO: do we want to track the instantiation progeny of this
1285     // friend target decl?
1286   } else {
1287     Inst->setAccess(D->getAccess());
1288     if (!PrevClassTemplate)
1289       Inst->setInstantiatedFromMemberTemplate(D);
1290   }
1291
1292   // Trigger creation of the type for the instantiation.
1293   SemaRef.Context.getInjectedClassNameType(RecordInst,
1294                                     Inst->getInjectedClassNameSpecialization());
1295
1296   // Finish handling of friends.
1297   if (isFriend) {
1298     DC->makeDeclVisibleInContext(Inst);
1299     Inst->setLexicalDeclContext(Owner);
1300     RecordInst->setLexicalDeclContext(Owner);
1301     return Inst;
1302   }
1303
1304   if (D->isOutOfLine()) {
1305     Inst->setLexicalDeclContext(D->getLexicalDeclContext());
1306     RecordInst->setLexicalDeclContext(D->getLexicalDeclContext());
1307   }
1308
1309   Owner->addDecl(Inst);
1310
1311   if (!PrevClassTemplate) {
1312     // Queue up any out-of-line partial specializations of this member
1313     // class template; the client will force their instantiation once
1314     // the enclosing class has been instantiated.
1315     SmallVector<ClassTemplatePartialSpecializationDecl *, 4> PartialSpecs;
1316     D->getPartialSpecializations(PartialSpecs);
1317     for (unsigned I = 0, N = PartialSpecs.size(); I != N; ++I)
1318       if (PartialSpecs[I]->getFirstDecl()->isOutOfLine())
1319         OutOfLinePartialSpecs.push_back(std::make_pair(Inst, PartialSpecs[I]));
1320   }
1321
1322   return Inst;
1323 }
1324
1325 Decl *
1326 TemplateDeclInstantiator::VisitClassTemplatePartialSpecializationDecl(
1327                                    ClassTemplatePartialSpecializationDecl *D) {
1328   ClassTemplateDecl *ClassTemplate = D->getSpecializedTemplate();
1329
1330   // Lookup the already-instantiated declaration in the instantiation
1331   // of the class template and return that.
1332   DeclContext::lookup_result Found
1333     = Owner->lookup(ClassTemplate->getDeclName());
1334   if (Found.empty())
1335     return nullptr;
1336
1337   ClassTemplateDecl *InstClassTemplate
1338     = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Found.front());
1339   if (!InstClassTemplate)
1340     return nullptr;
1341
1342   if (ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Result
1343         = InstClassTemplate->findPartialSpecInstantiatedFromMember(D))
1344     return Result;
1345
1346   return InstantiateClassTemplatePartialSpecialization(InstClassTemplate, D);
1347 }
1348
1349 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitVarTemplateDecl(VarTemplateDecl *D) {
1350   assert(D->getTemplatedDecl()->isStaticDataMember() &&
1351          "Only static data member templates are allowed.");
1352
1353   // Create a local instantiation scope for this variable template, which
1354   // will contain the instantiations of the template parameters.
1355   LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
1356   TemplateParameterList *TempParams = D->getTemplateParameters();
1357   TemplateParameterList *InstParams = SubstTemplateParams(TempParams);
1358   if (!InstParams)
1359     return nullptr;
1360
1361   VarDecl *Pattern = D->getTemplatedDecl();
1362   VarTemplateDecl *PrevVarTemplate = nullptr;
1363
1364   if (getPreviousDeclForInstantiation(Pattern)) {
1365     DeclContext::lookup_result Found = Owner->lookup(Pattern->getDeclName());
1366     if (!Found.empty())
1367       PrevVarTemplate = dyn_cast<VarTemplateDecl>(Found.front());
1368   }
1369
1370   VarDecl *VarInst =
1371       cast_or_null<VarDecl>(VisitVarDecl(Pattern,
1372                                          /*InstantiatingVarTemplate=*/true));
1373   if (!VarInst) return nullptr;
1374
1375   DeclContext *DC = Owner;
1376
1377   VarTemplateDecl *Inst = VarTemplateDecl::Create(
1378       SemaRef.Context, DC, D->getLocation(), D->getIdentifier(), InstParams,
1379       VarInst);
1380   VarInst->setDescribedVarTemplate(Inst);
1381   Inst->setPreviousDecl(PrevVarTemplate);
1382
1383   Inst->setAccess(D->getAccess());
1384   if (!PrevVarTemplate)
1385     Inst->setInstantiatedFromMemberTemplate(D);
1386
1387   if (D->isOutOfLine()) {
1388     Inst->setLexicalDeclContext(D->getLexicalDeclContext());
1389     VarInst->setLexicalDeclContext(D->getLexicalDeclContext());
1390   }
1391
1392   Owner->addDecl(Inst);
1393
1394   if (!PrevVarTemplate) {
1395     // Queue up any out-of-line partial specializations of this member
1396     // variable template; the client will force their instantiation once
1397     // the enclosing class has been instantiated.
1398     SmallVector<VarTemplatePartialSpecializationDecl *, 4> PartialSpecs;
1399     D->getPartialSpecializations(PartialSpecs);
1400     for (unsigned I = 0, N = PartialSpecs.size(); I != N; ++I)
1401       if (PartialSpecs[I]->getFirstDecl()->isOutOfLine())
1402         OutOfLineVarPartialSpecs.push_back(
1403             std::make_pair(Inst, PartialSpecs[I]));
1404   }
1405
1406   return Inst;
1407 }
1408
1409 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitVarTemplatePartialSpecializationDecl(
1410     VarTemplatePartialSpecializationDecl *D) {
1411   assert(D->isStaticDataMember() &&
1412          "Only static data member templates are allowed.");
1413
1414   VarTemplateDecl *VarTemplate = D->getSpecializedTemplate();
1415
1416   // Lookup the already-instantiated declaration and return that.
1417   DeclContext::lookup_result Found = Owner->lookup(VarTemplate->getDeclName());
1418   assert(!Found.empty() && "Instantiation found nothing?");
1419
1420   VarTemplateDecl *InstVarTemplate = dyn_cast<VarTemplateDecl>(Found.front());
1421   assert(InstVarTemplate && "Instantiation did not find a variable template?");
1422
1423   if (VarTemplatePartialSpecializationDecl *Result =
1424           InstVarTemplate->findPartialSpecInstantiatedFromMember(D))
1425     return Result;
1426
1427   return InstantiateVarTemplatePartialSpecialization(InstVarTemplate, D);
1428 }
1429
1430 Decl *
1431 TemplateDeclInstantiator::VisitFunctionTemplateDecl(FunctionTemplateDecl *D) {
1432   // Create a local instantiation scope for this function template, which
1433   // will contain the instantiations of the template parameters and then get
1434   // merged with the local instantiation scope for the function template
1435   // itself.
1436   LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
1437
1438   TemplateParameterList *TempParams = D->getTemplateParameters();
1439   TemplateParameterList *InstParams = SubstTemplateParams(TempParams);
1440   if (!InstParams)
1441     return nullptr;
1442
1443   FunctionDecl *Instantiated = nullptr;
1444   if (CXXMethodDecl *DMethod = dyn_cast<CXXMethodDecl>(D->getTemplatedDecl()))
1445     Instantiated = cast_or_null<FunctionDecl>(VisitCXXMethodDecl(DMethod,
1446                                                                  InstParams));
1447   else
1448     Instantiated = cast_or_null<FunctionDecl>(VisitFunctionDecl(
1449                                                           D->getTemplatedDecl(),
1450                                                                 InstParams));
1451
1452   if (!Instantiated)
1453     return nullptr;
1454
1455   // Link the instantiated function template declaration to the function
1456   // template from which it was instantiated.
1457   FunctionTemplateDecl *InstTemplate
1458     = Instantiated->getDescribedFunctionTemplate();
1459   InstTemplate->setAccess(D->getAccess());
1460   assert(InstTemplate &&
1461          "VisitFunctionDecl/CXXMethodDecl didn't create a template!");
1462
1463   bool isFriend = (InstTemplate->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
1464
1465   // Link the instantiation back to the pattern *unless* this is a
1466   // non-definition friend declaration.
1467   if (!InstTemplate->getInstantiatedFromMemberTemplate() &&
1468       !(isFriend && !D->getTemplatedDecl()->isThisDeclarationADefinition()))
1469     InstTemplate->setInstantiatedFromMemberTemplate(D);
1470
1471   // Make declarations visible in the appropriate context.
1472   if (!isFriend) {
1473     Owner->addDecl(InstTemplate);
1474   } else if (InstTemplate->getDeclContext()->isRecord() &&
1475              !getPreviousDeclForInstantiation(D)) {
1476     SemaRef.CheckFriendAccess(InstTemplate);
1477   }
1478
1479   return InstTemplate;
1480 }
1481
1482 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitCXXRecordDecl(CXXRecordDecl *D) {
1483   CXXRecordDecl *PrevDecl = nullptr;
1484   if (D->isInjectedClassName())
1485     PrevDecl = cast<CXXRecordDecl>(Owner);
1486   else if (CXXRecordDecl *PatternPrev = getPreviousDeclForInstantiation(D)) {
1487     NamedDecl *Prev = SemaRef.FindInstantiatedDecl(D->getLocation(),
1488                                                    PatternPrev,
1489                                                    TemplateArgs);
1490     if (!Prev) return nullptr;
1491     PrevDecl = cast<CXXRecordDecl>(Prev);
1492   }
1493
1494   CXXRecordDecl *Record
1495     = CXXRecordDecl::Create(SemaRef.Context, D->getTagKind(), Owner,
1496                             D->getLocStart(), D->getLocation(),
1497                             D->getIdentifier(), PrevDecl);
1498
1499   // Substitute the nested name specifier, if any.
1500   if (SubstQualifier(D, Record))
1501     return nullptr;
1502
1503   Record->setImplicit(D->isImplicit());
1504   // FIXME: Check against AS_none is an ugly hack to work around the issue that
1505   // the tag decls introduced by friend class declarations don't have an access
1506   // specifier. Remove once this area of the code gets sorted out.
1507   if (D->getAccess() != AS_none)
1508     Record->setAccess(D->getAccess());
1509   if (!D->isInjectedClassName())
1510     Record->setInstantiationOfMemberClass(D, TSK_ImplicitInstantiation);
1511
1512   // If the original function was part of a friend declaration,
1513   // inherit its namespace state.
1514   if (D->getFriendObjectKind())
1515     Record->setObjectOfFriendDecl();
1516
1517   // Make sure that anonymous structs and unions are recorded.
1518   if (D->isAnonymousStructOrUnion())
1519     Record->setAnonymousStructOrUnion(true);
1520
1521   if (D->isLocalClass())
1522     SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, Record);
1523
1524   // Forward the mangling number from the template to the instantiated decl.
1525   SemaRef.Context.setManglingNumber(Record,
1526                                     SemaRef.Context.getManglingNumber(D));
1527
1528   // See if the old tag was defined along with a declarator.
1529   // If it did, mark the new tag as being associated with that declarator.
1530   if (DeclaratorDecl *DD = SemaRef.Context.getDeclaratorForUnnamedTagDecl(D))
1531     SemaRef.Context.addDeclaratorForUnnamedTagDecl(Record, DD);
1532
1533   // See if the old tag was defined along with a typedef.
1534   // If it did, mark the new tag as being associated with that typedef.
1535   if (TypedefNameDecl *TND = SemaRef.Context.getTypedefNameForUnnamedTagDecl(D))
1536     SemaRef.Context.addTypedefNameForUnnamedTagDecl(Record, TND);
1537
1538   Owner->addDecl(Record);
1539
1540   // DR1484 clarifies that the members of a local class are instantiated as part
1541   // of the instantiation of their enclosing entity.
1542   if (D->isCompleteDefinition() && D->isLocalClass()) {
1543     Sema::SavePendingLocalImplicitInstantiationsRAII
1544         SavedPendingLocalImplicitInstantiations(SemaRef);
1545
1546     SemaRef.InstantiateClass(D->getLocation(), Record, D, TemplateArgs,
1547                              TSK_ImplicitInstantiation,
1548                              /*Complain=*/true);
1549
1550     // For nested local classes, we will instantiate the members when we
1551     // reach the end of the outermost (non-nested) local class.
1552     if (!D->isCXXClassMember())
1553       SemaRef.InstantiateClassMembers(D->getLocation(), Record, TemplateArgs,
1554                                       TSK_ImplicitInstantiation);
1555
1556     // This class may have local implicit instantiations that need to be
1557     // performed within this scope.
1558     SemaRef.PerformPendingInstantiations(/*LocalOnly=*/true);
1559   }
1560
1561   SemaRef.DiagnoseUnusedNestedTypedefs(Record);
1562
1563   return Record;
1564 }
1565
1566 /// \brief Adjust the given function type for an instantiation of the
1567 /// given declaration, to cope with modifications to the function's type that
1568 /// aren't reflected in the type-source information.
1569 ///
1570 /// \param D The declaration we're instantiating.
1571 /// \param TInfo The already-instantiated type.
1572 static QualType adjustFunctionTypeForInstantiation(ASTContext &Context,
1573                                                    FunctionDecl *D,
1574                                                    TypeSourceInfo *TInfo) {
1575   const FunctionProtoType *OrigFunc
1576     = D->getType()->castAs<FunctionProtoType>();
1577   const FunctionProtoType *NewFunc
1578     = TInfo->getType()->castAs<FunctionProtoType>();
1579   if (OrigFunc->getExtInfo() == NewFunc->getExtInfo())
1580     return TInfo->getType();
1581
1582   FunctionProtoType::ExtProtoInfo NewEPI = NewFunc->getExtProtoInfo();
1583   NewEPI.ExtInfo = OrigFunc->getExtInfo();
1584   return Context.getFunctionType(NewFunc->getReturnType(),
1585                                  NewFunc->getParamTypes(), NewEPI);
1586 }
1587
1588 /// Normal class members are of more specific types and therefore
1589 /// don't make it here.  This function serves two purposes:
1590 ///   1) instantiating function templates
1591 ///   2) substituting friend declarations
1592 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitFunctionDecl(FunctionDecl *D,
1593                                        TemplateParameterList *TemplateParams) {
1594   // Check whether there is already a function template specialization for
1595   // this declaration.
1596   FunctionTemplateDecl *FunctionTemplate = D->getDescribedFunctionTemplate();
1597   if (FunctionTemplate && !TemplateParams) {
1598     ArrayRef<TemplateArgument> Innermost = TemplateArgs.getInnermost();
1599
1600     void *InsertPos = nullptr;
1601     FunctionDecl *SpecFunc
1602       = FunctionTemplate->findSpecialization(Innermost, InsertPos);
1603
1604     // If we already have a function template specialization, return it.
1605     if (SpecFunc)
1606       return SpecFunc;
1607   }
1608
1609   bool isFriend;
1610   if (FunctionTemplate)
1611     isFriend = (FunctionTemplate->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
1612   else
1613     isFriend = (D->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
1614
1615   bool MergeWithParentScope = (TemplateParams != nullptr) ||
1616     Owner->isFunctionOrMethod() ||
1617     !(isa<Decl>(Owner) &&
1618       cast<Decl>(Owner)->isDefinedOutsideFunctionOrMethod());
1619   LocalInstantiationScope Scope(SemaRef, MergeWithParentScope);
1620
1621   SmallVector<ParmVarDecl *, 4> Params;
1622   TypeSourceInfo *TInfo = SubstFunctionType(D, Params);
1623   if (!TInfo)
1624     return nullptr;
1625   QualType T = adjustFunctionTypeForInstantiation(SemaRef.Context, D, TInfo);
1626
1627   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = D->getQualifierLoc();
1628   if (QualifierLoc) {
1629     QualifierLoc = SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc,
1630                                                        TemplateArgs);
1631     if (!QualifierLoc)
1632       return nullptr;
1633   }
1634
1635   // If we're instantiating a local function declaration, put the result
1636   // in the enclosing namespace; otherwise we need to find the instantiated
1637   // context.
1638   DeclContext *DC;
1639   if (D->isLocalExternDecl()) {
1640     DC = Owner;
1641     SemaRef.adjustContextForLocalExternDecl(DC);
1642   } else if (isFriend && QualifierLoc) {
1643     CXXScopeSpec SS;
1644     SS.Adopt(QualifierLoc);
1645     DC = SemaRef.computeDeclContext(SS);
1646     if (!DC) return nullptr;
1647   } else {
1648     DC = SemaRef.FindInstantiatedContext(D->getLocation(), D->getDeclContext(),
1649                                          TemplateArgs);
1650   }
1651
1652   FunctionDecl *Function;
1653   if (auto *DGuide = dyn_cast<CXXDeductionGuideDecl>(D))
1654     Function = CXXDeductionGuideDecl::Create(
1655         SemaRef.Context, DC, D->getInnerLocStart(), DGuide->isExplicit(),
1656         D->getNameInfo(), T, TInfo, D->getSourceRange().getEnd());
1657   else {
1658     Function = FunctionDecl::Create(
1659         SemaRef.Context, DC, D->getInnerLocStart(), D->getNameInfo(), T, TInfo,
1660         D->getCanonicalDecl()->getStorageClass(), D->isInlineSpecified(),
1661         D->hasWrittenPrototype(), D->isConstexpr());
1662     Function->setRangeEnd(D->getSourceRange().getEnd());
1663   }
1664
1665   if (D->isInlined())
1666     Function->setImplicitlyInline();
1667
1668   if (QualifierLoc)
1669     Function->setQualifierInfo(QualifierLoc);
1670
1671   if (D->isLocalExternDecl())
1672     Function->setLocalExternDecl();
1673
1674   DeclContext *LexicalDC = Owner;
1675   if (!isFriend && D->isOutOfLine() && !D->isLocalExternDecl()) {
1676     assert(D->getDeclContext()->isFileContext());
1677     LexicalDC = D->getDeclContext();
1678   }
1679
1680   Function->setLexicalDeclContext(LexicalDC);
1681
1682   // Attach the parameters
1683   for (unsigned P = 0; P < Params.size(); ++P)
1684     if (Params[P])
1685       Params[P]->setOwningFunction(Function);
1686   Function->setParams(Params);
1687
1688   SourceLocation InstantiateAtPOI;
1689   if (TemplateParams) {
1690     // Our resulting instantiation is actually a function template, since we
1691     // are substituting only the outer template parameters. For example, given
1692     //
1693     //   template<typename T>
1694     //   struct X {
1695     //     template<typename U> friend void f(T, U);
1696     //   };
1697     //
1698     //   X<int> x;
1699     //
1700     // We are instantiating the friend function template "f" within X<int>,
1701     // which means substituting int for T, but leaving "f" as a friend function
1702     // template.
1703     // Build the function template itself.
1704     FunctionTemplate = FunctionTemplateDecl::Create(SemaRef.Context, DC,
1705                                                     Function->getLocation(),
1706                                                     Function->getDeclName(),
1707                                                     TemplateParams, Function);
1708     Function->setDescribedFunctionTemplate(FunctionTemplate);
1709
1710     FunctionTemplate->setLexicalDeclContext(LexicalDC);
1711
1712     if (isFriend && D->isThisDeclarationADefinition()) {
1713       FunctionTemplate->setInstantiatedFromMemberTemplate(
1714                                            D->getDescribedFunctionTemplate());
1715     }
1716   } else if (FunctionTemplate) {
1717     // Record this function template specialization.
1718     ArrayRef<TemplateArgument> Innermost = TemplateArgs.getInnermost();
1719     Function->setFunctionTemplateSpecialization(FunctionTemplate,
1720                             TemplateArgumentList::CreateCopy(SemaRef.Context,
1721                                                              Innermost),
1722                                                 /*InsertPos=*/nullptr);
1723   } else if (isFriend && D->isThisDeclarationADefinition()) {
1724     // Do not connect the friend to the template unless it's actually a
1725     // definition. We don't want non-template functions to be marked as being
1726     // template instantiations.
1727     Function->setInstantiationOfMemberFunction(D, TSK_ImplicitInstantiation);
1728   }
1729
1730   if (InitFunctionInstantiation(Function, D))
1731     Function->setInvalidDecl();
1732
1733   bool isExplicitSpecialization = false;
1734
1735   LookupResult Previous(
1736       SemaRef, Function->getDeclName(), SourceLocation(),
1737       D->isLocalExternDecl() ? Sema::LookupRedeclarationWithLinkage
1738                              : Sema::LookupOrdinaryName,
1739       Sema::ForRedeclaration);
1740
1741   if (DependentFunctionTemplateSpecializationInfo *Info
1742         = D->getDependentSpecializationInfo()) {
1743     assert(isFriend && "non-friend has dependent specialization info?");
1744
1745     // This needs to be set now for future sanity.
1746     Function->setObjectOfFriendDecl();
1747
1748     // Instantiate the explicit template arguments.
1749     TemplateArgumentListInfo ExplicitArgs(Info->getLAngleLoc(),
1750                                           Info->getRAngleLoc());
1751     if (SemaRef.Subst(Info->getTemplateArgs(), Info->getNumTemplateArgs(),
1752                       ExplicitArgs, TemplateArgs))
1753       return nullptr;
1754
1755     // Map the candidate templates to their instantiations.
1756     for (unsigned I = 0, E = Info->getNumTemplates(); I != E; ++I) {
1757       Decl *Temp = SemaRef.FindInstantiatedDecl(D->getLocation(),
1758                                                 Info->getTemplate(I),
1759                                                 TemplateArgs);
1760       if (!Temp) return nullptr;
1761
1762       Previous.addDecl(cast<FunctionTemplateDecl>(Temp));
1763     }
1764
1765     if (SemaRef.CheckFunctionTemplateSpecialization(Function,
1766                                                     &ExplicitArgs,
1767                                                     Previous))
1768       Function->setInvalidDecl();
1769
1770     isExplicitSpecialization = true;
1771
1772   } else if (TemplateParams || !FunctionTemplate) {
1773     // Look only into the namespace where the friend would be declared to
1774     // find a previous declaration. This is the innermost enclosing namespace,
1775     // as described in ActOnFriendFunctionDecl.
1776     SemaRef.LookupQualifiedName(Previous, DC);
1777
1778     // In C++, the previous declaration we find might be a tag type
1779     // (class or enum). In this case, the new declaration will hide the
1780     // tag type. Note that this does does not apply if we're declaring a
1781     // typedef (C++ [dcl.typedef]p4).
1782     if (Previous.isSingleTagDecl())
1783       Previous.clear();
1784   }
1785
1786   SemaRef.CheckFunctionDeclaration(/*Scope*/ nullptr, Function, Previous,
1787                                    isExplicitSpecialization);
1788
1789   NamedDecl *PrincipalDecl = (TemplateParams
1790                               ? cast<NamedDecl>(FunctionTemplate)
1791                               : Function);
1792
1793   // If the original function was part of a friend declaration,
1794   // inherit its namespace state and add it to the owner.
1795   if (isFriend) {
1796     PrincipalDecl->setObjectOfFriendDecl();
1797     DC->makeDeclVisibleInContext(PrincipalDecl);
1798
1799     bool QueuedInstantiation = false;
1800
1801     // C++11 [temp.friend]p4 (DR329):
1802     //   When a function is defined in a friend function declaration in a class
1803     //   template, the function is instantiated when the function is odr-used.
1804     //   The same restrictions on multiple declarations and definitions that
1805     //   apply to non-template function declarations and definitions also apply
1806     //   to these implicit definitions.
1807     if (D->isThisDeclarationADefinition()) {
1808       // Check for a function body.
1809       const FunctionDecl *Definition = nullptr;
1810       if (Function->isDefined(Definition) &&
1811           Definition->getTemplateSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
1812         SemaRef.Diag(Function->getLocation(), diag::err_redefinition)
1813             << Function->getDeclName();
1814         SemaRef.Diag(Definition->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1815       }
1816       // Check for redefinitions due to other instantiations of this or
1817       // a similar friend function.
1818       else for (auto R : Function->redecls()) {
1819         if (R == Function)
1820           continue;
1821
1822         // If some prior declaration of this function has been used, we need
1823         // to instantiate its definition.
1824         if (!QueuedInstantiation && R->isUsed(false)) {
1825           if (MemberSpecializationInfo *MSInfo =
1826                   Function->getMemberSpecializationInfo()) {
1827             if (MSInfo->getPointOfInstantiation().isInvalid()) {
1828               SourceLocation Loc = R->getLocation(); // FIXME
1829               MSInfo->setPointOfInstantiation(Loc);
1830               SemaRef.PendingLocalImplicitInstantiations.push_back(
1831                                                std::make_pair(Function, Loc));
1832               QueuedInstantiation = true;
1833             }
1834           }
1835         }
1836
1837         // If some prior declaration of this function was a friend with an
1838         // uninstantiated definition, reject it.
1839         if (R->getFriendObjectKind()) {
1840           if (const FunctionDecl *RPattern =
1841                   R->getTemplateInstantiationPattern()) {
1842             if (RPattern->isDefined(RPattern)) {
1843               SemaRef.Diag(Function->getLocation(), diag::err_redefinition)
1844                 << Function->getDeclName();
1845               SemaRef.Diag(R->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1846               break;
1847             }
1848           }
1849         }
1850       }
1851     }
1852   }
1853
1854   if (Function->isLocalExternDecl() && !Function->getPreviousDecl())
1855     DC->makeDeclVisibleInContext(PrincipalDecl);
1856
1857   if (Function->isOverloadedOperator() && !DC->isRecord() &&
1858       PrincipalDecl->isInIdentifierNamespace(Decl::IDNS_Ordinary))
1859     PrincipalDecl->setNonMemberOperator();
1860
1861   assert(!D->isDefaulted() && "only methods should be defaulted");
1862   return Function;
1863 }
1864
1865 Decl *
1866 TemplateDeclInstantiator::VisitCXXMethodDecl(CXXMethodDecl *D,
1867                                       TemplateParameterList *TemplateParams,
1868                                       bool IsClassScopeSpecialization) {
1869   FunctionTemplateDecl *FunctionTemplate = D->getDescribedFunctionTemplate();
1870   if (FunctionTemplate && !TemplateParams) {
1871     // We are creating a function template specialization from a function
1872     // template. Check whether there is already a function template
1873     // specialization for this particular set of template arguments.
1874     ArrayRef<TemplateArgument> Innermost = TemplateArgs.getInnermost();
1875
1876     void *InsertPos = nullptr;
1877     FunctionDecl *SpecFunc
1878       = FunctionTemplate->findSpecialization(Innermost, InsertPos);
1879
1880     // If we already have a function template specialization, return it.
1881     if (SpecFunc)
1882       return SpecFunc;
1883   }
1884
1885   bool isFriend;
1886   if (FunctionTemplate)
1887     isFriend = (FunctionTemplate->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
1888   else
1889     isFriend = (D->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
1890
1891   bool MergeWithParentScope = (TemplateParams != nullptr) ||
1892     !(isa<Decl>(Owner) &&
1893       cast<Decl>(Owner)->isDefinedOutsideFunctionOrMethod());
1894   LocalInstantiationScope Scope(SemaRef, MergeWithParentScope);
1895
1896   // Instantiate enclosing template arguments for friends.
1897   SmallVector<TemplateParameterList *, 4> TempParamLists;
1898   unsigned NumTempParamLists = 0;
1899   if (isFriend && (NumTempParamLists = D->getNumTemplateParameterLists())) {
1900     TempParamLists.resize(NumTempParamLists);
1901     for (unsigned I = 0; I != NumTempParamLists; ++I) {
1902       TemplateParameterList *TempParams = D->getTemplateParameterList(I);
1903       TemplateParameterList *InstParams = SubstTemplateParams(TempParams);
1904       if (!InstParams)
1905         return nullptr;
1906       TempParamLists[I] = InstParams;
1907     }
1908   }
1909
1910   SmallVector<ParmVarDecl *, 4> Params;
1911   TypeSourceInfo *TInfo = SubstFunctionType(D, Params);
1912   if (!TInfo)
1913     return nullptr;
1914   QualType T = adjustFunctionTypeForInstantiation(SemaRef.Context, D, TInfo);
1915
1916   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = D->getQualifierLoc();
1917   if (QualifierLoc) {
1918     QualifierLoc = SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc,
1919                                                  TemplateArgs);
1920     if (!QualifierLoc)
1921       return nullptr;
1922   }
1923
1924   DeclContext *DC = Owner;
1925   if (isFriend) {
1926     if (QualifierLoc) {
1927       CXXScopeSpec SS;
1928       SS.Adopt(QualifierLoc);
1929       DC = SemaRef.computeDeclContext(SS);
1930
1931       if (DC && SemaRef.RequireCompleteDeclContext(SS, DC))
1932         return nullptr;
1933     } else {
1934       DC = SemaRef.FindInstantiatedContext(D->getLocation(),
1935                                            D->getDeclContext(),
1936                                            TemplateArgs);
1937     }
1938     if (!DC) return nullptr;
1939   }
1940
1941   // Build the instantiated method declaration.
1942   CXXRecordDecl *Record = cast<CXXRecordDecl>(DC);
1943   CXXMethodDecl *Method = nullptr;
1944
1945   SourceLocation StartLoc = D->getInnerLocStart();
1946   DeclarationNameInfo NameInfo
1947     = SemaRef.SubstDeclarationNameInfo(D->getNameInfo(), TemplateArgs);
1948   if (CXXConstructorDecl *Constructor = dyn_cast<CXXConstructorDecl>(D)) {
1949     Method = CXXConstructorDecl::Create(SemaRef.Context, Record,
1950                                         StartLoc, NameInfo, T, TInfo,
1951                                         Constructor->isExplicit(),
1952                                         Constructor->isInlineSpecified(),
1953                                         false, Constructor->isConstexpr());
1954     Method->setRangeEnd(Constructor->getLocEnd());
1955   } else if (CXXDestructorDecl *Destructor = dyn_cast<CXXDestructorDecl>(D)) {
1956     Method = CXXDestructorDecl::Create(SemaRef.Context, Record,
1957                                        StartLoc, NameInfo, T, TInfo,
1958                                        Destructor->isInlineSpecified(),
1959                                        false);
1960     Method->setRangeEnd(Destructor->getLocEnd());
1961   } else if (CXXConversionDecl *Conversion = dyn_cast<CXXConversionDecl>(D)) {
1962     Method = CXXConversionDecl::Create(SemaRef.Context, Record,
1963                                        StartLoc, NameInfo, T, TInfo,
1964                                        Conversion->isInlineSpecified(),
1965                                        Conversion->isExplicit(),
1966                                        Conversion->isConstexpr(),
1967                                        Conversion->getLocEnd());
1968   } else {
1969     StorageClass SC = D->isStatic() ? SC_Static : SC_None;
1970     Method = CXXMethodDecl::Create(SemaRef.Context, Record,
1971                                    StartLoc, NameInfo, T, TInfo,
1972                                    SC, D->isInlineSpecified(),
1973                                    D->isConstexpr(), D->getLocEnd());
1974   }
1975
1976   if (D->isInlined())
1977     Method->setImplicitlyInline();
1978
1979   if (QualifierLoc)
1980     Method->setQualifierInfo(QualifierLoc);
1981
1982   if (TemplateParams) {
1983     // Our resulting instantiation is actually a function template, since we
1984     // are substituting only the outer template parameters. For example, given
1985     //
1986     //   template<typename T>
1987     //   struct X {
1988     //     template<typename U> void f(T, U);
1989     //   };
1990     //
1991     //   X<int> x;
1992     //
1993     // We are instantiating the member template "f" within X<int>, which means
1994     // substituting int for T, but leaving "f" as a member function template.
1995     // Build the function template itself.
1996     FunctionTemplate = FunctionTemplateDecl::Create(SemaRef.Context, Record,
1997                                                     Method->getLocation(),
1998                                                     Method->getDeclName(),
1999                                                     TemplateParams, Method);
2000     if (isFriend) {
2001       FunctionTemplate->setLexicalDeclContext(Owner);
2002       FunctionTemplate->setObjectOfFriendDecl();
2003     } else if (D->isOutOfLine())
2004       FunctionTemplate->setLexicalDeclContext(D->getLexicalDeclContext());
2005     Method->setDescribedFunctionTemplate(FunctionTemplate);
2006   } else if (FunctionTemplate) {
2007     // Record this function template specialization.
2008     ArrayRef<TemplateArgument> Innermost = TemplateArgs.getInnermost();
2009     Method->setFunctionTemplateSpecialization(FunctionTemplate,
2010                          TemplateArgumentList::CreateCopy(SemaRef.Context,
2011                                                           Innermost),
2012                                               /*InsertPos=*/nullptr);
2013   } else if (!isFriend) {
2014     // Record that this is an instantiation of a member function.
2015     Method->setInstantiationOfMemberFunction(D, TSK_ImplicitInstantiation);
2016   }
2017
2018   // If we are instantiating a member function defined
2019   // out-of-line, the instantiation will have the same lexical
2020   // context (which will be a namespace scope) as the template.
2021   if (isFriend) {
2022     if (NumTempParamLists)
2023       Method->setTemplateParameterListsInfo(
2024           SemaRef.Context,
2025           llvm::makeArrayRef(TempParamLists.data(), NumTempParamLists));
2026
2027     Method->setLexicalDeclContext(Owner);
2028     Method->setObjectOfFriendDecl();
2029   } else if (D->isOutOfLine())
2030     Method->setLexicalDeclContext(D->getLexicalDeclContext());
2031
2032   // Attach the parameters
2033   for (unsigned P = 0; P < Params.size(); ++P)
2034     Params[P]->setOwningFunction(Method);
2035   Method->setParams(Params);
2036
2037   if (InitMethodInstantiation(Method, D))
2038     Method->setInvalidDecl();
2039
2040   LookupResult Previous(SemaRef, NameInfo, Sema::LookupOrdinaryName,
2041                         Sema::ForRedeclaration);
2042
2043   if (!FunctionTemplate || TemplateParams || isFriend) {
2044     SemaRef.LookupQualifiedName(Previous, Record);
2045
2046     // In C++, the previous declaration we find might be a tag type
2047     // (class or enum). In this case, the new declaration will hide the
2048     // tag type. Note that this does does not apply if we're declaring a
2049     // typedef (C++ [dcl.typedef]p4).
2050     if (Previous.isSingleTagDecl())
2051       Previous.clear();
2052   }
2053
2054   if (!IsClassScopeSpecialization)
2055     SemaRef.CheckFunctionDeclaration(nullptr, Method, Previous, false);
2056
2057   if (D->isPure())
2058     SemaRef.CheckPureMethod(Method, SourceRange());
2059
2060   // Propagate access.  For a non-friend declaration, the access is
2061   // whatever we're propagating from.  For a friend, it should be the
2062   // previous declaration we just found.
2063   if (isFriend && Method->getPreviousDecl())
2064     Method->setAccess(Method->getPreviousDecl()->getAccess());
2065   else
2066     Method->setAccess(D->getAccess());
2067   if (FunctionTemplate)
2068     FunctionTemplate->setAccess(Method->getAccess());
2069
2070   SemaRef.CheckOverrideControl(Method);
2071
2072   // If a function is defined as defaulted or deleted, mark it as such now.
2073   if (D->isExplicitlyDefaulted())
2074     SemaRef.SetDeclDefaulted(Method, Method->getLocation());
2075   if (D->isDeletedAsWritten())
2076     SemaRef.SetDeclDeleted(Method, Method->getLocation());
2077
2078   // If there's a function template, let our caller handle it.
2079   if (FunctionTemplate) {
2080     // do nothing
2081
2082   // Don't hide a (potentially) valid declaration with an invalid one.
2083   } else if (Method->isInvalidDecl() && !Previous.empty()) {
2084     // do nothing
2085
2086   // Otherwise, check access to friends and make them visible.
2087   } else if (isFriend) {
2088     // We only need to re-check access for methods which we didn't
2089     // manage to match during parsing.
2090     if (!D->getPreviousDecl())
2091       SemaRef.CheckFriendAccess(Method);
2092
2093     Record->makeDeclVisibleInContext(Method);
2094
2095   // Otherwise, add the declaration.  We don't need to do this for
2096   // class-scope specializations because we'll have matched them with
2097   // the appropriate template.
2098   } else if (!IsClassScopeSpecialization) {
2099     Owner->addDecl(Method);
2100   }
2101
2102   return Method;
2103 }
2104
2105 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitCXXConstructorDecl(CXXConstructorDecl *D) {
2106   return VisitCXXMethodDecl(D);
2107 }
2108
2109 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitCXXDestructorDecl(CXXDestructorDecl *D) {
2110   return VisitCXXMethodDecl(D);
2111 }
2112
2113 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitCXXConversionDecl(CXXConversionDecl *D) {
2114   return VisitCXXMethodDecl(D);
2115 }
2116
2117 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitParmVarDecl(ParmVarDecl *D) {
2118   return SemaRef.SubstParmVarDecl(D, TemplateArgs, /*indexAdjustment*/ 0, None,
2119                                   /*ExpectParameterPack=*/ false);
2120 }
2121
2122 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitTemplateTypeParmDecl(
2123                                                     TemplateTypeParmDecl *D) {
2124   // TODO: don't always clone when decls are refcounted.
2125   assert(D->getTypeForDecl()->isTemplateTypeParmType());
2126
2127   TemplateTypeParmDecl *Inst = TemplateTypeParmDecl::Create(
2128       SemaRef.Context, Owner, D->getLocStart(), D->getLocation(),
2129       D->getDepth() - TemplateArgs.getNumSubstitutedLevels(), D->getIndex(),
2130       D->getIdentifier(), D->wasDeclaredWithTypename(), D->isParameterPack());
2131   Inst->setAccess(AS_public);
2132
2133   if (D->hasDefaultArgument() && !D->defaultArgumentWasInherited()) {
2134     TypeSourceInfo *InstantiatedDefaultArg =
2135         SemaRef.SubstType(D->getDefaultArgumentInfo(), TemplateArgs,
2136                           D->getDefaultArgumentLoc(), D->getDeclName());
2137     if (InstantiatedDefaultArg)
2138       Inst->setDefaultArgument(InstantiatedDefaultArg);
2139   }
2140
2141   // Introduce this template parameter's instantiation into the instantiation
2142   // scope.
2143   SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, Inst);
2144
2145   return Inst;
2146 }
2147
2148 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitNonTypeTemplateParmDecl(
2149                                                  NonTypeTemplateParmDecl *D) {
2150   // Substitute into the type of the non-type template parameter.
2151   TypeLoc TL = D->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc();
2152   SmallVector<TypeSourceInfo *, 4> ExpandedParameterPackTypesAsWritten;
2153   SmallVector<QualType, 4> ExpandedParameterPackTypes;
2154   bool IsExpandedParameterPack = false;
2155   TypeSourceInfo *DI;
2156   QualType T;
2157   bool Invalid = false;
2158
2159   if (D->isExpandedParameterPack()) {
2160     // The non-type template parameter pack is an already-expanded pack
2161     // expansion of types. Substitute into each of the expanded types.
2162     ExpandedParameterPackTypes.reserve(D->getNumExpansionTypes());
2163     ExpandedParameterPackTypesAsWritten.reserve(D->getNumExpansionTypes());
2164     for (unsigned I = 0, N = D->getNumExpansionTypes(); I != N; ++I) {
2165       TypeSourceInfo *NewDI =
2166           SemaRef.SubstType(D->getExpansionTypeSourceInfo(I), TemplateArgs,
2167                             D->getLocation(), D->getDeclName());
2168       if (!NewDI)
2169         return nullptr;
2170
2171       QualType NewT =
2172           SemaRef.CheckNonTypeTemplateParameterType(NewDI, D->getLocation());
2173       if (NewT.isNull())
2174         return nullptr;
2175
2176       ExpandedParameterPackTypesAsWritten.push_back(NewDI);
2177       ExpandedParameterPackTypes.push_back(NewT);
2178     }
2179
2180     IsExpandedParameterPack = true;
2181     DI = D->getTypeSourceInfo();
2182     T = DI->getType();
2183   } else if (D->isPackExpansion()) {
2184     // The non-type template parameter pack's type is a pack expansion of types.
2185     // Determine whether we need to expand this parameter pack into separate
2186     // types.
2187     PackExpansionTypeLoc Expansion = TL.castAs<PackExpansionTypeLoc>();
2188     TypeLoc Pattern = Expansion.getPatternLoc();
2189     SmallVector<UnexpandedParameterPack, 2> Unexpanded;
2190     SemaRef.collectUnexpandedParameterPacks(Pattern, Unexpanded);
2191
2192     // Determine whether the set of unexpanded parameter packs can and should
2193     // be expanded.
2194     bool Expand = true;
2195     bool RetainExpansion = false;
2196     Optional<unsigned> OrigNumExpansions
2197       = Expansion.getTypePtr()->getNumExpansions();
2198     Optional<unsigned> NumExpansions = OrigNumExpansions;
2199     if (SemaRef.CheckParameterPacksForExpansion(Expansion.getEllipsisLoc(),
2200                                                 Pattern.getSourceRange(),
2201                                                 Unexpanded,
2202                                                 TemplateArgs,
2203                                                 Expand, RetainExpansion,
2204                                                 NumExpansions))
2205       return nullptr;
2206
2207     if (Expand) {
2208       for (unsigned I = 0; I != *NumExpansions; ++I) {
2209         Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(SemaRef, I);
2210         TypeSourceInfo *NewDI = SemaRef.SubstType(Pattern, TemplateArgs,
2211                                                   D->getLocation(),
2212                                                   D->getDeclName());
2213         if (!NewDI)
2214           return nullptr;
2215
2216         QualType NewT =
2217             SemaRef.CheckNonTypeTemplateParameterType(NewDI, D->getLocation());
2218         if (NewT.isNull())
2219           return nullptr;
2220
2221         ExpandedParameterPackTypesAsWritten.push_back(NewDI);
2222         ExpandedParameterPackTypes.push_back(NewT);
2223       }
2224
2225       // Note that we have an expanded parameter pack. The "type" of this
2226       // expanded parameter pack is the original expansion type, but callers
2227       // will end up using the expanded parameter pack types for type-checking.
2228       IsExpandedParameterPack = true;
2229       DI = D->getTypeSourceInfo();
2230       T = DI->getType();
2231     } else {
2232       // We cannot fully expand the pack expansion now, so substitute into the
2233       // pattern and create a new pack expansion type.
2234       Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(SemaRef, -1);
2235       TypeSourceInfo *NewPattern = SemaRef.SubstType(Pattern, TemplateArgs,
2236                                                      D->getLocation(),
2237                                                      D->getDeclName());
2238       if (!NewPattern)
2239         return nullptr;
2240
2241       SemaRef.CheckNonTypeTemplateParameterType(NewPattern, D->getLocation());
2242       DI = SemaRef.CheckPackExpansion(NewPattern, Expansion.getEllipsisLoc(),
2243                                       NumExpansions);
2244       if (!DI)
2245         return nullptr;
2246
2247       T = DI->getType();
2248     }
2249   } else {
2250     // Simple case: substitution into a parameter that is not a parameter pack.
2251     DI = SemaRef.SubstType(D->getTypeSourceInfo(), TemplateArgs,
2252                            D->getLocation(), D->getDeclName());
2253     if (!DI)
2254       return nullptr;
2255
2256     // Check that this type is acceptable for a non-type template parameter.
2257     T = SemaRef.CheckNonTypeTemplateParameterType(DI, D->getLocation());
2258     if (T.isNull()) {
2259       T = SemaRef.Context.IntTy;
2260       Invalid = true;
2261     }
2262   }
2263
2264   NonTypeTemplateParmDecl *Param;
2265   if (IsExpandedParameterPack)
2266     Param = NonTypeTemplateParmDecl::Create(
2267         SemaRef.Context, Owner, D->getInnerLocStart(), D->getLocation(),
2268         D->getDepth() - TemplateArgs.getNumSubstitutedLevels(),
2269         D->getPosition(), D->getIdentifier(), T, DI, ExpandedParameterPackTypes,
2270         ExpandedParameterPackTypesAsWritten);
2271   else
2272     Param = NonTypeTemplateParmDecl::Create(
2273         SemaRef.Context, Owner, D->getInnerLocStart(), D->getLocation(),
2274         D->getDepth() - TemplateArgs.getNumSubstitutedLevels(),
2275         D->getPosition(), D->getIdentifier(), T, D->isParameterPack(), DI);
2276
2277   Param->setAccess(AS_public);
2278   if (Invalid)
2279     Param->setInvalidDecl();
2280
2281   if (D->hasDefaultArgument() && !D->defaultArgumentWasInherited()) {
2282     EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
2283         SemaRef, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
2284     ExprResult Value = SemaRef.SubstExpr(D->getDefaultArgument(), TemplateArgs);
2285     if (!Value.isInvalid())
2286       Param->setDefaultArgument(Value.get());
2287   }
2288
2289   // Introduce this template parameter's instantiation into the instantiation
2290   // scope.
2291   SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, Param);
2292   return Param;
2293 }
2294
2295 static void collectUnexpandedParameterPacks(
2296     Sema &S,
2297     TemplateParameterList *Params,
2298     SmallVectorImpl<UnexpandedParameterPack> &Unexpanded) {
2299   for (const auto &P : *Params) {
2300     if (P->isTemplateParameterPack())
2301       continue;
2302     if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(P))
2303       S.collectUnexpandedParameterPacks(NTTP->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc(),
2304                                         Unexpanded);
2305     if (TemplateTemplateParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(P))
2306       collectUnexpandedParameterPacks(S, TTP->getTemplateParameters(),
2307                                       Unexpanded);
2308   }
2309 }
2310
2311 Decl *
2312 TemplateDeclInstantiator::VisitTemplateTemplateParmDecl(
2313                                                   TemplateTemplateParmDecl *D) {
2314   // Instantiate the template parameter list of the template template parameter.
2315   TemplateParameterList *TempParams = D->getTemplateParameters();
2316   TemplateParameterList *InstParams;
2317   SmallVector<TemplateParameterList*, 8> ExpandedParams;
2318
2319   bool IsExpandedParameterPack = false;
2320
2321   if (D->isExpandedParameterPack()) {
2322     // The template template parameter pack is an already-expanded pack
2323     // expansion of template parameters. Substitute into each of the expanded
2324     // parameters.
2325     ExpandedParams.reserve(D->getNumExpansionTemplateParameters());
2326     for (unsigned I = 0, N = D->getNumExpansionTemplateParameters();
2327          I != N; ++I) {
2328       LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
2329       TemplateParameterList *Expansion =
2330         SubstTemplateParams(D->getExpansionTemplateParameters(I));
2331       if (!Expansion)
2332         return nullptr;
2333       ExpandedParams.push_back(Expansion);
2334     }
2335
2336     IsExpandedParameterPack = true;
2337     InstParams = TempParams;
2338   } else if (D->isPackExpansion()) {
2339     // The template template parameter pack expands to a pack of template
2340     // template parameters. Determine whether we need to expand this parameter
2341     // pack into separate parameters.
2342     SmallVector<UnexpandedParameterPack, 2> Unexpanded;
2343     collectUnexpandedParameterPacks(SemaRef, D->getTemplateParameters(),
2344                                     Unexpanded);
2345
2346     // Determine whether the set of unexpanded parameter packs can and should
2347     // be expanded.
2348     bool Expand = true;
2349     bool RetainExpansion = false;
2350     Optional<unsigned> NumExpansions;
2351     if (SemaRef.CheckParameterPacksForExpansion(D->getLocation(),
2352                                                 TempParams->getSourceRange(),
2353                                                 Unexpanded,
2354                                                 TemplateArgs,
2355                                                 Expand, RetainExpansion,
2356                                                 NumExpansions))
2357       return nullptr;
2358
2359     if (Expand) {
2360       for (unsigned I = 0; I != *NumExpansions; ++I) {
2361         Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(SemaRef, I);
2362         LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
2363         TemplateParameterList *Expansion = SubstTemplateParams(TempParams);
2364         if (!Expansion)
2365           return nullptr;
2366         ExpandedParams.push_back(Expansion);
2367       }
2368
2369       // Note that we have an expanded parameter pack. The "type" of this
2370       // expanded parameter pack is the original expansion type, but callers
2371       // will end up using the expanded parameter pack types for type-checking.
2372       IsExpandedParameterPack = true;
2373       InstParams = TempParams;
2374     } else {
2375       // We cannot fully expand the pack expansion now, so just substitute
2376       // into the pattern.
2377       Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(SemaRef, -1);
2378
2379       LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
2380       InstParams = SubstTemplateParams(TempParams);
2381       if (!InstParams)
2382         return nullptr;
2383     }
2384   } else {
2385     // Perform the actual substitution of template parameters within a new,
2386     // local instantiation scope.
2387     LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
2388     InstParams = SubstTemplateParams(TempParams);
2389     if (!InstParams)
2390       return nullptr;
2391   }
2392
2393   // Build the template template parameter.
2394   TemplateTemplateParmDecl *Param;
2395   if (IsExpandedParameterPack)
2396     Param = TemplateTemplateParmDecl::Create(
2397         SemaRef.Context, Owner, D->getLocation(),
2398         D->getDepth() - TemplateArgs.getNumSubstitutedLevels(),
2399         D->getPosition(), D->getIdentifier(), InstParams, ExpandedParams);
2400   else
2401     Param = TemplateTemplateParmDecl::Create(
2402         SemaRef.Context, Owner, D->getLocation(),
2403         D->getDepth() - TemplateArgs.getNumSubstitutedLevels(),
2404         D->getPosition(), D->isParameterPack(), D->getIdentifier(), InstParams);
2405   if (D->hasDefaultArgument() && !D->defaultArgumentWasInherited()) {
2406     NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc =
2407         D->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc();
2408     QualifierLoc =
2409         SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc, TemplateArgs);
2410     TemplateName TName = SemaRef.SubstTemplateName(
2411         QualifierLoc, D->getDefaultArgument().getArgument().getAsTemplate(),
2412         D->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc(), TemplateArgs);
2413     if (!TName.isNull())
2414       Param->setDefaultArgument(
2415           SemaRef.Context,
2416           TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(TName),
2417                               D->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc(),
2418                               D->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc()));
2419   }
2420   Param->setAccess(AS_public);
2421
2422   // Introduce this template parameter's instantiation into the instantiation
2423   // scope.
2424   SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, Param);
2425
2426   return Param;
2427 }
2428
2429 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitUsingDirectiveDecl(UsingDirectiveDecl *D) {
2430   // Using directives are never dependent (and never contain any types or
2431   // expressions), so they require no explicit instantiation work.
2432
2433   UsingDirectiveDecl *Inst
2434     = UsingDirectiveDecl::Create(SemaRef.Context, Owner, D->getLocation(),
2435                                  D->getNamespaceKeyLocation(),
2436                                  D->getQualifierLoc(),
2437                                  D->getIdentLocation(),
2438                                  D->getNominatedNamespace(),
2439                                  D->getCommonAncestor());
2440
2441   // Add the using directive to its declaration context
2442   // only if this is not a function or method.
2443   if (!Owner->isFunctionOrMethod())
2444     Owner->addDecl(Inst);
2445
2446   return Inst;
2447 }
2448
2449 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitUsingDecl(UsingDecl *D) {
2450
2451   // The nested name specifier may be dependent, for example
2452   //     template <typename T> struct t {
2453   //       struct s1 { T f1(); };
2454   //       struct s2 : s1 { using s1::f1; };
2455   //     };
2456   //     template struct t<int>;
2457   // Here, in using s1::f1, s1 refers to t<T>::s1;
2458   // we need to substitute for t<int>::s1.
2459   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc
2460     = SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(D->getQualifierLoc(),
2461                                           TemplateArgs);
2462   if (!QualifierLoc)
2463     return nullptr;
2464
2465   // For an inheriting constructor declaration, the name of the using
2466   // declaration is the name of a constructor in this class, not in the
2467   // base class.
2468   DeclarationNameInfo NameInfo = D->getNameInfo();
2469   if (NameInfo.getName().getNameKind() == DeclarationName::CXXConstructorName)
2470     if (auto *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(SemaRef.CurContext))
2471       NameInfo.setName(SemaRef.Context.DeclarationNames.getCXXConstructorName(
2472           SemaRef.Context.getCanonicalType(SemaRef.Context.getRecordType(RD))));
2473
2474   // We only need to do redeclaration lookups if we're in a class
2475   // scope (in fact, it's not really even possible in non-class
2476   // scopes).
2477   bool CheckRedeclaration = Owner->isRecord();
2478
2479   LookupResult Prev(SemaRef, NameInfo, Sema::LookupUsingDeclName,
2480                     Sema::ForRedeclaration);
2481
2482   UsingDecl *NewUD = UsingDecl::Create(SemaRef.Context, Owner,
2483                                        D->getUsingLoc(),
2484                                        QualifierLoc,
2485                                        NameInfo,
2486                                        D->hasTypename());
2487
2488   CXXScopeSpec SS;
2489   SS.Adopt(QualifierLoc);
2490   if (CheckRedeclaration) {
2491     Prev.setHideTags(false);
2492     SemaRef.LookupQualifiedName(Prev, Owner);
2493
2494     // Check for invalid redeclarations.
2495     if (SemaRef.CheckUsingDeclRedeclaration(D->getUsingLoc(),
2496                                             D->hasTypename(), SS,
2497                                             D->getLocation(), Prev))
2498       NewUD->setInvalidDecl();
2499
2500   }
2501
2502   if (!NewUD->isInvalidDecl() &&
2503       SemaRef.CheckUsingDeclQualifier(D->getUsingLoc(), D->hasTypename(),
2504                                       SS, NameInfo, D->getLocation()))
2505     NewUD->setInvalidDecl();
2506
2507   SemaRef.Context.setInstantiatedFromUsingDecl(NewUD, D);
2508   NewUD->setAccess(D->getAccess());
2509   Owner->addDecl(NewUD);
2510
2511   // Don't process the shadow decls for an invalid decl.
2512   if (NewUD->isInvalidDecl())
2513     return NewUD;
2514
2515   if (NameInfo.getName().getNameKind() == DeclarationName::CXXConstructorName)
2516     SemaRef.CheckInheritingConstructorUsingDecl(NewUD);
2517
2518   bool isFunctionScope = Owner->isFunctionOrMethod();
2519
2520   // Process the shadow decls.
2521   for (auto *Shadow : D->shadows()) {
2522     // FIXME: UsingShadowDecl doesn't preserve its immediate target, so
2523     // reconstruct it in the case where it matters.
2524     NamedDecl *OldTarget = Shadow->getTargetDecl();
2525     if (auto *CUSD = dyn_cast<ConstructorUsingShadowDecl>(Shadow))
2526       if (auto *BaseShadow = CUSD->getNominatedBaseClassShadowDecl())
2527         OldTarget = BaseShadow;
2528
2529     NamedDecl *InstTarget =
2530         cast_or_null<NamedDecl>(SemaRef.FindInstantiatedDecl(
2531             Shadow->getLocation(), OldTarget, TemplateArgs));
2532     if (!InstTarget)
2533       return nullptr;
2534
2535     UsingShadowDecl *PrevDecl = nullptr;
2536     if (CheckRedeclaration) {
2537       if (SemaRef.CheckUsingShadowDecl(NewUD, InstTarget, Prev, PrevDecl))
2538         continue;
2539     } else if (UsingShadowDecl *OldPrev =
2540                    getPreviousDeclForInstantiation(Shadow)) {
2541       PrevDecl = cast_or_null<UsingShadowDecl>(SemaRef.FindInstantiatedDecl(
2542           Shadow->getLocation(), OldPrev, TemplateArgs));
2543     }
2544
2545     UsingShadowDecl *InstShadow =
2546         SemaRef.BuildUsingShadowDecl(/*Scope*/nullptr, NewUD, InstTarget,
2547                                      PrevDecl);
2548     SemaRef.Context.setInstantiatedFromUsingShadowDecl(InstShadow, Shadow);
2549
2550     if (isFunctionScope)
2551       SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(Shadow, InstShadow);
2552   }
2553
2554   return NewUD;
2555 }
2556
2557 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitUsingShadowDecl(UsingShadowDecl *D) {
2558   // Ignore these;  we handle them in bulk when processing the UsingDecl.
2559   return nullptr;
2560 }
2561
2562 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitConstructorUsingShadowDecl(
2563     ConstructorUsingShadowDecl *D) {
2564   // Ignore these;  we handle them in bulk when processing the UsingDecl.
2565   return nullptr;
2566 }
2567
2568 template <typename T>
2569 Decl *TemplateDeclInstantiator::instantiateUnresolvedUsingDecl(
2570     T *D, bool InstantiatingPackElement) {
2571   // If this is a pack expansion, expand it now.
2572   if (D->isPackExpansion() && !InstantiatingPackElement) {
2573     SmallVector<UnexpandedParameterPack, 2> Unexpanded;
2574     SemaRef.collectUnexpandedParameterPacks(D->getQualifierLoc(), Unexpanded);
2575     SemaRef.collectUnexpandedParameterPacks(D->getNameInfo(), Unexpanded);
2576
2577     // Determine whether the set of unexpanded parameter packs can and should
2578     // be expanded.
2579     bool Expand = true;
2580     bool RetainExpansion = false;
2581     Optional<unsigned> NumExpansions;
2582     if (SemaRef.CheckParameterPacksForExpansion(
2583           D->getEllipsisLoc(), D->getSourceRange(), Unexpanded, TemplateArgs,
2584             Expand, RetainExpansion, NumExpansions))
2585       return nullptr;
2586
2587     // This declaration cannot appear within a function template signature,
2588     // so we can't have a partial argument list for a parameter pack.
2589     assert(!RetainExpansion &&
2590            "should never need to retain an expansion for UsingPackDecl");
2591
2592     if (!Expand) {
2593       // We cannot fully expand the pack expansion now, so substitute into the
2594       // pattern and create a new pack expansion.
2595       Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(SemaRef, -1);
2596       return instantiateUnresolvedUsingDecl(D, true);
2597     }
2598
2599     // Within a function, we don't have any normal way to check for conflicts
2600     // between shadow declarations from different using declarations in the
2601     // same pack expansion, but this is always ill-formed because all expansions
2602     // must produce (conflicting) enumerators.
2603     //
2604     // Sadly we can't just reject this in the template definition because it
2605     // could be valid if the pack is empty or has exactly one expansion.
2606     if (D->getDeclContext()->isFunctionOrMethod() && *NumExpansions > 1) {
2607       SemaRef.Diag(D->getEllipsisLoc(),
2608                    diag::err_using_decl_redeclaration_expansion);
2609       return nullptr;
2610     }
2611
2612     // Instantiate the slices of this pack and build a UsingPackDecl.
2613     SmallVector<NamedDecl*, 8> Expansions;
2614     for (unsigned I = 0; I != *NumExpansions; ++I) {
2615       Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(SemaRef, I);
2616       Decl *Slice = instantiateUnresolvedUsingDecl(D, true);
2617       if (!Slice)
2618         return nullptr;
2619       // Note that we can still get unresolved using declarations here, if we
2620       // had arguments for all packs but the pattern also contained other
2621       // template arguments (this only happens during partial substitution, eg
2622       // into the body of a generic lambda in a function template).
2623       Expansions.push_back(cast<NamedDecl>(Slice));
2624     }
2625
2626     auto *NewD = SemaRef.BuildUsingPackDecl(D, Expansions);
2627     if (isDeclWithinFunction(D))
2628       SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, NewD);
2629     return NewD;
2630   }
2631
2632   UnresolvedUsingTypenameDecl *TD = dyn_cast<UnresolvedUsingTypenameDecl>(D);
2633   SourceLocation TypenameLoc = TD ? TD->getTypenameLoc() : SourceLocation();
2634
2635   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc
2636     = SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(D->getQualifierLoc(),
2637                                           TemplateArgs);
2638   if (!QualifierLoc)
2639     return nullptr;
2640
2641   CXXScopeSpec SS;
2642   SS.Adopt(QualifierLoc);
2643
2644   DeclarationNameInfo NameInfo
2645     = SemaRef.SubstDeclarationNameInfo(D->getNameInfo(), TemplateArgs);
2646
2647   // Produce a pack expansion only if we're not instantiating a particular
2648   // slice of a pack expansion.
2649   bool InstantiatingSlice = D->getEllipsisLoc().isValid() &&
2650                             SemaRef.ArgumentPackSubstitutionIndex != -1;
2651   SourceLocation EllipsisLoc =
2652       InstantiatingSlice ? SourceLocation() : D->getEllipsisLoc();
2653
2654   NamedDecl *UD = SemaRef.BuildUsingDeclaration(
2655       /*Scope*/ nullptr, D->getAccess(), D->getUsingLoc(),
2656       /*HasTypename*/ TD, TypenameLoc, SS, NameInfo, EllipsisLoc, nullptr,
2657       /*IsInstantiation*/ true);
2658   if (UD)
2659     SemaRef.Context.setInstantiatedFromUsingDecl(UD, D);
2660
2661   return UD;
2662 }
2663
2664 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitUnresolvedUsingTypenameDecl(
2665     UnresolvedUsingTypenameDecl *D) {
2666   return instantiateUnresolvedUsingDecl(D);
2667 }
2668
2669 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitUnresolvedUsingValueDecl(
2670     UnresolvedUsingValueDecl *D) {
2671   return instantiateUnresolvedUsingDecl(D);
2672 }
2673
2674 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitUsingPackDecl(UsingPackDecl *D) {
2675   SmallVector<NamedDecl*, 8> Expansions;
2676   for (auto *UD : D->expansions()) {
2677     if (auto *NewUD =
2678             SemaRef.FindInstantiatedDecl(D->getLocation(), UD, TemplateArgs))
2679       Expansions.push_back(cast<NamedDecl>(NewUD));
2680     else
2681       return nullptr;
2682   }
2683
2684   auto *NewD = SemaRef.BuildUsingPackDecl(D, Expansions);
2685   if (isDeclWithinFunction(D))
2686     SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, NewD);
2687   return NewD;
2688 }
2689
2690 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitClassScopeFunctionSpecializationDecl(
2691                                      ClassScopeFunctionSpecializationDecl *Decl) {
2692   CXXMethodDecl *OldFD = Decl->getSpecialization();
2693   CXXMethodDecl *NewFD =
2694     cast_or_null<CXXMethodDecl>(VisitCXXMethodDecl(OldFD, nullptr, true));
2695   if (!NewFD)
2696     return nullptr;
2697
2698   LookupResult Previous(SemaRef, NewFD->getNameInfo(), Sema::LookupOrdinaryName,
2699                         Sema::ForRedeclaration);
2700
2701   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs;
2702   TemplateArgumentListInfo *TemplateArgsPtr = nullptr;
2703   if (Decl->hasExplicitTemplateArgs()) {
2704     TemplateArgs = Decl->templateArgs();
2705     TemplateArgsPtr = &TemplateArgs;
2706   }
2707
2708   SemaRef.LookupQualifiedName(Previous, SemaRef.CurContext);
2709   if (SemaRef.CheckFunctionTemplateSpecialization(NewFD, TemplateArgsPtr,
2710                                                   Previous)) {
2711     NewFD->setInvalidDecl();
2712     return NewFD;
2713   }
2714
2715   // Associate the specialization with the pattern.
2716   FunctionDecl *Specialization = cast<FunctionDecl>(Previous.getFoundDecl());
2717   assert(Specialization && "Class scope Specialization is null");
2718   SemaRef.Context.setClassScopeSpecializationPattern(Specialization, OldFD);
2719
2720   return NewFD;
2721 }
2722
2723 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitOMPThreadPrivateDecl(
2724                                      OMPThreadPrivateDecl *D) {
2725   SmallVector<Expr *, 5> Vars;
2726   for (auto *I : D->varlists()) {
2727     Expr *Var = SemaRef.SubstExpr(I, TemplateArgs).get();
2728     assert(isa<DeclRefExpr>(Var) && "threadprivate arg is not a DeclRefExpr");
2729     Vars.push_back(Var);
2730   }
2731
2732   OMPThreadPrivateDecl *TD =
2733     SemaRef.CheckOMPThreadPrivateDecl(D->getLocation(), Vars);
2734
2735   TD->setAccess(AS_public);
2736   Owner->addDecl(TD);
2737
2738   return TD;
2739 }
2740
2741 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitOMPDeclareReductionDecl(
2742     OMPDeclareReductionDecl *D) {
2743   // Instantiate type and check if it is allowed.
2744   QualType SubstReductionType = SemaRef.ActOnOpenMPDeclareReductionType(
2745       D->getLocation(),
2746       ParsedType::make(SemaRef.SubstType(D->getType(), TemplateArgs,
2747                                          D->getLocation(), DeclarationName())));
2748   if (SubstReductionType.isNull())
2749     return nullptr;
2750   bool IsCorrect = !SubstReductionType.isNull();
2751   // Create instantiated copy.
2752   std::pair<QualType, SourceLocation> ReductionTypes[] = {
2753       std::make_pair(SubstReductionType, D->getLocation())};
2754   auto *PrevDeclInScope = D->getPrevDeclInScope();
2755   if (PrevDeclInScope && !PrevDeclInScope->isInvalidDecl()) {
2756     PrevDeclInScope = cast<OMPDeclareReductionDecl>(
2757         SemaRef.CurrentInstantiationScope->findInstantiationOf(PrevDeclInScope)
2758             ->get<Decl *>());
2759   }
2760   auto DRD = SemaRef.ActOnOpenMPDeclareReductionDirectiveStart(
2761       /*S=*/nullptr, Owner, D->getDeclName(), ReductionTypes, D->getAccess(),
2762       PrevDeclInScope);
2763   auto *NewDRD = cast<OMPDeclareReductionDecl>(DRD.get().getSingleDecl());
2764   if (isDeclWithinFunction(NewDRD))
2765     SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, NewDRD);
2766   Expr *SubstCombiner = nullptr;
2767   Expr *SubstInitializer = nullptr;
2768   // Combiners instantiation sequence.
2769   if (D->getCombiner()) {
2770     SemaRef.ActOnOpenMPDeclareReductionCombinerStart(
2771         /*S=*/nullptr, NewDRD);
2772     const char *Names[] = {"omp_in", "omp_out"};
2773     for (auto &Name : Names) {
2774       DeclarationName DN(&SemaRef.Context.Idents.get(Name));
2775       auto OldLookup = D->lookup(DN);
2776       auto Lookup = NewDRD->lookup(DN);
2777       if (!OldLookup.empty() && !Lookup.empty()) {
2778         assert(Lookup.size() == 1 && OldLookup.size() == 1);
2779         SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(OldLookup.front(),
2780                                                              Lookup.front());
2781       }
2782     }
2783     SubstCombiner = SemaRef.SubstExpr(D->getCombiner(), TemplateArgs).get();
2784     SemaRef.ActOnOpenMPDeclareReductionCombinerEnd(NewDRD, SubstCombiner);
2785     // Initializers instantiation sequence.
2786     if (D->getInitializer()) {
2787       SemaRef.ActOnOpenMPDeclareReductionInitializerStart(
2788           /*S=*/nullptr, NewDRD);
2789       const char *Names[] = {"omp_orig", "omp_priv"};
2790       for (auto &Name : Names) {
2791         DeclarationName DN(&SemaRef.Context.Idents.get(Name));
2792         auto OldLookup = D->lookup(DN);
2793         auto Lookup = NewDRD->lookup(DN);
2794         if (!OldLookup.empty() && !Lookup.empty()) {
2795           assert(Lookup.size() == 1 && OldLookup.size() == 1);
2796           SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(
2797               OldLookup.front(), Lookup.front());
2798         }
2799       }
2800       SubstInitializer =
2801           SemaRef.SubstExpr(D->getInitializer(), TemplateArgs).get();
2802       SemaRef.ActOnOpenMPDeclareReductionInitializerEnd(NewDRD,
2803                                                         SubstInitializer);
2804     }
2805     IsCorrect = IsCorrect && SubstCombiner &&
2806                 (!D->getInitializer() || SubstInitializer);
2807   } else
2808     IsCorrect = false;
2809
2810   (void)SemaRef.ActOnOpenMPDeclareReductionDirectiveEnd(/*S=*/nullptr, DRD,
2811                                                         IsCorrect);
2812
2813   return NewDRD;
2814 }
2815
2816 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitOMPCapturedExprDecl(
2817     OMPCapturedExprDecl * /*D*/) {
2818   llvm_unreachable("Should not be met in templates");
2819 }
2820
2821 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitFunctionDecl(FunctionDecl *D) {
2822   return VisitFunctionDecl(D, nullptr);
2823 }
2824
2825 Decl *
2826 TemplateDeclInstantiator::VisitCXXDeductionGuideDecl(CXXDeductionGuideDecl *D) {
2827   return VisitFunctionDecl(D, nullptr);
2828 }
2829
2830 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitCXXMethodDecl(CXXMethodDecl *D) {
2831   return VisitCXXMethodDecl(D, nullptr);
2832 }
2833
2834 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitRecordDecl(RecordDecl *D) {
2835   llvm_unreachable("There are only CXXRecordDecls in C++");
2836 }
2837
2838 Decl *
2839 TemplateDeclInstantiator::VisitClassTemplateSpecializationDecl(
2840     ClassTemplateSpecializationDecl *D) {
2841   // As a MS extension, we permit class-scope explicit specialization
2842   // of member class templates.
2843   ClassTemplateDecl *ClassTemplate = D->getSpecializedTemplate();
2844   assert(ClassTemplate->getDeclContext()->isRecord() &&
2845          D->getTemplateSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization &&
2846          "can only instantiate an explicit specialization "
2847          "for a member class template");
2848
2849   // Lookup the already-instantiated declaration in the instantiation
2850   // of the class template. FIXME: Diagnose or assert if this fails?
2851   DeclContext::lookup_result Found
2852     = Owner->lookup(ClassTemplate->getDeclName());
2853   if (Found.empty())
2854     return nullptr;
2855   ClassTemplateDecl *InstClassTemplate
2856     = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Found.front());
2857   if (!InstClassTemplate)
2858     return nullptr;
2859
2860   // Substitute into the template arguments of the class template explicit
2861   // specialization.
2862   TemplateSpecializationTypeLoc Loc = D->getTypeAsWritten()->getTypeLoc().
2863                                         castAs<TemplateSpecializationTypeLoc>();
2864   TemplateArgumentListInfo InstTemplateArgs(Loc.getLAngleLoc(),
2865                                             Loc.getRAngleLoc());
2866   SmallVector<TemplateArgumentLoc, 4> ArgLocs;
2867   for (unsigned I = 0; I != Loc.getNumArgs(); ++I)
2868     ArgLocs.push_back(Loc.getArgLoc(I));
2869   if (SemaRef.Subst(ArgLocs.data(), ArgLocs.size(),
2870                     InstTemplateArgs, TemplateArgs))
2871     return nullptr;
2872
2873   // Check that the template argument list is well-formed for this
2874   // class template.
2875   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
2876   if (SemaRef.CheckTemplateArgumentList(InstClassTemplate,
2877                                         D->getLocation(),
2878                                         InstTemplateArgs,
2879                                         false,
2880                                         Converted))
2881     return nullptr;
2882
2883   // Figure out where to insert this class template explicit specialization
2884   // in the member template's set of class template explicit specializations.
2885   void *InsertPos = nullptr;
2886   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl =
2887       InstClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
2888
2889   // Check whether we've already seen a conflicting instantiation of this
2890   // declaration (for instance, if there was a prior implicit instantiation).
2891   bool Ignored;
2892   if (PrevDecl &&
2893       SemaRef.CheckSpecializationInstantiationRedecl(D->getLocation(),
2894                                                      D->getSpecializationKind(),
2895                                                      PrevDecl,
2896                                                      PrevDecl->getSpecializationKind(),
2897                                                      PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
2898                                                      Ignored))
2899     return nullptr;
2900
2901   // If PrevDecl was a definition and D is also a definition, diagnose.
2902   // This happens in cases like:
2903   //
2904   //   template<typename T, typename U>
2905   //   struct Outer {
2906   //     template<typename X> struct Inner;
2907   //     template<> struct Inner<T> {};
2908   //     template<> struct Inner<U> {};
2909   //   };
2910   //
2911   //   Outer<int, int> outer; // error: the explicit specializations of Inner
2912   //                          // have the same signature.
2913   if (PrevDecl && PrevDecl->getDefinition() &&
2914       D->isThisDeclarationADefinition()) {
2915     SemaRef.Diag(D->getLocation(), diag::err_redefinition) << PrevDecl;
2916     SemaRef.Diag(PrevDecl->getDefinition()->getLocation(),
2917                  diag::note_previous_definition);
2918     return nullptr;
2919   }
2920
2921   // Create the class template partial specialization declaration.
2922   ClassTemplateSpecializationDecl *InstD
2923     = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(SemaRef.Context,
2924                                               D->getTagKind(),
2925                                               Owner,
2926                                               D->getLocStart(),
2927                                               D->getLocation(),
2928                                               InstClassTemplate,
2929                                               Converted,
2930                                               PrevDecl);
2931
2932   // Add this partial specialization to the set of class template partial
2933   // specializations.
2934   if (!PrevDecl)
2935     InstClassTemplate->AddSpecialization(InstD, InsertPos);
2936
2937   // Substitute the nested name specifier, if any.
2938   if (SubstQualifier(D, InstD))
2939     return nullptr;
2940
2941   // Build the canonical type that describes the converted template
2942   // arguments of the class template explicit specialization.
2943   QualType CanonType = SemaRef.Context.getTemplateSpecializationType(
2944       TemplateName(InstClassTemplate), Converted,
2945       SemaRef.Context.getRecordType(InstD));
2946
2947   // Build the fully-sugared type for this class template
2948   // specialization as the user wrote in the specialization
2949   // itself. This means that we'll pretty-print the type retrieved
2950   // from the specialization's declaration the way that the user
2951   // actually wrote the specialization, rather than formatting the
2952   // name based on the "canonical" representation used to store the
2953   // template arguments in the specialization.
2954   TypeSourceInfo *WrittenTy = SemaRef.Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(
2955       TemplateName(InstClassTemplate), D->getLocation(), InstTemplateArgs,
2956       CanonType);
2957
2958   InstD->setAccess(D->getAccess());
2959   InstD->setInstantiationOfMemberClass(D, TSK_ImplicitInstantiation);
2960   InstD->setSpecializationKind(D->getSpecializationKind());
2961   InstD->setTypeAsWritten(WrittenTy);
2962   InstD->setExternLoc(D->getExternLoc());
2963   InstD->setTemplateKeywordLoc(D->getTemplateKeywordLoc());
2964
2965   Owner->addDecl(InstD);
2966
2967   // Instantiate the members of the class-scope explicit specialization eagerly.
2968   // We don't have support for lazy instantiation of an explicit specialization
2969   // yet, and MSVC eagerly instantiates in this case.
2970   if (D->isThisDeclarationADefinition() &&
2971       SemaRef.InstantiateClass(D->getLocation(), InstD, D, TemplateArgs,
2972                                TSK_ImplicitInstantiation,
2973                                /*Complain=*/true))
2974     return nullptr;
2975
2976   return InstD;
2977 }
2978
2979 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitVarTemplateSpecializationDecl(
2980     VarTemplateSpecializationDecl *D) {
2981
2982   TemplateArgumentListInfo VarTemplateArgsInfo;
2983   VarTemplateDecl *VarTemplate = D->getSpecializedTemplate();
2984   assert(VarTemplate &&
2985          "A template specialization without specialized template?");
2986
2987   // Substitute the current template arguments.
2988   const TemplateArgumentListInfo &TemplateArgsInfo = D->getTemplateArgsInfo();
2989   VarTemplateArgsInfo.setLAngleLoc(TemplateArgsInfo.getLAngleLoc());
2990   VarTemplateArgsInfo.setRAngleLoc(TemplateArgsInfo.getRAngleLoc());
2991
2992   if (SemaRef.Subst(TemplateArgsInfo.getArgumentArray(),
2993                     TemplateArgsInfo.size(), VarTemplateArgsInfo, TemplateArgs))
2994     return nullptr;
2995
2996   // Check that the template argument list is well-formed for this template.
2997   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
2998   if (SemaRef.CheckTemplateArgumentList(
2999           VarTemplate, VarTemplate->getLocStart(),
3000           const_cast<TemplateArgumentListInfo &>(VarTemplateArgsInfo), false,
3001           Converted))
3002     return nullptr;
3003
3004   // Find the variable template specialization declaration that
3005   // corresponds to these arguments.
3006   void *InsertPos = nullptr;
3007   if (VarTemplateSpecializationDecl *VarSpec = VarTemplate->findSpecialization(
3008           Converted, InsertPos))
3009     // If we already have a variable template specialization, return it.
3010     return VarSpec;
3011
3012   return VisitVarTemplateSpecializationDecl(VarTemplate, D, InsertPos,
3013                                             VarTemplateArgsInfo, Converted);
3014 }
3015
3016 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitVarTemplateSpecializationDecl(
3017     VarTemplateDecl *VarTemplate, VarDecl *D, void *InsertPos,
3018     const TemplateArgumentListInfo &TemplateArgsInfo,
3019     ArrayRef<TemplateArgument> Converted) {
3020
3021   // Do substitution on the type of the declaration
3022   TypeSourceInfo *DI =
3023       SemaRef.SubstType(D->getTypeSourceInfo(), TemplateArgs,
3024                         D->getTypeSpecStartLoc(), D->getDeclName());
3025   if (!DI)
3026     return nullptr;
3027
3028   if (DI->getType()->isFunctionType()) {
3029     SemaRef.Diag(D->getLocation(), diag::err_variable_instantiates_to_function)
3030         << D->isStaticDataMember() << DI->getType();
3031     return nullptr;
3032   }
3033
3034   // Build the instantiated declaration
3035   VarTemplateSpecializationDecl *Var = VarTemplateSpecializationDecl::Create(
3036       SemaRef.Context, Owner, D->getInnerLocStart(), D->getLocation(),
3037       VarTemplate, DI->getType(), DI, D->getStorageClass(), Converted);
3038   Var->setTemplateArgsInfo(TemplateArgsInfo);
3039   if (InsertPos)
3040     VarTemplate->AddSpecialization(Var, InsertPos);
3041
3042   // Substitute the nested name specifier, if any.
3043   if (SubstQualifier(D, Var))
3044     return nullptr;
3045
3046   SemaRef.BuildVariableInstantiation(Var, D, TemplateArgs, LateAttrs,
3047                                      Owner, StartingScope);
3048
3049   return Var;
3050 }
3051
3052 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitObjCAtDefsFieldDecl(ObjCAtDefsFieldDecl *D) {
3053   llvm_unreachable("@defs is not supported in Objective-C++");
3054 }
3055
3056 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitFriendTemplateDecl(FriendTemplateDecl *D) {
3057   // FIXME: We need to be able to instantiate FriendTemplateDecls.
3058   unsigned DiagID = SemaRef.getDiagnostics().getCustomDiagID(
3059                                                DiagnosticsEngine::Error,
3060                                                "cannot instantiate %0 yet");
3061   SemaRef.Diag(D->getLocation(), DiagID)
3062     << D->getDeclKindName();
3063
3064   return nullptr;
3065 }
3066
3067 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitDecl(Decl *D) {
3068   llvm_unreachable("Unexpected decl");
3069 }
3070
3071 Decl *Sema::SubstDecl(Decl *D, DeclContext *Owner,
3072                       const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs) {
3073   TemplateDeclInstantiator Instantiator(*this, Owner, TemplateArgs);
3074   if (D->isInvalidDecl())
3075     return nullptr;
3076
3077   return Instantiator.Visit(D);
3078 }
3079
3080 /// \brief Instantiates a nested template parameter list in the current
3081 /// instantiation context.
3082 ///
3083 /// \param L The parameter list to instantiate
3084 ///
3085 /// \returns NULL if there was an error
3086 TemplateParameterList *
3087 TemplateDeclInstantiator::SubstTemplateParams(TemplateParameterList *L) {
3088   // Get errors for all the parameters before bailing out.
3089   bool Invalid = false;
3090
3091   unsigned N = L->size();
3092   typedef SmallVector<NamedDecl *, 8> ParamVector;
3093   ParamVector Params;
3094   Params.reserve(N);
3095   for (auto &P : *L) {
3096     NamedDecl *D = cast_or_null<NamedDecl>(Visit(P));
3097     Params.push_back(D);
3098     Invalid = Invalid || !D || D->isInvalidDecl();
3099   }
3100
3101   // Clean up if we had an error.
3102   if (Invalid)
3103     return nullptr;
3104
3105   // Note: we substitute into associated constraints later
3106   Expr *const UninstantiatedRequiresClause = L->getRequiresClause();
3107
3108   TemplateParameterList *InstL
3109     = TemplateParameterList::Create(SemaRef.Context, L->getTemplateLoc(),
3110                                     L->getLAngleLoc(), Params,
3111                                     L->getRAngleLoc(),
3112                                     UninstantiatedRequiresClause);
3113   return InstL;
3114 }
3115
3116 /// \brief Instantiate the declaration of a class template partial
3117 /// specialization.
3118 ///
3119 /// \param ClassTemplate the (instantiated) class template that is partially
3120 // specialized by the instantiation of \p PartialSpec.
3121 ///
3122 /// \param PartialSpec the (uninstantiated) class template partial
3123 /// specialization that we are instantiating.
3124 ///
3125 /// \returns The instantiated partial specialization, if successful; otherwise,
3126 /// NULL to indicate an error.
3127 ClassTemplatePartialSpecializationDecl *
3128 TemplateDeclInstantiator::InstantiateClassTemplatePartialSpecialization(
3129                                             ClassTemplateDecl *ClassTemplate,
3130                           ClassTemplatePartialSpecializationDecl *PartialSpec) {
3131   // Create a local instantiation scope for this class template partial
3132   // specialization, which will contain the instantiations of the template
3133   // parameters.
3134   LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
3135
3136   // Substitute into the template parameters of the class template partial
3137   // specialization.
3138   TemplateParameterList *TempParams = PartialSpec->getTemplateParameters();
3139   TemplateParameterList *InstParams = SubstTemplateParams(TempParams);
3140   if (!InstParams)
3141     return nullptr;
3142
3143   // Substitute into the template arguments of the class template partial
3144   // specialization.
3145   const ASTTemplateArgumentListInfo *TemplArgInfo
3146     = PartialSpec->getTemplateArgsAsWritten();
3147   TemplateArgumentListInfo InstTemplateArgs(TemplArgInfo->LAngleLoc,
3148                                             TemplArgInfo->RAngleLoc);
3149   if (SemaRef.Subst(TemplArgInfo->getTemplateArgs(),
3150                     TemplArgInfo->NumTemplateArgs,
3151                     InstTemplateArgs, TemplateArgs))
3152     return nullptr;
3153
3154   // Check that the template argument list is well-formed for this
3155   // class template.
3156   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3157   if (SemaRef.CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate,
3158                                         PartialSpec->getLocation(),
3159                                         InstTemplateArgs,
3160                                         false,
3161                                         Converted))
3162     return nullptr;
3163
3164   // Check these arguments are valid for a template partial specialization.
3165   if (SemaRef.CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
3166           PartialSpec->getLocation(), ClassTemplate, InstTemplateArgs.size(),
3167           Converted))
3168     return nullptr;
3169
3170   // Figure out where to insert this class template partial specialization
3171   // in the member template's set of class template partial specializations.
3172   void *InsertPos = nullptr;
3173   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl
3174     = ClassTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
3175
3176   // Build the canonical type that describes the converted template
3177   // arguments of the class template partial specialization.
3178   QualType CanonType
3179     = SemaRef.Context.getTemplateSpecializationType(TemplateName(ClassTemplate),
3180                                                     Converted);
3181
3182   // Build the fully-sugared type for this class template
3183   // specialization as the user wrote in the specialization
3184   // itself. This means that we'll pretty-print the type retrieved
3185   // from the specialization's declaration the way that the user
3186   // actually wrote the specialization, rather than formatting the
3187   // name based on the "canonical" representation used to store the
3188   // template arguments in the specialization.
3189   TypeSourceInfo *WrittenTy
3190     = SemaRef.Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(
3191                                                     TemplateName(ClassTemplate),
3192                                                     PartialSpec->getLocation(),
3193                                                     InstTemplateArgs,
3194                                                     CanonType);
3195
3196   if (PrevDecl) {
3197     // We've already seen a partial specialization with the same template
3198     // parameters and template arguments. This can happen, for example, when
3199     // substituting the outer template arguments ends up causing two
3200     // class template partial specializations of a member class template
3201     // to have identical forms, e.g.,
3202     //
3203     //   template<typename T, typename U>
3204     //   struct Outer {
3205     //     template<typename X, typename Y> struct Inner;
3206     //     template<typename Y> struct Inner<T, Y>;
3207     //     template<typename Y> struct Inner<U, Y>;
3208     //   };
3209     //
3210     //   Outer<int, int> outer; // error: the partial specializations of Inner
3211     //                          // have the same signature.
3212     SemaRef.Diag(PartialSpec->getLocation(), diag::err_partial_spec_redeclared)
3213       << WrittenTy->getType();
3214     SemaRef.Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_prev_partial_spec_here)
3215       << SemaRef.Context.getTypeDeclType(PrevDecl);
3216     return nullptr;
3217   }
3218
3219
3220   // Create the class template partial specialization declaration.
3221   ClassTemplatePartialSpecializationDecl *InstPartialSpec
3222     = ClassTemplatePartialSpecializationDecl::Create(SemaRef.Context,
3223                                                      PartialSpec->getTagKind(),
3224                                                      Owner,
3225                                                      PartialSpec->getLocStart(),
3226                                                      PartialSpec->getLocation(),
3227                                                      InstParams,
3228                                                      ClassTemplate,
3229                                                      Converted,
3230                                                      InstTemplateArgs,
3231                                                      CanonType,
3232                                                      nullptr);
3233   // Substitute the nested name specifier, if any.
3234   if (SubstQualifier(PartialSpec, InstPartialSpec))
3235     return nullptr;
3236
3237   InstPartialSpec->setInstantiatedFromMember(PartialSpec);
3238   InstPartialSpec->setTypeAsWritten(WrittenTy);
3239
3240   // Check the completed partial specialization.
3241   SemaRef.CheckTemplatePartialSpecialization(InstPartialSpec);
3242
3243   // Add this partial specialization to the set of class template partial
3244   // specializations.
3245   ClassTemplate->AddPartialSpecialization(InstPartialSpec,
3246                                           /*InsertPos=*/nullptr);
3247   return InstPartialSpec;
3248 }
3249
3250 /// \brief Instantiate the declaration of a variable template partial
3251 /// specialization.
3252 ///
3253 /// \param VarTemplate the (instantiated) variable template that is partially
3254 /// specialized by the instantiation of \p PartialSpec.
3255 ///
3256 /// \param PartialSpec the (uninstantiated) variable template partial
3257 /// specialization that we are instantiating.
3258 ///
3259 /// \returns The instantiated partial specialization, if successful; otherwise,
3260 /// NULL to indicate an error.
3261 VarTemplatePartialSpecializationDecl *
3262 TemplateDeclInstantiator::InstantiateVarTemplatePartialSpecialization(
3263     VarTemplateDecl *VarTemplate,
3264     VarTemplatePartialSpecializationDecl *PartialSpec) {
3265   // Create a local instantiation scope for this variable template partial
3266   // specialization, which will contain the instantiations of the template
3267   // parameters.
3268   LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
3269
3270   // Substitute into the template parameters of the variable template partial
3271   // specialization.
3272   TemplateParameterList *TempParams = PartialSpec->getTemplateParameters();
3273   TemplateParameterList *InstParams = SubstTemplateParams(TempParams);
3274   if (!InstParams)
3275     return nullptr;
3276
3277   // Substitute into the template arguments of the variable template partial
3278   // specialization.
3279   const ASTTemplateArgumentListInfo *TemplArgInfo
3280     = PartialSpec->getTemplateArgsAsWritten();
3281   TemplateArgumentListInfo InstTemplateArgs(TemplArgInfo->LAngleLoc,
3282                                             TemplArgInfo->RAngleLoc);
3283   if (SemaRef.Subst(TemplArgInfo->getTemplateArgs(),
3284                     TemplArgInfo->NumTemplateArgs,
3285                     InstTemplateArgs, TemplateArgs))
3286     return nullptr;
3287
3288   // Check that the template argument list is well-formed for this
3289   // class template.
3290   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3291   if (SemaRef.CheckTemplateArgumentList(VarTemplate, PartialSpec->getLocation(),
3292                                         InstTemplateArgs, false, Converted))
3293     return nullptr;
3294
3295   // Check these arguments are valid for a template partial specialization.
3296   if (SemaRef.CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
3297           PartialSpec->getLocation(), VarTemplate, InstTemplateArgs.size(),
3298           Converted))
3299     return nullptr;
3300
3301   // Figure out where to insert this variable template partial specialization
3302   // in the member template's set of variable template partial specializations.
3303   void *InsertPos = nullptr;
3304   VarTemplateSpecializationDecl *PrevDecl =
3305       VarTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
3306
3307   // Build the canonical type that describes the converted template
3308   // arguments of the variable template partial specialization.
3309   QualType CanonType = SemaRef.Context.getTemplateSpecializationType(
3310       TemplateName(VarTemplate), Converted);
3311
3312   // Build the fully-sugared type for this variable template
3313   // specialization as the user wrote in the specialization
3314   // itself. This means that we'll pretty-print the type retrieved
3315   // from the specialization's declaration the way that the user
3316   // actually wrote the specialization, rather than formatting the
3317   // name based on the "canonical" representation used to store the
3318   // template arguments in the specialization.
3319   TypeSourceInfo *WrittenTy = SemaRef.Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(
3320       TemplateName(VarTemplate), PartialSpec->getLocation(), InstTemplateArgs,
3321       CanonType);
3322
3323   if (PrevDecl) {
3324     // We've already seen a partial specialization with the same template
3325     // parameters and template arguments. This can happen, for example, when
3326     // substituting the outer template arguments ends up causing two
3327     // variable template partial specializations of a member variable template
3328     // to have identical forms, e.g.,
3329     //
3330     //   template<typename T, typename U>
3331     //   struct Outer {
3332     //     template<typename X, typename Y> pair<X,Y> p;
3333     //     template<typename Y> pair<T, Y> p;
3334     //     template<typename Y> pair<U, Y> p;
3335     //   };
3336     //
3337     //   Outer<int, int> outer; // error: the partial specializations of Inner
3338     //                          // have the same signature.
3339     SemaRef.Diag(PartialSpec->getLocation(),
3340                  diag::err_var_partial_spec_redeclared)
3341         << WrittenTy->getType();
3342     SemaRef.Diag(PrevDecl->getLocation(),
3343                  diag::note_var_prev_partial_spec_here);
3344     return nullptr;
3345   }
3346
3347   // Do substitution on the type of the declaration
3348   TypeSourceInfo *DI = SemaRef.SubstType(
3349       PartialSpec->getTypeSourceInfo(), TemplateArgs,
3350       PartialSpec->getTypeSpecStartLoc(), PartialSpec->getDeclName());
3351   if (!DI)
3352     return nullptr;
3353
3354   if (DI->getType()->isFunctionType()) {
3355     SemaRef.Diag(PartialSpec->getLocation(),
3356                  diag::err_variable_instantiates_to_function)
3357         << PartialSpec->isStaticDataMember() << DI->getType();
3358     return nullptr;
3359   }
3360
3361   // Create the variable template partial specialization declaration.
3362   VarTemplatePartialSpecializationDecl *InstPartialSpec =
3363       VarTemplatePartialSpecializationDecl::Create(
3364           SemaRef.Context, Owner, PartialSpec->getInnerLocStart(),
3365           PartialSpec->getLocation(), InstParams, VarTemplate, DI->getType(),
3366           DI, PartialSpec->getStorageClass(), Converted, InstTemplateArgs);
3367
3368   // Substitute the nested name specifier, if any.
3369   if (SubstQualifier(PartialSpec, InstPartialSpec))
3370     return nullptr;
3371
3372   InstPartialSpec->setInstantiatedFromMember(PartialSpec);
3373   InstPartialSpec->setTypeAsWritten(WrittenTy);
3374
3375   // Check the completed partial specialization.
3376   SemaRef.CheckTemplatePartialSpecialization(InstPartialSpec);
3377
3378   // Add this partial specialization to the set of variable template partial
3379   // specializations. The instantiation of the initializer is not necessary.
3380   VarTemplate->AddPartialSpecialization(InstPartialSpec, /*InsertPos=*/nullptr);
3381
3382   SemaRef.BuildVariableInstantiation(InstPartialSpec, PartialSpec, TemplateArgs,
3383                                      LateAttrs, Owner, StartingScope);
3384
3385   return InstPartialSpec;
3386 }
3387
3388 TypeSourceInfo*
3389 TemplateDeclInstantiator::SubstFunctionType(FunctionDecl *D,
3390                               SmallVectorImpl<ParmVarDecl *> &Params) {
3391   TypeSourceInfo *OldTInfo = D->getTypeSourceInfo();
3392   assert(OldTInfo && "substituting function without type source info");
3393   assert(Params.empty() && "parameter vector is non-empty at start");
3394
3395   CXXRecordDecl *ThisContext = nullptr;
3396   unsigned ThisTypeQuals = 0;
3397   if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(D)) {
3398     ThisContext = cast<CXXRecordDecl>(Owner);
3399     ThisTypeQuals = Method->getTypeQualifiers();
3400   }
3401
3402   TypeSourceInfo *NewTInfo
3403     = SemaRef.SubstFunctionDeclType(OldTInfo, TemplateArgs,
3404                                     D->getTypeSpecStartLoc(),
3405                                     D->getDeclName(),
3406                                     ThisContext, ThisTypeQuals);
3407   if (!NewTInfo)
3408     return nullptr;
3409
3410   TypeLoc OldTL = OldTInfo->getTypeLoc().IgnoreParens();
3411   if (FunctionProtoTypeLoc OldProtoLoc = OldTL.getAs<FunctionProtoTypeLoc>()) {
3412     if (NewTInfo != OldTInfo) {
3413       // Get parameters from the new type info.
3414       TypeLoc NewTL = NewTInfo->getTypeLoc().IgnoreParens();
3415       FunctionProtoTypeLoc NewProtoLoc = NewTL.castAs<FunctionProtoTypeLoc>();
3416       unsigned NewIdx = 0;
3417       for (unsigned OldIdx = 0, NumOldParams = OldProtoLoc.getNumParams();
3418            OldIdx != NumOldParams; ++OldIdx) {
3419         ParmVarDecl *OldParam = OldProtoLoc.getParam(OldIdx);
3420         LocalInstantiationScope *Scope = SemaRef.CurrentInstantiationScope;
3421
3422         Optional<unsigned> NumArgumentsInExpansion;
3423         if (OldParam->isParameterPack())
3424           NumArgumentsInExpansion =
3425               SemaRef.getNumArgumentsInExpansion(OldParam->getType(),
3426                                                  TemplateArgs);
3427         if (!NumArgumentsInExpansion) {
3428           // Simple case: normal parameter, or a parameter pack that's
3429           // instantiated to a (still-dependent) parameter pack.
3430           ParmVarDecl *NewParam = NewProtoLoc.getParam(NewIdx++);
3431           Params.push_back(NewParam);
3432           Scope->InstantiatedLocal(OldParam, NewParam);
3433         } else {
3434           // Parameter pack expansion: make the instantiation an argument pack.
3435           Scope->MakeInstantiatedLocalArgPack(OldParam);
3436           for (unsigned I = 0; I != *NumArgumentsInExpansion; ++I) {
3437             ParmVarDecl *NewParam = NewProtoLoc.getParam(NewIdx++);
3438             Params.push_back(NewParam);
3439             Scope->InstantiatedLocalPackArg(OldParam, NewParam);
3440           }
3441         }
3442       }
3443     } else {
3444       // The function type itself was not dependent and therefore no
3445       // substitution occurred. However, we still need to instantiate
3446       // the function parameters themselves.
3447       const FunctionProtoType *OldProto =
3448           cast<FunctionProtoType>(OldProtoLoc.getType());
3449       for (unsigned i = 0, i_end = OldProtoLoc.getNumParams(); i != i_end;
3450            ++i) {
3451         ParmVarDecl *OldParam = OldProtoLoc.getParam(i);
3452         if (!OldParam) {
3453           Params.push_back(SemaRef.BuildParmVarDeclForTypedef(
3454               D, D->getLocation(), OldProto->getParamType(i)));
3455           continue;
3456         }
3457
3458         ParmVarDecl *Parm =
3459             cast_or_null<ParmVarDecl>(VisitParmVarDecl(OldParam));
3460         if (!Parm)
3461           return nullptr;
3462         Params.push_back(Parm);
3463       }
3464     }
3465   } else {
3466     // If the type of this function, after ignoring parentheses, is not
3467     // *directly* a function type, then we're instantiating a function that
3468     // was declared via a typedef or with attributes, e.g.,
3469     //
3470     //   typedef int functype(int, int);
3471     //   functype func;
3472     //   int __cdecl meth(int, int);
3473     //
3474     // In this case, we'll just go instantiate the ParmVarDecls that we
3475     // synthesized in the method declaration.
3476     SmallVector<QualType, 4> ParamTypes;
3477     Sema::ExtParameterInfoBuilder ExtParamInfos;
3478     if (SemaRef.SubstParmTypes(D->getLocation(), D->parameters(), nullptr,
3479                                TemplateArgs, ParamTypes, &Params,
3480                                ExtParamInfos))
3481       return nullptr;
3482   }
3483
3484   return NewTInfo;
3485 }
3486
3487 /// Introduce the instantiated function parameters into the local
3488 /// instantiation scope, and set the parameter names to those used
3489 /// in the template.
3490 static bool addInstantiatedParametersToScope(Sema &S, FunctionDecl *Function,
3491                                              const FunctionDecl *PatternDecl,
3492                                              LocalInstantiationScope &Scope,
3493                            const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs) {
3494   unsigned FParamIdx = 0;
3495   for (unsigned I = 0, N = PatternDecl->getNumParams(); I != N; ++I) {
3496     const ParmVarDecl *PatternParam = PatternDecl->getParamDecl(I);
3497     if (!PatternParam->isParameterPack()) {
3498       // Simple case: not a parameter pack.
3499       assert(FParamIdx < Function->getNumParams());
3500       ParmVarDecl *FunctionParam = Function->getParamDecl(FParamIdx);
3501       FunctionParam->setDeclName(PatternParam->getDeclName());
3502       // If the parameter's type is not dependent, update it to match the type
3503       // in the pattern. They can differ in top-level cv-qualifiers, and we want
3504       // the pattern's type here. If the type is dependent, they can't differ,
3505       // per core issue 1668. Substitute into the type from the pattern, in case
3506       // it's instantiation-dependent.
3507       // FIXME: Updating the type to work around this is at best fragile.
3508       if (!PatternDecl->getType()->isDependentType()) {
3509         QualType T = S.SubstType(PatternParam->getType(), TemplateArgs,
3510                                  FunctionParam->getLocation(),
3511                                  FunctionParam->getDeclName());
3512         if (T.isNull())
3513           return true;
3514         FunctionParam->setType(T);
3515       }
3516
3517       Scope.InstantiatedLocal(PatternParam, FunctionParam);
3518       ++FParamIdx;
3519       continue;
3520     }
3521
3522     // Expand the parameter pack.
3523     Scope.MakeInstantiatedLocalArgPack(PatternParam);
3524     Optional<unsigned> NumArgumentsInExpansion
3525       = S.getNumArgumentsInExpansion(PatternParam->getType(), TemplateArgs);
3526     assert(NumArgumentsInExpansion &&
3527            "should only be called when all template arguments are known");
3528     QualType PatternType =
3529         PatternParam->getType()->castAs<PackExpansionType>()->getPattern();
3530     for (unsigned Arg = 0; Arg < *NumArgumentsInExpansion; ++Arg) {
3531       ParmVarDecl *FunctionParam = Function->getParamDecl(FParamIdx);
3532       FunctionParam->setDeclName(PatternParam->getDeclName());
3533       if (!PatternDecl->getType()->isDependentType()) {
3534         Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(S, Arg);
3535         QualType T = S.SubstType(PatternType, TemplateArgs,
3536                                  FunctionParam->getLocation(),
3537                                  FunctionParam->getDeclName());
3538         if (T.isNull())
3539           return true;
3540         FunctionParam->setType(T);
3541       }
3542
3543       Scope.InstantiatedLocalPackArg(PatternParam, FunctionParam);
3544       ++FParamIdx;
3545     }
3546   }
3547
3548   return false;
3549 }
3550
3551 void Sema::InstantiateExceptionSpec(SourceLocation PointOfInstantiation,
3552                                     FunctionDecl *Decl) {
3553   const FunctionProtoType *Proto = Decl->getType()->castAs<FunctionProtoType>();
3554   if (Proto->getExceptionSpecType() != EST_Uninstantiated)
3555     return;
3556
3557   InstantiatingTemplate Inst(*this, PointOfInstantiation, Decl,
3558                              InstantiatingTemplate::ExceptionSpecification());
3559   if (Inst.isInvalid()) {
3560     // We hit the instantiation depth limit. Clear the exception specification
3561     // so that our callers don't have to cope with EST_Uninstantiated.
3562     UpdateExceptionSpec(Decl, EST_None);
3563     return;
3564   }
3565   if (Inst.isAlreadyInstantiating()) {
3566     // This exception specification indirectly depends on itself. Reject.
3567     // FIXME: Corresponding rule in the standard?
3568     Diag(PointOfInstantiation, diag::err_exception_spec_cycle) << Decl;
3569     UpdateExceptionSpec(Decl, EST_None);
3570     return;
3571   }
3572
3573   // Enter the scope of this instantiation. We don't use
3574   // PushDeclContext because we don't have a scope.
3575   Sema::ContextRAII savedContext(*this, Decl);
3576   LocalInstantiationScope Scope(*this);
3577
3578   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgs =
3579     getTemplateInstantiationArgs(Decl, nullptr, /*RelativeToPrimary*/true);
3580
3581   FunctionDecl *Template = Proto->getExceptionSpecTemplate();
3582   if (addInstantiatedParametersToScope(*this, Decl, Template, Scope,
3583                                        TemplateArgs)) {
3584     UpdateExceptionSpec(Decl, EST_None);
3585     return;
3586   }
3587
3588   SubstExceptionSpec(Decl, Template->getType()->castAs<FunctionProtoType>(),
3589                      TemplateArgs);
3590 }
3591
3592 /// \brief Initializes the common fields of an instantiation function
3593 /// declaration (New) from the corresponding fields of its template (Tmpl).
3594 ///
3595 /// \returns true if there was an error
3596 bool
3597 TemplateDeclInstantiator::InitFunctionInstantiation(FunctionDecl *New,
3598                                                     FunctionDecl *Tmpl) {
3599   if (Tmpl->isDeleted())
3600     New->setDeletedAsWritten();
3601
3602   New->setImplicit(Tmpl->isImplicit());
3603
3604   // Forward the mangling number from the template to the instantiated decl.
3605   SemaRef.Context.setManglingNumber(New,
3606                                     SemaRef.Context.getManglingNumber(Tmpl));
3607
3608   // If we are performing substituting explicitly-specified template arguments
3609   // or deduced template arguments into a function template and we reach this
3610   // point, we are now past the point where SFINAE applies and have committed
3611   // to keeping the new function template specialization. We therefore
3612   // convert the active template instantiation for the function template
3613   // into a template instantiation for this specific function template
3614   // specialization, which is not a SFINAE context, so that we diagnose any
3615   // further errors in the declaration itself.
3616   typedef Sema::CodeSynthesisContext ActiveInstType;
3617   ActiveInstType &ActiveInst = SemaRef.CodeSynthesisContexts.back();
3618   if (ActiveInst.Kind == ActiveInstType::ExplicitTemplateArgumentSubstitution ||
3619       ActiveInst.Kind == ActiveInstType::DeducedTemplateArgumentSubstitution) {
3620     if (FunctionTemplateDecl *FunTmpl
3621           = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(ActiveInst.Entity)) {
3622       assert(FunTmpl->getTemplatedDecl() == Tmpl &&
3623              "Deduction from the wrong function template?");
3624       (void) FunTmpl;
3625       ActiveInst.Kind = ActiveInstType::TemplateInstantiation;
3626       ActiveInst.Entity = New;
3627     }
3628   }
3629
3630   const FunctionProtoType *Proto = Tmpl->getType()->getAs<FunctionProtoType>();
3631   assert(Proto && "Function template without prototype?");
3632
3633   if (Proto->hasExceptionSpec() || Proto->getNoReturnAttr()) {
3634     FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI = Proto->getExtProtoInfo();
3635
3636     // DR1330: In C++11, defer instantiation of a non-trivial
3637     // exception specification.
3638     // DR1484: Local classes and their members are instantiated along with the
3639     // containing function.
3640     if (SemaRef.getLangOpts().CPlusPlus11 &&
3641         EPI.ExceptionSpec.Type != EST_None &&
3642         EPI.ExceptionSpec.Type != EST_DynamicNone &&
3643         EPI.ExceptionSpec.Type != EST_BasicNoexcept &&
3644         !Tmpl->isLexicallyWithinFunctionOrMethod()) {
3645       FunctionDecl *ExceptionSpecTemplate = Tmpl;
3646       if (EPI.ExceptionSpec.Type == EST_Uninstantiated)
3647         ExceptionSpecTemplate = EPI.ExceptionSpec.SourceTemplate;
3648       ExceptionSpecificationType NewEST = EST_Uninstantiated;
3649       if (EPI.ExceptionSpec.Type == EST_Unevaluated)
3650         NewEST = EST_Unevaluated;
3651
3652       // Mark the function has having an uninstantiated exception specification.
3653       const FunctionProtoType *NewProto
3654         = New->getType()->getAs<FunctionProtoType>();
3655       assert(NewProto && "Template instantiation without function prototype?");
3656       EPI = NewProto->getExtProtoInfo();
3657       EPI.ExceptionSpec.Type = NewEST;
3658       EPI.ExceptionSpec.SourceDecl = New;
3659       EPI.ExceptionSpec.SourceTemplate = ExceptionSpecTemplate;
3660       New->setType(SemaRef.Context.getFunctionType(
3661           NewProto->getReturnType(), NewProto->getParamTypes(), EPI));
3662     } else {
3663       SemaRef.SubstExceptionSpec(New, Proto, TemplateArgs);
3664     }
3665   }
3666
3667   // Get the definition. Leaves the variable unchanged if undefined.
3668   const FunctionDecl *Definition = Tmpl;
3669   Tmpl->isDefined(Definition);
3670
3671   SemaRef.InstantiateAttrs(TemplateArgs, Definition, New,
3672                            LateAttrs, StartingScope);
3673
3674   return false;
3675 }
3676
3677 /// \brief Initializes common fields of an instantiated method
3678 /// declaration (New) from the corresponding fields of its template
3679 /// (Tmpl).
3680 ///
3681 /// \returns true if there was an error
3682 bool
3683 TemplateDeclInstantiator::InitMethodInstantiation(CXXMethodDecl *New,
3684                                                   CXXMethodDecl *Tmpl) {
3685   if (InitFunctionInstantiation(New, Tmpl))
3686     return true;
3687
3688   New->setAccess(Tmpl->getAccess());
3689   if (Tmpl->isVirtualAsWritten())
3690     New->setVirtualAsWritten(true);
3691
3692   // FIXME: New needs a pointer to Tmpl
3693   return false;
3694 }
3695
3696 /// In the MS ABI, we need to instantiate default arguments of dllexported
3697 /// default constructors along with the constructor definition. This allows IR
3698 /// gen to emit a constructor closure which calls the default constructor with
3699 /// its default arguments.
3700 static void InstantiateDefaultCtorDefaultArgs(Sema &S,
3701                                               CXXConstructorDecl *Ctor) {
3702   assert(S.Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft() &&
3703          Ctor->isDefaultConstructor());
3704   unsigned NumParams = Ctor->getNumParams();
3705   if (NumParams == 0)
3706     return;
3707   DLLExportAttr *Attr = Ctor->getAttr<DLLExportAttr>();
3708   if (!Attr)
3709     return;
3710   for (unsigned I = 0; I != NumParams; ++I) {
3711     (void)S.CheckCXXDefaultArgExpr(Attr->getLocation(), Ctor,
3712                                    Ctor->getParamDecl(I));
3713     S.DiscardCleanupsInEvaluationContext();
3714   }
3715 }
3716
3717 /// \brief Instantiate the definition of the given function from its
3718 /// template.
3719 ///
3720 /// \param PointOfInstantiation the point at which the instantiation was
3721 /// required. Note that this is not precisely a "point of instantiation"
3722 /// for the function, but it's close.
3723 ///
3724 /// \param Function the already-instantiated declaration of a
3725 /// function template specialization or member function of a class template
3726 /// specialization.
3727 ///
3728 /// \param Recursive if true, recursively instantiates any functions that
3729 /// are required by this instantiation.
3730 ///
3731 /// \param DefinitionRequired if true, then we are performing an explicit
3732 /// instantiation where the body of the function is required. Complain if
3733 /// there is no such body.
3734 void Sema::InstantiateFunctionDefinition(SourceLocation PointOfInstantiation,
3735                                          FunctionDecl *Function,
3736                                          bool Recursive,
3737                                          bool DefinitionRequired,
3738                                          bool AtEndOfTU) {
3739   if (Function->isInvalidDecl() || Function->isDefined())
3740     return;
3741
3742   // Never instantiate an explicit specialization except if it is a class scope
3743   // explicit specialization.
3744   TemplateSpecializationKind TSK = Function->getTemplateSpecializationKind();
3745   if (TSK == TSK_ExplicitSpecialization &&
3746       !Function->getClassScopeSpecializationPattern())
3747     return;
3748
3749   // Find the function body that we'll be substituting.
3750   const FunctionDecl *PatternDecl = Function->getTemplateInstantiationPattern();
3751   assert(PatternDecl && "instantiating a non-template");
3752
3753   const FunctionDecl *PatternDef = PatternDecl->getDefinition();
3754   Stmt *Pattern = nullptr;
3755   if (PatternDef) {
3756     Pattern = PatternDef->getBody(PatternDef);
3757     PatternDecl = PatternDef;
3758   }
3759
3760   // FIXME: We need to track the instantiation stack in order to know which
3761   // definitions should be visible within this instantiation.
3762   if (DiagnoseUninstantiableTemplate(PointOfInstantiation, Function,
3763                                 Function->getInstantiatedFromMemberFunction(),
3764                                      PatternDecl, PatternDef, TSK,
3765                                      /*Complain*/DefinitionRequired)) {
3766     if (DefinitionRequired)
3767       Function->setInvalidDecl();
3768     else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition) {
3769       // Try again at the end of the translation unit (at which point a
3770       // definition will be required).
3771       assert(!Recursive);
3772       PendingInstantiations.push_back(
3773         std::make_pair(Function, PointOfInstantiation));
3774     } else if (TSK == TSK_ImplicitInstantiation) {
3775       if (AtEndOfTU && !getDiagnostics().hasErrorOccurred()) {
3776         Diag(PointOfInstantiation, diag::warn_func_template_missing)
3777           << Function;
3778         Diag(PatternDecl->getLocation(), diag::note_forward_template_decl);
3779         if (getLangOpts().CPlusPlus11)
3780           Diag(PointOfInstantiation, diag::note_inst_declaration_hint)
3781             << Function;
3782       }
3783     }
3784
3785     return;
3786   }
3787
3788   // Postpone late parsed template instantiations.
3789   if (PatternDecl->isLateTemplateParsed() &&
3790       !LateTemplateParser) {
3791     PendingInstantiations.push_back(
3792       std::make_pair(Function, PointOfInstantiation));
3793     return;
3794   }
3795
3796   // If we're performing recursive template instantiation, create our own
3797   // queue of pending implicit instantiations that we will instantiate later,
3798   // while we're still within our own instantiation context.
3799   // This has to happen before LateTemplateParser below is called, so that
3800   // it marks vtables used in late parsed templates as used.
3801   SavePendingLocalImplicitInstantiationsRAII
3802       SavedPendingLocalImplicitInstantiations(*this);
3803   SavePendingInstantiationsAndVTableUsesRAII
3804       SavePendingInstantiationsAndVTableUses(*this, /*Enabled=*/Recursive);
3805
3806   // Call the LateTemplateParser callback if there is a need to late parse
3807   // a templated function definition.
3808   if (!Pattern && PatternDecl->isLateTemplateParsed() &&
3809       LateTemplateParser) {
3810     // FIXME: Optimize to allow individual templates to be deserialized.
3811     if (PatternDecl->isFromASTFile())
3812       ExternalSource->ReadLateParsedTemplates(LateParsedTemplateMap);
3813
3814     auto LPTIter = LateParsedTemplateMap.find(PatternDecl);
3815     assert(LPTIter != LateParsedTemplateMap.end() &&
3816            "missing LateParsedTemplate");
3817     LateTemplateParser(OpaqueParser, *LPTIter->second);
3818     Pattern = PatternDecl->getBody(PatternDecl);
3819   }
3820
3821   // Note, we should never try to instantiate a deleted function template.
3822   assert((Pattern || PatternDecl->isDefaulted()) &&
3823          "unexpected kind of function template definition");
3824
3825   // C++1y [temp.explicit]p10:
3826   //   Except for inline functions, declarations with types deduced from their
3827   //   initializer or return value, and class template specializations, other
3828   //   explicit instantiation declarations have the effect of suppressing the
3829   //   implicit instantiation of the entity to which they refer.
3830   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
3831       !PatternDecl->isInlined() &&
3832       !PatternDecl->getReturnType()->getContainedAutoType())
3833     return;
3834
3835   if (PatternDecl->isInlined()) {
3836     // Function, and all later redeclarations of it (from imported modules,
3837     // for instance), are now implicitly inline.
3838     for (auto *D = Function->getMostRecentDecl(); /**/;
3839          D = D->getPreviousDecl()) {
3840       D->setImplicitlyInline();
3841       if (D == Function)
3842         break;
3843     }
3844   }
3845
3846   InstantiatingTemplate Inst(*this, PointOfInstantiation, Function);
3847   if (Inst.isInvalid() || Inst.isAlreadyInstantiating())
3848     return;
3849   PrettyDeclStackTraceEntry CrashInfo(*this, Function, SourceLocation(),
3850                                       "instantiating function definition");
3851
3852   // The instantiation is visible here, even if it was first declared in an
3853   // unimported module.
3854   Function->setHidden(false);
3855
3856   // Copy the inner loc start from the pattern.
3857   Function->setInnerLocStart(PatternDecl->getInnerLocStart());
3858
3859   EnterExpressionEvaluationContext EvalContext(
3860       *this, Sema::ExpressionEvaluationContext::PotentiallyEvaluated);
3861
3862   // Introduce a new scope where local variable instantiations will be
3863   // recorded, unless we're actually a member function within a local
3864   // class, in which case we need to merge our results with the parent
3865   // scope (of the enclosing function).
3866   bool MergeWithParentScope = false;
3867   if (CXXRecordDecl *Rec = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Function->getDeclContext()))
3868     MergeWithParentScope = Rec->isLocalClass();
3869
3870   LocalInstantiationScope Scope(*this, MergeWithParentScope);
3871
3872   if (PatternDecl->isDefaulted())
3873     SetDeclDefaulted(Function, PatternDecl->getLocation());
3874   else {
3875     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgs =
3876       getTemplateInstantiationArgs(Function, nullptr, false, PatternDecl);
3877
3878     // Substitute into the qualifier; we can get a substitution failure here
3879     // through evil use of alias templates.
3880     // FIXME: Is CurContext correct for this? Should we go to the (instantiation
3881     // of the) lexical context of the pattern?
3882     SubstQualifier(*this, PatternDecl, Function, TemplateArgs);
3883
3884     ActOnStartOfFunctionDef(nullptr, Function);
3885
3886     // Enter the scope of this instantiation. We don't use
3887     // PushDeclContext because we don't have a scope.
3888     Sema::ContextRAII savedContext(*this, Function);
3889
3890     if (addInstantiatedParametersToScope(*this, Function, PatternDecl, Scope,
3891                                          TemplateArgs))
3892       return;
3893
3894     if (CXXConstructorDecl *Ctor = dyn_cast<CXXConstructorDecl>(Function)) {
3895       // If this is a constructor, instantiate the member initializers.
3896       InstantiateMemInitializers(Ctor, cast<CXXConstructorDecl>(PatternDecl),
3897                                  TemplateArgs);
3898
3899       // If this is an MS ABI dllexport default constructor, instantiate any
3900       // default arguments.
3901       if (Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft() &&
3902           Ctor->isDefaultConstructor()) {
3903         InstantiateDefaultCtorDefaultArgs(*this, Ctor);
3904       }
3905     }
3906
3907     // Instantiate the function body.
3908     StmtResult Body = SubstStmt(Pattern, TemplateArgs);
3909
3910     if (Body.isInvalid())
3911       Function->setInvalidDecl();
3912
3913     // FIXME: finishing the function body while in an expression evaluation
3914     // context seems wrong. Investigate more.
3915     ActOnFinishFunctionBody(Function, Body.get(),
3916                             /*IsInstantiation=*/true);
3917
3918     PerformDependentDiagnostics(PatternDecl, TemplateArgs);
3919
3920     if (auto *Listener = getASTMutationListener())
3921       Listener->FunctionDefinitionInstantiated(Function);
3922
3923     savedContext.pop();
3924   }
3925
3926   DeclGroupRef DG(Function);
3927   Consumer.HandleTopLevelDecl(DG);
3928
3929   // This class may have local implicit instantiations that need to be
3930   // instantiation within this scope.
3931   PerformPendingInstantiations(/*LocalOnly=*/true);
3932   Scope.Exit();
3933
3934   if (Recursive) {
3935     // Define any pending vtables.
3936     DefineUsedVTables();
3937
3938     // Instantiate any pending implicit instantiations found during the
3939     // instantiation of this template.
3940     PerformPendingInstantiations();
3941
3942     // PendingInstantiations and VTableUses are restored through
3943     // SavePendingInstantiationsAndVTableUses's destructor.
3944   }
3945 }
3946
3947 VarTemplateSpecializationDecl *Sema::BuildVarTemplateInstantiation(
3948     VarTemplateDecl *VarTemplate, VarDecl *FromVar,
3949     const TemplateArgumentList &TemplateArgList,
3950     const TemplateArgumentListInfo &TemplateArgsInfo,
3951     SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
3952     SourceLocation PointOfInstantiation, void *InsertPos,
3953     LateInstantiatedAttrVec *LateAttrs,
3954     LocalInstantiationScope *StartingScope) {
3955   if (FromVar->isInvalidDecl())
3956     return nullptr;
3957
3958   InstantiatingTemplate Inst(*this, PointOfInstantiation, FromVar);
3959   if (Inst.isInvalid())
3960     return nullptr;
3961
3962   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3963   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgList);
3964
3965   // Instantiate the first declaration of the variable template: for a partial
3966   // specialization of a static data member template, the first declaration may
3967   // or may not be the declaration in the class; if it's in the class, we want
3968   // to instantiate a member in the class (a declaration), and if it's outside,
3969   // we want to instantiate a definition.
3970   //
3971   // If we're instantiating an explicitly-specialized member template or member
3972   // partial specialization, don't do this. The member specialization completely
3973   // replaces the original declaration in this case.
3974   bool IsMemberSpec = false;
3975   if (VarTemplatePartialSpecializationDecl *PartialSpec =
3976           dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(FromVar))
3977     IsMemberSpec = PartialSpec->isMemberSpecialization();
3978   else if (VarTemplateDecl *FromTemplate = FromVar->getDescribedVarTemplate())
3979     IsMemberSpec = FromTemplate->isMemberSpecialization();
3980   if (!IsMemberSpec)
3981     FromVar = FromVar->getFirstDecl();
3982
3983   MultiLevelTemplateArgumentList MultiLevelList(TemplateArgList);
3984   TemplateDeclInstantiator Instantiator(*this, FromVar->getDeclContext(),
3985                                         MultiLevelList);
3986
3987   // TODO: Set LateAttrs and StartingScope ...
3988
3989   return cast_or_null<VarTemplateSpecializationDecl>(
3990       Instantiator.VisitVarTemplateSpecializationDecl(
3991           VarTemplate, FromVar, InsertPos, TemplateArgsInfo, Converted));
3992 }
3993
3994 /// \brief Instantiates a variable template specialization by completing it
3995 /// with appropriate type information and initializer.
3996 VarTemplateSpecializationDecl *Sema::CompleteVarTemplateSpecializationDecl(
3997     VarTemplateSpecializationDecl *VarSpec, VarDecl *PatternDecl,
3998     const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs) {
3999
4000   // Do substitution on the type of the declaration
4001   TypeSourceInfo *DI =
4002       SubstType(PatternDecl->getTypeSourceInfo(), TemplateArgs,
4003                 PatternDecl->getTypeSpecStartLoc(), PatternDecl->getDeclName());
4004   if (!DI)
4005     return nullptr;
4006
4007   // Update the type of this variable template specialization.
4008   VarSpec->setType(DI->getType());
4009
4010   // Instantiate the initializer.
4011   InstantiateVariableInitializer(VarSpec, PatternDecl, TemplateArgs);
4012
4013   return VarSpec;
4014 }
4015
4016 /// BuildVariableInstantiation - Used after a new variable has been created.
4017 /// Sets basic variable data and decides whether to postpone the
4018 /// variable instantiation.
4019 void Sema::BuildVariableInstantiation(
4020     VarDecl *NewVar, VarDecl *OldVar,
4021     const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
4022     LateInstantiatedAttrVec *LateAttrs, DeclContext *Owner,
4023     LocalInstantiationScope *StartingScope,
4024     bool InstantiatingVarTemplate) {
4025
4026   // If we are instantiating a local extern declaration, the
4027   // instantiation belongs lexically to the containing function.
4028   // If we are instantiating a static data member defined
4029   // out-of-line, the instantiation will have the same lexical
4030   // context (which will be a namespace scope) as the template.
4031   if (OldVar->isLocalExternDecl()) {
4032     NewVar->setLocalExternDecl();
4033     NewVar->setLexicalDeclContext(Owner);
4034   } else if (OldVar->isOutOfLine())
4035     NewVar->setLexicalDeclContext(OldVar->getLexicalDeclContext());
4036   NewVar->setTSCSpec(OldVar->getTSCSpec());
4037   NewVar->setInitStyle(OldVar->getInitStyle());
4038   NewVar->setCXXForRangeDecl(OldVar->isCXXForRangeDecl());
4039   NewVar->setConstexpr(OldVar->isConstexpr());
4040   NewVar->setInitCapture(OldVar->isInitCapture());
4041   NewVar->setPreviousDeclInSameBlockScope(
4042       OldVar->isPreviousDeclInSameBlockScope());
4043   NewVar->setAccess(OldVar->getAccess());
4044
4045   if (!OldVar->isStaticDataMember()) {
4046     if (OldVar->isUsed(false))
4047       NewVar->setIsUsed();
4048     NewVar->setReferenced(OldVar->isReferenced());
4049   }
4050
4051   InstantiateAttrs(TemplateArgs, OldVar, NewVar, LateAttrs, StartingScope);
4052
4053   LookupResult Previous(
4054       *this, NewVar->getDeclName(), NewVar->getLocation(),
4055       NewVar->isLocalExternDecl() ? Sema::LookupRedeclarationWithLinkage
4056                                   : Sema::LookupOrdinaryName,
4057       Sema::ForRedeclaration);
4058
4059   if (NewVar->isLocalExternDecl() && OldVar->getPreviousDecl() &&
4060       (!OldVar->getPreviousDecl()->getDeclContext()->isDependentContext() ||
4061        OldVar->getPreviousDecl()->getDeclContext()==OldVar->getDeclContext())) {
4062     // We have a previous declaration. Use that one, so we merge with the
4063     // right type.
4064     if (NamedDecl *NewPrev = FindInstantiatedDecl(
4065             NewVar->getLocation(), OldVar->getPreviousDecl(), TemplateArgs))
4066       Previous.addDecl(NewPrev);
4067   } else if (!isa<VarTemplateSpecializationDecl>(NewVar) &&
4068              OldVar->hasLinkage())
4069     LookupQualifiedName(Previous, NewVar->getDeclContext(), false);
4070   CheckVariableDeclaration(NewVar, Previous);
4071
4072   if (!InstantiatingVarTemplate) {
4073     NewVar->getLexicalDeclContext()->addHiddenDecl(NewVar);
4074     if (!NewVar->isLocalExternDecl() || !NewVar->getPreviousDecl())
4075       NewVar->getDeclContext()->makeDeclVisibleInContext(NewVar);
4076   }
4077
4078   if (!OldVar->isOutOfLine()) {
4079     if (NewVar->getDeclContext()->isFunctionOrMethod())
4080       CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(OldVar, NewVar);
4081   }
4082
4083   // Link instantiations of static data members back to the template from
4084   // which they were instantiated.
4085   if (NewVar->isStaticDataMember() && !InstantiatingVarTemplate)
4086     NewVar->setInstantiationOfStaticDataMember(OldVar,
4087                                                TSK_ImplicitInstantiation);
4088
4089   // Forward the mangling number from the template to the instantiated decl.
4090   Context.setManglingNumber(NewVar, Context.getManglingNumber(OldVar));
4091   Context.setStaticLocalNumber(NewVar, Context.getStaticLocalNumber(OldVar));
4092
4093   // Delay instantiation of the initializer for variable templates or inline
4094   // static data members until a definition of the variable is needed. We need
4095   // it right away if the type contains 'auto'.
4096   if ((!isa<VarTemplateSpecializationDecl>(NewVar) &&
4097        !InstantiatingVarTemplate &&
4098        !(OldVar->isInline() && OldVar->isThisDeclarationADefinition())) ||
4099       NewVar->getType()->isUndeducedType())
4100     InstantiateVariableInitializer(NewVar, OldVar, TemplateArgs);
4101
4102   // Diagnose unused local variables with dependent types, where the diagnostic
4103   // will have been deferred.
4104   if (!NewVar->isInvalidDecl() &&
4105       NewVar->getDeclContext()->isFunctionOrMethod() &&
4106       OldVar->getType()->isDependentType())
4107     DiagnoseUnusedDecl(NewVar);
4108 }
4109
4110 /// \brief Instantiate the initializer of a variable.
4111 void Sema::InstantiateVariableInitializer(
4112     VarDecl *Var, VarDecl *OldVar,
4113     const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs) {
4114   // We propagate the 'inline' flag with the initializer, because it
4115   // would otherwise imply that the variable is a definition for a
4116   // non-static data member.
4117   if (OldVar->isInlineSpecified())
4118     Var->setInlineSpecified();
4119   else if (OldVar->isInline())
4120     Var->setImplicitlyInline();
4121
4122   if (OldVar->getInit()) {
4123     if (Var->isStaticDataMember() && !OldVar->isOutOfLine())
4124       PushExpressionEvaluationContext(
4125           Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated, OldVar);
4126     else
4127       PushExpressionEvaluationContext(
4128           Sema::ExpressionEvaluationContext::PotentiallyEvaluated, OldVar);
4129
4130     // Instantiate the initializer.
4131     ExprResult Init;
4132
4133     {
4134       ContextRAII SwitchContext(*this, Var->getDeclContext());
4135       Init = SubstInitializer(OldVar->getInit(), TemplateArgs,
4136                               OldVar->getInitStyle() == VarDecl::CallInit);
4137     }
4138
4139     if (!Init.isInvalid()) {
4140       Expr *InitExpr = Init.get();
4141
4142       if (Var->hasAttr<DLLImportAttr>() &&
4143           (!InitExpr ||
4144            !InitExpr->isConstantInitializer(getASTContext(), false))) {
4145         // Do not dynamically initialize dllimport variables.
4146       } else if (InitExpr) {
4147         bool DirectInit = OldVar->isDirectInit();
4148         AddInitializerToDecl(Var, InitExpr, DirectInit);
4149       } else
4150         ActOnUninitializedDecl(Var);
4151     } else {
4152       // FIXME: Not too happy about invalidating the declaration
4153       // because of a bogus initializer.
4154       Var->setInvalidDecl();
4155     }
4156
4157     PopExpressionEvaluationContext();
4158   } else {
4159     if (Var->isStaticDataMember()) {
4160       if (!Var->isOutOfLine())
4161         return;
4162
4163       // If the declaration inside the class had an initializer, don't add
4164       // another one to the out-of-line definition.
4165       if (OldVar->getFirstDecl()->hasInit())
4166         return;
4167     }
4168
4169     // We'll add an initializer to a for-range declaration later.
4170     if (Var->isCXXForRangeDecl())
4171       return;
4172
4173     ActOnUninitializedDecl(Var);
4174   }
4175 }
4176
4177 /// \brief Instantiate the definition of the given variable from its
4178 /// template.
4179 ///
4180 /// \param PointOfInstantiation the point at which the instantiation was
4181 /// required. Note that this is not precisely a "point of instantiation"
4182 /// for the function, but it's close.
4183 ///
4184 /// \param Var the already-instantiated declaration of a static member
4185 /// variable of a class template specialization.
4186 ///
4187 /// \param Recursive if true, recursively instantiates any functions that
4188 /// are required by this instantiation.
4189 ///
4190 /// \param DefinitionRequired if true, then we are performing an explicit
4191 /// instantiation where an out-of-line definition of the member variable
4192 /// is required. Complain if there is no such definition.
4193 void Sema::InstantiateStaticDataMemberDefinition(
4194                                           SourceLocation PointOfInstantiation,
4195                                                  VarDecl *Var,
4196                                                  bool Recursive,
4197                                                  bool DefinitionRequired) {
4198   InstantiateVariableDefinition(PointOfInstantiation, Var, Recursive,
4199                                 DefinitionRequired);
4200 }
4201
4202 void Sema::InstantiateVariableDefinition(SourceLocation PointOfInstantiation,
4203                                          VarDecl *Var, bool Recursive,
4204                                       bool DefinitionRequired, bool AtEndOfTU) {
4205   if (Var->isInvalidDecl())
4206     return;
4207
4208   VarTemplateSpecializationDecl *VarSpec =
4209       dyn_cast<VarTemplateSpecializationDecl>(Var);
4210   VarDecl *PatternDecl = nullptr, *Def = nullptr;
4211   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgs =
4212       getTemplateInstantiationArgs(Var);
4213
4214   if (VarSpec) {
4215     // If this is a variable template specialization, make sure that it is
4216     // non-dependent, then find its instantiation pattern.
4217     bool InstantiationDependent = false;
4218     assert(!TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
4219                VarSpec->getTemplateArgsInfo(), InstantiationDependent) &&
4220            "Only instantiate variable template specializations that are "
4221            "not type-dependent");
4222     (void)InstantiationDependent;
4223
4224     // Find the variable initialization that we'll be substituting. If the
4225     // pattern was instantiated from a member template, look back further to
4226     // find the real pattern.
4227     assert(VarSpec->getSpecializedTemplate() &&
4228            "Specialization without specialized template?");
4229     llvm::PointerUnion<VarTemplateDecl *,
4230                        VarTemplatePartialSpecializationDecl *> PatternPtr =
4231         VarSpec->getSpecializedTemplateOrPartial();
4232     if (PatternPtr.is<VarTemplatePartialSpecializationDecl *>()) {
4233       VarTemplatePartialSpecializationDecl *Tmpl =
4234           PatternPtr.get<VarTemplatePartialSpecializationDecl *>();
4235       while (VarTemplatePartialSpecializationDecl *From =
4236                  Tmpl->getInstantiatedFromMember()) {
4237         if (Tmpl->isMemberSpecialization())
4238           break;
4239
4240         Tmpl = From;
4241       }
4242       PatternDecl = Tmpl;
4243     } else {
4244       VarTemplateDecl *Tmpl = PatternPtr.get<VarTemplateDecl *>();
4245       while (VarTemplateDecl *From =
4246                  Tmpl->getInstantiatedFromMemberTemplate()) {
4247         if (Tmpl->isMemberSpecialization())
4248           break;
4249
4250         Tmpl = From;
4251       }
4252       PatternDecl = Tmpl->getTemplatedDecl();
4253     }
4254
4255     // If this is a static data member template, there might be an
4256     // uninstantiated initializer on the declaration. If so, instantiate
4257     // it now.
4258     if (PatternDecl->isStaticDataMember() &&
4259         (PatternDecl = PatternDecl->getFirstDecl())->hasInit() &&
4260         !Var->hasInit()) {
4261       // FIXME: Factor out the duplicated instantiation context setup/tear down
4262       // code here.
4263       InstantiatingTemplate Inst(*this, PointOfInstantiation, Var);
4264       if (Inst.isInvalid() || Inst.isAlreadyInstantiating())
4265         return;
4266       PrettyDeclStackTraceEntry CrashInfo(*this, Var, SourceLocation(),
4267                                           "instantiating variable initializer");
4268
4269       // The instantiation is visible here, even if it was first declared in an
4270       // unimported module.
4271       Var->setHidden(false);
4272
4273       // If we're performing recursive template instantiation, create our own
4274       // queue of pending implicit instantiations that we will instantiate
4275       // later, while we're still within our own instantiation context.
4276       SavePendingInstantiationsAndVTableUsesRAII
4277           SavePendingInstantiationsAndVTableUses(*this, /*Enabled=*/Recursive);
4278
4279       LocalInstantiationScope Local(*this);
4280
4281       // Enter the scope of this instantiation. We don't use
4282       // PushDeclContext because we don't have a scope.
4283       ContextRAII PreviousContext(*this, Var->getDeclContext());
4284       InstantiateVariableInitializer(Var, PatternDecl, TemplateArgs);
4285       PreviousContext.pop();
4286
4287       // FIXME: Need to inform the ASTConsumer that we instantiated the
4288       // initializer?
4289
4290       // This variable may have local implicit instantiations that need to be
4291       // instantiated within this scope.
4292       PerformPendingInstantiations(/*LocalOnly=*/true);
4293
4294       Local.Exit();
4295
4296       if (Recursive) {
4297         // Define any newly required vtables.
4298         DefineUsedVTables();
4299
4300         // Instantiate any pending implicit instantiations found during the
4301         // instantiation of this template.
4302         PerformPendingInstantiations();
4303
4304         // PendingInstantiations and VTableUses are restored through
4305         // SavePendingInstantiationsAndVTableUses's destructor.
4306       }
4307     }
4308
4309     // Find actual definition
4310     Def = PatternDecl->getDefinition(getASTContext());
4311   } else {
4312     // If this is a static data member, find its out-of-line definition.
4313     assert(Var->isStaticDataMember() && "not a static data member?");
4314     PatternDecl = Var->getInstantiatedFromStaticDataMember();
4315
4316     assert(PatternDecl && "data member was not instantiated from a template?");
4317     assert(PatternDecl->isStaticDataMember() && "not a static data member?");
4318     Def = PatternDecl->getDefinition();
4319   }
4320
4321   TemplateSpecializationKind TSK = Var->getTemplateSpecializationKind();
4322
4323   // If we don't have a definition of the variable template, we won't perform
4324   // any instantiation. Rather, we rely on the user to instantiate this
4325   // definition (or provide a specialization for it) in another translation
4326   // unit.
4327   if (!Def && !DefinitionRequired) {
4328     if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition) {
4329       PendingInstantiations.push_back(
4330         std::make_pair(Var, PointOfInstantiation));
4331     } else if (TSK == TSK_ImplicitInstantiation) {
4332       // Warn about missing definition at the end of translation unit.
4333       if (AtEndOfTU && !getDiagnostics().hasErrorOccurred()) {
4334         Diag(PointOfInstantiation, diag::warn_var_template_missing)
4335           << Var;
4336         Diag(PatternDecl->getLocation(), diag::note_forward_template_decl);
4337         if (getLangOpts().CPlusPlus11)
4338           Diag(PointOfInstantiation, diag::note_inst_declaration_hint) << Var;
4339       }
4340       return;
4341     }
4342
4343   }
4344
4345   // FIXME: We need to track the instantiation stack in order to know which
4346   // definitions should be visible within this instantiation.
4347   // FIXME: Produce diagnostics when Var->getInstantiatedFromStaticDataMember().
4348   if (DiagnoseUninstantiableTemplate(PointOfInstantiation, Var,
4349                                      /*InstantiatedFromMember*/false,
4350                                      PatternDecl, Def, TSK,
4351                                      /*Complain*/DefinitionRequired))
4352     return;
4353
4354
4355   // Never instantiate an explicit specialization.
4356   if (TSK == TSK_ExplicitSpecialization)
4357     return;
4358
4359   // C++11 [temp.explicit]p10:
4360   //   Except for inline functions, [...] explicit instantiation declarations
4361   //   have the effect of suppressing the implicit instantiation of the entity
4362   //   to which they refer.
4363   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration)
4364     return;
4365
4366   // Make sure to pass the instantiated variable to the consumer at the end.
4367   struct PassToConsumerRAII {
4368     ASTConsumer &Consumer;
4369     VarDecl *Var;
4370
4371     PassToConsumerRAII(ASTConsumer &Consumer, VarDecl *Var)
4372       : Consumer(Consumer), Var(Var) { }
4373
4374     ~PassToConsumerRAII() {
4375       Consumer.HandleCXXStaticMemberVarInstantiation(Var);
4376     }
4377   } PassToConsumerRAII(Consumer, Var);
4378
4379   // If we already have a definition, we're done.
4380   if (VarDecl *Def = Var->getDefinition()) {
4381     // We may be explicitly instantiating something we've already implicitly
4382     // instantiated.
4383     Def->setTemplateSpecializationKind(Var->getTemplateSpecializationKind(),
4384                                        PointOfInstantiation);
4385     return;
4386   }
4387
4388   InstantiatingTemplate Inst(*this, PointOfInstantiation, Var);
4389   if (Inst.isInvalid() || Inst.isAlreadyInstantiating())
4390     return;
4391   PrettyDeclStackTraceEntry CrashInfo(*this, Var, SourceLocation(),
4392                                       "instantiating variable definition");
4393
4394   // If we're performing recursive template instantiation, create our own
4395   // queue of pending implicit instantiations that we will instantiate later,
4396   // while we're still within our own instantiation context.
4397   SavePendingLocalImplicitInstantiationsRAII
4398       SavedPendingLocalImplicitInstantiations(*this);
4399   SavePendingInstantiationsAndVTableUsesRAII
4400       SavePendingInstantiationsAndVTableUses(*this, /*Enabled=*/Recursive);
4401
4402   // Enter the scope of this instantiation. We don't use
4403   // PushDeclContext because we don't have a scope.
4404   ContextRAII PreviousContext(*this, Var->getDeclContext());
4405   LocalInstantiationScope Local(*this);
4406
4407   VarDecl *OldVar = Var;
4408   if (Def->isStaticDataMember() && !Def->isOutOfLine()) {
4409     // We're instantiating an inline static data member whose definition was
4410     // provided inside the class.
4411     // FIXME: Update record?
4412     InstantiateVariableInitializer(Var, Def, TemplateArgs);
4413   } else if (!VarSpec) {
4414     Var = cast_or_null<VarDecl>(SubstDecl(Def, Var->getDeclContext(),
4415                                           TemplateArgs));
4416   } else if (Var->isStaticDataMember() &&
4417              Var->getLexicalDeclContext()->isRecord()) {
4418     // We need to instantiate the definition of a static data member template,
4419     // and all we have is the in-class declaration of it. Instantiate a separate
4420     // declaration of the definition.
4421     TemplateDeclInstantiator Instantiator(*this, Var->getDeclContext(),
4422                                           TemplateArgs);
4423     Var = cast_or_null<VarDecl>(Instantiator.VisitVarTemplateSpecializationDecl(
4424         VarSpec->getSpecializedTemplate(), Def, nullptr,
4425         VarSpec->getTemplateArgsInfo(), VarSpec->getTemplateArgs().asArray()));
4426     if (Var) {
4427       llvm::PointerUnion<VarTemplateDecl *,
4428                          VarTemplatePartialSpecializationDecl *> PatternPtr =
4429           VarSpec->getSpecializedTemplateOrPartial();
4430       if (VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial =
4431           PatternPtr.dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl *>())
4432         cast<VarTemplateSpecializationDecl>(Var)->setInstantiationOf(
4433             Partial, &VarSpec->getTemplateInstantiationArgs());
4434
4435       // Merge the definition with the declaration.
4436       LookupResult R(*this, Var->getDeclName(), Var->getLocation(),
4437                      LookupOrdinaryName, ForRedeclaration);
4438       R.addDecl(OldVar);
4439       MergeVarDecl(Var, R);
4440
4441       // Attach the initializer.
4442       InstantiateVariableInitializer(Var, Def, TemplateArgs);
4443     }
4444   } else
4445     // Complete the existing variable's definition with an appropriately
4446     // substituted type and initializer.
4447     Var = CompleteVarTemplateSpecializationDecl(VarSpec, Def, TemplateArgs);
4448
4449   PreviousContext.pop();
4450
4451   if (Var) {
4452     PassToConsumerRAII.Var = Var;
4453     Var->setTemplateSpecializationKind(OldVar->getTemplateSpecializationKind(),
4454                                        OldVar->getPointOfInstantiation());
4455   }
4456
4457   // This variable may have local implicit instantiations that need to be
4458   // instantiated within this scope.
4459   PerformPendingInstantiations(/*LocalOnly=*/true);
4460
4461   Local.Exit();
4462
4463   if (Recursive) {
4464     // Define any newly required vtables.
4465     DefineUsedVTables();
4466
4467     // Instantiate any pending implicit instantiations found during the
4468     // instantiation of this template.
4469     PerformPendingInstantiations();
4470
4471     // PendingInstantiations and VTableUses are restored through
4472     // SavePendingInstantiationsAndVTableUses's destructor.
4473   }
4474 }
4475
4476 void
4477 Sema::InstantiateMemInitializers(CXXConstructorDecl *New,
4478                                  const CXXConstructorDecl *Tmpl,
4479                            const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs) {
4480
4481   SmallVector<CXXCtorInitializer*, 4> NewInits;
4482   bool AnyErrors = Tmpl->isInvalidDecl();
4483
4484   // Instantiate all the initializers.
4485   for (const auto *Init : Tmpl->inits()) {
4486     // Only instantiate written initializers, let Sema re-construct implicit
4487     // ones.
4488     if (!Init->isWritten())
4489       continue;
4490
4491     SourceLocation EllipsisLoc;
4492
4493     if (Init->isPackExpansion()) {
4494       // This is a pack expansion. We should expand it now.
4495       TypeLoc BaseTL = Init->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc();
4496       SmallVector<UnexpandedParameterPack, 4> Unexpanded;
4497       collectUnexpandedParameterPacks(BaseTL, Unexpanded);
4498       collectUnexpandedParameterPacks(Init->getInit(), Unexpanded);
4499       bool ShouldExpand = false;
4500       bool RetainExpansion = false;
4501       Optional<unsigned> NumExpansions;
4502       if (CheckParameterPacksForExpansion(Init->getEllipsisLoc(),
4503                                           BaseTL.getSourceRange(),
4504                                           Unexpanded,
4505                                           TemplateArgs, ShouldExpand,
4506                                           RetainExpansion,
4507                                           NumExpansions)) {
4508         AnyErrors = true;
4509         New->setInvalidDecl();
4510         continue;
4511       }
4512       assert(ShouldExpand && "Partial instantiation of base initializer?");
4513
4514       // Loop over all of the arguments in the argument pack(s),
4515       for (unsigned I = 0; I != *NumExpansions; ++I) {
4516         Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(*this, I);
4517
4518         // Instantiate the initializer.
4519         ExprResult TempInit = SubstInitializer(Init->getInit(), TemplateArgs,
4520                                                /*CXXDirectInit=*/true);
4521         if (TempInit.isInvalid()) {
4522           AnyErrors = true;
4523           break;
4524         }
4525
4526         // Instantiate the base type.
4527         TypeSourceInfo *BaseTInfo = SubstType(Init->getTypeSourceInfo(),
4528                                               TemplateArgs,
4529                                               Init->getSourceLocation(),
4530                                               New->getDeclName());
4531         if (!BaseTInfo) {
4532           AnyErrors = true;
4533           break;
4534         }
4535
4536         // Build the initializer.
4537         MemInitResult NewInit = BuildBaseInitializer(BaseTInfo->getType(),
4538                                                      BaseTInfo, TempInit.get(),
4539                                                      New->getParent(),
4540                                                      SourceLocation());
4541         if (NewInit.isInvalid()) {
4542           AnyErrors = true;
4543           break;
4544         }
4545
4546         NewInits.push_back(NewInit.get());
4547       }
4548
4549       continue;
4550     }
4551
4552     // Instantiate the initializer.
4553     ExprResult TempInit = SubstInitializer(Init->getInit(), TemplateArgs,
4554                                            /*CXXDirectInit=*/true);
4555     if (TempInit.isInvalid()) {
4556       AnyErrors = true;
4557       continue;
4558     }
4559
4560     MemInitResult NewInit;
4561     if (Init->isDelegatingInitializer() || Init->isBaseInitializer()) {
4562       TypeSourceInfo *TInfo = SubstType(Init->getTypeSourceInfo(),
4563                                         TemplateArgs,
4564                                         Init->getSourceLocation(),
4565                                         New->getDeclName());
4566       if (!TInfo) {
4567         AnyErrors = true;
4568         New->setInvalidDecl();
4569         continue;
4570       }
4571
4572       if (Init->isBaseInitializer())
4573         NewInit = BuildBaseInitializer(TInfo->getType(), TInfo, TempInit.get(),
4574                                        New->getParent(), EllipsisLoc);
4575       else
4576         NewInit = BuildDelegatingInitializer(TInfo, TempInit.get(),
4577                                   cast<CXXRecordDecl>(CurContext->getParent()));
4578     } else if (Init->isMemberInitializer()) {
4579       FieldDecl *Member = cast_or_null<FieldDecl>(FindInstantiatedDecl(
4580                                                      Init->getMemberLocation(),
4581                                                      Init->getMember(),
4582                                                      TemplateArgs));
4583       if (!Member) {
4584         AnyErrors = true;
4585         New->setInvalidDecl();
4586         continue;
4587       }
4588
4589       NewInit = BuildMemberInitializer(Member, TempInit.get(),
4590                                        Init->getSourceLocation());
4591     } else if (Init->isIndirectMemberInitializer()) {
4592       IndirectFieldDecl *IndirectMember =
4593          cast_or_null<IndirectFieldDecl>(FindInstantiatedDecl(
4594                                  Init->getMemberLocation(),
4595                                  Init->getIndirectMember(), TemplateArgs));
4596
4597       if (!IndirectMember) {
4598         AnyErrors = true;
4599         New->setInvalidDecl();
4600         continue;
4601       }
4602
4603       NewInit = BuildMemberInitializer(IndirectMember, TempInit.get(),
4604                                        Init->getSourceLocation());
4605     }
4606
4607     if (NewInit.isInvalid()) {
4608       AnyErrors = true;
4609       New->setInvalidDecl();
4610     } else {
4611       NewInits.push_back(NewInit.get());
4612     }
4613   }
4614
4615   // Assign all the initializers to the new constructor.
4616   ActOnMemInitializers(New,
4617                        /*FIXME: ColonLoc */
4618                        SourceLocation(),
4619                        NewInits,
4620                        AnyErrors);
4621 }
4622
4623 // TODO: this could be templated if the various decl types used the
4624 // same method name.
4625 static bool isInstantiationOf(ClassTemplateDecl *Pattern,
4626                               ClassTemplateDecl *Instance) {
4627   Pattern = Pattern->getCanonicalDecl();
4628
4629   do {
4630     Instance = Instance->getCanonicalDecl();
4631     if (Pattern == Instance) return true;
4632     Instance = Instance->getInstantiatedFromMemberTemplate();
4633   } while (Instance);
4634
4635   return false;
4636 }
4637
4638 static bool isInstantiationOf(FunctionTemplateDecl *Pattern,
4639                               FunctionTemplateDecl *Instance) {
4640   Pattern = Pattern->getCanonicalDecl();
4641
4642   do {
4643     Instance = Instance->getCanonicalDecl();
4644     if (Pattern == Instance) return true;
4645     Instance = Instance->getInstantiatedFromMemberTemplate();
4646   } while (Instance);
4647
4648   return false;
4649 }
4650
4651 static bool
4652 isInstantiationOf(ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Pattern,
4653                   ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Instance) {
4654   Pattern
4655     = cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Pattern->getCanonicalDecl());
4656   do {
4657     Instance = cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(
4658                                                 Instance->getCanonicalDecl());
4659     if (Pattern == Instance)
4660       return true;
4661     Instance = Instance->getInstantiatedFromMember();
4662   } while (Instance);
4663
4664   return false;
4665 }
4666
4667 static bool isInstantiationOf(CXXRecordDecl *Pattern,
4668                               CXXRecordDecl *Instance) {
4669   Pattern = Pattern->getCanonicalDecl();
4670
4671   do {
4672     Instance = Instance->getCanonicalDecl();
4673     if (Pattern == Instance) return true;
4674     Instance = Instance->getInstantiatedFromMemberClass();
4675   } while (Instance);
4676
4677   return false;
4678 }
4679
4680 static bool isInstantiationOf(FunctionDecl *Pattern,
4681                               FunctionDecl *Instance) {
4682   Pattern = Pattern->getCanonicalDecl();
4683
4684   do {
4685     Instance = Instance->getCanonicalDecl();
4686     if (Pattern == Instance) return true;
4687     Instance = Instance->getInstantiatedFromMemberFunction();
4688   } while (Instance);
4689
4690   return false;
4691 }
4692
4693 static bool isInstantiationOf(EnumDecl *Pattern,
4694                               EnumDecl *Instance) {
4695   Pattern = Pattern->getCanonicalDecl();
4696
4697   do {
4698     Instance = Instance->getCanonicalDecl();
4699     if (Pattern == Instance) return true;
4700     Instance = Instance->getInstantiatedFromMemberEnum();
4701   } while (Instance);
4702
4703   return false;
4704 }
4705
4706 static bool isInstantiationOf(UsingShadowDecl *Pattern,
4707                               UsingShadowDecl *Instance,
4708                               ASTContext &C) {
4709   return declaresSameEntity(C.getInstantiatedFromUsingShadowDecl(Instance),
4710                             Pattern);
4711 }
4712
4713 static bool isInstantiationOf(UsingDecl *Pattern, UsingDecl *Instance,
4714                               ASTContext &C) {
4715   return declaresSameEntity(C.getInstantiatedFromUsingDecl(Instance), Pattern);
4716 }
4717
4718 template<typename T>
4719 static bool isInstantiationOfUnresolvedUsingDecl(T *Pattern, Decl *Other,
4720                                                  ASTContext &Ctx) {
4721   // An unresolved using declaration can instantiate to an unresolved using
4722   // declaration, or to a using declaration or a using declaration pack.
4723   //
4724   // Multiple declarations can claim to be instantiated from an unresolved
4725   // using declaration if it's a pack expansion. We want the UsingPackDecl
4726   // in that case, not the individual UsingDecls within the pack.
4727   bool OtherIsPackExpansion;
4728   NamedDecl *OtherFrom;
4729   if (auto *OtherUUD = dyn_cast<T>(Other)) {
4730     OtherIsPackExpansion = OtherUUD->isPackExpansion();
4731     OtherFrom = Ctx.getInstantiatedFromUsingDecl(OtherUUD);
4732   } else if (auto *OtherUPD = dyn_cast<UsingPackDecl>(Other)) {
4733     OtherIsPackExpansion = true;
4734     OtherFrom = OtherUPD->getInstantiatedFromUsingDecl();
4735   } else if (auto *OtherUD = dyn_cast<UsingDecl>(Other)) {
4736     OtherIsPackExpansion = false;
4737     OtherFrom = Ctx.getInstantiatedFromUsingDecl(OtherUD);
4738   } else {
4739     return false;
4740   }
4741   return Pattern->isPackExpansion() == OtherIsPackExpansion &&
4742          declaresSameEntity(OtherFrom, Pattern);
4743 }
4744
4745 static bool isInstantiationOfStaticDataMember(VarDecl *Pattern,
4746                                               VarDecl *Instance) {
4747   assert(Instance->isStaticDataMember());
4748
4749   Pattern = Pattern->getCanonicalDecl();
4750
4751   do {
4752     Instance = Instance->getCanonicalDecl();
4753     if (Pattern == Instance) return true;
4754     Instance = Instance->getInstantiatedFromStaticDataMember();
4755   } while (Instance);
4756
4757   return false;
4758 }
4759
4760 // Other is the prospective instantiation
4761 // D is the prospective pattern
4762 static bool isInstantiationOf(ASTContext &Ctx, NamedDecl *D, Decl *Other) {
4763   if (auto *UUD = dyn_cast<UnresolvedUsingTypenameDecl>(D))
4764     return isInstantiationOfUnresolvedUsingDecl(UUD, Other, Ctx);
4765
4766   if (auto *UUD = dyn_cast<UnresolvedUsingValueDecl>(D))
4767     return isInstantiationOfUnresolvedUsingDecl(UUD, Other, Ctx);
4768
4769   if (D->getKind() != Other->getKind())
4770     return false;
4771
4772   if (auto *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Other))
4773     return isInstantiationOf(cast<CXXRecordDecl>(D), Record);
4774
4775   if (auto *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(Other))
4776     return isInstantiationOf(cast<FunctionDecl>(D), Function);
4777
4778   if (auto *Enum = dyn_cast<EnumDecl>(Other))
4779     return isInstantiationOf(cast<EnumDecl>(D), Enum);
4780
4781   if (auto *Var = dyn_cast<VarDecl>(Other))
4782     if (Var->isStaticDataMember())
4783       return isInstantiationOfStaticDataMember(cast<VarDecl>(D), Var);
4784
4785   if (auto *Temp = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Other))
4786     return isInstantiationOf(cast<ClassTemplateDecl>(D), Temp);
4787
4788   if (auto *Temp = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Other))
4789     return isInstantiationOf(cast<FunctionTemplateDecl>(D), Temp);
4790
4791   if (auto *PartialSpec =
4792           dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Other))
4793     return isInstantiationOf(cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(D),
4794                              PartialSpec);
4795
4796   if (auto *Field = dyn_cast<FieldDecl>(Other)) {
4797     if (!Field->getDeclName()) {
4798       // This is an unnamed field.
4799       return declaresSameEntity(Ctx.getInstantiatedFromUnnamedFieldDecl(Field),
4800                                 cast<FieldDecl>(D));
4801     }
4802   }
4803
4804   if (auto *Using = dyn_cast<UsingDecl>(Other))
4805     return isInstantiationOf(cast<UsingDecl>(D), Using, Ctx);
4806
4807   if (auto *Shadow = dyn_cast<UsingShadowDecl>(Other))
4808     return isInstantiationOf(cast<UsingShadowDecl>(D), Shadow, Ctx);
4809
4810   return D->getDeclName() &&
4811          D->getDeclName() == cast<NamedDecl>(Other)->getDeclName();
4812 }
4813
4814 template<typename ForwardIterator>
4815 static NamedDecl *findInstantiationOf(ASTContext &Ctx,
4816                                       NamedDecl *D,
4817                                       ForwardIterator first,
4818                                       ForwardIterator last) {
4819   for (; first != last; ++first)
4820     if (isInstantiationOf(Ctx, D, *first))
4821       return cast<NamedDecl>(*first);
4822
4823   return nullptr;
4824 }
4825
4826 /// \brief Finds the instantiation of the given declaration context
4827 /// within the current instantiation.
4828 ///
4829 /// \returns NULL if there was an error
4830 DeclContext *Sema::FindInstantiatedContext(SourceLocation Loc, DeclContext* DC,
4831                           const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs) {
4832   if (NamedDecl *D = dyn_cast<NamedDecl>(DC)) {
4833     Decl* ID = FindInstantiatedDecl(Loc, D, TemplateArgs);
4834     return cast_or_null<DeclContext>(ID);
4835   } else return DC;
4836 }
4837
4838 /// \brief Find the instantiation of the given declaration within the
4839 /// current instantiation.
4840 ///
4841 /// This routine is intended to be used when \p D is a declaration
4842 /// referenced from within a template, that needs to mapped into the
4843 /// corresponding declaration within an instantiation. For example,
4844 /// given:
4845 ///
4846 /// \code
4847 /// template<typename T>
4848 /// struct X {
4849 ///   enum Kind {
4850 ///     KnownValue = sizeof(T)
4851 ///   };
4852 ///
4853 ///   bool getKind() const { return KnownValue; }
4854 /// };
4855 ///
4856 /// template struct X<int>;
4857 /// \endcode
4858 ///
4859 /// In the instantiation of <tt>X<int>::getKind()</tt>, we need to map the
4860 /// \p EnumConstantDecl for \p KnownValue (which refers to
4861 /// <tt>X<T>::<Kind>::KnownValue</tt>) to its instantiation
4862 /// (<tt>X<int>::<Kind>::KnownValue</tt>). \p FindInstantiatedDecl performs
4863 /// this mapping from within the instantiation of <tt>X<int></tt>.
4864 NamedDecl *Sema::FindInstantiatedDecl(SourceLocation Loc, NamedDecl *D,
4865                           const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs) {
4866   DeclContext *ParentDC = D->getDeclContext();
4867   // FIXME: Parmeters of pointer to functions (y below) that are themselves
4868   // parameters (p below) can have their ParentDC set to the translation-unit
4869   // - thus we can not consistently check if the ParentDC of such a parameter
4870   // is Dependent or/and a FunctionOrMethod.
4871   // For e.g. this code, during Template argument deduction tries to
4872   // find an instantiated decl for (T y) when the ParentDC for y is
4873   // the translation unit.
4874   //   e.g. template <class T> void Foo(auto (*p)(T y) -> decltype(y())) {}
4875   //   float baz(float(*)()) { return 0.0; }
4876   //   Foo(baz);
4877   // The better fix here is perhaps to ensure that a ParmVarDecl, by the time
4878   // it gets here, always has a FunctionOrMethod as its ParentDC??
4879   // For now:
4880   //  - as long as we have a ParmVarDecl whose parent is non-dependent and
4881   //    whose type is not instantiation dependent, do nothing to the decl
4882   //  - otherwise find its instantiated decl.
4883   if (isa<ParmVarDecl>(D) && !ParentDC->isDependentContext() &&
4884       !cast<ParmVarDecl>(D)->getType()->isInstantiationDependentType())
4885     return D;
4886   if (isa<ParmVarDecl>(D) || isa<NonTypeTemplateParmDecl>(D) ||
4887       isa<TemplateTypeParmDecl>(D) || isa<TemplateTemplateParmDecl>(D) ||
4888       (ParentDC->isFunctionOrMethod() && ParentDC->isDependentContext()) ||
4889       (isa<CXXRecordDecl>(D) && cast<CXXRecordDecl>(D)->isLambda())) {
4890     // D is a local of some kind. Look into the map of local
4891     // declarations to their instantiations.
4892     if (CurrentInstantiationScope) {
4893       if (auto Found = CurrentInstantiationScope->findInstantiationOf(D)) {
4894         if (Decl *FD = Found->dyn_cast<Decl *>())
4895           return cast<NamedDecl>(FD);
4896
4897         int PackIdx = ArgumentPackSubstitutionIndex;
4898         assert(PackIdx != -1 &&
4899                "found declaration pack but not pack expanding");
4900         typedef LocalInstantiationScope::DeclArgumentPack DeclArgumentPack;
4901         return cast<NamedDecl>((*Found->get<DeclArgumentPack *>())[PackIdx]);
4902       }
4903     }
4904
4905     // If we're performing a partial substitution during template argument
4906     // deduction, we may not have values for template parameters yet. They
4907     // just map to themselves.
4908     if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(D) || isa<TemplateTypeParmDecl>(D) ||
4909         isa<TemplateTemplateParmDecl>(D))
4910       return D;
4911
4912     if (D->isInvalidDecl())
4913       return nullptr;
4914
4915     // Normally this function only searches for already instantiated declaration
4916     // however we have to make an exclusion for local types used before
4917     // definition as in the code:
4918     //
4919     //   template<typename T> void f1() {
4920     //     void g1(struct x1);
4921     //     struct x1 {};
4922     //   }
4923     //
4924     // In this case instantiation of the type of 'g1' requires definition of
4925     // 'x1', which is defined later. Error recovery may produce an enum used
4926     // before definition. In these cases we need to instantiate relevant
4927     // declarations here.
4928     bool NeedInstantiate = false;
4929     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D))
4930       NeedInstantiate = RD->isLocalClass();
4931     else
4932       NeedInstantiate = isa<EnumDecl>(D);
4933     if (NeedInstantiate) {
4934       Decl *Inst = SubstDecl(D, CurContext, TemplateArgs);
4935       CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, Inst);
4936       return cast<TypeDecl>(Inst);
4937     }
4938
4939     // If we didn't find the decl, then we must have a label decl that hasn't
4940     // been found yet.  Lazily instantiate it and return it now.
4941     assert(isa<LabelDecl>(D));
4942
4943     Decl *Inst = SubstDecl(D, CurContext, TemplateArgs);
4944     assert(Inst && "Failed to instantiate label??");
4945
4946     CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, Inst);
4947     return cast<LabelDecl>(Inst);
4948   }
4949
4950   // For variable template specializations, update those that are still
4951   // type-dependent.
4952   if (VarTemplateSpecializationDecl *VarSpec =
4953           dyn_cast<VarTemplateSpecializationDecl>(D)) {
4954     bool InstantiationDependent = false;
4955     const TemplateArgumentListInfo &VarTemplateArgs =
4956         VarSpec->getTemplateArgsInfo();
4957     if (TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
4958             VarTemplateArgs, InstantiationDependent))
4959       D = cast<NamedDecl>(
4960           SubstDecl(D, VarSpec->getDeclContext(), TemplateArgs));
4961     return D;
4962   }
4963
4964   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D)) {
4965     if (!Record->isDependentContext())
4966       return D;
4967
4968     // Determine whether this record is the "templated" declaration describing
4969     // a class template or class template partial specialization.
4970     ClassTemplateDecl *ClassTemplate = Record->getDescribedClassTemplate();
4971     if (ClassTemplate)
4972       ClassTemplate = ClassTemplate->getCanonicalDecl();
4973     else if (ClassTemplatePartialSpecializationDecl *PartialSpec
4974                = dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record))
4975       ClassTemplate = PartialSpec->getSpecializedTemplate()->getCanonicalDecl();
4976
4977     // Walk the current context to find either the record or an instantiation of
4978     // it.
4979     DeclContext *DC = CurContext;
4980     while (!DC->isFileContext()) {
4981       // If we're performing substitution while we're inside the template
4982       // definition, we'll find our own context. We're done.
4983       if (DC->Equals(Record))
4984         return Record;
4985
4986       if (CXXRecordDecl *InstRecord = dyn_cast<CXXRecordDecl>(DC)) {
4987         // Check whether we're in the process of instantiating a class template
4988         // specialization of the template we're mapping.
4989         if (ClassTemplateSpecializationDecl *InstSpec
4990                       = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(InstRecord)){
4991           ClassTemplateDecl *SpecTemplate = InstSpec->getSpecializedTemplate();
4992           if (ClassTemplate && isInstantiationOf(ClassTemplate, SpecTemplate))
4993             return InstRecord;
4994         }
4995
4996         // Check whether we're in the process of instantiating a member class.
4997         if (isInstantiationOf(Record, InstRecord))
4998           return InstRecord;
4999       }
5000
5001       // Move to the outer template scope.
5002       if (FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(DC)) {
5003         if (FD->getFriendObjectKind() && FD->getDeclContext()->isFileContext()){
5004           DC = FD->getLexicalDeclContext();
5005           continue;
5006         }
5007         // An implicit deduction guide acts as if it's within the class template
5008         // specialization described by its name and first N template params.
5009         auto *Guide = dyn_cast<CXXDeductionGuideDecl>(FD);
5010         if (Guide && Guide->isImplicit()) {
5011           TemplateDecl *TD = Guide->getDeducedTemplate();
5012           // Convert the arguments to an "as-written" list.
5013           TemplateArgumentListInfo Args(Loc, Loc);
5014           for (TemplateArgument Arg : TemplateArgs.getInnermost().take_front(
5015                                         TD->getTemplateParameters()->size())) {
5016             ArrayRef<TemplateArgument> Unpacked(Arg);
5017             if (Arg.getKind() == TemplateArgument::Pack)
5018               Unpacked = Arg.pack_elements();
5019             for (TemplateArgument UnpackedArg : Unpacked)
5020               Args.addArgument(
5021                   getTrivialTemplateArgumentLoc(UnpackedArg, QualType(), Loc));
5022           }
5023           QualType T = CheckTemplateIdType(TemplateName(TD), Loc, Args);
5024           if (T.isNull())
5025             return nullptr;
5026           DC = T->getAsCXXRecordDecl();
5027           continue;
5028         }
5029       }
5030
5031       DC = DC->getParent();
5032     }
5033
5034     // Fall through to deal with other dependent record types (e.g.,
5035     // anonymous unions in class templates).
5036   }
5037
5038   if (!ParentDC->isDependentContext())
5039     return D;
5040
5041   ParentDC = FindInstantiatedContext(Loc, ParentDC, TemplateArgs);
5042   if (!ParentDC)
5043     return nullptr;
5044
5045   if (ParentDC != D->getDeclContext()) {
5046     // We performed some kind of instantiation in the parent context,
5047     // so now we need to look into the instantiated parent context to
5048     // find the instantiation of the declaration D.
5049
5050     // If our context used to be dependent, we may need to instantiate
5051     // it before performing lookup into that context.
5052     bool IsBeingInstantiated = false;
5053     if (CXXRecordDecl *Spec = dyn_cast<CXXRecordDecl>(ParentDC)) {
5054       if (!Spec->isDependentContext()) {
5055         QualType T = Context.getTypeDeclType(Spec);
5056         const RecordType *Tag = T->getAs<RecordType>();
5057         assert(Tag && "type of non-dependent record is not a RecordType");
5058         if (Tag->isBeingDefined())
5059           IsBeingInstantiated = true;
5060         if (!Tag->isBeingDefined() &&
5061             RequireCompleteType(Loc, T, diag::err_incomplete_type))
5062           return nullptr;
5063
5064         ParentDC = Tag->getDecl();
5065       }
5066     }
5067
5068     NamedDecl *Result = nullptr;
5069     // FIXME: If the name is a dependent name, this lookup won't necessarily
5070     // find it. Does that ever matter?
5071     if (auto Name = D->getDeclName()) {
5072       DeclarationNameInfo NameInfo(Name, D->getLocation());
5073       Name = SubstDeclarationNameInfo(NameInfo, TemplateArgs).getName();
5074       if (!Name)
5075         return nullptr;
5076       DeclContext::lookup_result Found = ParentDC->lookup(Name);
5077       Result = findInstantiationOf(Context, D, Found.begin(), Found.end());
5078     } else {
5079       // Since we don't have a name for the entity we're looking for,
5080       // our only option is to walk through all of the declarations to
5081       // find that name. This will occur in a few cases:
5082       //
5083       //   - anonymous struct/union within a template
5084       //   - unnamed class/struct/union/enum within a template
5085       //
5086       // FIXME: Find a better way to find these instantiations!
5087       Result = findInstantiationOf(Context, D,
5088                                    ParentDC->decls_begin(),
5089                                    ParentDC->decls_end());
5090     }
5091
5092     if (!Result) {
5093       if (isa<UsingShadowDecl>(D)) {
5094         // UsingShadowDecls can instantiate to nothing because of using hiding.
5095       } else if (Diags.hasErrorOccurred()) {
5096         // We've already complained about something, so most likely this
5097         // declaration failed to instantiate. There's no point in complaining
5098         // further, since this is normal in invalid code.
5099       } else if (IsBeingInstantiated) {
5100         // The class in which this member exists is currently being
5101         // instantiated, and we haven't gotten around to instantiating this
5102         // member yet. This can happen when the code uses forward declarations
5103         // of member classes, and introduces ordering dependencies via
5104         // template instantiation.
5105         Diag(Loc, diag::err_member_not_yet_instantiated)
5106           << D->getDeclName()
5107           << Context.getTypeDeclType(cast<CXXRecordDecl>(ParentDC));
5108         Diag(D->getLocation(), diag::note_non_instantiated_member_here);
5109       } else if (EnumConstantDecl *ED = dyn_cast<EnumConstantDecl>(D)) {
5110         // This enumeration constant was found when the template was defined,
5111         // but can't be found in the instantiation. This can happen if an
5112         // unscoped enumeration member is explicitly specialized.
5113         EnumDecl *Enum = cast<EnumDecl>(ED->getLexicalDeclContext());
5114         EnumDecl *Spec = cast<EnumDecl>(FindInstantiatedDecl(Loc, Enum,
5115                                                              TemplateArgs));
5116         assert(Spec->getTemplateSpecializationKind() ==
5117                  TSK_ExplicitSpecialization);
5118         Diag(Loc, diag::err_enumerator_does_not_exist)
5119           << D->getDeclName()
5120           << Context.getTypeDeclType(cast<TypeDecl>(Spec->getDeclContext()));
5121         Diag(Spec->getLocation(), diag::note_enum_specialized_here)
5122           << Context.getTypeDeclType(Spec);
5123       } else {
5124         // We should have found something, but didn't.
5125         llvm_unreachable("Unable to find instantiation of declaration!");
5126       }
5127     }
5128
5129     D = Result;
5130   }
5131
5132   return D;
5133 }
5134
5135 /// \brief Performs template instantiation for all implicit template
5136 /// instantiations we have seen until this point.
5137 void Sema::PerformPendingInstantiations(bool LocalOnly) {
5138   while (!PendingLocalImplicitInstantiations.empty() ||
5139          (!LocalOnly && !PendingInstantiations.empty())) {
5140     PendingImplicitInstantiation Inst;
5141
5142     if (PendingLocalImplicitInstantiations.empty()) {
5143       Inst = PendingInstantiations.front();
5144       PendingInstantiations.pop_front();
5145     } else {
5146       Inst = PendingLocalImplicitInstantiations.front();
5147       PendingLocalImplicitInstantiations.pop_front();
5148     }
5149
5150     // Instantiate function definitions
5151     if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(Inst.first)) {
5152       bool DefinitionRequired = Function->getTemplateSpecializationKind() ==
5153                                 TSK_ExplicitInstantiationDefinition;
5154       InstantiateFunctionDefinition(/*FIXME:*/Inst.second, Function, true,
5155                                     DefinitionRequired, true);
5156       continue;
5157     }
5158
5159     // Instantiate variable definitions
5160     VarDecl *Var = cast<VarDecl>(Inst.first);
5161
5162     assert((Var->isStaticDataMember() ||
5163             isa<VarTemplateSpecializationDecl>(Var)) &&
5164            "Not a static data member, nor a variable template"
5165            " specialization?");
5166
5167     // Don't try to instantiate declarations if the most recent redeclaration
5168     // is invalid.
5169     if (Var->getMostRecentDecl()->isInvalidDecl())
5170       continue;
5171
5172     // Check if the most recent declaration has changed the specialization kind
5173     // and removed the need for implicit instantiation.
5174     switch (Var->getMostRecentDecl()->getTemplateSpecializationKind()) {
5175     case TSK_Undeclared:
5176       llvm_unreachable("Cannot instantitiate an undeclared specialization.");
5177     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
5178     case TSK_ExplicitSpecialization:
5179       continue;  // No longer need to instantiate this type.
5180     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
5181       // We only need an instantiation if the pending instantiation *is* the
5182       // explicit instantiation.
5183       if (Var != Var->getMostRecentDecl()) continue;
5184     case TSK_ImplicitInstantiation:
5185       break;
5186     }
5187
5188     PrettyDeclStackTraceEntry CrashInfo(*this, Var, SourceLocation(),
5189                                         "instantiating variable definition");
5190     bool DefinitionRequired = Var->getTemplateSpecializationKind() ==
5191                               TSK_ExplicitInstantiationDefinition;
5192
5193     // Instantiate static data member definitions or variable template
5194     // specializations.
5195     InstantiateVariableDefinition(/*FIXME:*/ Inst.second, Var, true,
5196                                   DefinitionRequired, true);
5197   }
5198 }
5199
5200 void Sema::PerformDependentDiagnostics(const DeclContext *Pattern,
5201                        const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs) {
5202   for (auto DD : Pattern->ddiags()) {
5203     switch (DD->getKind()) {
5204     case DependentDiagnostic::Access:
5205       HandleDependentAccessCheck(*DD, TemplateArgs);
5206       break;
5207     }
5208   }
5209 }