contrib/llvm-project/clang/lib/Sema/SemaTemplate.cpp

   1 //===------- SemaTemplate.cpp - Semantic Analysis for C++ Templates -------===//
   2 //
   3 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
   4 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
   5 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
   6 //===----------------------------------------------------------------------===//
   7 //
   8 //  This file implements semantic analysis for C++ templates.
   9 //===----------------------------------------------------------------------===//
  10
  11 #include "TreeTransform.h"
  12 #include "clang/AST/ASTConsumer.h"
  13 #include "clang/AST/ASTContext.h"
  14 #include "clang/AST/DeclFriend.h"
  15 #include "clang/AST/DeclTemplate.h"
  16 #include "clang/AST/Expr.h"
  17 #include "clang/AST/ExprCXX.h"
  18 #include "clang/AST/RecursiveASTVisitor.h"
  19 #include "clang/AST/TypeVisitor.h"
  20 #include "clang/Basic/Builtins.h"
  21 #include "clang/Basic/LangOptions.h"
  22 #include "clang/Basic/PartialDiagnostic.h"
  23 #include "clang/Basic/TargetInfo.h"
  24 #include "clang/Sema/DeclSpec.h"
  25 #include "clang/Sema/Lookup.h"
  26 #include "clang/Sema/ParsedTemplate.h"
  27 #include "clang/Sema/Scope.h"
  28 #include "clang/Sema/SemaInternal.h"
  29 #include "clang/Sema/Template.h"
  30 #include "clang/Sema/TemplateDeduction.h"
  31 #include "llvm/ADT/SmallBitVector.h"
  32 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  33 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  34
  35 #include <iterator>
  36 using namespace clang;
  37 using namespace sema;
  38
  39 // Exported for use by Parser.
  40 SourceRange
  41 clang::getTemplateParamsRange(TemplateParameterList const * const *Ps,
  42                               unsigned N) {
  43   if (!N) return SourceRange();
  44   return SourceRange(Ps[0]->getTemplateLoc(), Ps[N-1]->getRAngleLoc());
  45 }
  46
  47 namespace clang {
  48 /// [temp.constr.decl]p2: A template's associated constraints are
  49 /// defined as a single constraint-expression derived from the introduced
  50 /// constraint-expressions [ ... ].
  51 ///
  52 /// \param Params The template parameter list and optional requires-clause.
  53 ///
  54 /// \param FD The underlying templated function declaration for a function
  55 /// template.
  56 static Expr *formAssociatedConstraints(TemplateParameterList *Params,
  57                                        FunctionDecl *FD);
  58 }
  59
  60 static Expr *clang::formAssociatedConstraints(TemplateParameterList *Params,
  61                                               FunctionDecl *FD) {
  62   // FIXME: Concepts: collect additional introduced constraint-expressions
  63   assert(!FD && "Cannot collect constraints from function declaration yet.");
  64   return Params->getRequiresClause();
  65 }
  66
  67 /// Determine whether the declaration found is acceptable as the name
  68 /// of a template and, if so, return that template declaration. Otherwise,
  69 /// returns null.
  70 ///
  71 /// Note that this may return an UnresolvedUsingValueDecl if AllowDependent
  72 /// is true. In all other cases it will return a TemplateDecl (or null).
  73 NamedDecl *Sema::getAsTemplateNameDecl(NamedDecl *D,
  74                                        bool AllowFunctionTemplates,
  75                                        bool AllowDependent) {
  76   D = D->getUnderlyingDecl();
  77
  78   if (isa<TemplateDecl>(D)) {
  79     if (!AllowFunctionTemplates && isa<FunctionTemplateDecl>(D))
  80       return nullptr;
  81
  82     return D;
  83   }
  84
  85   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D)) {
  86     // C++ [temp.local]p1:
  87     //   Like normal (non-template) classes, class templates have an
  88     //   injected-class-name (Clause 9). The injected-class-name
  89     //   can be used with or without a template-argument-list. When
  90     //   it is used without a template-argument-list, it is
  91     //   equivalent to the injected-class-name followed by the
  92     //   template-parameters of the class template enclosed in
  93     //   <>. When it is used with a template-argument-list, it
  94     //   refers to the specified class template specialization,
  95     //   which could be the current specialization or another
  96     //   specialization.
  97     if (Record->isInjectedClassName()) {
  98       Record = cast<CXXRecordDecl>(Record->getDeclContext());
  99       if (Record->getDescribedClassTemplate())
 100         return Record->getDescribedClassTemplate();
 101
 102       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
 103             = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record))
 104         return Spec->getSpecializedTemplate();
 105     }
 106
 107     return nullptr;
 108   }
 109
 110   // 'using Dependent::foo;' can resolve to a template name.
 111   // 'using typename Dependent::foo;' cannot (not even if 'foo' is an
 112   // injected-class-name).
 113   if (AllowDependent && isa<UnresolvedUsingValueDecl>(D))
 114     return D;
 115
 116   return nullptr;
 117 }
 118
 119 void Sema::FilterAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
 120                                          bool AllowFunctionTemplates,
 121                                          bool AllowDependent) {
 122   LookupResult::Filter filter = R.makeFilter();
 123   while (filter.hasNext()) {
 124     NamedDecl *Orig = filter.next();
 125     if (!getAsTemplateNameDecl(Orig, AllowFunctionTemplates, AllowDependent))
 126       filter.erase();
 127   }
 128   filter.done();
 129 }
 130
 131 bool Sema::hasAnyAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
 132                                          bool AllowFunctionTemplates,
 133                                          bool AllowDependent,
 134                                          bool AllowNonTemplateFunctions) {
 135   for (LookupResult::iterator I = R.begin(), IEnd = R.end(); I != IEnd; ++I) {
 136     if (getAsTemplateNameDecl(*I, AllowFunctionTemplates, AllowDependent))
 137       return true;
 138     if (AllowNonTemplateFunctions &&
 139         isa<FunctionDecl>((*I)->getUnderlyingDecl()))
 140       return true;
 141   }
 142
 143   return false;
 144 }
 145
 146 TemplateNameKind Sema::isTemplateName(Scope *S,
 147                                       CXXScopeSpec &SS,
 148                                       bool hasTemplateKeyword,
 149                                       const UnqualifiedId &Name,
 150                                       ParsedType ObjectTypePtr,
 151                                       bool EnteringContext,
 152                                       TemplateTy &TemplateResult,
 153                                       bool &MemberOfUnknownSpecialization) {
 154   assert(getLangOpts().CPlusPlus && "No template names in C!");
 155
 156   DeclarationName TName;
 157   MemberOfUnknownSpecialization = false;
 158
 159   switch (Name.getKind()) {
 160   case UnqualifiedIdKind::IK_Identifier:
 161     TName = DeclarationName(Name.Identifier);
 162     break;
 163
 164   case UnqualifiedIdKind::IK_OperatorFunctionId:
 165     TName = Context.DeclarationNames.getCXXOperatorName(
 166                                               Name.OperatorFunctionId.Operator);
 167     break;
 168
 169   case UnqualifiedIdKind::IK_LiteralOperatorId:
 170     TName = Context.DeclarationNames.getCXXLiteralOperatorName(Name.Identifier);
 171     break;
 172
 173   default:
 174     return TNK_Non_template;
 175   }
 176
 177   QualType ObjectType = ObjectTypePtr.get();
 178
 179   AssumedTemplateKind AssumedTemplate;
 180   LookupResult R(*this, TName, Name.getBeginLoc(), LookupOrdinaryName);
 181   if (LookupTemplateName(R, S, SS, ObjectType, EnteringContext,
 182                          MemberOfUnknownSpecialization, SourceLocation(),
 183                          &AssumedTemplate))
 184     return TNK_Non_template;
 185
 186   if (AssumedTemplate != AssumedTemplateKind::None) {
 187     TemplateResult = TemplateTy::make(Context.getAssumedTemplateName(TName));
 188     // Let the parser know whether we found nothing or found functions; if we
 189     // found nothing, we want to more carefully check whether this is actually
 190     // a function template name versus some other kind of undeclared identifier.
 191     return AssumedTemplate == AssumedTemplateKind::FoundNothing
 192                ? TNK_Undeclared_template
 193                : TNK_Function_template;
 194   }
 195
 196   if (R.empty())
 197     return TNK_Non_template;
 198
 199   NamedDecl *D = nullptr;
 200   if (R.isAmbiguous()) {
 201     // If we got an ambiguity involving a non-function template, treat this
 202     // as a template name, and pick an arbitrary template for error recovery.
 203     bool AnyFunctionTemplates = false;
 204     for (NamedDecl *FoundD : R) {
 205       if (NamedDecl *FoundTemplate = getAsTemplateNameDecl(FoundD)) {
 206         if (isa<FunctionTemplateDecl>(FoundTemplate))
 207           AnyFunctionTemplates = true;
 208         else {
 209           D = FoundTemplate;
 210           break;
 211         }
 212       }
 213     }
 214
 215     // If we didn't find any templates at all, this isn't a template name.
 216     // Leave the ambiguity for a later lookup to diagnose.
 217     if (!D && !AnyFunctionTemplates) {
 218       R.suppressDiagnostics();
 219       return TNK_Non_template;
 220     }
 221
 222     // If the only templates were function templates, filter out the rest.
 223     // We'll diagnose the ambiguity later.
 224     if (!D)
 225       FilterAcceptableTemplateNames(R);
 226   }
 227
 228   // At this point, we have either picked a single template name declaration D
 229   // or we have a non-empty set of results R containing either one template name
 230   // declaration or a set of function templates.
 231
 232   TemplateName Template;
 233   TemplateNameKind TemplateKind;
 234
 235   unsigned ResultCount = R.end() - R.begin();
 236   if (!D && ResultCount > 1) {
 237     // We assume that we'll preserve the qualifier from a function
 238     // template name in other ways.
 239     Template = Context.getOverloadedTemplateName(R.begin(), R.end());
 240     TemplateKind = TNK_Function_template;
 241
 242     // We'll do this lookup again later.
 243     R.suppressDiagnostics();
 244   } else {
 245     if (!D) {
 246       D = getAsTemplateNameDecl(*R.begin());
 247       assert(D && "unambiguous result is not a template name");
 248     }
 249
 250     if (isa<UnresolvedUsingValueDecl>(D)) {
 251       // We don't yet know whether this is a template-name or not.
 252       MemberOfUnknownSpecialization = true;
 253       return TNK_Non_template;
 254     }
 255
 256     TemplateDecl *TD = cast<TemplateDecl>(D);
 257
 258     if (SS.isSet() && !SS.isInvalid()) {
 259       NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
 260       Template = Context.getQualifiedTemplateName(Qualifier,
 261                                                   hasTemplateKeyword, TD);
 262     } else {
 263       Template = TemplateName(TD);
 264     }
 265
 266     if (isa<FunctionTemplateDecl>(TD)) {
 267       TemplateKind = TNK_Function_template;
 268
 269       // We'll do this lookup again later.
 270       R.suppressDiagnostics();
 271     } else {
 272       assert(isa<ClassTemplateDecl>(TD) || isa<TemplateTemplateParmDecl>(TD) ||
 273              isa<TypeAliasTemplateDecl>(TD) || isa<VarTemplateDecl>(TD) ||
 274              isa<BuiltinTemplateDecl>(TD) || isa<ConceptDecl>(TD));
 275       TemplateKind =
 276           isa<VarTemplateDecl>(TD) ? TNK_Var_template :
 277           isa<ConceptDecl>(TD) ? TNK_Concept_template :
 278           TNK_Type_template;
 279     }
 280   }
 281
 282   TemplateResult = TemplateTy::make(Template);
 283   return TemplateKind;
 284 }
 285
 286 bool Sema::isDeductionGuideName(Scope *S, const IdentifierInfo &Name,
 287                                 SourceLocation NameLoc,
 288                                 ParsedTemplateTy *Template) {
 289   CXXScopeSpec SS;
 290   bool MemberOfUnknownSpecialization = false;
 291
 292   // We could use redeclaration lookup here, but we don't need to: the
 293   // syntactic form of a deduction guide is enough to identify it even
 294   // if we can't look up the template name at all.
 295   LookupResult R(*this, DeclarationName(&Name), NameLoc, LookupOrdinaryName);
 296   if (LookupTemplateName(R, S, SS, /*ObjectType*/ QualType(),
 297                          /*EnteringContext*/ false,
 298                          MemberOfUnknownSpecialization))
 299     return false;
 300
 301   if (R.empty()) return false;
 302   if (R.isAmbiguous()) {
 303     // FIXME: Diagnose an ambiguity if we find at least one template.
 304     R.suppressDiagnostics();
 305     return false;
 306   }
 307
 308   // We only treat template-names that name type templates as valid deduction
 309   // guide names.
 310   TemplateDecl *TD = R.getAsSingle<TemplateDecl>();
 311   if (!TD || !getAsTypeTemplateDecl(TD))
 312     return false;
 313
 314   if (Template)
 315     *Template = TemplateTy::make(TemplateName(TD));
 316   return true;
 317 }
 318
 319 bool Sema::DiagnoseUnknownTemplateName(const IdentifierInfo &II,
 320                                        SourceLocation IILoc,
 321                                        Scope *S,
 322                                        const CXXScopeSpec *SS,
 323                                        TemplateTy &SuggestedTemplate,
 324                                        TemplateNameKind &SuggestedKind) {
 325   // We can't recover unless there's a dependent scope specifier preceding the
 326   // template name.
 327   // FIXME: Typo correction?
 328   if (!SS || !SS->isSet() || !isDependentScopeSpecifier(*SS) ||
 329       computeDeclContext(*SS))
 330     return false;
 331
 332   // The code is missing a 'template' keyword prior to the dependent template
 333   // name.
 334   NestedNameSpecifier *Qualifier = (NestedNameSpecifier*)SS->getScopeRep();
 335   Diag(IILoc, diag::err_template_kw_missing)
 336     << Qualifier << II.getName()
 337     << FixItHint::CreateInsertion(IILoc, "template ");
 338   SuggestedTemplate
 339     = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier, &II));
 340   SuggestedKind = TNK_Dependent_template_name;
 341   return true;
 342 }
 343
 344 bool Sema::LookupTemplateName(LookupResult &Found,
 345                               Scope *S, CXXScopeSpec &SS,
 346                               QualType ObjectType,
 347                               bool EnteringContext,
 348                               bool &MemberOfUnknownSpecialization,
 349                               SourceLocation TemplateKWLoc,
 350                               AssumedTemplateKind *ATK) {
 351   if (ATK)
 352     *ATK = AssumedTemplateKind::None;
 353
 354   Found.setTemplateNameLookup(true);
 355
 356   // Determine where to perform name lookup
 357   MemberOfUnknownSpecialization = false;
 358   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
 359   bool IsDependent = false;
 360   if (!ObjectType.isNull()) {
 361     // This nested-name-specifier occurs in a member access expression, e.g.,
 362     // x->B::f, and we are looking into the type of the object.
 363     assert(!SS.isSet() && "ObjectType and scope specifier cannot coexist");
 364     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType);
 365     IsDependent = !LookupCtx && ObjectType->isDependentType();
 366     assert((IsDependent || !ObjectType->isIncompleteType() ||
 367             ObjectType->castAs<TagType>()->isBeingDefined()) &&
 368            "Caller should have completed object type");
 369
 370     // Template names cannot appear inside an Objective-C class or object type
 371     // or a vector type.
 372     //
 373     // FIXME: This is wrong. For example:
 374     //
 375     //   template<typename T> using Vec = T __attribute__((ext_vector_type(4)));
 376     //   Vec<int> vi;
 377     //   vi.Vec<int>::~Vec<int>();
 378     //
 379     // ... should be accepted but we will not treat 'Vec' as a template name
 380     // here. The right thing to do would be to check if the name is a valid
 381     // vector component name, and look up a template name if not. And similarly
 382     // for lookups into Objective-C class and object types, where the same
 383     // problem can arise.
 384     if (ObjectType->isObjCObjectOrInterfaceType() ||
 385         ObjectType->isVectorType()) {
 386       Found.clear();
 387       return false;
 388     }
 389   } else if (SS.isSet()) {
 390     // This nested-name-specifier occurs after another nested-name-specifier,
 391     // so long into the context associated with the prior nested-name-specifier.
 392     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
 393     IsDependent = !LookupCtx;
 394
 395     // The declaration context must be complete.
 396     if (LookupCtx && RequireCompleteDeclContext(SS, LookupCtx))
 397       return true;
 398   }
 399
 400   bool ObjectTypeSearchedInScope = false;
 401   bool AllowFunctionTemplatesInLookup = true;
 402   if (LookupCtx) {
 403     // Perform "qualified" name lookup into the declaration context we
 404     // computed, which is either the type of the base of a member access
 405     // expression or the declaration context associated with a prior
 406     // nested-name-specifier.
 407     LookupQualifiedName(Found, LookupCtx);
 408
 409     // FIXME: The C++ standard does not clearly specify what happens in the
 410     // case where the object type is dependent, and implementations vary. In
 411     // Clang, we treat a name after a . or -> as a template-name if lookup
 412     // finds a non-dependent member or member of the current instantiation that
 413     // is a type template, or finds no such members and lookup in the context
 414     // of the postfix-expression finds a type template. In the latter case, the
 415     // name is nonetheless dependent, and we may resolve it to a member of an
 416     // unknown specialization when we come to instantiate the template.
 417     IsDependent |= Found.wasNotFoundInCurrentInstantiation();
 418   }
 419
 420   if (!SS.isSet() && (ObjectType.isNull() || Found.empty())) {
 421     // C++ [basic.lookup.classref]p1:
 422     //   In a class member access expression (5.2.5), if the . or -> token is
 423     //   immediately followed by an identifier followed by a <, the
 424     //   identifier must be looked up to determine whether the < is the
 425     //   beginning of a template argument list (14.2) or a less-than operator.
 426     //   The identifier is first looked up in the class of the object
 427     //   expression. If the identifier is not found, it is then looked up in
 428     //   the context of the entire postfix-expression and shall name a class
 429     //   template.
 430     if (S)
 431       LookupName(Found, S);
 432
 433     if (!ObjectType.isNull()) {
 434       //  FIXME: We should filter out all non-type templates here, particularly
 435       //  variable templates and concepts. But the exclusion of alias templates
 436       //  and template template parameters is a wording defect.
 437       AllowFunctionTemplatesInLookup = false;
 438       ObjectTypeSearchedInScope = true;
 439     }
 440
 441     IsDependent |= Found.wasNotFoundInCurrentInstantiation();
 442   }
 443
 444   if (Found.isAmbiguous())
 445     return false;
 446
 447   if (ATK && !SS.isSet() && ObjectType.isNull() && TemplateKWLoc.isInvalid()) {
 448     // C++2a [temp.names]p2:
 449     //   A name is also considered to refer to a template if it is an
 450     //   unqualified-id followed by a < and name lookup finds either one or more
 451     //   functions or finds nothing.
 452     //
 453     // To keep our behavior consistent, we apply the "finds nothing" part in
 454     // all language modes, and diagnose the empty lookup in ActOnCallExpr if we
 455     // successfully form a call to an undeclared template-id.
 456     bool AllFunctions =
 457         getLangOpts().CPlusPlus2a &&
 458         std::all_of(Found.begin(), Found.end(), [](NamedDecl *ND) {
 459           return isa<FunctionDecl>(ND->getUnderlyingDecl());
 460         });
 461     if (AllFunctions || (Found.empty() && !IsDependent)) {
 462       // If lookup found any functions, or if this is a name that can only be
 463       // used for a function, then strongly assume this is a function
 464       // template-id.
 465       *ATK = (Found.empty() && Found.getLookupName().isIdentifier())
 466                  ? AssumedTemplateKind::FoundNothing
 467                  : AssumedTemplateKind::FoundFunctions;
 468       Found.clear();
 469       return false;
 470     }
 471   }
 472
 473   if (Found.empty() && !IsDependent) {
 474     // If we did not find any names, attempt to correct any typos.
 475     DeclarationName Name = Found.getLookupName();
 476     Found.clear();
 477     // Simple filter callback that, for keywords, only accepts the C++ *_cast
 478     DefaultFilterCCC FilterCCC{};
 479     FilterCCC.WantTypeSpecifiers = false;
 480     FilterCCC.WantExpressionKeywords = false;
 481     FilterCCC.WantRemainingKeywords = false;
 482     FilterCCC.WantCXXNamedCasts = true;
 483     if (TypoCorrection Corrected =
 484             CorrectTypo(Found.getLookupNameInfo(), Found.getLookupKind(), S,
 485                         &SS, FilterCCC, CTK_ErrorRecovery, LookupCtx)) {
 486       if (auto *ND = Corrected.getFoundDecl())
 487         Found.addDecl(ND);
 488       FilterAcceptableTemplateNames(Found);
 489       if (Found.isAmbiguous()) {
 490         Found.clear();
 491       } else if (!Found.empty()) {
 492         Found.setLookupName(Corrected.getCorrection());
 493         if (LookupCtx) {
 494           std::string CorrectedStr(Corrected.getAsString(getLangOpts()));
 495           bool DroppedSpecifier = Corrected.WillReplaceSpecifier() &&
 496                                   Name.getAsString() == CorrectedStr;
 497           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_member_template_suggest)
 498                                     << Name << LookupCtx << DroppedSpecifier
 499                                     << SS.getRange());
 500         } else {
 501           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_template_suggest) << Name);
 502         }
 503       }
 504     }
 505   }
 506
 507   NamedDecl *ExampleLookupResult =
 508       Found.empty() ? nullptr : Found.getRepresentativeDecl();
 509   FilterAcceptableTemplateNames(Found, AllowFunctionTemplatesInLookup);
 510   if (Found.empty()) {
 511     if (IsDependent) {
 512       MemberOfUnknownSpecialization = true;
 513       return false;
 514     }
 515
 516     // If a 'template' keyword was used, a lookup that finds only non-template
 517     // names is an error.
 518     if (ExampleLookupResult && TemplateKWLoc.isValid()) {
 519       Diag(Found.getNameLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
 520         << Found.getLookupName() << SS.getRange();
 521       Diag(ExampleLookupResult->getUnderlyingDecl()->getLocation(),
 522            diag::note_template_kw_refers_to_non_template)
 523           << Found.getLookupName();
 524       return true;
 525     }
 526
 527     return false;
 528   }
 529
 530   if (S && !ObjectType.isNull() && !ObjectTypeSearchedInScope &&
 531       !getLangOpts().CPlusPlus11) {
 532     // C++03 [basic.lookup.classref]p1:
 533     //   [...] If the lookup in the class of the object expression finds a
 534     //   template, the name is also looked up in the context of the entire
 535     //   postfix-expression and [...]
 536     //
 537     // Note: C++11 does not perform this second lookup.
 538     LookupResult FoundOuter(*this, Found.getLookupName(), Found.getNameLoc(),
 539                             LookupOrdinaryName);
 540     FoundOuter.setTemplateNameLookup(true);
 541     LookupName(FoundOuter, S);
 542     // FIXME: We silently accept an ambiguous lookup here, in violation of
 543     // [basic.lookup]/1.
 544     FilterAcceptableTemplateNames(FoundOuter, /*AllowFunctionTemplates=*/false);
 545
 546     NamedDecl *OuterTemplate;
 547     if (FoundOuter.empty()) {
 548       //   - if the name is not found, the name found in the class of the
 549       //     object expression is used, otherwise
 550     } else if (FoundOuter.isAmbiguous() || !FoundOuter.isSingleResult() ||
 551                !(OuterTemplate =
 552                      getAsTemplateNameDecl(FoundOuter.getFoundDecl()))) {
 553       //   - if the name is found in the context of the entire
 554       //     postfix-expression and does not name a class template, the name
 555       //     found in the class of the object expression is used, otherwise
 556       FoundOuter.clear();
 557     } else if (!Found.isSuppressingDiagnostics()) {
 558       //   - if the name found is a class template, it must refer to the same
 559       //     entity as the one found in the class of the object expression,
 560       //     otherwise the program is ill-formed.
 561       if (!Found.isSingleResult() ||
 562           getAsTemplateNameDecl(Found.getFoundDecl())->getCanonicalDecl() !=
 563               OuterTemplate->getCanonicalDecl()) {
 564         Diag(Found.getNameLoc(),
 565              diag::ext_nested_name_member_ref_lookup_ambiguous)
 566           << Found.getLookupName()
 567           << ObjectType;
 568         Diag(Found.getRepresentativeDecl()->getLocation(),
 569              diag::note_ambig_member_ref_object_type)
 570           << ObjectType;
 571         Diag(FoundOuter.getFoundDecl()->getLocation(),
 572              diag::note_ambig_member_ref_scope);
 573
 574         // Recover by taking the template that we found in the object
 575         // expression's type.
 576       }
 577     }
 578   }
 579
 580   return false;
 581 }
 582
 583 void Sema::diagnoseExprIntendedAsTemplateName(Scope *S, ExprResult TemplateName,
 584                                               SourceLocation Less,
 585                                               SourceLocation Greater) {
 586   if (TemplateName.isInvalid())
 587     return;
 588
 589   DeclarationNameInfo NameInfo;
 590   CXXScopeSpec SS;
 591   LookupNameKind LookupKind;
 592
 593   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
 594   NamedDecl *Found = nullptr;
 595   bool MissingTemplateKeyword = false;
 596
 597   // Figure out what name we looked up.
 598   if (auto *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(TemplateName.get())) {
 599     NameInfo = DRE->getNameInfo();
 600     SS.Adopt(DRE->getQualifierLoc());
 601     LookupKind = LookupOrdinaryName;
 602     Found = DRE->getFoundDecl();
 603   } else if (auto *ME = dyn_cast<MemberExpr>(TemplateName.get())) {
 604     NameInfo = ME->getMemberNameInfo();
 605     SS.Adopt(ME->getQualifierLoc());
 606     LookupKind = LookupMemberName;
 607     LookupCtx = ME->getBase()->getType()->getAsCXXRecordDecl();
 608     Found = ME->getMemberDecl();
 609   } else if (auto *DSDRE =
 610                  dyn_cast<DependentScopeDeclRefExpr>(TemplateName.get())) {
 611     NameInfo = DSDRE->getNameInfo();
 612     SS.Adopt(DSDRE->getQualifierLoc());
 613     MissingTemplateKeyword = true;
 614   } else if (auto *DSME =
 615                  dyn_cast<CXXDependentScopeMemberExpr>(TemplateName.get())) {
 616     NameInfo = DSME->getMemberNameInfo();
 617     SS.Adopt(DSME->getQualifierLoc());
 618     MissingTemplateKeyword = true;
 619   } else {
 620     llvm_unreachable("unexpected kind of potential template name");
 621   }
 622
 623   // If this is a dependent-scope lookup, diagnose that the 'template' keyword
 624   // was missing.
 625   if (MissingTemplateKeyword) {
 626     Diag(NameInfo.getBeginLoc(), diag::err_template_kw_missing)
 627         << "" << NameInfo.getName().getAsString() << SourceRange(Less, Greater);
 628     return;
 629   }
 630
 631   // Try to correct the name by looking for templates and C++ named casts.
 632   struct TemplateCandidateFilter : CorrectionCandidateCallback {
 633     Sema &S;
 634     TemplateCandidateFilter(Sema &S) : S(S) {
 635       WantTypeSpecifiers = false;
 636       WantExpressionKeywords = false;
 637       WantRemainingKeywords = false;
 638       WantCXXNamedCasts = true;
 639     };
 640     bool ValidateCandidate(const TypoCorrection &Candidate) override {
 641       if (auto *ND = Candidate.getCorrectionDecl())
 642         return S.getAsTemplateNameDecl(ND);
 643       return Candidate.isKeyword();
 644     }
 645
 646     std::unique_ptr<CorrectionCandidateCallback> clone() override {
 647       return llvm::make_unique<TemplateCandidateFilter>(*this);
 648     }
 649   };
 650
 651   DeclarationName Name = NameInfo.getName();
 652   TemplateCandidateFilter CCC(*this);
 653   if (TypoCorrection Corrected = CorrectTypo(NameInfo, LookupKind, S, &SS, CCC,
 654                                              CTK_ErrorRecovery, LookupCtx)) {
 655     auto *ND = Corrected.getFoundDecl();
 656     if (ND)
 657       ND = getAsTemplateNameDecl(ND);
 658     if (ND || Corrected.isKeyword()) {
 659       if (LookupCtx) {
 660         std::string CorrectedStr(Corrected.getAsString(getLangOpts()));
 661         bool DroppedSpecifier = Corrected.WillReplaceSpecifier() &&
 662                                 Name.getAsString() == CorrectedStr;
 663         diagnoseTypo(Corrected,
 664                      PDiag(diag::err_non_template_in_member_template_id_suggest)
 665                          << Name << LookupCtx << DroppedSpecifier
 666                          << SS.getRange(), false);
 667       } else {
 668         diagnoseTypo(Corrected,
 669                      PDiag(diag::err_non_template_in_template_id_suggest)
 670                          << Name, false);
 671       }
 672       if (Found)
 673         Diag(Found->getLocation(),
 674              diag::note_non_template_in_template_id_found);
 675       return;
 676     }
 677   }
 678
 679   Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_non_template_in_template_id)
 680     << Name << SourceRange(Less, Greater);
 681   if (Found)
 682     Diag(Found->getLocation(), diag::note_non_template_in_template_id_found);
 683 }
 684
 685 /// ActOnDependentIdExpression - Handle a dependent id-expression that
 686 /// was just parsed.  This is only possible with an explicit scope
 687 /// specifier naming a dependent type.
 688 ExprResult
 689 Sema::ActOnDependentIdExpression(const CXXScopeSpec &SS,
 690                                  SourceLocation TemplateKWLoc,
 691                                  const DeclarationNameInfo &NameInfo,
 692                                  bool isAddressOfOperand,
 693                            const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
 694   DeclContext *DC = getFunctionLevelDeclContext();
 695
 696   // C++11 [expr.prim.general]p12:
 697   //   An id-expression that denotes a non-static data member or non-static
 698   //   member function of a class can only be used:
 699   //   (...)
 700   //   - if that id-expression denotes a non-static data member and it
 701   //     appears in an unevaluated operand.
 702   //
 703   // If this might be the case, form a DependentScopeDeclRefExpr instead of a
 704   // CXXDependentScopeMemberExpr. The former can instantiate to either
 705   // DeclRefExpr or MemberExpr depending on lookup results, while the latter is
 706   // always a MemberExpr.
 707   bool MightBeCxx11UnevalField =
 708       getLangOpts().CPlusPlus11 && isUnevaluatedContext();
 709
 710   // Check if the nested name specifier is an enum type.
 711   bool IsEnum = false;
 712   if (NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep())
 713     IsEnum = dyn_cast_or_null<EnumType>(NNS->getAsType());
 714
 715   if (!MightBeCxx11UnevalField && !isAddressOfOperand && !IsEnum &&
 716       isa<CXXMethodDecl>(DC) && cast<CXXMethodDecl>(DC)->isInstance()) {
 717     QualType ThisType = cast<CXXMethodDecl>(DC)->getThisType();
 718
 719     // Since the 'this' expression is synthesized, we don't need to
 720     // perform the double-lookup check.
 721     NamedDecl *FirstQualifierInScope = nullptr;
 722
 723     return CXXDependentScopeMemberExpr::Create(
 724         Context, /*This*/ nullptr, ThisType, /*IsArrow*/ true,
 725         /*Op*/ SourceLocation(), SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc,
 726         FirstQualifierInScope, NameInfo, TemplateArgs);
 727   }
 728
 729   return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
 730 }
 731
 732 ExprResult
 733 Sema::BuildDependentDeclRefExpr(const CXXScopeSpec &SS,
 734                                 SourceLocation TemplateKWLoc,
 735                                 const DeclarationNameInfo &NameInfo,
 736                                 const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
 737   return DependentScopeDeclRefExpr::Create(
 738       Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
 739       TemplateArgs);
 740 }
 741
 742
 743 /// Determine whether we would be unable to instantiate this template (because
 744 /// it either has no definition, or is in the process of being instantiated).
 745 bool Sema::DiagnoseUninstantiableTemplate(SourceLocation PointOfInstantiation,
 746                                           NamedDecl *Instantiation,
 747                                           bool InstantiatedFromMember,
 748                                           const NamedDecl *Pattern,
 749                                           const NamedDecl *PatternDef,
 750                                           TemplateSpecializationKind TSK,
 751                                           bool Complain /*= true*/) {
 752   assert(isa<TagDecl>(Instantiation) || isa<FunctionDecl>(Instantiation) ||
 753          isa<VarDecl>(Instantiation));
 754
 755   bool IsEntityBeingDefined = false;
 756   if (const TagDecl *TD = dyn_cast_or_null<TagDecl>(PatternDef))
 757     IsEntityBeingDefined = TD->isBeingDefined();
 758
 759   if (PatternDef && !IsEntityBeingDefined) {
 760     NamedDecl *SuggestedDef = nullptr;
 761     if (!hasVisibleDefinition(const_cast<NamedDecl*>(PatternDef), &SuggestedDef,
 762                               /*OnlyNeedComplete*/false)) {
 763       // If we're allowed to diagnose this and recover, do so.
 764       bool Recover = Complain && !isSFINAEContext();
 765       if (Complain)
 766         diagnoseMissingImport(PointOfInstantiation, SuggestedDef,
 767                               Sema::MissingImportKind::Definition, Recover);
 768       return !Recover;
 769     }
 770     return false;
 771   }
 772
 773   if (!Complain || (PatternDef && PatternDef->isInvalidDecl()))
 774     return true;
 775
 776   llvm::Optional<unsigned> Note;
 777   QualType InstantiationTy;
 778   if (TagDecl *TD = dyn_cast<TagDecl>(Instantiation))
 779     InstantiationTy = Context.getTypeDeclType(TD);
 780   if (PatternDef) {
 781     Diag(PointOfInstantiation,
 782          diag::err_template_instantiate_within_definition)
 783       << /*implicit|explicit*/(TSK != TSK_ImplicitInstantiation)
 784       << InstantiationTy;
 785     // Not much point in noting the template declaration here, since
 786     // we're lexically inside it.
 787     Instantiation->setInvalidDecl();
 788   } else if (InstantiatedFromMember) {
 789     if (isa<FunctionDecl>(Instantiation)) {
 790       Diag(PointOfInstantiation,
 791            diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
 792         << /*member function*/ 1 << Instantiation->getDeclName()
 793         << Instantiation->getDeclContext();
 794       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 795     } else {
 796       assert(isa<TagDecl>(Instantiation) && "Must be a TagDecl!");
 797       Diag(PointOfInstantiation,
 798            diag::err_implicit_instantiate_member_undefined)
 799         << InstantiationTy;
 800       Note = diag::note_member_declared_at;
 801     }
 802   } else {
 803     if (isa<FunctionDecl>(Instantiation)) {
 804       Diag(PointOfInstantiation,
 805            diag::err_explicit_instantiation_undefined_func_template)
 806         << Pattern;
 807       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 808     } else if (isa<TagDecl>(Instantiation)) {
 809       Diag(PointOfInstantiation, diag::err_template_instantiate_undefined)
 810         << (TSK != TSK_ImplicitInstantiation)
 811         << InstantiationTy;
 812       Note = diag::note_template_decl_here;
 813     } else {
 814       assert(isa<VarDecl>(Instantiation) && "Must be a VarDecl!");
 815       if (isa<VarTemplateSpecializationDecl>(Instantiation)) {
 816         Diag(PointOfInstantiation,
 817              diag::err_explicit_instantiation_undefined_var_template)
 818           << Instantiation;
 819         Instantiation->setInvalidDecl();
 820       } else
 821         Diag(PointOfInstantiation,
 822              diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
 823           << /*static data member*/ 2 << Instantiation->getDeclName()
 824           << Instantiation->getDeclContext();
 825       Note = diag::note_explicit_instantiation_here;
 826     }
 827   }
 828   if (Note) // Diagnostics were emitted.
 829     Diag(Pattern->getLocation(), Note.getValue());
 830
 831   // In general, Instantiation isn't marked invalid to get more than one
 832   // error for multiple undefined instantiations. But the code that does
 833   // explicit declaration -> explicit definition conversion can't handle
 834   // invalid declarations, so mark as invalid in that case.
 835   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration)
 836     Instantiation->setInvalidDecl();
 837   return true;
 838 }
 839
 840 /// DiagnoseTemplateParameterShadow - Produce a diagnostic complaining
 841 /// that the template parameter 'PrevDecl' is being shadowed by a new
 842 /// declaration at location Loc. Returns true to indicate that this is
 843 /// an error, and false otherwise.
 844 void Sema::DiagnoseTemplateParameterShadow(SourceLocation Loc, Decl *PrevDecl) {
 845   assert(PrevDecl->isTemplateParameter() && "Not a template parameter");
 846
 847   // Microsoft Visual C++ permits template parameters to be shadowed.
 848   if (getLangOpts().MicrosoftExt)
 849     return;
 850
 851   // C++ [temp.local]p4:
 852   //   A template-parameter shall not be redeclared within its
 853   //   scope (including nested scopes).
 854   Diag(Loc, diag::err_template_param_shadow)
 855     << cast<NamedDecl>(PrevDecl)->getDeclName();
 856   Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_template_param_here);
 857 }
 858
 859 /// AdjustDeclIfTemplate - If the given decl happens to be a template, reset
 860 /// the parameter D to reference the templated declaration and return a pointer
 861 /// to the template declaration. Otherwise, do nothing to D and return null.
 862 TemplateDecl *Sema::AdjustDeclIfTemplate(Decl *&D) {
 863   if (TemplateDecl *Temp = dyn_cast_or_null<TemplateDecl>(D)) {
 864     D = Temp->getTemplatedDecl();
 865     return Temp;
 866   }
 867   return nullptr;
 868 }
 869
 870 ParsedTemplateArgument ParsedTemplateArgument::getTemplatePackExpansion(
 871                                              SourceLocation EllipsisLoc) const {
 872   assert(Kind == Template &&
 873          "Only template template arguments can be pack expansions here");
 874   assert(getAsTemplate().get().containsUnexpandedParameterPack() &&
 875          "Template template argument pack expansion without packs");
 876   ParsedTemplateArgument Result(*this);
 877   Result.EllipsisLoc = EllipsisLoc;
 878   return Result;
 879 }
 880
 881 static TemplateArgumentLoc translateTemplateArgument(Sema &SemaRef,
 882                                             const ParsedTemplateArgument &Arg) {
 883
 884   switch (Arg.getKind()) {
 885   case ParsedTemplateArgument::Type: {
 886     TypeSourceInfo *DI;
 887     QualType T = SemaRef.GetTypeFromParser(Arg.getAsType(), &DI);
 888     if (!DI)
 889       DI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(T, Arg.getLocation());
 890     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(T), DI);
 891   }
 892
 893   case ParsedTemplateArgument::NonType: {
 894     Expr *E = static_cast<Expr *>(Arg.getAsExpr());
 895     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(E), E);
 896   }
 897
 898   case ParsedTemplateArgument::Template: {
 899     TemplateName Template = Arg.getAsTemplate().get();
 900     TemplateArgument TArg;
 901     if (Arg.getEllipsisLoc().isValid())
 902       TArg = TemplateArgument(Template, Optional<unsigned int>());
 903     else
 904       TArg = Template;
 905     return TemplateArgumentLoc(TArg,
 906                                Arg.getScopeSpec().getWithLocInContext(
 907                                                               SemaRef.Context),
 908                                Arg.getLocation(),
 909                                Arg.getEllipsisLoc());
 910   }
 911   }
 912
 913   llvm_unreachable("Unhandled parsed template argument");
 914 }
 915
 916 /// Translates template arguments as provided by the parser
 917 /// into template arguments used by semantic analysis.
 918 void Sema::translateTemplateArguments(const ASTTemplateArgsPtr &TemplateArgsIn,
 919                                       TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
 920  for (unsigned I = 0, Last = TemplateArgsIn.size(); I != Last; ++I)
 921    TemplateArgs.addArgument(translateTemplateArgument(*this,
 922                                                       TemplateArgsIn[I]));
 923 }
 924
 925 static void maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(Sema &SemaRef, Scope *S,
 926                                                  SourceLocation Loc,
 927                                                  IdentifierInfo *Name) {
 928   NamedDecl *PrevDecl = SemaRef.LookupSingleName(
 929       S, Name, Loc, Sema::LookupOrdinaryName, Sema::ForVisibleRedeclaration);
 930   if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter())
 931     SemaRef.DiagnoseTemplateParameterShadow(Loc, PrevDecl);
 932 }
 933
 934 /// Convert a parsed type into a parsed template argument. This is mostly
 935 /// trivial, except that we may have parsed a C++17 deduced class template
 936 /// specialization type, in which case we should form a template template
 937 /// argument instead of a type template argument.
 938 ParsedTemplateArgument Sema::ActOnTemplateTypeArgument(TypeResult ParsedType) {
 939   TypeSourceInfo *TInfo;
 940   QualType T = GetTypeFromParser(ParsedType.get(), &TInfo);
 941   if (T.isNull())
 942     return ParsedTemplateArgument();
 943   assert(TInfo && "template argument with no location");
 944
 945   // If we might have formed a deduced template specialization type, convert
 946   // it to a template template argument.
 947   if (getLangOpts().CPlusPlus17) {
 948     TypeLoc TL = TInfo->getTypeLoc();
 949     SourceLocation EllipsisLoc;
 950     if (auto PET = TL.getAs<PackExpansionTypeLoc>()) {
 951       EllipsisLoc = PET.getEllipsisLoc();
 952       TL = PET.getPatternLoc();
 953     }
 954
 955     CXXScopeSpec SS;
 956     if (auto ET = TL.getAs<ElaboratedTypeLoc>()) {
 957       SS.Adopt(ET.getQualifierLoc());
 958       TL = ET.getNamedTypeLoc();
 959     }
 960
 961     if (auto DTST = TL.getAs<DeducedTemplateSpecializationTypeLoc>()) {
 962       TemplateName Name = DTST.getTypePtr()->getTemplateName();
 963       if (SS.isSet())
 964         Name = Context.getQualifiedTemplateName(SS.getScopeRep(),
 965                                                 /*HasTemplateKeyword*/ false,
 966                                                 Name.getAsTemplateDecl());
 967       ParsedTemplateArgument Result(SS, TemplateTy::make(Name),
 968                                     DTST.getTemplateNameLoc());
 969       if (EllipsisLoc.isValid())
 970         Result = Result.getTemplatePackExpansion(EllipsisLoc);
 971       return Result;
 972     }
 973   }
 974
 975   // This is a normal type template argument. Note, if the type template
 976   // argument is an injected-class-name for a template, it has a dual nature
 977   // and can be used as either a type or a template. We handle that in
 978   // convertTypeTemplateArgumentToTemplate.
 979   return ParsedTemplateArgument(ParsedTemplateArgument::Type,
 980                                 ParsedType.get().getAsOpaquePtr(),
 981                                 TInfo->getTypeLoc().getBeginLoc());
 982 }
 983
 984 /// ActOnTypeParameter - Called when a C++ template type parameter
 985 /// (e.g., "typename T") has been parsed. Typename specifies whether
 986 /// the keyword "typename" was used to declare the type parameter
 987 /// (otherwise, "class" was used), and KeyLoc is the location of the
 988 /// "class" or "typename" keyword. ParamName is the name of the
 989 /// parameter (NULL indicates an unnamed template parameter) and
 990 /// ParamNameLoc is the location of the parameter name (if any).
 991 /// If the type parameter has a default argument, it will be added
 992 /// later via ActOnTypeParameterDefault.
 993 NamedDecl *Sema::ActOnTypeParameter(Scope *S, bool Typename,
 994                                SourceLocation EllipsisLoc,
 995                                SourceLocation KeyLoc,
 996                                IdentifierInfo *ParamName,
 997                                SourceLocation ParamNameLoc,
 998                                unsigned Depth, unsigned Position,
 999                                SourceLocation EqualLoc,
1000                                ParsedType DefaultArg) {
1001   assert(S->isTemplateParamScope() &&
1002          "Template type parameter not in template parameter scope!");
1003
1004   SourceLocation Loc = ParamNameLoc;
1005   if (!ParamName)
1006     Loc = KeyLoc;
1007
1008   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
1009   TemplateTypeParmDecl *Param
1010     = TemplateTypeParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
1011                                    KeyLoc, Loc, Depth, Position, ParamName,
1012                                    Typename, IsParameterPack);
1013   Param->setAccess(AS_public);
1014
1015   if (ParamName) {
1016     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, ParamNameLoc, ParamName);
1017
1018     // Add the template parameter into the current scope.
1019     S->AddDecl(Param);
1020     IdResolver.AddDecl(Param);
1021   }
1022
1023   // C++0x [temp.param]p9:
1024   //   A default template-argument may be specified for any kind of
1025   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
1026   if (DefaultArg && IsParameterPack) {
1027     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
1028     DefaultArg = nullptr;
1029   }
1030
1031   // Handle the default argument, if provided.
1032   if (DefaultArg) {
1033     TypeSourceInfo *DefaultTInfo;
1034     GetTypeFromParser(DefaultArg, &DefaultTInfo);
1035
1036     assert(DefaultTInfo && "expected source information for type");
1037
1038     // Check for unexpanded parameter packs.
1039     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Loc, DefaultTInfo,
1040                                         UPPC_DefaultArgument))
1041       return Param;
1042
1043     // Check the template argument itself.
1044     if (CheckTemplateArgument(Param, DefaultTInfo)) {
1045       Param->setInvalidDecl();
1046       return Param;
1047     }
1048
1049     Param->setDefaultArgument(DefaultTInfo);
1050   }
1051
1052   return Param;
1053 }
1054
1055 /// Check that the type of a non-type template parameter is
1056 /// well-formed.
1057 ///
1058 /// \returns the (possibly-promoted) parameter type if valid;
1059 /// otherwise, produces a diagnostic and returns a NULL type.
1060 QualType Sema::CheckNonTypeTemplateParameterType(TypeSourceInfo *&TSI,
1061                                                  SourceLocation Loc) {
1062   if (TSI->getType()->isUndeducedType()) {
1063     // C++17 [temp.dep.expr]p3:
1064     //   An id-expression is type-dependent if it contains
1065     //    - an identifier associated by name lookup with a non-type
1066     //      template-parameter declared with a type that contains a
1067     //      placeholder type (7.1.7.4),
1068     TSI = SubstAutoTypeSourceInfo(TSI, Context.DependentTy);
1069   }
1070
1071   return CheckNonTypeTemplateParameterType(TSI->getType(), Loc);
1072 }
1073
1074 QualType Sema::CheckNonTypeTemplateParameterType(QualType T,
1075                                                  SourceLocation Loc) {
1076   // We don't allow variably-modified types as the type of non-type template
1077   // parameters.
1078   if (T->isVariablyModifiedType()) {
1079     Diag(Loc, diag::err_variably_modified_nontype_template_param)
1080       << T;
1081     return QualType();
1082   }
1083
1084   // C++ [temp.param]p4:
1085   //
1086   // A non-type template-parameter shall have one of the following
1087   // (optionally cv-qualified) types:
1088   //
1089   //       -- integral or enumeration type,
1090   if (T->isIntegralOrEnumerationType() ||
1091       //   -- pointer to object or pointer to function,
1092       T->isPointerType() ||
1093       //   -- reference to object or reference to function,
1094       T->isReferenceType() ||
1095       //   -- pointer to member,
1096       T->isMemberPointerType() ||
1097       //   -- std::nullptr_t.
1098       T->isNullPtrType() ||
1099       // If T is a dependent type, we can't do the check now, so we
1100       // assume that it is well-formed.
1101       T->isDependentType() ||
1102       // Allow use of auto in template parameter declarations.
1103       T->isUndeducedType()) {
1104     // C++ [temp.param]p5: The top-level cv-qualifiers on the template-parameter
1105     // are ignored when determining its type.
1106     return T.getUnqualifiedType();
1107   }
1108
1109   // C++ [temp.param]p8:
1110   //
1111   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
1112   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
1113   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
1114   else if (T->isArrayType() || T->isFunctionType())
1115     return Context.getDecayedType(T);
1116
1117   Diag(Loc, diag::err_template_nontype_parm_bad_type)
1118     << T;
1119
1120   return QualType();
1121 }
1122
1123 NamedDecl *Sema::ActOnNonTypeTemplateParameter(Scope *S, Declarator &D,
1124                                           unsigned Depth,
1125                                           unsigned Position,
1126                                           SourceLocation EqualLoc,
1127                                           Expr *Default) {
1128   TypeSourceInfo *TInfo = GetTypeForDeclarator(D, S);
1129
1130   // Check that we have valid decl-specifiers specified.
1131   auto CheckValidDeclSpecifiers = [this, &D] {
1132     // C++ [temp.param]
1133     // p1
1134     //   template-parameter:
1135     //     ...
1136     //     parameter-declaration
1137     // p2
1138     //   ... A storage class shall not be specified in a template-parameter
1139     //   declaration.
1140     // [dcl.typedef]p1:
1141     //   The typedef specifier [...] shall not be used in the decl-specifier-seq
1142     //   of a parameter-declaration
1143     const DeclSpec &DS = D.getDeclSpec();
1144     auto EmitDiag = [this](SourceLocation Loc) {
1145       Diag(Loc, diag::err_invalid_decl_specifier_in_nontype_parm)
1146           << FixItHint::CreateRemoval(Loc);
1147     };
1148     if (DS.getStorageClassSpec() != DeclSpec::SCS_unspecified)
1149       EmitDiag(DS.getStorageClassSpecLoc());
1150
1151     if (DS.getThreadStorageClassSpec() != TSCS_unspecified)
1152       EmitDiag(DS.getThreadStorageClassSpecLoc());
1153
1154     // [dcl.inline]p1:
1155     //   The inline specifier can be applied only to the declaration or
1156     //   definition of a variable or function.
1157
1158     if (DS.isInlineSpecified())
1159       EmitDiag(DS.getInlineSpecLoc());
1160
1161     // [dcl.constexpr]p1:
1162     //   The constexpr specifier shall be applied only to the definition of a
1163     //   variable or variable template or the declaration of a function or
1164     //   function template.
1165
1166     if (DS.hasConstexprSpecifier())
1167       EmitDiag(DS.getConstexprSpecLoc());
1168
1169     // [dcl.fct.spec]p1:
1170     //   Function-specifiers can be used only in function declarations.
1171
1172     if (DS.isVirtualSpecified())
1173       EmitDiag(DS.getVirtualSpecLoc());
1174
1175     if (DS.hasExplicitSpecifier())
1176       EmitDiag(DS.getExplicitSpecLoc());
1177
1178     if (DS.isNoreturnSpecified())
1179       EmitDiag(DS.getNoreturnSpecLoc());
1180   };
1181
1182   CheckValidDeclSpecifiers();
1183
1184   if (TInfo->getType()->isUndeducedType()) {
1185     Diag(D.getIdentifierLoc(),
1186          diag::warn_cxx14_compat_template_nontype_parm_auto_type)
1187       << QualType(TInfo->getType()->getContainedAutoType(), 0);
1188   }
1189
1190   assert(S->isTemplateParamScope() &&
1191          "Non-type template parameter not in template parameter scope!");
1192   bool Invalid = false;
1193
1194   QualType T = CheckNonTypeTemplateParameterType(TInfo, D.getIdentifierLoc());
1195   if (T.isNull()) {
1196     T = Context.IntTy; // Recover with an 'int' type.
1197     Invalid = true;
1198   }
1199
1200   CheckFunctionOrTemplateParamDeclarator(S, D);
1201
1202   IdentifierInfo *ParamName = D.getIdentifier();
1203   bool IsParameterPack = D.hasEllipsis();
1204   NonTypeTemplateParmDecl *Param = NonTypeTemplateParmDecl::Create(
1205       Context, Context.getTranslationUnitDecl(), D.getBeginLoc(),
1206       D.getIdentifierLoc(), Depth, Position, ParamName, T, IsParameterPack,
1207       TInfo);
1208   Param->setAccess(AS_public);
1209
1210   if (Invalid)
1211     Param->setInvalidDecl();
1212
1213   if (ParamName) {
1214     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, D.getIdentifierLoc(),
1215                                          ParamName);
1216
1217     // Add the template parameter into the current scope.
1218     S->AddDecl(Param);
1219     IdResolver.AddDecl(Param);
1220   }
1221
1222   // C++0x [temp.param]p9:
1223   //   A default template-argument may be specified for any kind of
1224   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
1225   if (Default && IsParameterPack) {
1226     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
1227     Default = nullptr;
1228   }
1229
1230   // Check the well-formedness of the default template argument, if provided.
1231   if (Default) {
1232     // Check for unexpanded parameter packs.
1233     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Default, UPPC_DefaultArgument))
1234       return Param;
1235
1236     TemplateArgument Converted;
1237     ExprResult DefaultRes =
1238         CheckTemplateArgument(Param, Param->getType(), Default, Converted);
1239     if (DefaultRes.isInvalid()) {
1240       Param->setInvalidDecl();
1241       return Param;
1242     }
1243     Default = DefaultRes.get();
1244
1245     Param->setDefaultArgument(Default);
1246   }
1247
1248   return Param;
1249 }
1250
1251 /// ActOnTemplateTemplateParameter - Called when a C++ template template
1252 /// parameter (e.g. T in template <template \<typename> class T> class array)
1253 /// has been parsed. S is the current scope.
1254 NamedDecl *Sema::ActOnTemplateTemplateParameter(Scope* S,
1255                                            SourceLocation TmpLoc,
1256                                            TemplateParameterList *Params,
1257                                            SourceLocation EllipsisLoc,
1258                                            IdentifierInfo *Name,
1259                                            SourceLocation NameLoc,
1260                                            unsigned Depth,
1261                                            unsigned Position,
1262                                            SourceLocation EqualLoc,
1263                                            ParsedTemplateArgument Default) {
1264   assert(S->isTemplateParamScope() &&
1265          "Template template parameter not in template parameter scope!");
1266
1267   // Construct the parameter object.
1268   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
1269   TemplateTemplateParmDecl *Param =
1270     TemplateTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
1271                                      NameLoc.isInvalid()? TmpLoc : NameLoc,
1272                                      Depth, Position, IsParameterPack,
1273                                      Name, Params);
1274   Param->setAccess(AS_public);
1275
1276   // If the template template parameter has a name, then link the identifier
1277   // into the scope and lookup mechanisms.
1278   if (Name) {
1279     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, NameLoc, Name);
1280
1281     S->AddDecl(Param);
1282     IdResolver.AddDecl(Param);
1283   }
1284
1285   if (Params->size() == 0) {
1286     Diag(Param->getLocation(), diag::err_template_template_parm_no_parms)
1287     << SourceRange(Params->getLAngleLoc(), Params->getRAngleLoc());
1288     Param->setInvalidDecl();
1289   }
1290
1291   // C++0x [temp.param]p9:
1292   //   A default template-argument may be specified for any kind of
1293   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
1294   if (IsParameterPack && !Default.isInvalid()) {
1295     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
1296     Default = ParsedTemplateArgument();
1297   }
1298
1299   if (!Default.isInvalid()) {
1300     // Check only that we have a template template argument. We don't want to
1301     // try to check well-formedness now, because our template template parameter
1302     // might have dependent types in its template parameters, which we wouldn't
1303     // be able to match now.
1304     //
1305     // If none of the template template parameter's template arguments mention
1306     // other template parameters, we could actually perform more checking here.
1307     // However, it isn't worth doing.
1308     TemplateArgumentLoc DefaultArg = translateTemplateArgument(*this, Default);
1309     if (DefaultArg.getArgument().getAsTemplate().isNull()) {
1310       Diag(DefaultArg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_valid_template)
1311         << DefaultArg.getSourceRange();
1312       return Param;
1313     }
1314
1315     // Check for unexpanded parameter packs.
1316     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(DefaultArg.getLocation(),
1317                                         DefaultArg.getArgument().getAsTemplate(),
1318                                         UPPC_DefaultArgument))
1319       return Param;
1320
1321     Param->setDefaultArgument(Context, DefaultArg);
1322   }
1323
1324   return Param;
1325 }
1326
1327 /// ActOnTemplateParameterList - Builds a TemplateParameterList, optionally
1328 /// constrained by RequiresClause, that contains the template parameters in
1329 /// Params.
1330 TemplateParameterList *
1331 Sema::ActOnTemplateParameterList(unsigned Depth,
1332                                  SourceLocation ExportLoc,
1333                                  SourceLocation TemplateLoc,
1334                                  SourceLocation LAngleLoc,
1335                                  ArrayRef<NamedDecl *> Params,
1336                                  SourceLocation RAngleLoc,
1337                                  Expr *RequiresClause) {
1338   if (ExportLoc.isValid())
1339     Diag(ExportLoc, diag::warn_template_export_unsupported);
1340
1341   return TemplateParameterList::Create(
1342       Context, TemplateLoc, LAngleLoc,
1343       llvm::makeArrayRef(Params.data(), Params.size()),
1344       RAngleLoc, RequiresClause);
1345 }
1346
1347 static void SetNestedNameSpecifier(Sema &S, TagDecl *T,
1348                                    const CXXScopeSpec &SS) {
1349   if (SS.isSet())
1350     T->setQualifierInfo(SS.getWithLocInContext(S.Context));
1351 }
1352
1353 DeclResult Sema::CheckClassTemplate(
1354     Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK, SourceLocation KWLoc,
1355     CXXScopeSpec &SS, IdentifierInfo *Name, SourceLocation NameLoc,
1356     const ParsedAttributesView &Attr, TemplateParameterList *TemplateParams,
1357     AccessSpecifier AS, SourceLocation ModulePrivateLoc,
1358     SourceLocation FriendLoc, unsigned NumOuterTemplateParamLists,
1359     TemplateParameterList **OuterTemplateParamLists, SkipBodyInfo *SkipBody) {
1360   assert(TemplateParams && TemplateParams->size() > 0 &&
1361          "No template parameters");
1362   assert(TUK != TUK_Reference && "Can only declare or define class templates");
1363   bool Invalid = false;
1364
1365   // Check that we can declare a template here.
1366   if (CheckTemplateDeclScope(S, TemplateParams))
1367     return true;
1368
1369   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
1370   assert(Kind != TTK_Enum && "can't build template of enumerated type");
1371
1372   // There is no such thing as an unnamed class template.
1373   if (!Name) {
1374     Diag(KWLoc, diag::err_template_unnamed_class);
1375     return true;
1376   }
1377
1378   // Find any previous declaration with this name. For a friend with no
1379   // scope explicitly specified, we only look for tag declarations (per
1380   // C++11 [basic.lookup.elab]p2).
1381   DeclContext *SemanticContext;
1382   LookupResult Previous(*this, Name, NameLoc,
1383                         (SS.isEmpty() && TUK == TUK_Friend)
1384                           ? LookupTagName : LookupOrdinaryName,
1385                         forRedeclarationInCurContext());
1386   if (SS.isNotEmpty() && !SS.isInvalid()) {
1387     SemanticContext = computeDeclContext(SS, true);
1388     if (!SemanticContext) {
1389       // FIXME: Horrible, horrible hack! We can't currently represent this
1390       // in the AST, and historically we have just ignored such friend
1391       // class templates, so don't complain here.
1392       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend
1393                         ? diag::warn_template_qualified_friend_ignored
1394                         : diag::err_template_qualified_declarator_no_match)
1395           << SS.getScopeRep() << SS.getRange();
1396       return TUK != TUK_Friend;
1397     }
1398
1399     if (RequireCompleteDeclContext(SS, SemanticContext))
1400       return true;
1401
1402     // If we're adding a template to a dependent context, we may need to
1403     // rebuilding some of the types used within the template parameter list,
1404     // now that we know what the current instantiation is.
1405     if (SemanticContext->isDependentContext()) {
1406       ContextRAII SavedContext(*this, SemanticContext);
1407       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(TemplateParams))
1408         Invalid = true;
1409     } else if (TUK != TUK_Friend && TUK != TUK_Reference)
1410       diagnoseQualifiedDeclaration(SS, SemanticContext, Name, NameLoc, false);
1411
1412     LookupQualifiedName(Previous, SemanticContext);
1413   } else {
1414     SemanticContext = CurContext;
1415
1416     // C++14 [class.mem]p14:
1417     //   If T is the name of a class, then each of the following shall have a
1418     //   name different from T:
1419     //    -- every member template of class T
1420     if (TUK != TUK_Friend &&
1421         DiagnoseClassNameShadow(SemanticContext,
1422                                 DeclarationNameInfo(Name, NameLoc)))
1423       return true;
1424
1425     LookupName(Previous, S);
1426   }
1427
1428   if (Previous.isAmbiguous())
1429     return true;
1430
1431   NamedDecl *PrevDecl = nullptr;
1432   if (Previous.begin() != Previous.end())
1433     PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
1434
1435   if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter()) {
1436     // Maybe we will complain about the shadowed template parameter.
1437     DiagnoseTemplateParameterShadow(NameLoc, PrevDecl);
1438     // Just pretend that we didn't see the previous declaration.
1439     PrevDecl = nullptr;
1440   }
1441
1442   // If there is a previous declaration with the same name, check
1443   // whether this is a valid redeclaration.
1444   ClassTemplateDecl *PrevClassTemplate =
1445       dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(PrevDecl);
1446
1447   // We may have found the injected-class-name of a class template,
1448   // class template partial specialization, or class template specialization.
1449   // In these cases, grab the template that is being defined or specialized.
1450   if (!PrevClassTemplate && PrevDecl && isa<CXXRecordDecl>(PrevDecl) &&
1451       cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->isInjectedClassName()) {
1452     PrevDecl = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl->getDeclContext());
1453     PrevClassTemplate
1454       = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->getDescribedClassTemplate();
1455     if (!PrevClassTemplate && isa<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)) {
1456       PrevClassTemplate
1457         = cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)
1458             ->getSpecializedTemplate();
1459     }
1460   }
1461
1462   if (TUK == TUK_Friend) {
1463     // C++ [namespace.memdef]p3:
1464     //   [...] When looking for a prior declaration of a class or a function
1465     //   declared as a friend, and when the name of the friend class or
1466     //   function is neither a qualified name nor a template-id, scopes outside
1467     //   the innermost enclosing namespace scope are not considered.
1468     if (!SS.isSet()) {
1469       DeclContext *OutermostContext = CurContext;
1470       while (!OutermostContext->isFileContext())
1471         OutermostContext = OutermostContext->getLookupParent();
1472
1473       if (PrevDecl &&
1474           (OutermostContext->Equals(PrevDecl->getDeclContext()) ||
1475            OutermostContext->Encloses(PrevDecl->getDeclContext()))) {
1476         SemanticContext = PrevDecl->getDeclContext();
1477       } else {
1478         // Declarations in outer scopes don't matter. However, the outermost
1479         // context we computed is the semantic context for our new
1480         // declaration.
1481         PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1482         SemanticContext = OutermostContext;
1483
1484         // Check that the chosen semantic context doesn't already contain a
1485         // declaration of this name as a non-tag type.
1486         Previous.clear(LookupOrdinaryName);
1487         DeclContext *LookupContext = SemanticContext;
1488         while (LookupContext->isTransparentContext())
1489           LookupContext = LookupContext->getLookupParent();
1490         LookupQualifiedName(Previous, LookupContext);
1491
1492         if (Previous.isAmbiguous())
1493           return true;
1494
1495         if (Previous.begin() != Previous.end())
1496           PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
1497       }
1498     }
1499   } else if (PrevDecl &&
1500              !isDeclInScope(Previous.getRepresentativeDecl(), SemanticContext,
1501                             S, SS.isValid()))
1502     PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1503
1504   if (auto *Shadow = dyn_cast_or_null<UsingShadowDecl>(
1505           PrevDecl ? Previous.getRepresentativeDecl() : nullptr)) {
1506     if (SS.isEmpty() &&
1507         !(PrevClassTemplate &&
1508           PrevClassTemplate->getDeclContext()->getRedeclContext()->Equals(
1509               SemanticContext->getRedeclContext()))) {
1510       Diag(KWLoc, diag::err_using_decl_conflict_reverse);
1511       Diag(Shadow->getTargetDecl()->getLocation(),
1512            diag::note_using_decl_target);
1513       Diag(Shadow->getUsingDecl()->getLocation(), diag::note_using_decl) << 0;
1514       // Recover by ignoring the old declaration.
1515       PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1516     }
1517   }
1518
1519   // TODO Memory management; associated constraints are not always stored.
1520   Expr *const CurAC = formAssociatedConstraints(TemplateParams, nullptr);
1521
1522   if (PrevClassTemplate) {
1523     // Ensure that the template parameter lists are compatible. Skip this check
1524     // for a friend in a dependent context: the template parameter list itself
1525     // could be dependent.
1526     if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1527         !TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParams,
1528                                    PrevClassTemplate->getTemplateParameters(),
1529                                         /*Complain=*/true,
1530                                         TPL_TemplateMatch))
1531       return true;
1532
1533     // Check for matching associated constraints on redeclarations.
1534     const Expr *const PrevAC = PrevClassTemplate->getAssociatedConstraints();
1535     const bool RedeclACMismatch = [&] {
1536       if (!(CurAC || PrevAC))
1537         return false; // Nothing to check; no mismatch.
1538       if (CurAC && PrevAC) {
1539         llvm::FoldingSetNodeID CurACInfo, PrevACInfo;
1540         CurAC->Profile(CurACInfo, Context, /*Canonical=*/true);
1541         PrevAC->Profile(PrevACInfo, Context, /*Canonical=*/true);
1542         if (CurACInfo == PrevACInfo)
1543           return false; // All good; no mismatch.
1544       }
1545       return true;
1546     }();
1547
1548     if (RedeclACMismatch) {
1549       Diag(CurAC ? CurAC->getBeginLoc() : NameLoc,
1550            diag::err_template_different_associated_constraints);
1551       Diag(PrevAC ? PrevAC->getBeginLoc() : PrevClassTemplate->getLocation(),
1552            diag::note_template_prev_declaration)
1553           << /*declaration*/ 0;
1554       return true;
1555     }
1556
1557     // C++ [temp.class]p4:
1558     //   In a redeclaration, partial specialization, explicit
1559     //   specialization or explicit instantiation of a class template,
1560     //   the class-key shall agree in kind with the original class
1561     //   template declaration (7.1.5.3).
1562     RecordDecl *PrevRecordDecl = PrevClassTemplate->getTemplatedDecl();
1563     if (!isAcceptableTagRedeclaration(PrevRecordDecl, Kind,
1564                                       TUK == TUK_Definition,  KWLoc, Name)) {
1565       Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
1566         << Name
1567         << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc, PrevRecordDecl->getKindName());
1568       Diag(PrevRecordDecl->getLocation(), diag::note_previous_use);
1569       Kind = PrevRecordDecl->getTagKind();
1570     }
1571
1572     // Check for redefinition of this class template.
1573     if (TUK == TUK_Definition) {
1574       if (TagDecl *Def = PrevRecordDecl->getDefinition()) {
1575         // If we have a prior definition that is not visible, treat this as
1576         // simply making that previous definition visible.
1577         NamedDecl *Hidden = nullptr;
1578         if (SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
1579           SkipBody->ShouldSkip = true;
1580           SkipBody->Previous = Def;
1581           auto *Tmpl = cast<CXXRecordDecl>(Hidden)->getDescribedClassTemplate();
1582           assert(Tmpl && "original definition of a class template is not a "
1583                          "class template?");
1584           makeMergedDefinitionVisible(Hidden);
1585           makeMergedDefinitionVisible(Tmpl);
1586         } else {
1587           Diag(NameLoc, diag::err_redefinition) << Name;
1588           Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1589           // FIXME: Would it make sense to try to "forget" the previous
1590           // definition, as part of error recovery?
1591           return true;
1592         }
1593       }
1594     }
1595   } else if (PrevDecl) {
1596     // C++ [temp]p5:
1597     //   A class template shall not have the same name as any other
1598     //   template, class, function, object, enumeration, enumerator,
1599     //   namespace, or type in the same scope (3.3), except as specified
1600     //   in (14.5.4).
1601     Diag(NameLoc, diag::err_redefinition_different_kind) << Name;
1602     Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1603     return true;
1604   }
1605
1606   // Check the template parameter list of this declaration, possibly
1607   // merging in the template parameter list from the previous class
1608   // template declaration. Skip this check for a friend in a dependent
1609   // context, because the template parameter list might be dependent.
1610   if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1611       CheckTemplateParameterList(
1612           TemplateParams,
1613           PrevClassTemplate
1614               ? PrevClassTemplate->getMostRecentDecl()->getTemplateParameters()
1615               : nullptr,
1616           (SS.isSet() && SemanticContext && SemanticContext->isRecord() &&
1617            SemanticContext->isDependentContext())
1618               ? TPC_ClassTemplateMember
1619               : TUK == TUK_Friend ? TPC_FriendClassTemplate : TPC_ClassTemplate,
1620           SkipBody))
1621     Invalid = true;
1622
1623   if (SS.isSet()) {
1624     // If the name of the template was qualified, we must be defining the
1625     // template out-of-line.
1626     if (!SS.isInvalid() && !Invalid && !PrevClassTemplate) {
1627       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend ? diag::err_friend_decl_does_not_match
1628                                       : diag::err_member_decl_does_not_match)
1629         << Name << SemanticContext << /*IsDefinition*/true << SS.getRange();
1630       Invalid = true;
1631     }
1632   }
1633
1634   // If this is a templated friend in a dependent context we should not put it
1635   // on the redecl chain. In some cases, the templated friend can be the most
1636   // recent declaration tricking the template instantiator to make substitutions
1637   // there.
1638   // FIXME: Figure out how to combine with shouldLinkDependentDeclWithPrevious
1639   bool ShouldAddRedecl
1640     = !(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext());
1641
1642   CXXRecordDecl *NewClass =
1643     CXXRecordDecl::Create(Context, Kind, SemanticContext, KWLoc, NameLoc, Name,
1644                           PrevClassTemplate && ShouldAddRedecl ?
1645                             PrevClassTemplate->getTemplatedDecl() : nullptr,
1646                           /*DelayTypeCreation=*/true);
1647   SetNestedNameSpecifier(*this, NewClass, SS);
1648   if (NumOuterTemplateParamLists > 0)
1649     NewClass->setTemplateParameterListsInfo(
1650         Context, llvm::makeArrayRef(OuterTemplateParamLists,
1651                                     NumOuterTemplateParamLists));
1652
1653   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
1654   // the ASTContext lays out the structure.
1655   if (TUK == TUK_Definition && (!SkipBody || !SkipBody->ShouldSkip)) {
1656     AddAlignmentAttributesForRecord(NewClass);
1657     AddMsStructLayoutForRecord(NewClass);
1658   }
1659
1660   // Attach the associated constraints when the declaration will not be part of
1661   // a decl chain.
1662   Expr *const ACtoAttach =
1663       PrevClassTemplate && ShouldAddRedecl ? nullptr : CurAC;
1664
1665   ClassTemplateDecl *NewTemplate
1666     = ClassTemplateDecl::Create(Context, SemanticContext, NameLoc,
1667                                 DeclarationName(Name), TemplateParams,
1668                                 NewClass, ACtoAttach);
1669
1670   if (ShouldAddRedecl)
1671     NewTemplate->setPreviousDecl(PrevClassTemplate);
1672
1673   NewClass->setDescribedClassTemplate(NewTemplate);
1674
1675   if (ModulePrivateLoc.isValid())
1676     NewTemplate->setModulePrivate();
1677
1678   // Build the type for the class template declaration now.
1679   QualType T = NewTemplate->getInjectedClassNameSpecialization();
1680   T = Context.getInjectedClassNameType(NewClass, T);
1681   assert(T->isDependentType() && "Class template type is not dependent?");
1682   (void)T;
1683
1684   // If we are providing an explicit specialization of a member that is a
1685   // class template, make a note of that.
1686   if (PrevClassTemplate &&
1687       PrevClassTemplate->getInstantiatedFromMemberTemplate())
1688     PrevClassTemplate->setMemberSpecialization();
1689
1690   // Set the access specifier.
1691   if (!Invalid && TUK != TUK_Friend && NewTemplate->getDeclContext()->isRecord())
1692     SetMemberAccessSpecifier(NewTemplate, PrevClassTemplate, AS);
1693
1694   // Set the lexical context of these templates
1695   NewClass->setLexicalDeclContext(CurContext);
1696   NewTemplate->setLexicalDeclContext(CurContext);
1697
1698   if (TUK == TUK_Definition && (!SkipBody || !SkipBody->ShouldSkip))
1699     NewClass->startDefinition();
1700
1701   ProcessDeclAttributeList(S, NewClass, Attr);
1702
1703   if (PrevClassTemplate)
1704     mergeDeclAttributes(NewClass, PrevClassTemplate->getTemplatedDecl());
1705
1706   AddPushedVisibilityAttribute(NewClass);
1707
1708   if (TUK != TUK_Friend) {
1709     // Per C++ [basic.scope.temp]p2, skip the template parameter scopes.
1710     Scope *Outer = S;
1711     while ((Outer->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
1712       Outer = Outer->getParent();
1713     PushOnScopeChains(NewTemplate, Outer);
1714   } else {
1715     if (PrevClassTemplate && PrevClassTemplate->getAccess() != AS_none) {
1716       NewTemplate->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1717       NewClass->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1718     }
1719
1720     NewTemplate->setObjectOfFriendDecl();
1721
1722     // Friend templates are visible in fairly strange ways.
1723     if (!CurContext->isDependentContext()) {
1724       DeclContext *DC = SemanticContext->getRedeclContext();
1725       DC->makeDeclVisibleInContext(NewTemplate);
1726       if (Scope *EnclosingScope = getScopeForDeclContext(S, DC))
1727         PushOnScopeChains(NewTemplate, EnclosingScope,
1728                           /* AddToContext = */ false);
1729     }
1730
1731     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(
1732         Context, CurContext, NewClass->getLocation(), NewTemplate, FriendLoc);
1733     Friend->setAccess(AS_public);
1734     CurContext->addDecl(Friend);
1735   }
1736
1737   if (PrevClassTemplate)
1738     CheckRedeclarationModuleOwnership(NewTemplate, PrevClassTemplate);
1739
1740   if (Invalid) {
1741     NewTemplate->setInvalidDecl();
1742     NewClass->setInvalidDecl();
1743   }
1744
1745   ActOnDocumentableDecl(NewTemplate);
1746
1747   if (SkipBody && SkipBody->ShouldSkip)
1748     return SkipBody->Previous;
1749
1750   return NewTemplate;
1751 }
1752
1753 namespace {
1754 /// Tree transform to "extract" a transformed type from a class template's
1755 /// constructor to a deduction guide.
1756 class ExtractTypeForDeductionGuide
1757   : public TreeTransform<ExtractTypeForDeductionGuide> {
1758 public:
1759   typedef TreeTransform<ExtractTypeForDeductionGuide> Base;
1760   ExtractTypeForDeductionGuide(Sema &SemaRef) : Base(SemaRef) {}
1761
1762   TypeSourceInfo *transform(TypeSourceInfo *TSI) { return TransformType(TSI); }
1763
1764   QualType TransformTypedefType(TypeLocBuilder &TLB, TypedefTypeLoc TL) {
1765     return TransformType(
1766         TLB,
1767         TL.getTypedefNameDecl()->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
1768   }
1769 };
1770
1771 /// Transform to convert portions of a constructor declaration into the
1772 /// corresponding deduction guide, per C++1z [over.match.class.deduct]p1.
1773 struct ConvertConstructorToDeductionGuideTransform {
1774   ConvertConstructorToDeductionGuideTransform(Sema &S,
1775                                               ClassTemplateDecl *Template)
1776       : SemaRef(S), Template(Template) {}
1777
1778   Sema &SemaRef;
1779   ClassTemplateDecl *Template;
1780
1781   DeclContext *DC = Template->getDeclContext();
1782   CXXRecordDecl *Primary = Template->getTemplatedDecl();
1783   DeclarationName DeductionGuideName =
1784       SemaRef.Context.DeclarationNames.getCXXDeductionGuideName(Template);
1785
1786   QualType DeducedType = SemaRef.Context.getTypeDeclType(Primary);
1787
1788   // Index adjustment to apply to convert depth-1 template parameters into
1789   // depth-0 template parameters.
1790   unsigned Depth1IndexAdjustment = Template->getTemplateParameters()->size();
1791
1792   /// Transform a constructor declaration into a deduction guide.
1793   NamedDecl *transformConstructor(FunctionTemplateDecl *FTD,
1794                                   CXXConstructorDecl *CD) {
1795     SmallVector<TemplateArgument, 16> SubstArgs;
1796
1797     LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
1798
1799     // C++ [over.match.class.deduct]p1:
1800     // -- For each constructor of the class template designated by the
1801     //    template-name, a function template with the following properties:
1802
1803     //    -- The template parameters are the template parameters of the class
1804     //       template followed by the template parameters (including default
1805     //       template arguments) of the constructor, if any.
1806     TemplateParameterList *TemplateParams = Template->getTemplateParameters();
1807     if (FTD) {
1808       TemplateParameterList *InnerParams = FTD->getTemplateParameters();
1809       SmallVector<NamedDecl *, 16> AllParams;
1810       AllParams.reserve(TemplateParams->size() + InnerParams->size());
1811       AllParams.insert(AllParams.begin(),
1812                        TemplateParams->begin(), TemplateParams->end());
1813       SubstArgs.reserve(InnerParams->size());
1814
1815       // Later template parameters could refer to earlier ones, so build up
1816       // a list of substituted template arguments as we go.
1817       for (NamedDecl *Param : *InnerParams) {
1818         MultiLevelTemplateArgumentList Args;
1819         Args.addOuterTemplateArguments(SubstArgs);
1820         Args.addOuterRetainedLevel();
1821         NamedDecl *NewParam = transformTemplateParameter(Param, Args);
1822         if (!NewParam)
1823           return nullptr;
1824         AllParams.push_back(NewParam);
1825         SubstArgs.push_back(SemaRef.Context.getCanonicalTemplateArgument(
1826             SemaRef.Context.getInjectedTemplateArg(NewParam)));
1827       }
1828       TemplateParams = TemplateParameterList::Create(
1829           SemaRef.Context, InnerParams->getTemplateLoc(),
1830           InnerParams->getLAngleLoc(), AllParams, InnerParams->getRAngleLoc(),
1831           /*FIXME: RequiresClause*/ nullptr);
1832     }
1833
1834     // If we built a new template-parameter-list, track that we need to
1835     // substitute references to the old parameters into references to the
1836     // new ones.
1837     MultiLevelTemplateArgumentList Args;
1838     if (FTD) {
1839       Args.addOuterTemplateArguments(SubstArgs);
1840       Args.addOuterRetainedLevel();
1841     }
1842
1843     FunctionProtoTypeLoc FPTL = CD->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc()
1844                                    .getAsAdjusted<FunctionProtoTypeLoc>();
1845     assert(FPTL && "no prototype for constructor declaration");
1846
1847     // Transform the type of the function, adjusting the return type and
1848     // replacing references to the old parameters with references to the
1849     // new ones.
1850     TypeLocBuilder TLB;
1851     SmallVector<ParmVarDecl*, 8> Params;
1852     QualType NewType = transformFunctionProtoType(TLB, FPTL, Params, Args);
1853     if (NewType.isNull())
1854       return nullptr;
1855     TypeSourceInfo *NewTInfo = TLB.getTypeSourceInfo(SemaRef.Context, NewType);
1856
1857     return buildDeductionGuide(TemplateParams, CD->getExplicitSpecifier(),
1858                                NewTInfo, CD->getBeginLoc(), CD->getLocation(),
1859                                CD->getEndLoc());
1860   }
1861
1862   /// Build a deduction guide with the specified parameter types.
1863   NamedDecl *buildSimpleDeductionGuide(MutableArrayRef<QualType> ParamTypes) {
1864     SourceLocation Loc = Template->getLocation();
1865
1866     // Build the requested type.
1867     FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI;
1868     EPI.HasTrailingReturn = true;
1869     QualType Result = SemaRef.BuildFunctionType(DeducedType, ParamTypes, Loc,
1870                                                 DeductionGuideName, EPI);
1871     TypeSourceInfo *TSI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(Result, Loc);
1872
1873     FunctionProtoTypeLoc FPTL =
1874         TSI->getTypeLoc().castAs<FunctionProtoTypeLoc>();
1875
1876     // Build the parameters, needed during deduction / substitution.
1877     SmallVector<ParmVarDecl*, 4> Params;
1878     for (auto T : ParamTypes) {
1879       ParmVarDecl *NewParam = ParmVarDecl::Create(
1880           SemaRef.Context, DC, Loc, Loc, nullptr, T,
1881           SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(T, Loc), SC_None, nullptr);
1882       NewParam->setScopeInfo(0, Params.size());
1883       FPTL.setParam(Params.size(), NewParam);
1884       Params.push_back(NewParam);
1885     }
1886
1887     return buildDeductionGuide(Template->getTemplateParameters(),
1888                                ExplicitSpecifier(), TSI, Loc, Loc, Loc);
1889   }
1890
1891 private:
1892   /// Transform a constructor template parameter into a deduction guide template
1893   /// parameter, rebuilding any internal references to earlier parameters and
1894   /// renumbering as we go.
1895   NamedDecl *transformTemplateParameter(NamedDecl *TemplateParam,
1896                                         MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1897     if (auto *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(TemplateParam)) {
1898       // TemplateTypeParmDecl's index cannot be changed after creation, so
1899       // substitute it directly.
1900       auto *NewTTP = TemplateTypeParmDecl::Create(
1901           SemaRef.Context, DC, TTP->getBeginLoc(), TTP->getLocation(),
1902           /*Depth*/ 0, Depth1IndexAdjustment + TTP->getIndex(),
1903           TTP->getIdentifier(), TTP->wasDeclaredWithTypename(),
1904           TTP->isParameterPack());
1905       if (TTP->hasDefaultArgument()) {
1906         TypeSourceInfo *InstantiatedDefaultArg =
1907             SemaRef.SubstType(TTP->getDefaultArgumentInfo(), Args,
1908                               TTP->getDefaultArgumentLoc(), TTP->getDeclName());
1909         if (InstantiatedDefaultArg)
1910           NewTTP->setDefaultArgument(InstantiatedDefaultArg);
1911       }
1912       SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(TemplateParam,
1913                                                            NewTTP);
1914       return NewTTP;
1915     }
1916
1917     if (auto *TTP = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(TemplateParam))
1918       return transformTemplateParameterImpl(TTP, Args);
1919
1920     return transformTemplateParameterImpl(
1921         cast<NonTypeTemplateParmDecl>(TemplateParam), Args);
1922   }
1923   template<typename TemplateParmDecl>
1924   TemplateParmDecl *
1925   transformTemplateParameterImpl(TemplateParmDecl *OldParam,
1926                                  MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1927     // Ask the template instantiator to do the heavy lifting for us, then adjust
1928     // the index of the parameter once it's done.
1929     auto *NewParam =
1930         cast_or_null<TemplateParmDecl>(SemaRef.SubstDecl(OldParam, DC, Args));
1931     assert(NewParam->getDepth() == 0 && "unexpected template param depth");
1932     NewParam->setPosition(NewParam->getPosition() + Depth1IndexAdjustment);
1933     return NewParam;
1934   }
1935
1936   QualType transformFunctionProtoType(TypeLocBuilder &TLB,
1937                                       FunctionProtoTypeLoc TL,
1938                                       SmallVectorImpl<ParmVarDecl*> &Params,
1939                                       MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1940     SmallVector<QualType, 4> ParamTypes;
1941     const FunctionProtoType *T = TL.getTypePtr();
1942
1943     //    -- The types of the function parameters are those of the constructor.
1944     for (auto *OldParam : TL.getParams()) {
1945       ParmVarDecl *NewParam = transformFunctionTypeParam(OldParam, Args);
1946       if (!NewParam)
1947         return QualType();
1948       ParamTypes.push_back(NewParam->getType());
1949       Params.push_back(NewParam);
1950     }
1951
1952     //    -- The return type is the class template specialization designated by
1953     //       the template-name and template arguments corresponding to the
1954     //       template parameters obtained from the class template.
1955     //
1956     // We use the injected-class-name type of the primary template instead.
1957     // This has the convenient property that it is different from any type that
1958     // the user can write in a deduction-guide (because they cannot enter the
1959     // context of the template), so implicit deduction guides can never collide
1960     // with explicit ones.
1961     QualType ReturnType = DeducedType;
1962     TLB.pushTypeSpec(ReturnType).setNameLoc(Primary->getLocation());
1963
1964     // Resolving a wording defect, we also inherit the variadicness of the
1965     // constructor.
1966     FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI;
1967     EPI.Variadic = T->isVariadic();
1968     EPI.HasTrailingReturn = true;
1969
1970     QualType Result = SemaRef.BuildFunctionType(
1971         ReturnType, ParamTypes, TL.getBeginLoc(), DeductionGuideName, EPI);
1972     if (Result.isNull())
1973       return QualType();
1974
1975     FunctionProtoTypeLoc NewTL = TLB.push<FunctionProtoTypeLoc>(Result);
1976     NewTL.setLocalRangeBegin(TL.getLocalRangeBegin());
1977     NewTL.setLParenLoc(TL.getLParenLoc());
1978     NewTL.setRParenLoc(TL.getRParenLoc());
1979     NewTL.setExceptionSpecRange(SourceRange());
1980     NewTL.setLocalRangeEnd(TL.getLocalRangeEnd());
1981     for (unsigned I = 0, E = NewTL.getNumParams(); I != E; ++I)
1982       NewTL.setParam(I, Params[I]);
1983
1984     return Result;
1985   }
1986
1987   ParmVarDecl *
1988   transformFunctionTypeParam(ParmVarDecl *OldParam,
1989                              MultiLevelTemplateArgumentList &Args) {
1990     TypeSourceInfo *OldDI = OldParam->getTypeSourceInfo();
1991     TypeSourceInfo *NewDI;
1992     if (auto PackTL = OldDI->getTypeLoc().getAs<PackExpansionTypeLoc>()) {
1993       // Expand out the one and only element in each inner pack.
1994       Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(SemaRef, 0);
1995       NewDI =
1996           SemaRef.SubstType(PackTL.getPatternLoc(), Args,
1997                             OldParam->getLocation(), OldParam->getDeclName());
1998       if (!NewDI) return nullptr;
1999       NewDI =
2000           SemaRef.CheckPackExpansion(NewDI, PackTL.getEllipsisLoc(),
2001                                      PackTL.getTypePtr()->getNumExpansions());
2002     } else
2003       NewDI = SemaRef.SubstType(OldDI, Args, OldParam->getLocation(),
2004                                 OldParam->getDeclName());
2005     if (!NewDI)
2006       return nullptr;
2007
2008     // Extract the type. This (for instance) replaces references to typedef
2009     // members of the current instantiations with the definitions of those
2010     // typedefs, avoiding triggering instantiation of the deduced type during
2011     // deduction.
2012     NewDI = ExtractTypeForDeductionGuide(SemaRef).transform(NewDI);
2013
2014     // Resolving a wording defect, we also inherit default arguments from the
2015     // constructor.
2016     ExprResult NewDefArg;
2017     if (OldParam->hasDefaultArg()) {
2018       NewDefArg = SemaRef.SubstExpr(OldParam->getDefaultArg(), Args);
2019       if (NewDefArg.isInvalid())
2020         return nullptr;
2021     }
2022
2023     ParmVarDecl *NewParam = ParmVarDecl::Create(SemaRef.Context, DC,
2024                                                 OldParam->getInnerLocStart(),
2025                                                 OldParam->getLocation(),
2026                                                 OldParam->getIdentifier(),
2027                                                 NewDI->getType(),
2028                                                 NewDI,
2029                                                 OldParam->getStorageClass(),
2030                                                 NewDefArg.get());
2031     NewParam->setScopeInfo(OldParam->getFunctionScopeDepth(),
2032                            OldParam->getFunctionScopeIndex());
2033     SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(OldParam, NewParam);
2034     return NewParam;
2035   }
2036
2037   NamedDecl *buildDeductionGuide(TemplateParameterList *TemplateParams,
2038                                  ExplicitSpecifier ES, TypeSourceInfo *TInfo,
2039                                  SourceLocation LocStart, SourceLocation Loc,
2040                                  SourceLocation LocEnd) {
2041     DeclarationNameInfo Name(DeductionGuideName, Loc);
2042     ArrayRef<ParmVarDecl *> Params =
2043         TInfo->getTypeLoc().castAs<FunctionProtoTypeLoc>().getParams();
2044
2045     // Build the implicit deduction guide template.
2046     auto *Guide =
2047         CXXDeductionGuideDecl::Create(SemaRef.Context, DC, LocStart, ES, Name,
2048                                       TInfo->getType(), TInfo, LocEnd);
2049     Guide->setImplicit();
2050     Guide->setParams(Params);
2051
2052     for (auto *Param : Params)
2053       Param->setDeclContext(Guide);
2054
2055     auto *GuideTemplate = FunctionTemplateDecl::Create(
2056         SemaRef.Context, DC, Loc, DeductionGuideName, TemplateParams, Guide);
2057     GuideTemplate->setImplicit();
2058     Guide->setDescribedFunctionTemplate(GuideTemplate);
2059
2060     if (isa<CXXRecordDecl>(DC)) {
2061       Guide->setAccess(AS_public);
2062       GuideTemplate->setAccess(AS_public);
2063     }
2064
2065     DC->addDecl(GuideTemplate);
2066     return GuideTemplate;
2067   }
2068 };
2069 }
2070
2071 void Sema::DeclareImplicitDeductionGuides(TemplateDecl *Template,
2072                                           SourceLocation Loc) {
2073   if (CXXRecordDecl *DefRecord =
2074           cast<CXXRecordDecl>(Template->getTemplatedDecl())->getDefinition()) {
2075     TemplateDecl *DescribedTemplate = DefRecord->getDescribedClassTemplate();
2076     Template = DescribedTemplate ? DescribedTemplate : Template;
2077   }
2078
2079   DeclContext *DC = Template->getDeclContext();
2080   if (DC->isDependentContext())
2081     return;
2082
2083   ConvertConstructorToDeductionGuideTransform Transform(
2084       *this, cast<ClassTemplateDecl>(Template));
2085   if (!isCompleteType(Loc, Transform.DeducedType))
2086     return;
2087
2088   // Check whether we've already declared deduction guides for this template.
2089   // FIXME: Consider storing a flag on the template to indicate this.
2090   auto Existing = DC->lookup(Transform.DeductionGuideName);
2091   for (auto *D : Existing)
2092     if (D->isImplicit())
2093       return;
2094
2095   // In case we were expanding a pack when we attempted to declare deduction
2096   // guides, turn off pack expansion for everything we're about to do.
2097   ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(*this, -1);
2098   // Create a template instantiation record to track the "instantiation" of
2099   // constructors into deduction guides.
2100   // FIXME: Add a kind for this to give more meaningful diagnostics. But can
2101   // this substitution process actually fail?
2102   InstantiatingTemplate BuildingDeductionGuides(*this, Loc, Template);
2103   if (BuildingDeductionGuides.isInvalid())
2104     return;
2105
2106   // Convert declared constructors into deduction guide templates.
2107   // FIXME: Skip constructors for which deduction must necessarily fail (those
2108   // for which some class template parameter without a default argument never
2109   // appears in a deduced context).
2110   bool AddedAny = false;
2111   for (NamedDecl *D : LookupConstructors(Transform.Primary)) {
2112     D = D->getUnderlyingDecl();
2113     if (D->isInvalidDecl() || D->isImplicit())
2114       continue;
2115     D = cast<NamedDecl>(D->getCanonicalDecl());
2116
2117     auto *FTD = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(D);
2118     auto *CD =
2119         dyn_cast_or_null<CXXConstructorDecl>(FTD ? FTD->getTemplatedDecl() : D);
2120     // Class-scope explicit specializations (MS extension) do not result in
2121     // deduction guides.
2122     if (!CD || (!FTD && CD->isFunctionTemplateSpecialization()))
2123       continue;
2124
2125     Transform.transformConstructor(FTD, CD);
2126     AddedAny = true;
2127   }
2128
2129   // C++17 [over.match.class.deduct]
2130   //    --  If C is not defined or does not declare any constructors, an
2131   //    additional function template derived as above from a hypothetical
2132   //    constructor C().
2133   if (!AddedAny)
2134     Transform.buildSimpleDeductionGuide(None);
2135
2136   //    -- An additional function template derived as above from a hypothetical
2137   //    constructor C(C), called the copy deduction candidate.
2138   cast<CXXDeductionGuideDecl>(
2139       cast<FunctionTemplateDecl>(
2140           Transform.buildSimpleDeductionGuide(Transform.DeducedType))
2141           ->getTemplatedDecl())
2142       ->setIsCopyDeductionCandidate();
2143 }
2144
2145 /// Diagnose the presence of a default template argument on a
2146 /// template parameter, which is ill-formed in certain contexts.
2147 ///
2148 /// \returns true if the default template argument should be dropped.
2149 static bool DiagnoseDefaultTemplateArgument(Sema &S,
2150                                             Sema::TemplateParamListContext TPC,
2151                                             SourceLocation ParamLoc,
2152                                             SourceRange DefArgRange) {
2153   switch (TPC) {
2154   case Sema::TPC_ClassTemplate:
2155   case Sema::TPC_VarTemplate:
2156   case Sema::TPC_TypeAliasTemplate:
2157     return false;
2158
2159   case Sema::TPC_FunctionTemplate:
2160   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplateDefinition:
2161     // C++ [temp.param]p9:
2162     //   A default template-argument shall not be specified in a
2163     //   function template declaration or a function template
2164     //   definition [...]
2165     //   If a friend function template declaration specifies a default
2166     //   template-argument, that declaration shall be a definition and shall be
2167     //   the only declaration of the function template in the translation unit.
2168     // (C++98/03 doesn't have this wording; see DR226).
2169     S.Diag(ParamLoc, S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
2170          diag::warn_cxx98_compat_template_parameter_default_in_function_template
2171            : diag::ext_template_parameter_default_in_function_template)
2172       << DefArgRange;
2173     return false;
2174
2175   case Sema::TPC_ClassTemplateMember:
2176     // C++0x [temp.param]p9:
2177     //   A default template-argument shall not be specified in the
2178     //   template-parameter-lists of the definition of a member of a
2179     //   class template that appears outside of the member's class.
2180     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_template_member)
2181       << DefArgRange;
2182     return true;
2183
2184   case Sema::TPC_FriendClassTemplate:
2185   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplate:
2186     // C++ [temp.param]p9:
2187     //   A default template-argument shall not be specified in a
2188     //   friend template declaration.
2189     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_friend_template)
2190       << DefArgRange;
2191     return true;
2192
2193     // FIXME: C++0x [temp.param]p9 allows default template-arguments
2194     // for friend function templates if there is only a single
2195     // declaration (and it is a definition). Strange!
2196   }
2197
2198   llvm_unreachable("Invalid TemplateParamListContext!");
2199 }
2200
2201 /// Check for unexpanded parameter packs within the template parameters
2202 /// of a template template parameter, recursively.
2203 static bool DiagnoseUnexpandedParameterPacks(Sema &S,
2204                                              TemplateTemplateParmDecl *TTP) {
2205   // A template template parameter which is a parameter pack is also a pack
2206   // expansion.
2207   if (TTP->isParameterPack())
2208     return false;
2209
2210   TemplateParameterList *Params = TTP->getTemplateParameters();
2211   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
2212     NamedDecl *P = Params->getParam(I);
2213     if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(P)) {
2214       if (!NTTP->isParameterPack() &&
2215           S.DiagnoseUnexpandedParameterPack(NTTP->getLocation(),
2216                                             NTTP->getTypeSourceInfo(),
2217                                       Sema::UPPC_NonTypeTemplateParameterType))
2218         return true;
2219
2220       continue;
2221     }
2222
2223     if (TemplateTemplateParmDecl *InnerTTP
2224                                         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(P))
2225       if (DiagnoseUnexpandedParameterPacks(S, InnerTTP))
2226         return true;
2227   }
2228
2229   return false;
2230 }
2231
2232 /// Checks the validity of a template parameter list, possibly
2233 /// considering the template parameter list from a previous
2234 /// declaration.
2235 ///
2236 /// If an "old" template parameter list is provided, it must be
2237 /// equivalent (per TemplateParameterListsAreEqual) to the "new"
2238 /// template parameter list.
2239 ///
2240 /// \param NewParams Template parameter list for a new template
2241 /// declaration. This template parameter list will be updated with any
2242 /// default arguments that are carried through from the previous
2243 /// template parameter list.
2244 ///
2245 /// \param OldParams If provided, template parameter list from a
2246 /// previous declaration of the same template. Default template
2247 /// arguments will be merged from the old template parameter list to
2248 /// the new template parameter list.
2249 ///
2250 /// \param TPC Describes the context in which we are checking the given
2251 /// template parameter list.
2252 ///
2253 /// \param SkipBody If we might have already made a prior merged definition
2254 /// of this template visible, the corresponding body-skipping information.
2255 /// Default argument redefinition is not an error when skipping such a body,
2256 /// because (under the ODR) we can assume the default arguments are the same
2257 /// as the prior merged definition.
2258 ///
2259 /// \returns true if an error occurred, false otherwise.
2260 bool Sema::CheckTemplateParameterList(TemplateParameterList *NewParams,
2261                                       TemplateParameterList *OldParams,
2262                                       TemplateParamListContext TPC,
2263                                       SkipBodyInfo *SkipBody) {
2264   bool Invalid = false;
2265
2266   // C++ [temp.param]p10:
2267   //   The set of default template-arguments available for use with a
2268   //   template declaration or definition is obtained by merging the
2269   //   default arguments from the definition (if in scope) and all
2270   //   declarations in scope in the same way default function
2271   //   arguments are (8.3.6).
2272   bool SawDefaultArgument = false;
2273   SourceLocation PreviousDefaultArgLoc;
2274
2275   // Dummy initialization to avoid warnings.
2276   TemplateParameterList::iterator OldParam = NewParams->end();
2277   if (OldParams)
2278     OldParam = OldParams->begin();
2279
2280   bool RemoveDefaultArguments = false;
2281   for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
2282                                     NewParamEnd = NewParams->end();
2283        NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
2284     // Variables used to diagnose redundant default arguments
2285     bool RedundantDefaultArg = false;
2286     SourceLocation OldDefaultLoc;
2287     SourceLocation NewDefaultLoc;
2288
2289     // Variable used to diagnose missing default arguments
2290     bool MissingDefaultArg = false;
2291
2292     // Variable used to diagnose non-final parameter packs
2293     bool SawParameterPack = false;
2294
2295     if (TemplateTypeParmDecl *NewTypeParm
2296           = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam)) {
2297       // Check the presence of a default argument here.
2298       if (NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2299           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2300                                           NewTypeParm->getLocation(),
2301                NewTypeParm->getDefaultArgumentInfo()->getTypeLoc()
2302                                                        .getSourceRange()))
2303         NewTypeParm->removeDefaultArgument();
2304
2305       // Merge default arguments for template type parameters.
2306       TemplateTypeParmDecl *OldTypeParm
2307           = OldParams? cast<TemplateTypeParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2308       if (NewTypeParm->isParameterPack()) {
2309         assert(!NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2310                "Parameter packs can't have a default argument!");
2311         SawParameterPack = true;
2312       } else if (OldTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldTypeParm) &&
2313                  NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2314                  (!SkipBody || !SkipBody->ShouldSkip)) {
2315         OldDefaultLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2316         NewDefaultLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2317         SawDefaultArgument = true;
2318         RedundantDefaultArg = true;
2319         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2320       } else if (OldTypeParm && OldTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2321         // Merge the default argument from the old declaration to the
2322         // new declaration.
2323         NewTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTypeParm);
2324         PreviousDefaultArgLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2325       } else if (NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2326         SawDefaultArgument = true;
2327         PreviousDefaultArgLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2328       } else if (SawDefaultArgument)
2329         MissingDefaultArg = true;
2330     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NewNonTypeParm
2331                = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam)) {
2332       // Check for unexpanded parameter packs.
2333       if (!NewNonTypeParm->isParameterPack() &&
2334           DiagnoseUnexpandedParameterPack(NewNonTypeParm->getLocation(),
2335                                           NewNonTypeParm->getTypeSourceInfo(),
2336                                           UPPC_NonTypeTemplateParameterType)) {
2337         Invalid = true;
2338         continue;
2339       }
2340
2341       // Check the presence of a default argument here.
2342       if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2343           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2344                                           NewNonTypeParm->getLocation(),
2345                     NewNonTypeParm->getDefaultArgument()->getSourceRange())) {
2346         NewNonTypeParm->removeDefaultArgument();
2347       }
2348
2349       // Merge default arguments for non-type template parameters
2350       NonTypeTemplateParmDecl *OldNonTypeParm
2351         = OldParams? cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2352       if (NewNonTypeParm->isParameterPack()) {
2353         assert(!NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2354                "Parameter packs can't have a default argument!");
2355         if (!NewNonTypeParm->isPackExpansion())
2356           SawParameterPack = true;
2357       } else if (OldNonTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldNonTypeParm) &&
2358                  NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
2359                  (!SkipBody || !SkipBody->ShouldSkip)) {
2360         OldDefaultLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2361         NewDefaultLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2362         SawDefaultArgument = true;
2363         RedundantDefaultArg = true;
2364         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2365       } else if (OldNonTypeParm && OldNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2366         // Merge the default argument from the old declaration to the
2367         // new declaration.
2368         NewNonTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldNonTypeParm);
2369         PreviousDefaultArgLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2370       } else if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
2371         SawDefaultArgument = true;
2372         PreviousDefaultArgLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
2373       } else if (SawDefaultArgument)
2374         MissingDefaultArg = true;
2375     } else {
2376       TemplateTemplateParmDecl *NewTemplateParm
2377         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam);
2378
2379       // Check for unexpanded parameter packs, recursively.
2380       if (::DiagnoseUnexpandedParameterPacks(*this, NewTemplateParm)) {
2381         Invalid = true;
2382         continue;
2383       }
2384
2385       // Check the presence of a default argument here.
2386       if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
2387           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
2388                                           NewTemplateParm->getLocation(),
2389                      NewTemplateParm->getDefaultArgument().getSourceRange()))
2390         NewTemplateParm->removeDefaultArgument();
2391
2392       // Merge default arguments for template template parameters
2393       TemplateTemplateParmDecl *OldTemplateParm
2394         = OldParams? cast<TemplateTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
2395       if (NewTemplateParm->isParameterPack()) {
2396         assert(!NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
2397                "Parameter packs can't have a default argument!");
2398         if (!NewTemplateParm->isPackExpansion())
2399           SawParameterPack = true;
2400       } else if (OldTemplateParm &&
2401                  hasVisibleDefaultArgument(OldTemplateParm) &&
2402                  NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
2403                  (!SkipBody || !SkipBody->ShouldSkip)) {
2404         OldDefaultLoc = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2405         NewDefaultLoc = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2406         SawDefaultArgument = true;
2407         RedundantDefaultArg = true;
2408         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
2409       } else if (OldTemplateParm && OldTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2410         // Merge the default argument from the old declaration to the
2411         // new declaration.
2412         NewTemplateParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTemplateParm);
2413         PreviousDefaultArgLoc
2414           = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2415       } else if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
2416         SawDefaultArgument = true;
2417         PreviousDefaultArgLoc
2418           = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
2419       } else if (SawDefaultArgument)
2420         MissingDefaultArg = true;
2421     }
2422
2423     // C++11 [temp.param]p11:
2424     //   If a template parameter of a primary class template or alias template
2425     //   is a template parameter pack, it shall be the last template parameter.
2426     if (SawParameterPack && (NewParam + 1) != NewParamEnd &&
2427         (TPC == TPC_ClassTemplate || TPC == TPC_VarTemplate ||
2428          TPC == TPC_TypeAliasTemplate)) {
2429       Diag((*NewParam)->getLocation(),
2430            diag::err_template_param_pack_must_be_last_template_parameter);
2431       Invalid = true;
2432     }
2433
2434     if (RedundantDefaultArg) {
2435       // C++ [temp.param]p12:
2436       //   A template-parameter shall not be given default arguments
2437       //   by two different declarations in the same scope.
2438       Diag(NewDefaultLoc, diag::err_template_param_default_arg_redefinition);
2439       Diag(OldDefaultLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
2440       Invalid = true;
2441     } else if (MissingDefaultArg && TPC != TPC_FunctionTemplate) {
2442       // C++ [temp.param]p11:
2443       //   If a template-parameter of a class template has a default
2444       //   template-argument, each subsequent template-parameter shall either
2445       //   have a default template-argument supplied or be a template parameter
2446       //   pack.
2447       Diag((*NewParam)->getLocation(),
2448            diag::err_template_param_default_arg_missing);
2449       Diag(PreviousDefaultArgLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
2450       Invalid = true;
2451       RemoveDefaultArguments = true;
2452     }
2453
2454     // If we have an old template parameter list that we're merging
2455     // in, move on to the next parameter.
2456     if (OldParams)
2457       ++OldParam;
2458   }
2459
2460   // We were missing some default arguments at the end of the list, so remove
2461   // all of the default arguments.
2462   if (RemoveDefaultArguments) {
2463     for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
2464                                       NewParamEnd = NewParams->end();
2465          NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
2466       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam))
2467         TTP->removeDefaultArgument();
2468       else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
2469                                 = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam))
2470         NTTP->removeDefaultArgument();
2471       else
2472         cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam)->removeDefaultArgument();
2473     }
2474   }
2475
2476   return Invalid;
2477 }
2478
2479 namespace {
2480
2481 /// A class which looks for a use of a certain level of template
2482 /// parameter.
2483 struct DependencyChecker : RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> {
2484   typedef RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> super;
2485
2486   unsigned Depth;
2487
2488   // Whether we're looking for a use of a template parameter that makes the
2489   // overall construct type-dependent / a dependent type. This is strictly
2490   // best-effort for now; we may fail to match at all for a dependent type
2491   // in some cases if this is set.
2492   bool IgnoreNonTypeDependent;
2493
2494   bool Match;
2495   SourceLocation MatchLoc;
2496
2497   DependencyChecker(unsigned Depth, bool IgnoreNonTypeDependent)
2498       : Depth(Depth), IgnoreNonTypeDependent(IgnoreNonTypeDependent),
2499         Match(false) {}
2500
2501   DependencyChecker(TemplateParameterList *Params, bool IgnoreNonTypeDependent)
2502       : IgnoreNonTypeDependent(IgnoreNonTypeDependent), Match(false) {
2503     NamedDecl *ND = Params->getParam(0);
2504     if (TemplateTypeParmDecl *PD = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(ND)) {
2505       Depth = PD->getDepth();
2506     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
2507                  dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(ND)) {
2508       Depth = PD->getDepth();
2509     } else {
2510       Depth = cast<TemplateTemplateParmDecl>(ND)->getDepth();
2511     }
2512   }
2513
2514   bool Matches(unsigned ParmDepth, SourceLocation Loc = SourceLocation()) {
2515     if (ParmDepth >= Depth) {
2516       Match = true;
2517       MatchLoc = Loc;
2518       return true;
2519     }
2520     return false;
2521   }
2522
2523   bool TraverseStmt(Stmt *S, DataRecursionQueue *Q = nullptr) {
2524     // Prune out non-type-dependent expressions if requested. This can
2525     // sometimes result in us failing to find a template parameter reference
2526     // (if a value-dependent expression creates a dependent type), but this
2527     // mode is best-effort only.
2528     if (auto *E = dyn_cast_or_null<Expr>(S))
2529       if (IgnoreNonTypeDependent && !E->isTypeDependent())
2530         return true;
2531     return super::TraverseStmt(S, Q);
2532   }
2533
2534   bool TraverseTypeLoc(TypeLoc TL) {
2535     if (IgnoreNonTypeDependent && !TL.isNull() &&
2536         !TL.getType()->isDependentType())
2537       return true;
2538     return super::TraverseTypeLoc(TL);
2539   }
2540
2541   bool VisitTemplateTypeParmTypeLoc(TemplateTypeParmTypeLoc TL) {
2542     return !Matches(TL.getTypePtr()->getDepth(), TL.getNameLoc());
2543   }
2544
2545   bool VisitTemplateTypeParmType(const TemplateTypeParmType *T) {
2546     // For a best-effort search, keep looking until we find a location.
2547     return IgnoreNonTypeDependent || !Matches(T->getDepth());
2548   }
2549
2550   bool TraverseTemplateName(TemplateName N) {
2551     if (TemplateTemplateParmDecl *PD =
2552           dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(N.getAsTemplateDecl()))
2553       if (Matches(PD->getDepth()))
2554         return false;
2555     return super::TraverseTemplateName(N);
2556   }
2557
2558   bool VisitDeclRefExpr(DeclRefExpr *E) {
2559     if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
2560           dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(E->getDecl()))
2561       if (Matches(PD->getDepth(), E->getExprLoc()))
2562         return false;
2563     return super::VisitDeclRefExpr(E);
2564   }
2565
2566   bool VisitSubstTemplateTypeParmType(const SubstTemplateTypeParmType *T) {
2567     return TraverseType(T->getReplacementType());
2568   }
2569
2570   bool
2571   VisitSubstTemplateTypeParmPackType(const SubstTemplateTypeParmPackType *T) {
2572     return TraverseTemplateArgument(T->getArgumentPack());
2573   }
2574
2575   bool TraverseInjectedClassNameType(const InjectedClassNameType *T) {
2576     return TraverseType(T->getInjectedSpecializationType());
2577   }
2578 };
2579 } // end anonymous namespace
2580
2581 /// Determines whether a given type depends on the given parameter
2582 /// list.
2583 static bool
2584 DependsOnTemplateParameters(QualType T, TemplateParameterList *Params) {
2585   DependencyChecker Checker(Params, /*IgnoreNonTypeDependent*/false);
2586   Checker.TraverseType(T);
2587   return Checker.Match;
2588 }
2589
2590 // Find the source range corresponding to the named type in the given
2591 // nested-name-specifier, if any.
2592 static SourceRange getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(ASTContext &Context,
2593                                                        QualType T,
2594                                                        const CXXScopeSpec &SS) {
2595   NestedNameSpecifierLoc NNSLoc(SS.getScopeRep(), SS.location_data());
2596   while (NestedNameSpecifier *NNS = NNSLoc.getNestedNameSpecifier()) {
2597     if (const Type *CurType = NNS->getAsType()) {
2598       if (Context.hasSameUnqualifiedType(T, QualType(CurType, 0)))
2599         return NNSLoc.getTypeLoc().getSourceRange();
2600     } else
2601       break;
2602
2603     NNSLoc = NNSLoc.getPrefix();
2604   }
2605
2606   return SourceRange();
2607 }
2608
2609 /// Match the given template parameter lists to the given scope
2610 /// specifier, returning the template parameter list that applies to the
2611 /// name.
2612 ///
2613 /// \param DeclStartLoc the start of the declaration that has a scope
2614 /// specifier or a template parameter list.
2615 ///
2616 /// \param DeclLoc The location of the declaration itself.
2617 ///
2618 /// \param SS the scope specifier that will be matched to the given template
2619 /// parameter lists. This scope specifier precedes a qualified name that is
2620 /// being declared.
2621 ///
2622 /// \param TemplateId The template-id following the scope specifier, if there
2623 /// is one. Used to check for a missing 'template<>'.
2624 ///
2625 /// \param ParamLists the template parameter lists, from the outermost to the
2626 /// innermost template parameter lists.
2627 ///
2628 /// \param IsFriend Whether to apply the slightly different rules for
2629 /// matching template parameters to scope specifiers in friend
2630 /// declarations.
2631 ///
2632 /// \param IsMemberSpecialization will be set true if the scope specifier
2633 /// denotes a fully-specialized type, and therefore this is a declaration of
2634 /// a member specialization.
2635 ///
2636 /// \returns the template parameter list, if any, that corresponds to the
2637 /// name that is preceded by the scope specifier @p SS. This template
2638 /// parameter list may have template parameters (if we're declaring a
2639 /// template) or may have no template parameters (if we're declaring a
2640 /// template specialization), or may be NULL (if what we're declaring isn't
2641 /// itself a template).
2642 TemplateParameterList *Sema::MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
2643     SourceLocation DeclStartLoc, SourceLocation DeclLoc, const CXXScopeSpec &SS,
2644     TemplateIdAnnotation *TemplateId,
2645     ArrayRef<TemplateParameterList *> ParamLists, bool IsFriend,
2646     bool &IsMemberSpecialization, bool &Invalid) {
2647   IsMemberSpecialization = false;
2648   Invalid = false;
2649
2650   // The sequence of nested types to which we will match up the template
2651   // parameter lists. We first build this list by starting with the type named
2652   // by the nested-name-specifier and walking out until we run out of types.
2653   SmallVector<QualType, 4> NestedTypes;
2654   QualType T;
2655   if (SS.getScopeRep()) {
2656     if (CXXRecordDecl *Record
2657               = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(computeDeclContext(SS, true)))
2658       T = Context.getTypeDeclType(Record);
2659     else
2660       T = QualType(SS.getScopeRep()->getAsType(), 0);
2661   }
2662
2663   // If we found an explicit specialization that prevents us from needing
2664   // 'template<>' headers, this will be set to the location of that
2665   // explicit specialization.
2666   SourceLocation ExplicitSpecLoc;
2667
2668   while (!T.isNull()) {
2669     NestedTypes.push_back(T);
2670
2671     // Retrieve the parent of a record type.
2672     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
2673       // If this type is an explicit specialization, we're done.
2674       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
2675           = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
2676         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Spec) &&
2677             Spec->getSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
2678           ExplicitSpecLoc = Spec->getLocation();
2679           break;
2680         }
2681       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()
2682                                                 == TSK_ExplicitSpecialization) {
2683         ExplicitSpecLoc = Record->getLocation();
2684         break;
2685       }
2686
2687       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Record->getParent()))
2688         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2689       else
2690         T = QualType();
2691       continue;
2692     }
2693
2694     if (const TemplateSpecializationType *TST
2695                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
2696       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
2697         if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Template->getDeclContext()))
2698           T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2699         else
2700           T = QualType();
2701         continue;
2702       }
2703     }
2704
2705     // Look one step prior in a dependent template specialization type.
2706     if (const DependentTemplateSpecializationType *DependentTST
2707                           = T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
2708       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentTST->getQualifier())
2709         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
2710       else
2711         T = QualType();
2712       continue;
2713     }
2714
2715     // Look one step prior in a dependent name type.
2716     if (const DependentNameType *DependentName = T->getAs<DependentNameType>()){
2717       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentName->getQualifier())
2718         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
2719       else
2720         T = QualType();
2721       continue;
2722     }
2723
2724     // Retrieve the parent of an enumeration type.
2725     if (const EnumType *EnumT = T->getAs<EnumType>()) {
2726       // FIXME: Forward-declared enums require a TSK_ExplicitSpecialization
2727       // check here.
2728       EnumDecl *Enum = EnumT->getDecl();
2729
2730       // Get to the parent type.
2731       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Enum->getParent()))
2732         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
2733       else
2734         T = QualType();
2735       continue;
2736     }
2737
2738     T = QualType();
2739   }
2740   // Reverse the nested types list, since we want to traverse from the outermost
2741   // to the innermost while checking template-parameter-lists.
2742   std::reverse(NestedTypes.begin(), NestedTypes.end());
2743
2744   // C++0x [temp.expl.spec]p17:
2745   //   A member or a member template may be nested within many
2746   //   enclosing class templates. In an explicit specialization for
2747   //   such a member, the member declaration shall be preceded by a
2748   //   template<> for each enclosing class template that is
2749   //   explicitly specialized.
2750   bool SawNonEmptyTemplateParameterList = false;
2751
2752   auto CheckExplicitSpecialization = [&](SourceRange Range, bool Recovery) {
2753     if (SawNonEmptyTemplateParameterList) {
2754       Diag(DeclLoc, diag::err_specialize_member_of_template)
2755         << !Recovery << Range;
2756       Invalid = true;
2757       IsMemberSpecialization = false;
2758       return true;
2759     }
2760
2761     return false;
2762   };
2763
2764   auto DiagnoseMissingExplicitSpecialization = [&] (SourceRange Range) {
2765     // Check that we can have an explicit specialization here.
2766     if (CheckExplicitSpecialization(Range, true))
2767       return true;
2768
2769     // We don't have a template header, but we should.
2770     SourceLocation ExpectedTemplateLoc;
2771     if (!ParamLists.empty())
2772       ExpectedTemplateLoc = ParamLists[0]->getTemplateLoc();
2773     else
2774       ExpectedTemplateLoc = DeclStartLoc;
2775
2776     Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_header)
2777       << Range
2778       << FixItHint::CreateInsertion(ExpectedTemplateLoc, "template<> ");
2779     return false;
2780   };
2781
2782   unsigned ParamIdx = 0;
2783   for (unsigned TypeIdx = 0, NumTypes = NestedTypes.size(); TypeIdx != NumTypes;
2784        ++TypeIdx) {
2785     T = NestedTypes[TypeIdx];
2786
2787     // Whether we expect a 'template<>' header.
2788     bool NeedEmptyTemplateHeader = false;
2789
2790     // Whether we expect a template header with parameters.
2791     bool NeedNonemptyTemplateHeader = false;
2792
2793     // For a dependent type, the set of template parameters that we
2794     // expect to see.
2795     TemplateParameterList *ExpectedTemplateParams = nullptr;
2796
2797     // C++0x [temp.expl.spec]p15:
2798     //   A member or a member template may be nested within many enclosing
2799     //   class templates. In an explicit specialization for such a member, the
2800     //   member declaration shall be preceded by a template<> for each
2801     //   enclosing class template that is explicitly specialized.
2802     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
2803       if (ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
2804             = dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record)) {
2805         ExpectedTemplateParams = Partial->getTemplateParameters();
2806         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2807       } else if (Record->isDependentType()) {
2808         if (Record->getDescribedClassTemplate()) {
2809           ExpectedTemplateParams = Record->getDescribedClassTemplate()
2810                                                       ->getTemplateParameters();
2811           NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2812         }
2813       } else if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
2814                      = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
2815         // C++0x [temp.expl.spec]p4:
2816         //   Members of an explicitly specialized class template are defined
2817         //   in the same manner as members of normal classes, and not using
2818         //   the template<> syntax.
2819         if (Spec->getSpecializationKind() != TSK_ExplicitSpecialization)
2820           NeedEmptyTemplateHeader = true;
2821         else
2822           continue;
2823       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()) {
2824         if (Record->getTemplateSpecializationKind()
2825                                                 != TSK_ExplicitSpecialization &&
2826             TypeIdx == NumTypes - 1)
2827           IsMemberSpecialization = true;
2828
2829         continue;
2830       }
2831     } else if (const TemplateSpecializationType *TST
2832                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
2833       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
2834         ExpectedTemplateParams = Template->getTemplateParameters();
2835         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
2836       }
2837     } else if (T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
2838       // FIXME:  We actually could/should check the template arguments here
2839       // against the corresponding template parameter list.
2840       NeedNonemptyTemplateHeader = false;
2841     }
2842
2843     // C++ [temp.expl.spec]p16:
2844     //   In an explicit specialization declaration for a member of a class
2845     //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the
2846     //   member template and some of its enclosing class templates may remain
2847     //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly
2848     //   specialize a class member template if its en- closing class templates
2849     //   are not explicitly specialized as well.
2850     if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2851       if (ParamLists[ParamIdx]->size() == 0) {
2852         if (CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
2853                                         false))
2854           return nullptr;
2855       } else
2856         SawNonEmptyTemplateParameterList = true;
2857     }
2858
2859     if (NeedEmptyTemplateHeader) {
2860       // If we're on the last of the types, and we need a 'template<>' header
2861       // here, then it's a member specialization.
2862       if (TypeIdx == NumTypes - 1)
2863         IsMemberSpecialization = true;
2864
2865       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2866         if (ParamLists[ParamIdx]->size() > 0) {
2867           // The header has template parameters when it shouldn't. Complain.
2868           Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2869                diag::err_template_param_list_matches_nontemplate)
2870             << T
2871             << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getLAngleLoc(),
2872                            ParamLists[ParamIdx]->getRAngleLoc())
2873             << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
2874           Invalid = true;
2875           return nullptr;
2876         }
2877
2878         // Consume this template header.
2879         ++ParamIdx;
2880         continue;
2881       }
2882
2883       if (!IsFriend)
2884         if (DiagnoseMissingExplicitSpecialization(
2885                 getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS)))
2886           return nullptr;
2887
2888       continue;
2889     }
2890
2891     if (NeedNonemptyTemplateHeader) {
2892       // In friend declarations we can have template-ids which don't
2893       // depend on the corresponding template parameter lists.  But
2894       // assume that empty parameter lists are supposed to match this
2895       // template-id.
2896       if (IsFriend && T->isDependentType()) {
2897         if (ParamIdx < ParamLists.size() &&
2898             DependsOnTemplateParameters(T, ParamLists[ParamIdx]))
2899           ExpectedTemplateParams = nullptr;
2900         else
2901           continue;
2902       }
2903
2904       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
2905         // Check the template parameter list, if we can.
2906         if (ExpectedTemplateParams &&
2907             !TemplateParameterListsAreEqual(ParamLists[ParamIdx],
2908                                             ExpectedTemplateParams,
2909                                             true, TPL_TemplateMatch))
2910           Invalid = true;
2911
2912         if (!Invalid &&
2913             CheckTemplateParameterList(ParamLists[ParamIdx], nullptr,
2914                                        TPC_ClassTemplateMember))
2915           Invalid = true;
2916
2917         ++ParamIdx;
2918         continue;
2919       }
2920
2921       Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_template_parameters)
2922         << T
2923         << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
2924       Invalid = true;
2925       continue;
2926     }
2927   }
2928
2929   // If there were at least as many template-ids as there were template
2930   // parameter lists, then there are no template parameter lists remaining for
2931   // the declaration itself.
2932   if (ParamIdx >= ParamLists.size()) {
2933     if (TemplateId && !IsFriend) {
2934       // We don't have a template header for the declaration itself, but we
2935       // should.
2936       DiagnoseMissingExplicitSpecialization(SourceRange(TemplateId->LAngleLoc,
2937                                                         TemplateId->RAngleLoc));
2938
2939       // Fabricate an empty template parameter list for the invented header.
2940       return TemplateParameterList::Create(Context, SourceLocation(),
2941                                            SourceLocation(), None,
2942                                            SourceLocation(), nullptr);
2943     }
2944
2945     return nullptr;
2946   }
2947
2948   // If there were too many template parameter lists, complain about that now.
2949   if (ParamIdx < ParamLists.size() - 1) {
2950     bool HasAnyExplicitSpecHeader = false;
2951     bool AllExplicitSpecHeaders = true;
2952     for (unsigned I = ParamIdx, E = ParamLists.size() - 1; I != E; ++I) {
2953       if (ParamLists[I]->size() == 0)
2954         HasAnyExplicitSpecHeader = true;
2955       else
2956         AllExplicitSpecHeaders = false;
2957     }
2958
2959     Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2960          AllExplicitSpecHeaders ? diag::warn_template_spec_extra_headers
2961                                 : diag::err_template_spec_extra_headers)
2962         << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
2963                        ParamLists[ParamLists.size() - 2]->getRAngleLoc());
2964
2965     // If there was a specialization somewhere, such that 'template<>' is
2966     // not required, and there were any 'template<>' headers, note where the
2967     // specialization occurred.
2968     if (ExplicitSpecLoc.isValid() && HasAnyExplicitSpecHeader)
2969       Diag(ExplicitSpecLoc,
2970            diag::note_explicit_template_spec_does_not_need_header)
2971         << NestedTypes.back();
2972
2973     // We have a template parameter list with no corresponding scope, which
2974     // means that the resulting template declaration can't be instantiated
2975     // properly (we'll end up with dependent nodes when we shouldn't).
2976     if (!AllExplicitSpecHeaders)
2977       Invalid = true;
2978   }
2979
2980   // C++ [temp.expl.spec]p16:
2981   //   In an explicit specialization declaration for a member of a class
2982   //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the
2983   //   member template and some of its enclosing class templates may remain
2984   //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly
2985   //   specialize a class member template if its en- closing class templates
2986   //   are not explicitly specialized as well.
2987   if (ParamLists.back()->size() == 0 &&
2988       CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
2989                                   false))
2990     return nullptr;
2991
2992   // Return the last template parameter list, which corresponds to the
2993   // entity being declared.
2994   return ParamLists.back();
2995 }
2996
2997 void Sema::NoteAllFoundTemplates(TemplateName Name) {
2998   if (TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl()) {
2999     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
3000         << (isa<FunctionTemplateDecl>(Template)
3001                 ? 0
3002                 : isa<ClassTemplateDecl>(Template)
3003                       ? 1
3004                       : isa<VarTemplateDecl>(Template)
3005                             ? 2
3006                             : isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) ? 3 : 4)
3007         << Template->getDeclName();
3008     return;
3009   }
3010
3011   if (OverloadedTemplateStorage *OST = Name.getAsOverloadedTemplate()) {
3012     for (OverloadedTemplateStorage::iterator I = OST->begin(),
3013                                           IEnd = OST->end();
3014          I != IEnd; ++I)
3015       Diag((*I)->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
3016         << 0 << (*I)->getDeclName();
3017
3018     return;
3019   }
3020 }
3021
3022 static QualType
3023 checkBuiltinTemplateIdType(Sema &SemaRef, BuiltinTemplateDecl *BTD,
3024                            const SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
3025                            SourceLocation TemplateLoc,
3026                            TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
3027   ASTContext &Context = SemaRef.getASTContext();
3028   switch (BTD->getBuiltinTemplateKind()) {
3029   case BTK__make_integer_seq: {
3030     // Specializations of __make_integer_seq<S, T, N> are treated like
3031     // S<T, 0, ..., N-1>.
3032
3033     // C++14 [inteseq.intseq]p1:
3034     //   T shall be an integer type.
3035     if (!Converted[1].getAsType()->isIntegralType(Context)) {
3036       SemaRef.Diag(TemplateArgs[1].getLocation(),
3037                    diag::err_integer_sequence_integral_element_type);
3038       return QualType();
3039     }
3040
3041     // C++14 [inteseq.make]p1:
3042     //   If N is negative the program is ill-formed.
3043     TemplateArgument NumArgsArg = Converted[2];
3044     llvm::APSInt NumArgs = NumArgsArg.getAsIntegral();
3045     if (NumArgs < 0) {
3046       SemaRef.Diag(TemplateArgs[2].getLocation(),
3047                    diag::err_integer_sequence_negative_length);
3048       return QualType();
3049     }
3050
3051     QualType ArgTy = NumArgsArg.getIntegralType();
3052     TemplateArgumentListInfo SyntheticTemplateArgs;
3053     // The type argument gets reused as the first template argument in the
3054     // synthetic template argument list.
3055     SyntheticTemplateArgs.addArgument(TemplateArgs[1]);
3056     // Expand N into 0 ... N-1.
3057     for (llvm::APSInt I(NumArgs.getBitWidth(), NumArgs.isUnsigned());
3058          I < NumArgs; ++I) {
3059       TemplateArgument TA(Context, I, ArgTy);
3060       SyntheticTemplateArgs.addArgument(SemaRef.getTrivialTemplateArgumentLoc(
3061           TA, ArgTy, TemplateArgs[2].getLocation()));
3062     }
3063     // The first template argument will be reused as the template decl that
3064     // our synthetic template arguments will be applied to.
3065     return SemaRef.CheckTemplateIdType(Converted[0].getAsTemplate(),
3066                                        TemplateLoc, SyntheticTemplateArgs);
3067   }
3068
3069   case BTK__type_pack_element:
3070     // Specializations of
3071     //    __type_pack_element<Index, T_1, ..., T_N>
3072     // are treated like T_Index.
3073     assert(Converted.size() == 2 &&
3074       "__type_pack_element should be given an index and a parameter pack");
3075
3076     // If the Index is out of bounds, the program is ill-formed.
3077     TemplateArgument IndexArg = Converted[0], Ts = Converted[1];
3078     llvm::APSInt Index = IndexArg.getAsIntegral();
3079     assert(Index >= 0 && "the index used with __type_pack_element should be of "
3080                          "type std::size_t, and hence be non-negative");
3081     if (Index >= Ts.pack_size()) {
3082       SemaRef.Diag(TemplateArgs[0].getLocation(),
3083                    diag::err_type_pack_element_out_of_bounds);
3084       return QualType();
3085     }
3086
3087     // We simply return the type at index `Index`.
3088     auto Nth = std::next(Ts.pack_begin(), Index.getExtValue());
3089     return Nth->getAsType();
3090   }
3091   llvm_unreachable("unexpected BuiltinTemplateDecl!");
3092 }
3093
3094 /// Determine whether this alias template is "enable_if_t".
3095 static bool isEnableIfAliasTemplate(TypeAliasTemplateDecl *AliasTemplate) {
3096   return AliasTemplate->getName().equals("enable_if_t");
3097 }
3098
3099 /// Collect all of the separable terms in the given condition, which
3100 /// might be a conjunction.
3101 ///
3102 /// FIXME: The right answer is to convert the logical expression into
3103 /// disjunctive normal form, so we can find the first failed term
3104 /// within each possible clause.
3105 static void collectConjunctionTerms(Expr *Clause,
3106                                     SmallVectorImpl<Expr *> &Terms) {
3107   if (auto BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Clause->IgnoreParenImpCasts())) {
3108     if (BinOp->getOpcode() == BO_LAnd) {
3109       collectConjunctionTerms(BinOp->getLHS(), Terms);
3110       collectConjunctionTerms(BinOp->getRHS(), Terms);
3111     }
3112
3113     return;
3114   }
3115
3116   Terms.push_back(Clause);
3117 }
3118
3119 // The ranges-v3 library uses an odd pattern of a top-level "||" with
3120 // a left-hand side that is value-dependent but never true. Identify
3121 // the idiom and ignore that term.
3122 static Expr *lookThroughRangesV3Condition(Preprocessor &PP, Expr *Cond) {
3123   // Top-level '||'.
3124   auto *BinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(Cond->IgnoreParenImpCasts());
3125   if (!BinOp) return Cond;
3126
3127   if (BinOp->getOpcode() != BO_LOr) return Cond;
3128
3129   // With an inner '==' that has a literal on the right-hand side.
3130   Expr *LHS = BinOp->getLHS();
3131   auto *InnerBinOp = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS->IgnoreParenImpCasts());
3132   if (!InnerBinOp) return Cond;
3133
3134   if (InnerBinOp->getOpcode() != BO_EQ ||
3135       !isa<IntegerLiteral>(InnerBinOp->getRHS()))
3136     return Cond;
3137
3138   // If the inner binary operation came from a macro expansion named
3139   // CONCEPT_REQUIRES or CONCEPT_REQUIRES_, return the right-hand side
3140   // of the '||', which is the real, user-provided condition.
3141   SourceLocation Loc = InnerBinOp->getExprLoc();
3142   if (!Loc.isMacroID()) return Cond;
3143
3144   StringRef MacroName = PP.getImmediateMacroName(Loc);
3145   if (MacroName == "CONCEPT_REQUIRES" || MacroName == "CONCEPT_REQUIRES_")
3146     return BinOp->getRHS();
3147
3148   return Cond;
3149 }
3150
3151 namespace {
3152
3153 // A PrinterHelper that prints more helpful diagnostics for some sub-expressions
3154 // within failing boolean expression, such as substituting template parameters
3155 // for actual types.
3156 class FailedBooleanConditionPrinterHelper : public PrinterHelper {
3157 public:
3158   explicit FailedBooleanConditionPrinterHelper(const PrintingPolicy &P)
3159       : Policy(P) {}
3160
3161   bool handledStmt(Stmt *E, raw_ostream &OS) override {
3162     const auto *DR = dyn_cast<DeclRefExpr>(E);
3163     if (DR && DR->getQualifier()) {
3164       // If this is a qualified name, expand the template arguments in nested
3165       // qualifiers.
3166       DR->getQualifier()->print(OS, Policy, true);
3167       // Then print the decl itself.
3168       const ValueDecl *VD = DR->getDecl();
3169       OS << VD->getName();
3170       if (const auto *IV = dyn_cast<VarTemplateSpecializationDecl>(VD)) {
3171         // This is a template variable, print the expanded template arguments.
3172         printTemplateArgumentList(OS, IV->getTemplateArgs().asArray(), Policy);
3173       }
3174       return true;
3175     }
3176     return false;
3177   }
3178
3179 private:
3180   const PrintingPolicy Policy;
3181 };
3182
3183 } // end anonymous namespace
3184
3185 std::pair<Expr *, std::string>
3186 Sema::findFailedBooleanCondition(Expr *Cond) {
3187   Cond = lookThroughRangesV3Condition(PP, Cond);
3188
3189   // Separate out all of the terms in a conjunction.
3190   SmallVector<Expr *, 4> Terms;
3191   collectConjunctionTerms(Cond, Terms);
3192
3193   // Determine which term failed.
3194   Expr *FailedCond = nullptr;
3195   for (Expr *Term : Terms) {
3196     Expr *TermAsWritten = Term->IgnoreParenImpCasts();
3197
3198     // Literals are uninteresting.
3199     if (isa<CXXBoolLiteralExpr>(TermAsWritten) ||
3200         isa<IntegerLiteral>(TermAsWritten))
3201       continue;
3202
3203     // The initialization of the parameter from the argument is
3204     // a constant-evaluated context.
3205     EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
3206       *this, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
3207
3208     bool Succeeded;
3209     if (Term->EvaluateAsBooleanCondition(Succeeded, Context) &&
3210         !Succeeded) {
3211       FailedCond = TermAsWritten;
3212       break;
3213     }
3214   }
3215   if (!FailedCond)
3216     FailedCond = Cond->IgnoreParenImpCasts();
3217
3218   std::string Description;
3219   {
3220     llvm::raw_string_ostream Out(Description);
3221     PrintingPolicy Policy = getPrintingPolicy();
3222     Policy.PrintCanonicalTypes = true;
3223     FailedBooleanConditionPrinterHelper Helper(Policy);
3224     FailedCond->printPretty(Out, &Helper, Policy, 0, "\n", nullptr);
3225   }
3226   return { FailedCond, Description };
3227 }
3228
3229 QualType Sema::CheckTemplateIdType(TemplateName Name,
3230                                    SourceLocation TemplateLoc,
3231                                    TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
3232   DependentTemplateName *DTN
3233     = Name.getUnderlying().getAsDependentTemplateName();
3234   if (DTN && DTN->isIdentifier())
3235     // When building a template-id where the template-name is dependent,
3236     // assume the template is a type template. Either our assumption is
3237     // correct, or the code is ill-formed and will be diagnosed when the
3238     // dependent name is substituted.
3239     return Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
3240                                                           DTN->getQualifier(),
3241                                                           DTN->getIdentifier(),
3242                                                           TemplateArgs);
3243
3244   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
3245   if (!Template || isa<FunctionTemplateDecl>(Template) ||
3246       isa<VarTemplateDecl>(Template) ||
3247       isa<ConceptDecl>(Template)) {
3248     // We might have a substituted template template parameter pack. If so,
3249     // build a template specialization type for it.
3250     if (Name.getAsSubstTemplateTemplateParmPack())
3251       return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs);
3252
3253     Diag(TemplateLoc, diag::err_template_id_not_a_type)
3254       << Name;
3255     NoteAllFoundTemplates(Name);
3256     return QualType();
3257   }
3258
3259   // Check that the template argument list is well-formed for this
3260   // template.
3261   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3262   if (CheckTemplateArgumentList(Template, TemplateLoc, TemplateArgs,
3263                                 false, Converted))
3264     return QualType();
3265
3266   QualType CanonType;
3267
3268   bool InstantiationDependent = false;
3269   if (TypeAliasTemplateDecl *AliasTemplate =
3270           dyn_cast<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
3271     // Find the canonical type for this type alias template specialization.
3272     TypeAliasDecl *Pattern = AliasTemplate->getTemplatedDecl();
3273     if (Pattern->isInvalidDecl())
3274       return QualType();
3275
3276     TemplateArgumentList StackTemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3277                                            Converted);
3278
3279     // Only substitute for the innermost template argument list.
3280     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3281     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&StackTemplateArgs);
3282     unsigned Depth = AliasTemplate->getTemplateParameters()->getDepth();
3283     for (unsigned I = 0; I < Depth; ++I)
3284       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
3285
3286     LocalInstantiationScope Scope(*this);
3287     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template);
3288     if (Inst.isInvalid())
3289       return QualType();
3290
3291     CanonType = SubstType(Pattern->getUnderlyingType(),
3292                           TemplateArgLists, AliasTemplate->getLocation(),
3293                           AliasTemplate->getDeclName());
3294     if (CanonType.isNull()) {
3295       // If this was enable_if and we failed to find the nested type
3296       // within enable_if in a SFINAE context, dig out the specific
3297       // enable_if condition that failed and present that instead.
3298       if (isEnableIfAliasTemplate(AliasTemplate)) {
3299         if (auto DeductionInfo = isSFINAEContext()) {
3300           if (*DeductionInfo &&
3301               (*DeductionInfo)->hasSFINAEDiagnostic() &&
3302               (*DeductionInfo)->peekSFINAEDiagnostic().second.getDiagID() ==
3303                 diag::err_typename_nested_not_found_enable_if &&
3304               TemplateArgs[0].getArgument().getKind()
3305                 == TemplateArgument::Expression) {
3306             Expr *FailedCond;
3307             std::string FailedDescription;
3308             std::tie(FailedCond, FailedDescription) =
3309               findFailedBooleanCondition(TemplateArgs[0].getSourceExpression());
3310
3311             // Remove the old SFINAE diagnostic.
3312             PartialDiagnosticAt OldDiag =
3313               {SourceLocation(), PartialDiagnostic::NullDiagnostic()};
3314             (*DeductionInfo)->takeSFINAEDiagnostic(OldDiag);
3315
3316             // Add a new SFINAE diagnostic specifying which condition
3317             // failed.
3318             (*DeductionInfo)->addSFINAEDiagnostic(
3319               OldDiag.first,
3320               PDiag(diag::err_typename_nested_not_found_requirement)
3321                 << FailedDescription
3322                 << FailedCond->getSourceRange());
3323           }
3324         }
3325       }
3326
3327       return QualType();
3328     }
3329   } else if (Name.isDependent() ||
3330              TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3331                TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
3332     // This class template specialization is a dependent
3333     // type. Therefore, its canonical type is another class template
3334     // specialization type that contains all of the converted
3335     // arguments in canonical form. This ensures that, e.g., A<T> and
3336     // A<T, T> have identical types when A is declared as:
3337     //
3338     //   template<typename T, typename U = T> struct A;
3339     CanonType = Context.getCanonicalTemplateSpecializationType(Name, Converted);
3340
3341     // This might work out to be a current instantiation, in which
3342     // case the canonical type needs to be the InjectedClassNameType.
3343     //
3344     // TODO: in theory this could be a simple hashtable lookup; most
3345     // changes to CurContext don't change the set of current
3346     // instantiations.
3347     if (isa<ClassTemplateDecl>(Template)) {
3348       for (DeclContext *Ctx = CurContext; Ctx; Ctx = Ctx->getLookupParent()) {
3349         // If we get out to a namespace, we're done.
3350         if (Ctx->isFileContext()) break;
3351
3352         // If this isn't a record, keep looking.
3353         CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx);
3354         if (!Record) continue;
3355
3356         // Look for one of the two cases with InjectedClassNameTypes
3357         // and check whether it's the same template.
3358         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record) &&
3359             !Record->getDescribedClassTemplate())
3360           continue;
3361
3362         // Fetch the injected class name type and check whether its
3363         // injected type is equal to the type we just built.
3364         QualType ICNT = Context.getTypeDeclType(Record);
3365         QualType Injected = cast<InjectedClassNameType>(ICNT)
3366           ->getInjectedSpecializationType();
3367
3368         if (CanonType != Injected->getCanonicalTypeInternal())
3369           continue;
3370
3371         // If so, the canonical type of this TST is the injected
3372         // class name type of the record we just found.
3373         assert(ICNT.isCanonical());
3374         CanonType = ICNT;
3375         break;
3376       }
3377     }
3378   } else if (ClassTemplateDecl *ClassTemplate
3379                = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Template)) {
3380     // Find the class template specialization declaration that
3381     // corresponds to these arguments.
3382     void *InsertPos = nullptr;
3383     ClassTemplateSpecializationDecl *Decl
3384       = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
3385     if (!Decl) {
3386       // This is the first time we have referenced this class template
3387       // specialization. Create the canonical declaration and add it to
3388       // the set of specializations.
3389       Decl = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(
3390           Context, ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind(),
3391           ClassTemplate->getDeclContext(),
3392           ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getBeginLoc(),
3393           ClassTemplate->getLocation(), ClassTemplate, Converted, nullptr);
3394       ClassTemplate->AddSpecialization(Decl, InsertPos);
3395       if (ClassTemplate->isOutOfLine())
3396         Decl->setLexicalDeclContext(ClassTemplate->getLexicalDeclContext());
3397     }
3398
3399     if (Decl->getSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
3400       MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3401       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(Converted);
3402       InstantiateAttrsForDecl(TemplateArgLists, ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
3403                               Decl);
3404     }
3405
3406     // Diagnose uses of this specialization.
3407     (void)DiagnoseUseOfDecl(Decl, TemplateLoc);
3408
3409     CanonType = Context.getTypeDeclType(Decl);
3410     assert(isa<RecordType>(CanonType) &&
3411            "type of non-dependent specialization is not a RecordType");
3412   } else if (auto *BTD = dyn_cast<BuiltinTemplateDecl>(Template)) {
3413     CanonType = checkBuiltinTemplateIdType(*this, BTD, Converted, TemplateLoc,
3414                                            TemplateArgs);
3415   }
3416
3417   // Build the fully-sugared type for this class template
3418   // specialization, which refers back to the class template
3419   // specialization we created or found.
3420   return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs, CanonType);
3421 }
3422
3423 void Sema::ActOnUndeclaredTypeTemplateName(Scope *S, TemplateTy &ParsedName,
3424                                            TemplateNameKind &TNK,
3425                                            SourceLocation NameLoc,
3426                                            IdentifierInfo *&II) {
3427   assert(TNK == TNK_Undeclared_template && "not an undeclared template name");
3428
3429   TemplateName Name = ParsedName.get();
3430   auto *ATN = Name.getAsAssumedTemplateName();
3431   assert(ATN && "not an assumed template name");
3432   II = ATN->getDeclName().getAsIdentifierInfo();
3433
3434   if (!resolveAssumedTemplateNameAsType(S, Name, NameLoc, /*Diagnose*/false)) {
3435     // Resolved to a type template name.
3436     ParsedName = TemplateTy::make(Name);
3437     TNK = TNK_Type_template;
3438   }
3439 }
3440
3441 bool Sema::resolveAssumedTemplateNameAsType(Scope *S, TemplateName &Name,
3442                                             SourceLocation NameLoc,
3443                                             bool Diagnose) {
3444   // We assumed this undeclared identifier to be an (ADL-only) function
3445   // template name, but it was used in a context where a type was required.
3446   // Try to typo-correct it now.
3447   AssumedTemplateStorage *ATN = Name.getAsAssumedTemplateName();
3448   assert(ATN && "not an assumed template name");
3449
3450   LookupResult R(*this, ATN->getDeclName(), NameLoc, LookupOrdinaryName);
3451   struct CandidateCallback : CorrectionCandidateCallback {
3452     bool ValidateCandidate(const TypoCorrection &TC) override {
3453       return TC.getCorrectionDecl() &&
3454              getAsTypeTemplateDecl(TC.getCorrectionDecl());
3455     }
3456     std::unique_ptr<CorrectionCandidateCallback> clone() override {
3457       return llvm::make_unique<CandidateCallback>(*this);
3458     }
3459   } FilterCCC;
3460
3461   TypoCorrection Corrected =
3462       CorrectTypo(R.getLookupNameInfo(), R.getLookupKind(), S, nullptr,
3463                   FilterCCC, CTK_ErrorRecovery);
3464   if (Corrected && Corrected.getFoundDecl()) {
3465     diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_template_suggest)
3466                                 << ATN->getDeclName());
3467     Name = TemplateName(Corrected.getCorrectionDeclAs<TemplateDecl>());
3468     return false;
3469   }
3470
3471   if (Diagnose)
3472     Diag(R.getNameLoc(), diag::err_no_template) << R.getLookupName();
3473   return true;
3474 }
3475
3476 TypeResult Sema::ActOnTemplateIdType(
3477     Scope *S, CXXScopeSpec &SS, SourceLocation TemplateKWLoc,
3478     TemplateTy TemplateD, IdentifierInfo *TemplateII,
3479     SourceLocation TemplateIILoc, SourceLocation LAngleLoc,
3480     ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn, SourceLocation RAngleLoc,
3481     bool IsCtorOrDtorName, bool IsClassName) {
3482   if (SS.isInvalid())
3483     return true;
3484
3485   if (!IsCtorOrDtorName && !IsClassName && SS.isSet()) {
3486     DeclContext *LookupCtx = computeDeclContext(SS, /*EnteringContext*/false);
3487
3488     // C++ [temp.res]p3:
3489     //   A qualified-id that refers to a type and in which the
3490     //   nested-name-specifier depends on a template-parameter (14.6.2)
3491     //   shall be prefixed by the keyword typename to indicate that the
3492     //   qualified-id denotes a type, forming an
3493     //   elaborated-type-specifier (7.1.5.3).
3494     if (!LookupCtx && isDependentScopeSpecifier(SS)) {
3495       Diag(SS.getBeginLoc(), diag::err_typename_missing_template)
3496         << SS.getScopeRep() << TemplateII->getName();
3497       // Recover as if 'typename' were specified.
3498       // FIXME: This is not quite correct recovery as we don't transform SS
3499       // into the corresponding dependent form (and we don't diagnose missing
3500       // 'template' keywords within SS as a result).
3501       return ActOnTypenameType(nullptr, SourceLocation(), SS, TemplateKWLoc,
3502                                TemplateD, TemplateII, TemplateIILoc, LAngleLoc,
3503                                TemplateArgsIn, RAngleLoc);
3504     }
3505
3506     // Per C++ [class.qual]p2, if the template-id was an injected-class-name,
3507     // it's not actually allowed to be used as a type in most cases. Because
3508     // we annotate it before we know whether it's valid, we have to check for
3509     // this case here.
3510     auto *LookupRD = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(LookupCtx);
3511     if (LookupRD && LookupRD->getIdentifier() == TemplateII) {
3512       Diag(TemplateIILoc,
3513            TemplateKWLoc.isInvalid()
3514                ? diag::err_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor
3515                : diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
3516         << TemplateII << 0 /*injected-class-name used as template name*/
3517         << 1 /*if any keyword was present, it was 'template'*/;
3518     }
3519   }
3520
3521   TemplateName Template = TemplateD.get();
3522   if (Template.getAsAssumedTemplateName() &&
3523       resolveAssumedTemplateNameAsType(S, Template, TemplateIILoc))
3524     return true;
3525
3526   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
3527   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
3528   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
3529
3530   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
3531     QualType T
3532       = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
3533                                                        DTN->getQualifier(),
3534                                                        DTN->getIdentifier(),
3535                                                        TemplateArgs);
3536     // Build type-source information.
3537     TypeLocBuilder TLB;
3538     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3539       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
3540     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
3541     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3542     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3543     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
3544     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3545     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3546     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
3547       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
3548     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
3549   }
3550
3551   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateIILoc, TemplateArgs);
3552   if (Result.isNull())
3553     return true;
3554
3555   // Build type-source information.
3556   TypeLocBuilder TLB;
3557   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3558     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
3559   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3560   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
3561   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3562   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3563   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
3564     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
3565
3566   // NOTE: avoid constructing an ElaboratedTypeLoc if this is a
3567   // constructor or destructor name (in such a case, the scope specifier
3568   // will be attached to the enclosing Decl or Expr node).
3569   if (SS.isNotEmpty() && !IsCtorOrDtorName) {
3570     // Create an elaborated-type-specifier containing the nested-name-specifier.
3571     Result = Context.getElaboratedType(ETK_None, SS.getScopeRep(), Result);
3572     ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
3573     ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
3574     ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3575   }
3576
3577   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
3578 }
3579
3580 TypeResult Sema::ActOnTagTemplateIdType(TagUseKind TUK,
3581                                         TypeSpecifierType TagSpec,
3582                                         SourceLocation TagLoc,
3583                                         CXXScopeSpec &SS,
3584                                         SourceLocation TemplateKWLoc,
3585                                         TemplateTy TemplateD,
3586                                         SourceLocation TemplateLoc,
3587                                         SourceLocation LAngleLoc,
3588                                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
3589                                         SourceLocation RAngleLoc) {
3590   TemplateName Template = TemplateD.get();
3591
3592   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
3593   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
3594   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
3595
3596   // Determine the tag kind
3597   TagTypeKind TagKind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
3598   ElaboratedTypeKeyword Keyword
3599     = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(TagKind);
3600
3601   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
3602     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(Keyword,
3603                                                           DTN->getQualifier(),
3604                                                           DTN->getIdentifier(),
3605                                                                 TemplateArgs);
3606
3607     // Build type-source information.
3608     TypeLocBuilder TLB;
3609     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3610       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
3611     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
3612     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3613     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3614     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
3615     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3616     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3617     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
3618       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
3619     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
3620   }
3621
3622   if (TypeAliasTemplateDecl *TAT =
3623         dyn_cast_or_null<TypeAliasTemplateDecl>(Template.getAsTemplateDecl())) {
3624     // C++0x [dcl.type.elab]p2:
3625     //   If the identifier resolves to a typedef-name or the simple-template-id
3626     //   resolves to an alias template specialization, the
3627     //   elaborated-type-specifier is ill-formed.
3628     Diag(TemplateLoc, diag::err_tag_reference_non_tag)
3629         << TAT << NTK_TypeAliasTemplate << TagKind;
3630     Diag(TAT->getLocation(), diag::note_declared_at);
3631   }
3632
3633   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateLoc, TemplateArgs);
3634   if (Result.isNull())
3635     return TypeResult(true);
3636
3637   // Check the tag kind
3638   if (const RecordType *RT = Result->getAs<RecordType>()) {
3639     RecordDecl *D = RT->getDecl();
3640
3641     IdentifierInfo *Id = D->getIdentifier();
3642     assert(Id && "templated class must have an identifier");
3643
3644     if (!isAcceptableTagRedeclaration(D, TagKind, TUK == TUK_Definition,
3645                                       TagLoc, Id)) {
3646       Diag(TagLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
3647         << Result
3648         << FixItHint::CreateReplacement(SourceRange(TagLoc), D->getKindName());
3649       Diag(D->getLocation(), diag::note_previous_use);
3650     }
3651   }
3652
3653   // Provide source-location information for the template specialization.
3654   TypeLocBuilder TLB;
3655   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
3656     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
3657   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
3658   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
3659   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
3660   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
3661   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
3662     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
3663
3664   // Construct an elaborated type containing the nested-name-specifier (if any)
3665   // and tag keyword.
3666   Result = Context.getElaboratedType(Keyword, SS.getScopeRep(), Result);
3667   ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
3668   ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
3669   ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3670   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
3671 }
3672
3673 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S, NamedDecl *Specialized,
3674                                              NamedDecl *PrevDecl,
3675                                              SourceLocation Loc,
3676                                              bool IsPartialSpecialization);
3677
3678 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D);
3679
3680 static bool isTemplateArgumentTemplateParameter(
3681     const TemplateArgument &Arg, unsigned Depth, unsigned Index) {
3682   switch (Arg.getKind()) {
3683   case TemplateArgument::Null:
3684   case TemplateArgument::NullPtr:
3685   case TemplateArgument::Integral:
3686   case TemplateArgument::Declaration:
3687   case TemplateArgument::Pack:
3688   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
3689     return false;
3690
3691   case TemplateArgument::Type: {
3692     QualType Type = Arg.getAsType();
3693     const TemplateTypeParmType *TPT =
3694         Arg.getAsType()->getAs<TemplateTypeParmType>();
3695     return TPT && !Type.hasQualifiers() &&
3696            TPT->getDepth() == Depth && TPT->getIndex() == Index;
3697   }
3698
3699   case TemplateArgument::Expression: {
3700     DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr());
3701     if (!DRE || !DRE->getDecl())
3702       return false;
3703     const NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =
3704         dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl());
3705     return NTTP && NTTP->getDepth() == Depth && NTTP->getIndex() == Index;
3706   }
3707
3708   case TemplateArgument::Template:
3709     const TemplateTemplateParmDecl *TTP =
3710         dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
3711             Arg.getAsTemplateOrTemplatePattern().getAsTemplateDecl());
3712     return TTP && TTP->getDepth() == Depth && TTP->getIndex() == Index;
3713   }
3714   llvm_unreachable("unexpected kind of template argument");
3715 }
3716
3717 static bool isSameAsPrimaryTemplate(TemplateParameterList *Params,
3718                                     ArrayRef<TemplateArgument> Args) {
3719   if (Params->size() != Args.size())
3720     return false;
3721
3722   unsigned Depth = Params->getDepth();
3723
3724   for (unsigned I = 0, N = Args.size(); I != N; ++I) {
3725     TemplateArgument Arg = Args[I];
3726
3727     // If the parameter is a pack expansion, the argument must be a pack
3728     // whose only element is a pack expansion.
3729     if (Params->getParam(I)->isParameterPack()) {
3730       if (Arg.getKind() != TemplateArgument::Pack || Arg.pack_size() != 1 ||
3731           !Arg.pack_begin()->isPackExpansion())
3732         return false;
3733       Arg = Arg.pack_begin()->getPackExpansionPattern();
3734     }
3735
3736     if (!isTemplateArgumentTemplateParameter(Arg, Depth, I))
3737       return false;
3738   }
3739
3740   return true;
3741 }
3742
3743 /// Convert the parser's template argument list representation into our form.
3744 static TemplateArgumentListInfo
3745 makeTemplateArgumentListInfo(Sema &S, TemplateIdAnnotation &TemplateId) {
3746   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(TemplateId.LAngleLoc,
3747                                         TemplateId.RAngleLoc);
3748   ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsPtr(TemplateId.getTemplateArgs(),
3749                                      TemplateId.NumArgs);
3750   S.translateTemplateArguments(TemplateArgsPtr, TemplateArgs);
3751   return TemplateArgs;
3752 }
3753
3754 template<typename PartialSpecDecl>
3755 static void checkMoreSpecializedThanPrimary(Sema &S, PartialSpecDecl *Partial) {
3756   if (Partial->getDeclContext()->isDependentContext())
3757     return;
3758
3759   // FIXME: Get the TDK from deduction in order to provide better diagnostics
3760   // for non-substitution-failure issues?
3761   TemplateDeductionInfo Info(Partial->getLocation());
3762   if (S.isMoreSpecializedThanPrimary(Partial, Info))
3763     return;
3764
3765   auto *Template = Partial->getSpecializedTemplate();
3766   S.Diag(Partial->getLocation(),
3767          diag::ext_partial_spec_not_more_specialized_than_primary)
3768       << isa<VarTemplateDecl>(Template);
3769
3770   if (Info.hasSFINAEDiagnostic()) {
3771     PartialDiagnosticAt Diag = {SourceLocation(),
3772                                 PartialDiagnostic::NullDiagnostic()};
3773     Info.takeSFINAEDiagnostic(Diag);
3774     SmallString<128> SFINAEArgString;
3775     Diag.second.EmitToString(S.getDiagnostics(), SFINAEArgString);
3776     S.Diag(Diag.first,
3777            diag::note_partial_spec_not_more_specialized_than_primary)
3778       << SFINAEArgString;
3779   }
3780
3781   S.Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here);
3782 }
3783
3784 static void
3785 noteNonDeducibleParameters(Sema &S, TemplateParameterList *TemplateParams,
3786                            const llvm::SmallBitVector &DeducibleParams) {
3787   for (unsigned I = 0, N = DeducibleParams.size(); I != N; ++I) {
3788     if (!DeducibleParams[I]) {
3789       NamedDecl *Param = TemplateParams->getParam(I);
3790       if (Param->getDeclName())
3791         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_non_deducible_parameter)
3792             << Param->getDeclName();
3793       else
3794         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_non_deducible_parameter)
3795             << "(anonymous)";
3796     }
3797   }
3798 }
3799
3800
3801 template<typename PartialSpecDecl>
3802 static void checkTemplatePartialSpecialization(Sema &S,
3803                                                PartialSpecDecl *Partial) {
3804   // C++1z [temp.class.spec]p8: (DR1495)
3805   //   - The specialization shall be more specialized than the primary
3806   //     template (14.5.5.2).
3807   checkMoreSpecializedThanPrimary(S, Partial);
3808
3809   // C++ [temp.class.spec]p8: (DR1315)
3810   //   - Each template-parameter shall appear at least once in the
3811   //     template-id outside a non-deduced context.
3812   // C++1z [temp.class.spec.match]p3 (P0127R2)
3813   //   If the template arguments of a partial specialization cannot be
3814   //   deduced because of the structure of its template-parameter-list
3815   //   and the template-id, the program is ill-formed.
3816   auto *TemplateParams = Partial->getTemplateParameters();
3817   llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
3818   S.MarkUsedTemplateParameters(Partial->getTemplateArgs(), true,
3819                                TemplateParams->getDepth(), DeducibleParams);
3820
3821   if (!DeducibleParams.all()) {
3822     unsigned NumNonDeducible = DeducibleParams.size() - DeducibleParams.count();
3823     S.Diag(Partial->getLocation(), diag::ext_partial_specs_not_deducible)
3824       << isa<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(Partial)
3825       << (NumNonDeducible > 1)
3826       << SourceRange(Partial->getLocation(),
3827                      Partial->getTemplateArgsAsWritten()->RAngleLoc);
3828     noteNonDeducibleParameters(S, TemplateParams, DeducibleParams);
3829   }
3830 }
3831
3832 void Sema::CheckTemplatePartialSpecialization(
3833     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial) {
3834   checkTemplatePartialSpecialization(*this, Partial);
3835 }
3836
3837 void Sema::CheckTemplatePartialSpecialization(
3838     VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial) {
3839   checkTemplatePartialSpecialization(*this, Partial);
3840 }
3841
3842 void Sema::CheckDeductionGuideTemplate(FunctionTemplateDecl *TD) {
3843   // C++1z [temp.param]p11:
3844   //   A template parameter of a deduction guide template that does not have a
3845   //   default-argument shall be deducible from the parameter-type-list of the
3846   //   deduction guide template.
3847   auto *TemplateParams = TD->getTemplateParameters();
3848   llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
3849   MarkDeducedTemplateParameters(TD, DeducibleParams);
3850   for (unsigned I = 0; I != TemplateParams->size(); ++I) {
3851     // A parameter pack is deducible (to an empty pack).
3852     auto *Param = TemplateParams->getParam(I);
3853     if (Param->isParameterPack() || hasVisibleDefaultArgument(Param))
3854       DeducibleParams[I] = true;
3855   }
3856
3857   if (!DeducibleParams.all()) {
3858     unsigned NumNonDeducible = DeducibleParams.size() - DeducibleParams.count();
3859     Diag(TD->getLocation(), diag::err_deduction_guide_template_not_deducible)
3860       << (NumNonDeducible > 1);
3861     noteNonDeducibleParameters(*this, TemplateParams, DeducibleParams);
3862   }
3863 }
3864
3865 DeclResult Sema::ActOnVarTemplateSpecialization(
3866     Scope *S, Declarator &D, TypeSourceInfo *DI, SourceLocation TemplateKWLoc,
3867     TemplateParameterList *TemplateParams, StorageClass SC,
3868     bool IsPartialSpecialization) {
3869   // D must be variable template id.
3870   assert(D.getName().getKind() == UnqualifiedIdKind::IK_TemplateId &&
3871          "Variable template specialization is declared with a template it.");
3872
3873   TemplateIdAnnotation *TemplateId = D.getName().TemplateId;
3874   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
3875       makeTemplateArgumentListInfo(*this, *TemplateId);
3876   SourceLocation TemplateNameLoc = D.getIdentifierLoc();
3877   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId->LAngleLoc;
3878   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId->RAngleLoc;
3879
3880   TemplateName Name = TemplateId->Template.get();
3881
3882   // The template-id must name a variable template.
3883   VarTemplateDecl *VarTemplate =
3884       dyn_cast_or_null<VarTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
3885   if (!VarTemplate) {
3886     NamedDecl *FnTemplate;
3887     if (auto *OTS = Name.getAsOverloadedTemplate())
3888       FnTemplate = *OTS->begin();
3889     else
3890       FnTemplate = dyn_cast_or_null<FunctionTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
3891     if (FnTemplate)
3892       return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template_but_method)
3893                << FnTemplate->getDeclName();
3894     return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template)
3895              << IsPartialSpecialization;
3896   }
3897
3898   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
3899   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
3900     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
3901                                         UPPC_PartialSpecialization))
3902       return true;
3903
3904   // Check that the template argument list is well-formed for this
3905   // template.
3906   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3907   if (CheckTemplateArgumentList(VarTemplate, TemplateNameLoc, TemplateArgs,
3908                                 false, Converted))
3909     return true;
3910
3911   // Find the variable template (partial) specialization declaration that
3912   // corresponds to these arguments.
3913   if (IsPartialSpecialization) {
3914     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(TemplateNameLoc, VarTemplate,
3915                                                TemplateArgs.size(), Converted))
3916       return true;
3917
3918     // FIXME: Move these checks to CheckTemplatePartialSpecializationArgs so we
3919     // also do them during instantiation.
3920     bool InstantiationDependent;
3921     if (!Name.isDependent() &&
3922         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
3923             TemplateArgs.arguments(),
3924             InstantiationDependent)) {
3925       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
3926           << VarTemplate->getDeclName();
3927       IsPartialSpecialization = false;
3928     }
3929
3930     if (isSameAsPrimaryTemplate(VarTemplate->getTemplateParameters(),
3931                                 Converted)) {
3932       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
3933       //
3934       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
3935       //      to the implicit argument list of the primary template.
3936       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
3937         << /*variable template*/ 1
3938         << /*is definition*/(SC != SC_Extern && !CurContext->isRecord())
3939         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
3940       // FIXME: Recover from this by treating the declaration as a redeclaration
3941       // of the primary template.
3942       return true;
3943     }
3944   }
3945
3946   void *InsertPos = nullptr;
3947   VarTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
3948
3949   if (IsPartialSpecialization)
3950     // FIXME: Template parameter list matters too
3951     PrevDecl = VarTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
3952   else
3953     PrevDecl = VarTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
3954
3955   VarTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
3956
3957   // Check whether we can declare a variable template specialization in
3958   // the current scope.
3959   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this, VarTemplate, PrevDecl,
3960                                        TemplateNameLoc,
3961                                        IsPartialSpecialization))
3962     return true;
3963
3964   if (PrevDecl && PrevDecl->getSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
3965     // Since the only prior variable template specialization with these
3966     // arguments was referenced but not declared,  reuse that
3967     // declaration node as our own, updating its source location and
3968     // the list of outer template parameters to reflect our new declaration.
3969     Specialization = PrevDecl;
3970     Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
3971     PrevDecl = nullptr;
3972   } else if (IsPartialSpecialization) {
3973     // Create a new class template partial specialization declaration node.
3974     VarTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial =
3975         cast_or_null<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
3976     VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial =
3977         VarTemplatePartialSpecializationDecl::Create(
3978             Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc,
3979             TemplateNameLoc, TemplateParams, VarTemplate, DI->getType(), DI, SC,
3980             Converted, TemplateArgs);
3981
3982     if (!PrevPartial)
3983       VarTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
3984     Specialization = Partial;
3985
3986     // If we are providing an explicit specialization of a member variable
3987     // template specialization, make a note of that.
3988     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
3989       PrevPartial->setMemberSpecialization();
3990
3991     CheckTemplatePartialSpecialization(Partial);
3992   } else {
3993     // Create a new class template specialization declaration node for
3994     // this explicit specialization or friend declaration.
3995     Specialization = VarTemplateSpecializationDecl::Create(
3996         Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc, TemplateNameLoc,
3997         VarTemplate, DI->getType(), DI, SC, Converted);
3998     Specialization->setTemplateArgsInfo(TemplateArgs);
3999
4000     if (!PrevDecl)
4001       VarTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
4002   }
4003
4004   // C++ [temp.expl.spec]p6:
4005   //   If a template, a member template or the member of a class template is
4006   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
4007   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
4008   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
4009   //   use occurs; no diagnostic is required.
4010   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
4011     bool Okay = false;
4012     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
4013       // Is there any previous explicit specialization declaration?
4014       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
4015         Okay = true;
4016         break;
4017       }
4018     }
4019
4020     if (!Okay) {
4021       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
4022       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
4023           << Name << Range;
4024
4025       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
4026            diag::note_instantiation_required_here)
4027           << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() !=
4028               TSK_ImplicitInstantiation);
4029       return true;
4030     }
4031   }
4032
4033   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
4034   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
4035
4036   // Add the specialization into its lexical context, so that it can
4037   // be seen when iterating through the list of declarations in that
4038   // context. However, specializations are not found by name lookup.
4039   CurContext->addDecl(Specialization);
4040
4041   // Note that this is an explicit specialization.
4042   Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
4043
4044   if (PrevDecl) {
4045     // Check that this isn't a redefinition of this specialization,
4046     // merging with previous declarations.
4047     LookupResult PrevSpec(*this, GetNameForDeclarator(D), LookupOrdinaryName,
4048                           forRedeclarationInCurContext());
4049     PrevSpec.addDecl(PrevDecl);
4050     D.setRedeclaration(CheckVariableDeclaration(Specialization, PrevSpec));
4051   } else if (Specialization->isStaticDataMember() &&
4052              Specialization->isOutOfLine()) {
4053     Specialization->setAccess(VarTemplate->getAccess());
4054   }
4055
4056   return Specialization;
4057 }
4058
4059 namespace {
4060 /// A partial specialization whose template arguments have matched
4061 /// a given template-id.
4062 struct PartialSpecMatchResult {
4063   VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial;
4064   TemplateArgumentList *Args;
4065 };
4066 } // end anonymous namespace
4067
4068 DeclResult
4069 Sema::CheckVarTemplateId(VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
4070                          SourceLocation TemplateNameLoc,
4071                          const TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
4072   assert(Template && "A variable template id without template?");
4073
4074   // Check that the template argument list is well-formed for this template.
4075   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
4076   if (CheckTemplateArgumentList(
4077           Template, TemplateNameLoc,
4078           const_cast<TemplateArgumentListInfo &>(TemplateArgs), false,
4079           Converted))
4080     return true;
4081
4082   // Find the variable template specialization declaration that
4083   // corresponds to these arguments.
4084   void *InsertPos = nullptr;
4085   if (VarTemplateSpecializationDecl *Spec = Template->findSpecialization(
4086           Converted, InsertPos)) {
4087     checkSpecializationVisibility(TemplateNameLoc, Spec);
4088     // If we already have a variable template specialization, return it.
4089     return Spec;
4090   }
4091
4092   // This is the first time we have referenced this variable template
4093   // specialization. Create the canonical declaration and add it to
4094   // the set of specializations, based on the closest partial specialization
4095   // that it represents. That is,
4096   VarDecl *InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
4097   TemplateArgumentList TemplateArgList(TemplateArgumentList::OnStack,
4098                                        Converted);
4099   TemplateArgumentList *InstantiationArgs = &TemplateArgList;
4100   bool AmbiguousPartialSpec = false;
4101   typedef PartialSpecMatchResult MatchResult;
4102   SmallVector<MatchResult, 4> Matched;
4103   SourceLocation PointOfInstantiation = TemplateNameLoc;
4104   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(PointOfInstantiation,
4105                                             /*ForTakingAddress=*/false);
4106
4107   // 1. Attempt to find the closest partial specialization that this
4108   // specializes, if any.
4109   // If any of the template arguments is dependent, then this is probably
4110   // a placeholder for an incomplete declarative context; which must be
4111   // complete by instantiation time. Thus, do not search through the partial
4112   // specializations yet.
4113   // TODO: Unify with InstantiateClassTemplateSpecialization()?
4114   //       Perhaps better after unification of DeduceTemplateArguments() and
4115   //       getMoreSpecializedPartialSpecialization().
4116   bool InstantiationDependent = false;
4117   if (!TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
4118           TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
4119
4120     SmallVector<VarTemplatePartialSpecializationDecl *, 4> PartialSpecs;
4121     Template->getPartialSpecializations(PartialSpecs);
4122
4123     for (unsigned I = 0, N = PartialSpecs.size(); I != N; ++I) {
4124       VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial = PartialSpecs[I];
4125       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
4126
4127       if (TemplateDeductionResult Result =
4128               DeduceTemplateArguments(Partial, TemplateArgList, Info)) {
4129         // Store the failed-deduction information for use in diagnostics, later.
4130         // TODO: Actually use the failed-deduction info?
4131         FailedCandidates.addCandidate().set(
4132             DeclAccessPair::make(Template, AS_public), Partial,
4133             MakeDeductionFailureInfo(Context, Result, Info));
4134         (void)Result;
4135       } else {
4136         Matched.push_back(PartialSpecMatchResult());
4137         Matched.back().Partial = Partial;
4138         Matched.back().Args = Info.take();
4139       }
4140     }
4141
4142     if (Matched.size() >= 1) {
4143       SmallVector<MatchResult, 4>::iterator Best = Matched.begin();
4144       if (Matched.size() == 1) {
4145         //   -- If exactly one matching specialization is found, the
4146         //      instantiation is generated from that specialization.
4147         // We don't need to do anything for this.
4148       } else {
4149         //   -- If more than one matching specialization is found, the
4150         //      partial order rules (14.5.4.2) are used to determine
4151         //      whether one of the specializations is more specialized
4152         //      than the others. If none of the specializations is more
4153         //      specialized than all of the other matching
4154         //      specializations, then the use of the variable template is
4155         //      ambiguous and the program is ill-formed.
4156         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Best + 1,
4157                                                    PEnd = Matched.end();
4158              P != PEnd; ++P) {
4159           if (getMoreSpecializedPartialSpecialization(P->Partial, Best->Partial,
4160                                                       PointOfInstantiation) ==
4161               P->Partial)
4162             Best = P;
4163         }
4164
4165         // Determine if the best partial specialization is more specialized than
4166         // the others.
4167         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Matched.begin(),
4168                                                    PEnd = Matched.end();
4169              P != PEnd; ++P) {
4170           if (P != Best && getMoreSpecializedPartialSpecialization(
4171                                P->Partial, Best->Partial,
4172                                PointOfInstantiation) != Best->Partial) {
4173             AmbiguousPartialSpec = true;
4174             break;
4175           }
4176         }
4177       }
4178
4179       // Instantiate using the best variable template partial specialization.
4180       InstantiationPattern = Best->Partial;
4181       InstantiationArgs = Best->Args;
4182     } else {
4183       //   -- If no match is found, the instantiation is generated
4184       //      from the primary template.
4185       // InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
4186     }
4187   }
4188
4189   // 2. Create the canonical declaration.
4190   // Note that we do not instantiate a definition until we see an odr-use
4191   // in DoMarkVarDeclReferenced().
4192   // FIXME: LateAttrs et al.?
4193   VarTemplateSpecializationDecl *Decl = BuildVarTemplateInstantiation(
4194       Template, InstantiationPattern, *InstantiationArgs, TemplateArgs,
4195       Converted, TemplateNameLoc, InsertPos /*, LateAttrs, StartingScope*/);
4196   if (!Decl)
4197     return true;
4198
4199   if (AmbiguousPartialSpec) {
4200     // Partial ordering did not produce a clear winner. Complain.
4201     Decl->setInvalidDecl();
4202     Diag(PointOfInstantiation, diag::err_partial_spec_ordering_ambiguous)
4203         << Decl;
4204
4205     // Print the matching partial specializations.
4206     for (MatchResult P : Matched)
4207       Diag(P.Partial->getLocation(), diag::note_partial_spec_match)
4208           << getTemplateArgumentBindingsText(P.Partial->getTemplateParameters(),
4209                                              *P.Args);
4210     return true;
4211   }
4212
4213   if (VarTemplatePartialSpecializationDecl *D =
4214           dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(InstantiationPattern))
4215     Decl->setInstantiationOf(D, InstantiationArgs);
4216
4217   checkSpecializationVisibility(TemplateNameLoc, Decl);
4218
4219   assert(Decl && "No variable template specialization?");
4220   return Decl;
4221 }
4222
4223 ExprResult
4224 Sema::CheckVarTemplateId(const CXXScopeSpec &SS,
4225                          const DeclarationNameInfo &NameInfo,
4226                          VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
4227                          const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
4228
4229   DeclResult Decl = CheckVarTemplateId(Template, TemplateLoc, NameInfo.getLoc(),
4230                                        *TemplateArgs);
4231   if (Decl.isInvalid())
4232     return ExprError();
4233
4234   VarDecl *Var = cast<VarDecl>(Decl.get());
4235   if (!Var->getTemplateSpecializationKind())
4236     Var->setTemplateSpecializationKind(TSK_ImplicitInstantiation,
4237                                        NameInfo.getLoc());
4238
4239   // Build an ordinary singleton decl ref.
4240   return BuildDeclarationNameExpr(SS, NameInfo, Var,
4241                                   /*FoundD=*/nullptr, TemplateArgs);
4242 }
4243
4244 void Sema::diagnoseMissingTemplateArguments(TemplateName Name,
4245                                             SourceLocation Loc) {
4246   Diag(Loc, diag::err_template_missing_args)
4247     << (int)getTemplateNameKindForDiagnostics(Name) << Name;
4248   if (TemplateDecl *TD = Name.getAsTemplateDecl()) {
4249     Diag(TD->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
4250       << TD->getTemplateParameters()->getSourceRange();
4251   }
4252 }
4253
4254 ExprResult
4255 Sema::CheckConceptTemplateId(const CXXScopeSpec &SS,
4256                              const DeclarationNameInfo &NameInfo,
4257                              ConceptDecl *Template,
4258                              SourceLocation TemplateLoc,
4259                              const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
4260   // TODO: Do concept specialization here.
4261   Diag(NameInfo.getBeginLoc(), diag::err_concept_not_implemented) <<
4262     "concept specialization";
4263   return ExprError();
4264 }
4265
4266 ExprResult Sema::BuildTemplateIdExpr(const CXXScopeSpec &SS,
4267                                      SourceLocation TemplateKWLoc,
4268                                      LookupResult &R,
4269                                      bool RequiresADL,
4270                                  const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
4271   // FIXME: Can we do any checking at this point? I guess we could check the
4272   // template arguments that we have against the template name, if the template
4273   // name refers to a single template. That's not a terribly common case,
4274   // though.
4275   // foo<int> could identify a single function unambiguously
4276   // This approach does NOT work, since f<int>(1);
4277   // gets resolved prior to resorting to overload resolution
4278   // i.e., template<class T> void f(double);
4279   //       vs template<class T, class U> void f(U);
4280
4281   // These should be filtered out by our callers.
4282   assert(!R.isAmbiguous() && "ambiguous lookup when building templateid");
4283
4284   // Non-function templates require a template argument list.
4285   if (auto *TD = R.getAsSingle<TemplateDecl>()) {
4286     if (!TemplateArgs && !isa<FunctionTemplateDecl>(TD)) {
4287       diagnoseMissingTemplateArguments(TemplateName(TD), R.getNameLoc());
4288       return ExprError();
4289     }
4290   }
4291
4292   auto AnyDependentArguments = [&]() -> bool {
4293     bool InstantiationDependent;
4294     return TemplateArgs &&
4295            TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
4296                *TemplateArgs, InstantiationDependent);
4297   };
4298
4299   // In C++1y, check variable template ids.
4300   if (R.getAsSingle<VarTemplateDecl>() && !AnyDependentArguments()) {
4301     return CheckVarTemplateId(SS, R.getLookupNameInfo(),
4302                               R.getAsSingle<VarTemplateDecl>(),
4303                               TemplateKWLoc, TemplateArgs);
4304   }
4305
4306   if (R.getAsSingle<ConceptDecl>() && !AnyDependentArguments()) {
4307     return CheckConceptTemplateId(SS, R.getLookupNameInfo(),
4308                                   R.getAsSingle<ConceptDecl>(),
4309                                   TemplateKWLoc, TemplateArgs);
4310   }
4311
4312   // We don't want lookup warnings at this point.
4313   R.suppressDiagnostics();
4314
4315   UnresolvedLookupExpr *ULE
4316     = UnresolvedLookupExpr::Create(Context, R.getNamingClass(),
4317                                    SS.getWithLocInContext(Context),
4318                                    TemplateKWLoc,
4319                                    R.getLookupNameInfo(),
4320                                    RequiresADL, TemplateArgs,
4321                                    R.begin(), R.end());
4322
4323   return ULE;
4324 }
4325
4326 // We actually only call this from template instantiation.
4327 ExprResult
4328 Sema::BuildQualifiedTemplateIdExpr(CXXScopeSpec &SS,
4329                                    SourceLocation TemplateKWLoc,
4330                                    const DeclarationNameInfo &NameInfo,
4331                              const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
4332
4333   assert(TemplateArgs || TemplateKWLoc.isValid());
4334   DeclContext *DC;
4335   if (!(DC = computeDeclContext(SS, false)) ||
4336       DC->isDependentContext() ||
4337       RequireCompleteDeclContext(SS, DC))
4338     return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
4339
4340   bool MemberOfUnknownSpecialization;
4341   LookupResult R(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
4342   if (LookupTemplateName(R, (Scope *)nullptr, SS, QualType(),
4343                          /*Entering*/false, MemberOfUnknownSpecialization,
4344                          TemplateKWLoc))
4345     return ExprError();
4346
4347   if (R.isAmbiguous())
4348     return ExprError();
4349
4350   if (R.empty()) {
4351     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_no_member)
4352       << NameInfo.getName() << DC << SS.getRange();
4353     return ExprError();
4354   }
4355
4356   if (ClassTemplateDecl *Temp = R.getAsSingle<ClassTemplateDecl>()) {
4357     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_class_template)
4358       << SS.getScopeRep()
4359       << NameInfo.getName().getAsString() << SS.getRange();
4360     Diag(Temp->getLocation(), diag::note_referenced_class_template);
4361     return ExprError();
4362   }
4363
4364   return BuildTemplateIdExpr(SS, TemplateKWLoc, R, /*ADL*/ false, TemplateArgs);
4365 }
4366
4367 /// Form a dependent template name.
4368 ///
4369 /// This action forms a dependent template name given the template
4370 /// name and its (presumably dependent) scope specifier. For
4371 /// example, given "MetaFun::template apply", the scope specifier \p
4372 /// SS will be "MetaFun::", \p TemplateKWLoc contains the location
4373 /// of the "template" keyword, and "apply" is the \p Name.
4374 TemplateNameKind Sema::ActOnDependentTemplateName(Scope *S,
4375                                                   CXXScopeSpec &SS,
4376                                                   SourceLocation TemplateKWLoc,
4377                                                   const UnqualifiedId &Name,
4378                                                   ParsedType ObjectType,
4379                                                   bool EnteringContext,
4380                                                   TemplateTy &Result,
4381                                                   bool AllowInjectedClassName) {
4382   if (TemplateKWLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
4383     Diag(TemplateKWLoc,
4384          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
4385            diag::warn_cxx98_compat_template_outside_of_template :
4386            diag::ext_template_outside_of_template)
4387       << FixItHint::CreateRemoval(TemplateKWLoc);
4388
4389   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
4390   if (SS.isSet())
4391     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
4392   if (!LookupCtx && ObjectType)
4393     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType.get());
4394   if (LookupCtx) {
4395     // C++0x [temp.names]p5:
4396     //   If a name prefixed by the keyword template is not the name of
4397     //   a template, the program is ill-formed. [Note: the keyword
4398     //   template may not be applied to non-template members of class
4399     //   templates. -end note ] [ Note: as is the case with the
4400     //   typename prefix, the template prefix is allowed in cases
4401     //   where it is not strictly necessary; i.e., when the
4402     //   nested-name-specifier or the expression on the left of the ->
4403     //   or . is not dependent on a template-parameter, or the use
4404     //   does not appear in the scope of a template. -end note]
4405     //
4406     // Note: C++03 was more strict here, because it banned the use of
4407     // the "template" keyword prior to a template-name that was not a
4408     // dependent name. C++ DR468 relaxed this requirement (the
4409     // "template" keyword is now permitted). We follow the C++0x
4410     // rules, even in C++03 mode with a warning, retroactively applying the DR.
4411     bool MemberOfUnknownSpecialization;
4412     TemplateNameKind TNK = isTemplateName(S, SS, TemplateKWLoc.isValid(), Name,
4413                                           ObjectType, EnteringContext, Result,
4414                                           MemberOfUnknownSpecialization);
4415     if (TNK == TNK_Non_template && MemberOfUnknownSpecialization) {
4416       // This is a dependent template. Handle it below.
4417     } else if (TNK == TNK_Non_template) {
4418       // Do the lookup again to determine if this is a "nothing found" case or
4419       // a "not a template" case. FIXME: Refactor isTemplateName so we don't
4420       // need to do this.
4421       DeclarationNameInfo DNI = GetNameFromUnqualifiedId(Name);
4422       LookupResult R(*this, DNI.getName(), Name.getBeginLoc(),
4423                      LookupOrdinaryName);
4424       bool MOUS;
4425       if (!LookupTemplateName(R, S, SS, ObjectType.get(), EnteringContext,
4426                               MOUS, TemplateKWLoc) && !R.isAmbiguous())
4427         Diag(Name.getBeginLoc(), diag::err_no_member)
4428             << DNI.getName() << LookupCtx << SS.getRange();
4429       return TNK_Non_template;
4430     } else {
4431       // We found something; return it.
4432       auto *LookupRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx);
4433       if (!AllowInjectedClassName && SS.isSet() && LookupRD &&
4434           Name.getKind() == UnqualifiedIdKind::IK_Identifier &&
4435           Name.Identifier && LookupRD->getIdentifier() == Name.Identifier) {
4436         // C++14 [class.qual]p2:
4437         //   In a lookup in which function names are not ignored and the
4438         //   nested-name-specifier nominates a class C, if the name specified
4439         //   [...] is the injected-class-name of C, [...] the name is instead
4440         //   considered to name the constructor
4441         //
4442         // We don't get here if naming the constructor would be valid, so we
4443         // just reject immediately and recover by treating the
4444         // injected-class-name as naming the template.
4445         Diag(Name.getBeginLoc(),
4446              diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
4447             << Name.Identifier
4448             << 0 /*injected-class-name used as template name*/
4449             << 1 /*'template' keyword was used*/;
4450       }
4451       return TNK;
4452     }
4453   }
4454
4455   NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
4456
4457   switch (Name.getKind()) {
4458   case UnqualifiedIdKind::IK_Identifier:
4459     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
4460                                                               Name.Identifier));
4461     return TNK_Dependent_template_name;
4462
4463   case UnqualifiedIdKind::IK_OperatorFunctionId:
4464     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
4465                                              Name.OperatorFunctionId.Operator));
4466     return TNK_Function_template;
4467
4468   case UnqualifiedIdKind::IK_LiteralOperatorId:
4469     llvm_unreachable("literal operator id cannot have a dependent scope");
4470
4471   default:
4472     break;
4473   }
4474
4475   Diag(Name.getBeginLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
4476       << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName() << Name.getSourceRange()
4477       << TemplateKWLoc;
4478   return TNK_Non_template;
4479 }
4480
4481 bool Sema::CheckTemplateTypeArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
4482                                      TemplateArgumentLoc &AL,
4483                           SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4484   const TemplateArgument &Arg = AL.getArgument();
4485   QualType ArgType;
4486   TypeSourceInfo *TSI = nullptr;
4487
4488   // Check template type parameter.
4489   switch(Arg.getKind()) {
4490   case TemplateArgument::Type:
4491     // C++ [temp.arg.type]p1:
4492     //   A template-argument for a template-parameter which is a
4493     //   type shall be a type-id.
4494     ArgType = Arg.getAsType();
4495     TSI = AL.getTypeSourceInfo();
4496     break;
4497   case TemplateArgument::Template:
4498   case TemplateArgument::TemplateExpansion: {
4499     // We have a template type parameter but the template argument
4500     // is a template without any arguments.
4501     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
4502     TemplateName Name = Arg.getAsTemplateOrTemplatePattern();
4503     diagnoseMissingTemplateArguments(Name, SR.getEnd());
4504     return true;
4505   }
4506   case TemplateArgument::Expression: {
4507     // We have a template type parameter but the template argument is an
4508     // expression; see if maybe it is missing the "typename" keyword.
4509     CXXScopeSpec SS;
4510     DeclarationNameInfo NameInfo;
4511
4512     if (DeclRefExpr *ArgExpr = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
4513       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
4514       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
4515     } else if (DependentScopeDeclRefExpr *ArgExpr =
4516                dyn_cast<DependentScopeDeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
4517       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
4518       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
4519     } else if (CXXDependentScopeMemberExpr *ArgExpr =
4520                dyn_cast<CXXDependentScopeMemberExpr>(Arg.getAsExpr())) {
4521       if (ArgExpr->isImplicitAccess()) {
4522         SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
4523         NameInfo = ArgExpr->getMemberNameInfo();
4524       }
4525     }
4526
4527     if (auto *II = NameInfo.getName().getAsIdentifierInfo()) {
4528       LookupResult Result(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
4529       LookupParsedName(Result, CurScope, &SS);
4530
4531       if (Result.getAsSingle<TypeDecl>() ||
4532           Result.getResultKind() ==
4533               LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation) {
4534         // Suggest that the user add 'typename' before the NNS.
4535         SourceLocation Loc = AL.getSourceRange().getBegin();
4536         Diag(Loc, getLangOpts().MSVCCompat
4537                       ? diag::ext_ms_template_type_arg_missing_typename
4538                       : diag::err_template_arg_must_be_type_suggest)
4539             << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
4540         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4541
4542         // Recover by synthesizing a type using the location information that we
4543         // already have.
4544         ArgType =
4545             Context.getDependentNameType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), II);
4546         TypeLocBuilder TLB;
4547         DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(ArgType);
4548         TL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation(/*synthesized*/));
4549         TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
4550         TL.setNameLoc(NameInfo.getLoc());
4551         TSI = TLB.getTypeSourceInfo(Context, ArgType);
4552
4553         // Overwrite our input TemplateArgumentLoc so that we can recover
4554         // properly.
4555         AL = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType),
4556                                  TemplateArgumentLocInfo(TSI));
4557
4558         break;
4559       }
4560     }
4561     // fallthrough
4562     LLVM_FALLTHROUGH;
4563   }
4564   default: {
4565     // We have a template type parameter but the template argument
4566     // is not a type.
4567     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
4568     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_type) << SR;
4569     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4570
4571     return true;
4572   }
4573   }
4574
4575   if (CheckTemplateArgument(Param, TSI))
4576     return true;
4577
4578   // Add the converted template type argument.
4579   ArgType = Context.getCanonicalType(ArgType);
4580
4581   // Objective-C ARC:
4582   //   If an explicitly-specified template argument type is a lifetime type
4583   //   with no lifetime qualifier, the __strong lifetime qualifier is inferred.
4584   if (getLangOpts().ObjCAutoRefCount &&
4585       ArgType->isObjCLifetimeType() &&
4586       !ArgType.getObjCLifetime()) {
4587     Qualifiers Qs;
4588     Qs.setObjCLifetime(Qualifiers::OCL_Strong);
4589     ArgType = Context.getQualifiedType(ArgType, Qs);
4590   }
4591
4592   Converted.push_back(TemplateArgument(ArgType));
4593   return false;
4594 }
4595
4596 /// Substitute template arguments into the default template argument for
4597 /// the given template type parameter.
4598 ///
4599 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4600 /// the substitution.
4601 ///
4602 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4603 /// for.
4604 ///
4605 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4606 /// template-id we are checking.
4607 ///
4608 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4609 /// terminates the template-id.
4610 ///
4611 /// \param Param the template template parameter whose default we are
4612 /// substituting into.
4613 ///
4614 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4615 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4616 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4617 static TypeSourceInfo *
4618 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4619                              TemplateDecl *Template,
4620                              SourceLocation TemplateLoc,
4621                              SourceLocation RAngleLoc,
4622                              TemplateTypeParmDecl *Param,
4623                              SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4624   TypeSourceInfo *ArgType = Param->getDefaultArgumentInfo();
4625
4626   // If the argument type is dependent, instantiate it now based
4627   // on the previously-computed template arguments.
4628   if (ArgType->getType()->isInstantiationDependentType()) {
4629     Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
4630                                      Param, Template, Converted,
4631                                      SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4632     if (Inst.isInvalid())
4633       return nullptr;
4634
4635     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4636
4637     // Only substitute for the innermost template argument list.
4638     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4639     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4640     for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4641       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4642
4643     Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
4644     ArgType =
4645         SemaRef.SubstType(ArgType, TemplateArgLists,
4646                           Param->getDefaultArgumentLoc(), Param->getDeclName());
4647   }
4648
4649   return ArgType;
4650 }
4651
4652 /// Substitute template arguments into the default template argument for
4653 /// the given non-type template parameter.
4654 ///
4655 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4656 /// the substitution.
4657 ///
4658 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4659 /// for.
4660 ///
4661 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4662 /// template-id we are checking.
4663 ///
4664 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4665 /// terminates the template-id.
4666 ///
4667 /// \param Param the non-type template parameter whose default we are
4668 /// substituting into.
4669 ///
4670 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4671 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4672 ///
4673 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4674 static ExprResult
4675 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4676                              TemplateDecl *Template,
4677                              SourceLocation TemplateLoc,
4678                              SourceLocation RAngleLoc,
4679                              NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4680                         SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
4681   Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
4682                                    Param, Template, Converted,
4683                                    SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4684   if (Inst.isInvalid())
4685     return ExprError();
4686
4687   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4688
4689   // Only substitute for the innermost template argument list.
4690   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4691   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4692   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4693     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4694
4695   Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
4696   EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
4697       SemaRef, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
4698   return SemaRef.SubstExpr(Param->getDefaultArgument(), TemplateArgLists);
4699 }
4700
4701 /// Substitute template arguments into the default template argument for
4702 /// the given template template parameter.
4703 ///
4704 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
4705 /// the substitution.
4706 ///
4707 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
4708 /// for.
4709 ///
4710 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
4711 /// template-id we are checking.
4712 ///
4713 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
4714 /// terminates the template-id.
4715 ///
4716 /// \param Param the template template parameter whose default we are
4717 /// substituting into.
4718 ///
4719 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
4720 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
4721 ///
4722 /// \param QualifierLoc Will be set to the nested-name-specifier (with
4723 /// source-location information) that precedes the template name.
4724 ///
4725 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
4726 static TemplateName
4727 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
4728                              TemplateDecl *Template,
4729                              SourceLocation TemplateLoc,
4730                              SourceLocation RAngleLoc,
4731                              TemplateTemplateParmDecl *Param,
4732                        SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4733                              NestedNameSpecifierLoc &QualifierLoc) {
4734   Sema::InstantiatingTemplate Inst(
4735       SemaRef, TemplateLoc, TemplateParameter(Param), Template, Converted,
4736       SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4737   if (Inst.isInvalid())
4738     return TemplateName();
4739
4740   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
4741
4742   // Only substitute for the innermost template argument list.
4743   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
4744   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
4745   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
4746     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
4747
4748   Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
4749   // Substitute into the nested-name-specifier first,
4750   QualifierLoc = Param->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc();
4751   if (QualifierLoc) {
4752     QualifierLoc =
4753         SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc, TemplateArgLists);
4754     if (!QualifierLoc)
4755       return TemplateName();
4756   }
4757
4758   return SemaRef.SubstTemplateName(
4759              QualifierLoc,
4760              Param->getDefaultArgument().getArgument().getAsTemplate(),
4761              Param->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc(),
4762              TemplateArgLists);
4763 }
4764
4765 /// If the given template parameter has a default template
4766 /// argument, substitute into that default template argument and
4767 /// return the corresponding template argument.
4768 TemplateArgumentLoc
4769 Sema::SubstDefaultTemplateArgumentIfAvailable(TemplateDecl *Template,
4770                                               SourceLocation TemplateLoc,
4771                                               SourceLocation RAngleLoc,
4772                                               Decl *Param,
4773                                               SmallVectorImpl<TemplateArgument>
4774                                                 &Converted,
4775                                               bool &HasDefaultArg) {
4776   HasDefaultArg = false;
4777
4778   if (TemplateTypeParmDecl *TypeParm = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
4779     if (!hasVisibleDefaultArgument(TypeParm))
4780       return TemplateArgumentLoc();
4781
4782     HasDefaultArg = true;
4783     TypeSourceInfo *DI = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4784                                                       TemplateLoc,
4785                                                       RAngleLoc,
4786                                                       TypeParm,
4787                                                       Converted);
4788     if (DI)
4789       return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(DI->getType()), DI);
4790
4791     return TemplateArgumentLoc();
4792   }
4793
4794   if (NonTypeTemplateParmDecl *NonTypeParm
4795         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4796     if (!hasVisibleDefaultArgument(NonTypeParm))
4797       return TemplateArgumentLoc();
4798
4799     HasDefaultArg = true;
4800     ExprResult Arg = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4801                                                   TemplateLoc,
4802                                                   RAngleLoc,
4803                                                   NonTypeParm,
4804                                                   Converted);
4805     if (Arg.isInvalid())
4806       return TemplateArgumentLoc();
4807
4808     Expr *ArgE = Arg.getAs<Expr>();
4809     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgE), ArgE);
4810   }
4811
4812   TemplateTemplateParmDecl *TempTempParm
4813     = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
4814   if (!hasVisibleDefaultArgument(TempTempParm))
4815     return TemplateArgumentLoc();
4816
4817   HasDefaultArg = true;
4818   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
4819   TemplateName TName = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
4820                                                     TemplateLoc,
4821                                                     RAngleLoc,
4822                                                     TempTempParm,
4823                                                     Converted,
4824                                                     QualifierLoc);
4825   if (TName.isNull())
4826     return TemplateArgumentLoc();
4827
4828   return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(TName),
4829                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc(),
4830                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
4831 }
4832
4833 /// Convert a template-argument that we parsed as a type into a template, if
4834 /// possible. C++ permits injected-class-names to perform dual service as
4835 /// template template arguments and as template type arguments.
4836 static TemplateArgumentLoc convertTypeTemplateArgumentToTemplate(TypeLoc TLoc) {
4837   // Extract and step over any surrounding nested-name-specifier.
4838   NestedNameSpecifierLoc QualLoc;
4839   if (auto ETLoc = TLoc.getAs<ElaboratedTypeLoc>()) {
4840     if (ETLoc.getTypePtr()->getKeyword() != ETK_None)
4841       return TemplateArgumentLoc();
4842
4843     QualLoc = ETLoc.getQualifierLoc();
4844     TLoc = ETLoc.getNamedTypeLoc();
4845   }
4846
4847   // If this type was written as an injected-class-name, it can be used as a
4848   // template template argument.
4849   if (auto InjLoc = TLoc.getAs<InjectedClassNameTypeLoc>())
4850     return TemplateArgumentLoc(InjLoc.getTypePtr()->getTemplateName(),
4851                                QualLoc, InjLoc.getNameLoc());
4852
4853   // If this type was written as an injected-class-name, it may have been
4854   // converted to a RecordType during instantiation. If the RecordType is
4855   // *not* wrapped in a TemplateSpecializationType and denotes a class
4856   // template specialization, it must have come from an injected-class-name.
4857   if (auto RecLoc = TLoc.getAs<RecordTypeLoc>())
4858     if (auto *CTSD =
4859             dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(RecLoc.getDecl()))
4860       return TemplateArgumentLoc(TemplateName(CTSD->getSpecializedTemplate()),
4861                                  QualLoc, RecLoc.getNameLoc());
4862
4863   return TemplateArgumentLoc();
4864 }
4865
4866 /// Check that the given template argument corresponds to the given
4867 /// template parameter.
4868 ///
4869 /// \param Param The template parameter against which the argument will be
4870 /// checked.
4871 ///
4872 /// \param Arg The template argument, which may be updated due to conversions.
4873 ///
4874 /// \param Template The template in which the template argument resides.
4875 ///
4876 /// \param TemplateLoc The location of the template name for the template
4877 /// whose argument list we're matching.
4878 ///
4879 /// \param RAngleLoc The location of the right angle bracket ('>') that closes
4880 /// the template argument list.
4881 ///
4882 /// \param ArgumentPackIndex The index into the argument pack where this
4883 /// argument will be placed. Only valid if the parameter is a parameter pack.
4884 ///
4885 /// \param Converted The checked, converted argument will be added to the
4886 /// end of this small vector.
4887 ///
4888 /// \param CTAK Describes how we arrived at this particular template argument:
4889 /// explicitly written, deduced, etc.
4890 ///
4891 /// \returns true on error, false otherwise.
4892 bool Sema::CheckTemplateArgument(NamedDecl *Param,
4893                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
4894                                  NamedDecl *Template,
4895                                  SourceLocation TemplateLoc,
4896                                  SourceLocation RAngleLoc,
4897                                  unsigned ArgumentPackIndex,
4898                             SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
4899                                  CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
4900   // Check template type parameters.
4901   if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param))
4902     return CheckTemplateTypeArgument(TTP, Arg, Converted);
4903
4904   // Check non-type template parameters.
4905   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
4906     // Do substitution on the type of the non-type template parameter
4907     // with the template arguments we've seen thus far.  But if the
4908     // template has a dependent context then we cannot substitute yet.
4909     QualType NTTPType = NTTP->getType();
4910     if (NTTP->isParameterPack() && NTTP->isExpandedParameterPack())
4911       NTTPType = NTTP->getExpansionType(ArgumentPackIndex);
4912
4913     // FIXME: Do we need to substitute into parameters here if they're
4914     // instantiation-dependent but not dependent?
4915     if (NTTPType->isDependentType() &&
4916         !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
4917         !Template->getDeclContext()->isDependentContext()) {
4918       // Do substitution on the type of the non-type template parameter.
4919       InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
4920                                  NTTP, Converted,
4921                                  SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
4922       if (Inst.isInvalid())
4923         return true;
4924
4925       TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
4926                                         Converted);
4927
4928       // If the parameter is a pack expansion, expand this slice of the pack.
4929       if (auto *PET = NTTPType->getAs<PackExpansionType>()) {
4930         Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(*this,
4931                                                            ArgumentPackIndex);
4932         NTTPType = SubstType(PET->getPattern(),
4933                              MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs),
4934                              NTTP->getLocation(),
4935                              NTTP->getDeclName());
4936       } else {
4937         NTTPType = SubstType(NTTPType,
4938                              MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs),
4939                              NTTP->getLocation(),
4940                              NTTP->getDeclName());
4941       }
4942
4943       // If that worked, check the non-type template parameter type
4944       // for validity.
4945       if (!NTTPType.isNull())
4946         NTTPType = CheckNonTypeTemplateParameterType(NTTPType,
4947                                                      NTTP->getLocation());
4948       if (NTTPType.isNull())
4949         return true;
4950     }
4951
4952     switch (Arg.getArgument().getKind()) {
4953     case TemplateArgument::Null:
4954       llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
4955
4956     case TemplateArgument::Expression: {
4957       TemplateArgument Result;
4958       unsigned CurSFINAEErrors = NumSFINAEErrors;
4959       ExprResult Res =
4960         CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, Arg.getArgument().getAsExpr(),
4961                               Result, CTAK);
4962       if (Res.isInvalid())
4963         return true;
4964       // If the current template argument causes an error, give up now.
4965       if (CurSFINAEErrors < NumSFINAEErrors)
4966         return true;
4967
4968       // If the resulting expression is new, then use it in place of the
4969       // old expression in the template argument.
4970       if (Res.get() != Arg.getArgument().getAsExpr()) {
4971         TemplateArgument TA(Res.get());
4972         Arg = TemplateArgumentLoc(TA, Res.get());
4973       }
4974
4975       Converted.push_back(Result);
4976       break;
4977     }
4978
4979     case TemplateArgument::Declaration:
4980     case TemplateArgument::Integral:
4981     case TemplateArgument::NullPtr:
4982       // We've already checked this template argument, so just copy
4983       // it to the list of converted arguments.
4984       Converted.push_back(Arg.getArgument());
4985       break;
4986
4987     case TemplateArgument::Template:
4988     case TemplateArgument::TemplateExpansion:
4989       // We were given a template template argument. It may not be ill-formed;
4990       // see below.
4991       if (DependentTemplateName *DTN
4992             = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern()
4993                                               .getAsDependentTemplateName()) {
4994         // We have a template argument such as \c T::template X, which we
4995         // parsed as a template template argument. However, since we now
4996         // know that we need a non-type template argument, convert this
4997         // template name into an expression.
4998
4999         DeclarationNameInfo NameInfo(DTN->getIdentifier(),
5000                                      Arg.getTemplateNameLoc());
5001
5002         CXXScopeSpec SS;
5003         SS.Adopt(Arg.getTemplateQualifierLoc());
5004         // FIXME: the template-template arg was a DependentTemplateName,
5005         // so it was provided with a template keyword. However, its source
5006         // location is not stored in the template argument structure.
5007         SourceLocation TemplateKWLoc;
5008         ExprResult E = DependentScopeDeclRefExpr::Create(
5009             Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
5010             nullptr);
5011
5012         // If we parsed the template argument as a pack expansion, create a
5013         // pack expansion expression.
5014         if (Arg.getArgument().getKind() == TemplateArgument::TemplateExpansion){
5015           E = ActOnPackExpansion(E.get(), Arg.getTemplateEllipsisLoc());
5016           if (E.isInvalid())
5017             return true;
5018         }
5019
5020         TemplateArgument Result;
5021         E = CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, E.get(), Result);
5022         if (E.isInvalid())
5023           return true;
5024
5025         Converted.push_back(Result);
5026         break;
5027       }
5028
5029       // We have a template argument that actually does refer to a class
5030       // template, alias template, or template template parameter, and
5031       // therefore cannot be a non-type template argument.
5032       Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_expr)
5033         << Arg.getSourceRange();
5034
5035       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5036       return true;
5037
5038     case TemplateArgument::Type: {
5039       // We have a non-type template parameter but the template
5040       // argument is a type.
5041
5042       // C++ [temp.arg]p2:
5043       //   In a template-argument, an ambiguity between a type-id and
5044       //   an expression is resolved to a type-id, regardless of the
5045       //   form of the corresponding template-parameter.
5046       //
5047       // We warn specifically about this case, since it can be rather
5048       // confusing for users.
5049       QualType T = Arg.getArgument().getAsType();
5050       SourceRange SR = Arg.getSourceRange();
5051       if (T->isFunctionType())
5052         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_nontype_ambig) << SR << T;
5053       else
5054         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_expr) << SR;
5055       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5056       return true;
5057     }
5058
5059     case TemplateArgument::Pack:
5060       llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
5061     }
5062
5063     return false;
5064   }
5065
5066
5067   // Check template template parameters.
5068   TemplateTemplateParmDecl *TempParm = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
5069
5070   TemplateParameterList *Params = TempParm->getTemplateParameters();
5071   if (TempParm->isExpandedParameterPack())
5072     Params = TempParm->getExpansionTemplateParameters(ArgumentPackIndex);
5073
5074   // Substitute into the template parameter list of the template
5075   // template parameter, since previously-supplied template arguments
5076   // may appear within the template template parameter.
5077   //
5078   // FIXME: Skip this if the parameters aren't instantiation-dependent.
5079   {
5080     // Set up a template instantiation context.
5081     LocalInstantiationScope Scope(*this);
5082     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
5083                                TempParm, Converted,
5084                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
5085     if (Inst.isInvalid())
5086       return true;
5087
5088     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack, Converted);
5089     Params = SubstTemplateParams(Params, CurContext,
5090                                  MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs));
5091     if (!Params)
5092       return true;
5093   }
5094
5095   // C++1z [temp.local]p1: (DR1004)
5096   //   When [the injected-class-name] is used [...] as a template-argument for
5097   //   a template template-parameter [...] it refers to the class template
5098   //   itself.
5099   if (Arg.getArgument().getKind() == TemplateArgument::Type) {
5100     TemplateArgumentLoc ConvertedArg = convertTypeTemplateArgumentToTemplate(
5101         Arg.getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
5102     if (!ConvertedArg.getArgument().isNull())
5103       Arg = ConvertedArg;
5104   }
5105
5106   switch (Arg.getArgument().getKind()) {
5107   case TemplateArgument::Null:
5108     llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
5109
5110   case TemplateArgument::Template:
5111   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
5112     if (CheckTemplateTemplateArgument(Params, Arg))
5113       return true;
5114
5115     Converted.push_back(Arg.getArgument());
5116     break;
5117
5118   case TemplateArgument::Expression:
5119   case TemplateArgument::Type:
5120     // We have a template template parameter but the template
5121     // argument does not refer to a template.
5122     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_template)
5123       << getLangOpts().CPlusPlus11;
5124     return true;
5125
5126   case TemplateArgument::Declaration:
5127     llvm_unreachable("Declaration argument with template template parameter");
5128   case TemplateArgument::Integral:
5129     llvm_unreachable("Integral argument with template template parameter");
5130   case TemplateArgument::NullPtr:
5131     llvm_unreachable("Null pointer argument with template template parameter");
5132
5133   case TemplateArgument::Pack:
5134     llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
5135   }
5136
5137   return false;
5138 }
5139
5140 /// Check whether the template parameter is a pack expansion, and if so,
5141 /// determine the number of parameters produced by that expansion. For instance:
5142 ///
5143 /// \code
5144 /// template<typename ...Ts> struct A {
5145 ///   template<Ts ...NTs, template<Ts> class ...TTs, typename ...Us> struct B;
5146 /// };
5147 /// \endcode
5148 ///
5149 /// In \c A<int,int>::B, \c NTs and \c TTs have expanded pack size 2, and \c Us
5150 /// is not a pack expansion, so returns an empty Optional.
5151 static Optional<unsigned> getExpandedPackSize(NamedDecl *Param) {
5152   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
5153         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
5154     if (NTTP->isExpandedParameterPack())
5155       return NTTP->getNumExpansionTypes();
5156   }
5157
5158   if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
5159         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
5160     if (TTP->isExpandedParameterPack())
5161       return TTP->getNumExpansionTemplateParameters();
5162   }
5163
5164   return None;
5165 }
5166
5167 /// Diagnose a missing template argument.
5168 template<typename TemplateParmDecl>
5169 static bool diagnoseMissingArgument(Sema &S, SourceLocation Loc,
5170                                     TemplateDecl *TD,
5171                                     const TemplateParmDecl *D,
5172                                     TemplateArgumentListInfo &Args) {
5173   // Dig out the most recent declaration of the template parameter; there may be
5174   // declarations of the template that are more recent than TD.
5175   D = cast<TemplateParmDecl>(cast<TemplateDecl>(TD->getMostRecentDecl())
5176                                  ->getTemplateParameters()
5177                                  ->getParam(D->getIndex()));
5178
5179   // If there's a default argument that's not visible, diagnose that we're
5180   // missing a module import.
5181   llvm::SmallVector<Module*, 8> Modules;
5182   if (D->hasDefaultArgument() && !S.hasVisibleDefaultArgument(D, &Modules)) {
5183     S.diagnoseMissingImport(Loc, cast<NamedDecl>(TD),
5184                             D->getDefaultArgumentLoc(), Modules,
5185                             Sema::MissingImportKind::DefaultArgument,
5186                             /*Recover*/true);
5187     return true;
5188   }
5189
5190   // FIXME: If there's a more recent default argument that *is* visible,
5191   // diagnose that it was declared too late.
5192
5193   TemplateParameterList *Params = TD->getTemplateParameters();
5194
5195   S.Diag(Loc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
5196     << /*not enough args*/0
5197     << (int)S.getTemplateNameKindForDiagnostics(TemplateName(TD))
5198     << TD;
5199   S.Diag(TD->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
5200     << Params->getSourceRange();
5201   return true;
5202 }
5203
5204 /// Check that the given template argument list is well-formed
5205 /// for specializing the given template.
5206 bool Sema::CheckTemplateArgumentList(
5207     TemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
5208     TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs, bool PartialTemplateArgs,
5209     SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
5210     bool UpdateArgsWithConversions) {
5211   // Make a copy of the template arguments for processing.  Only make the
5212   // changes at the end when successful in matching the arguments to the
5213   // template.
5214   TemplateArgumentListInfo NewArgs = TemplateArgs;
5215
5216   // Make sure we get the template parameter list from the most
5217   // recentdeclaration, since that is the only one that has is guaranteed to
5218   // have all the default template argument information.
5219   TemplateParameterList *Params =
5220       cast<TemplateDecl>(Template->getMostRecentDecl())
5221           ->getTemplateParameters();
5222
5223   SourceLocation RAngleLoc = NewArgs.getRAngleLoc();
5224
5225   // C++ [temp.arg]p1:
5226   //   [...] The type and form of each template-argument specified in
5227   //   a template-id shall match the type and form specified for the
5228   //   corresponding parameter declared by the template in its
5229   //   template-parameter-list.
5230   bool isTemplateTemplateParameter = isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template);
5231   SmallVector<TemplateArgument, 2> ArgumentPack;
5232   unsigned ArgIdx = 0, NumArgs = NewArgs.size();
5233   LocalInstantiationScope InstScope(*this, true);
5234   for (TemplateParameterList::iterator Param = Params->begin(),
5235                                        ParamEnd = Params->end();
5236        Param != ParamEnd; /* increment in loop */) {
5237     // If we have an expanded parameter pack, make sure we don't have too
5238     // many arguments.
5239     if (Optional<unsigned> Expansions = getExpandedPackSize(*Param)) {
5240       if (*Expansions == ArgumentPack.size()) {
5241         // We're done with this parameter pack. Pack up its arguments and add
5242         // them to the list.
5243         Converted.push_back(
5244             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
5245         ArgumentPack.clear();
5246
5247         // This argument is assigned to the next parameter.
5248         ++Param;
5249         continue;
5250       } else if (ArgIdx == NumArgs && !PartialTemplateArgs) {
5251         // Not enough arguments for this parameter pack.
5252         Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
5253           << /*not enough args*/0
5254           << (int)getTemplateNameKindForDiagnostics(TemplateName(Template))
5255           << Template;
5256         Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
5257           << Params->getSourceRange();
5258         return true;
5259       }
5260     }
5261
5262     if (ArgIdx < NumArgs) {
5263       // Check the template argument we were given.
5264       if (CheckTemplateArgument(*Param, NewArgs[ArgIdx], Template,
5265                                 TemplateLoc, RAngleLoc,
5266                                 ArgumentPack.size(), Converted))
5267         return true;
5268
5269       bool PackExpansionIntoNonPack =
5270           NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion() &&
5271           (!(*Param)->isTemplateParameterPack() || getExpandedPackSize(*Param));
5272       if (PackExpansionIntoNonPack && isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
5273         // Core issue 1430: we have a pack expansion as an argument to an
5274         // alias template, and it's not part of a parameter pack. This
5275         // can't be canonicalized, so reject it now.
5276         Diag(NewArgs[ArgIdx].getLocation(),
5277              diag::err_alias_template_expansion_into_fixed_list)
5278           << NewArgs[ArgIdx].getSourceRange();
5279         Diag((*Param)->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5280         return true;
5281       }
5282
5283       // We're now done with this argument.
5284       ++ArgIdx;
5285
5286       if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
5287         // The template parameter was a template parameter pack, so take the
5288         // deduced argument and place it on the argument pack. Note that we
5289         // stay on the same template parameter so that we can deduce more
5290         // arguments.
5291         ArgumentPack.push_back(Converted.pop_back_val());
5292       } else {
5293         // Move to the next template parameter.
5294         ++Param;
5295       }
5296
5297       // If we just saw a pack expansion into a non-pack, then directly convert
5298       // the remaining arguments, because we don't know what parameters they'll
5299       // match up with.
5300       if (PackExpansionIntoNonPack) {
5301         if (!ArgumentPack.empty()) {
5302           // If we were part way through filling in an expanded parameter pack,
5303           // fall back to just producing individual arguments.
5304           Converted.insert(Converted.end(),
5305                            ArgumentPack.begin(), ArgumentPack.end());
5306           ArgumentPack.clear();
5307         }
5308
5309         while (ArgIdx < NumArgs) {
5310           Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx].getArgument());
5311           ++ArgIdx;
5312         }
5313
5314         return false;
5315       }
5316
5317       continue;
5318     }
5319
5320     // If we're checking a partial template argument list, we're done.
5321     if (PartialTemplateArgs) {
5322       if ((*Param)->isTemplateParameterPack() && !ArgumentPack.empty())
5323         Converted.push_back(
5324             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
5325
5326       return false;
5327     }
5328
5329     // If we have a template parameter pack with no more corresponding
5330     // arguments, just break out now and we'll fill in the argument pack below.
5331     if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
5332       assert(!getExpandedPackSize(*Param) &&
5333              "Should have dealt with this already");
5334
5335       // A non-expanded parameter pack before the end of the parameter list
5336       // only occurs for an ill-formed template parameter list, unless we've
5337       // got a partial argument list for a function template, so just bail out.
5338       if (Param + 1 != ParamEnd)
5339         return true;
5340
5341       Converted.push_back(
5342           TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
5343       ArgumentPack.clear();
5344
5345       ++Param;
5346       continue;
5347     }
5348
5349     // Check whether we have a default argument.
5350     TemplateArgumentLoc Arg;
5351
5352     // Retrieve the default template argument from the template
5353     // parameter. For each kind of template parameter, we substitute the
5354     // template arguments provided thus far and any "outer" template arguments
5355     // (when the template parameter was part of a nested template) into
5356     // the default argument.
5357     if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*Param)) {
5358       if (!hasVisibleDefaultArgument(TTP))
5359         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TTP,
5360                                        NewArgs);
5361
5362       TypeSourceInfo *ArgType = SubstDefaultTemplateArgument(*this,
5363                                                              Template,
5364                                                              TemplateLoc,
5365                                                              RAngleLoc,
5366                                                              TTP,
5367                                                              Converted);
5368       if (!ArgType)
5369         return true;
5370
5371       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType->getType()),
5372                                 ArgType);
5373     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
5374                  = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*Param)) {
5375       if (!hasVisibleDefaultArgument(NTTP))
5376         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, NTTP,
5377                                        NewArgs);
5378
5379       ExprResult E = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
5380                                                               TemplateLoc,
5381                                                               RAngleLoc,
5382                                                               NTTP,
5383                                                               Converted);
5384       if (E.isInvalid())
5385         return true;
5386
5387       Expr *Ex = E.getAs<Expr>();
5388       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Ex), Ex);
5389     } else {
5390       TemplateTemplateParmDecl *TempParm
5391         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*Param);
5392
5393       if (!hasVisibleDefaultArgument(TempParm))
5394         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TempParm,
5395                                        NewArgs);
5396
5397       NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
5398       TemplateName Name = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
5399                                                        TemplateLoc,
5400                                                        RAngleLoc,
5401                                                        TempParm,
5402                                                        Converted,
5403                                                        QualifierLoc);
5404       if (Name.isNull())
5405         return true;
5406
5407       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Name), QualifierLoc,
5408                            TempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
5409     }
5410
5411     // Introduce an instantiation record that describes where we are using
5412     // the default template argument. We're not actually instantiating a
5413     // template here, we just create this object to put a note into the
5414     // context stack.
5415     InstantiatingTemplate Inst(*this, RAngleLoc, Template, *Param, Converted,
5416                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
5417     if (Inst.isInvalid())
5418       return true;
5419
5420     // Check the default template argument.
5421     if (CheckTemplateArgument(*Param, Arg, Template, TemplateLoc,
5422                               RAngleLoc, 0, Converted))
5423       return true;
5424
5425     // Core issue 150 (assumed resolution): if this is a template template
5426     // parameter, keep track of the default template arguments from the
5427     // template definition.
5428     if (isTemplateTemplateParameter)
5429       NewArgs.addArgument(Arg);
5430
5431     // Move to the next template parameter and argument.
5432     ++Param;
5433     ++ArgIdx;
5434   }
5435
5436   // If we're performing a partial argument substitution, allow any trailing
5437   // pack expansions; they might be empty. This can happen even if
5438   // PartialTemplateArgs is false (the list of arguments is complete but
5439   // still dependent).
5440   if (ArgIdx < NumArgs && CurrentInstantiationScope &&
5441       CurrentInstantiationScope->getPartiallySubstitutedPack()) {
5442     while (ArgIdx < NumArgs && NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion())
5443       Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx++].getArgument());
5444   }
5445
5446   // If we have any leftover arguments, then there were too many arguments.
5447   // Complain and fail.
5448   if (ArgIdx < NumArgs) {
5449     Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
5450         << /*too many args*/1
5451         << (int)getTemplateNameKindForDiagnostics(TemplateName(Template))
5452         << Template
5453         << SourceRange(NewArgs[ArgIdx].getLocation(), NewArgs.getRAngleLoc());
5454     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
5455         << Params->getSourceRange();
5456     return true;
5457   }
5458
5459   // No problems found with the new argument list, propagate changes back
5460   // to caller.
5461   if (UpdateArgsWithConversions)
5462     TemplateArgs = std::move(NewArgs);
5463
5464   return false;
5465 }
5466
5467 namespace {
5468   class UnnamedLocalNoLinkageFinder
5469     : public TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool>
5470   {
5471     Sema &S;
5472     SourceRange SR;
5473
5474     typedef TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool> inherited;
5475
5476   public:
5477     UnnamedLocalNoLinkageFinder(Sema &S, SourceRange SR) : S(S), SR(SR) { }
5478
5479     bool Visit(QualType T) {
5480       return T.isNull() ? false : inherited::Visit(T.getTypePtr());
5481     }
5482
5483 #define TYPE(Class, Parent) \
5484     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *);
5485 #define ABSTRACT_TYPE(Class, Parent) \
5486     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
5487 #define NON_CANONICAL_TYPE(Class, Parent) \
5488     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
5489 #include "clang/AST/TypeNodes.def"
5490
5491     bool VisitTagDecl(const TagDecl *Tag);
5492     bool VisitNestedNameSpecifier(NestedNameSpecifier *NNS);
5493   };
5494 } // end anonymous namespace
5495
5496 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBuiltinType(const BuiltinType*) {
5497   return false;
5498 }
5499
5500 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitComplexType(const ComplexType* T) {
5501   return Visit(T->getElementType());
5502 }
5503
5504 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPointerType(const PointerType* T) {
5505   return Visit(T->getPointeeType());
5506 }
5507
5508 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBlockPointerType(
5509                                                     const BlockPointerType* T) {
5510   return Visit(T->getPointeeType());
5511 }
5512
5513 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitLValueReferenceType(
5514                                                 const LValueReferenceType* T) {
5515   return Visit(T->getPointeeType());
5516 }
5517
5518 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRValueReferenceType(
5519                                                 const RValueReferenceType* T) {
5520   return Visit(T->getPointeeType());
5521 }
5522
5523 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitMemberPointerType(
5524                                                   const MemberPointerType* T) {
5525   return Visit(T->getPointeeType()) || Visit(QualType(T->getClass(), 0));
5526 }
5527
5528 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitConstantArrayType(
5529                                                   const ConstantArrayType* T) {
5530   return Visit(T->getElementType());
5531 }
5532
5533 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitIncompleteArrayType(
5534                                                  const IncompleteArrayType* T) {
5535   return Visit(T->getElementType());
5536 }
5537
5538 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVariableArrayType(
5539                                                    const VariableArrayType* T) {
5540   return Visit(T->getElementType());
5541 }
5542
5543 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedArrayType(
5544                                             const DependentSizedArrayType* T) {
5545   return Visit(T->getElementType());
5546 }
5547
5548 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedExtVectorType(
5549                                          const DependentSizedExtVectorType* T) {
5550   return Visit(T->getElementType());
5551 }
5552
5553 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentAddressSpaceType(
5554     const DependentAddressSpaceType *T) {
5555   return Visit(T->getPointeeType());
5556 }
5557
5558 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVectorType(const VectorType* T) {
5559   return Visit(T->getElementType());
5560 }
5561
5562 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentVectorType(
5563     const DependentVectorType *T) {
5564   return Visit(T->getElementType());
5565 }
5566
5567 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitExtVectorType(const ExtVectorType* T) {
5568   return Visit(T->getElementType());
5569 }
5570
5571 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionProtoType(
5572                                                   const FunctionProtoType* T) {
5573   for (const auto &A : T->param_types()) {
5574     if (Visit(A))
5575       return true;
5576   }
5577
5578   return Visit(T->getReturnType());
5579 }
5580
5581 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionNoProtoType(
5582                                                const FunctionNoProtoType* T) {
5583   return Visit(T->getReturnType());
5584 }
5585
5586 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnresolvedUsingType(
5587                                                   const UnresolvedUsingType*) {
5588   return false;
5589 }
5590
5591 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfExprType(const TypeOfExprType*) {
5592   return false;
5593 }
5594
5595 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfType(const TypeOfType* T) {
5596   return Visit(T->getUnderlyingType());
5597 }
5598
5599 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDecltypeType(const DecltypeType*) {
5600   return false;
5601 }
5602
5603 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnaryTransformType(
5604                                                     const UnaryTransformType*) {
5605   return false;
5606 }
5607
5608 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAutoType(const AutoType *T) {
5609   return Visit(T->getDeducedType());
5610 }
5611
5612 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDeducedTemplateSpecializationType(
5613     const DeducedTemplateSpecializationType *T) {
5614   return Visit(T->getDeducedType());
5615 }
5616
5617 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRecordType(const RecordType* T) {
5618   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5619 }
5620
5621 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitEnumType(const EnumType* T) {
5622   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5623 }
5624
5625 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateTypeParmType(
5626                                                  const TemplateTypeParmType*) {
5627   return false;
5628 }
5629
5630 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitSubstTemplateTypeParmPackType(
5631                                         const SubstTemplateTypeParmPackType *) {
5632   return false;
5633 }
5634
5635 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateSpecializationType(
5636                                             const TemplateSpecializationType*) {
5637   return false;
5638 }
5639
5640 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitInjectedClassNameType(
5641                                               const InjectedClassNameType* T) {
5642   return VisitTagDecl(T->getDecl());
5643 }
5644
5645 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentNameType(
5646                                                    const DependentNameType* T) {
5647   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
5648 }
5649
5650 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentTemplateSpecializationType(
5651                                  const DependentTemplateSpecializationType* T) {
5652   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
5653 }
5654
5655 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPackExpansionType(
5656                                                    const PackExpansionType* T) {
5657   return Visit(T->getPattern());
5658 }
5659
5660 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectType(const ObjCObjectType *) {
5661   return false;
5662 }
5663
5664 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCInterfaceType(
5665                                                    const ObjCInterfaceType *) {
5666   return false;
5667 }
5668
5669 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectPointerType(
5670                                                 const ObjCObjectPointerType *) {
5671   return false;
5672 }
5673
5674 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAtomicType(const AtomicType* T) {
5675   return Visit(T->getValueType());
5676 }
5677
5678 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPipeType(const PipeType* T) {
5679   return false;
5680 }
5681
5682 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTagDecl(const TagDecl *Tag) {
5683   if (Tag->getDeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
5684     S.Diag(SR.getBegin(),
5685            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5686              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_local_type :
5687              diag::ext_template_arg_local_type)
5688       << S.Context.getTypeDeclType(Tag) << SR;
5689     return true;
5690   }
5691
5692   if (!Tag->hasNameForLinkage()) {
5693     S.Diag(SR.getBegin(),
5694            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
5695              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_unnamed_type :
5696              diag::ext_template_arg_unnamed_type) << SR;
5697     S.Diag(Tag->getLocation(), diag::note_template_unnamed_type_here);
5698     return true;
5699   }
5700
5701   return false;
5702 }
5703
5704 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitNestedNameSpecifier(
5705                                                     NestedNameSpecifier *NNS) {
5706   if (NNS->getPrefix() && VisitNestedNameSpecifier(NNS->getPrefix()))
5707     return true;
5708
5709   switch (NNS->getKind()) {
5710   case NestedNameSpecifier::Identifier:
5711   case NestedNameSpecifier::Namespace:
5712   case NestedNameSpecifier::NamespaceAlias:
5713   case NestedNameSpecifier::Global:
5714   case NestedNameSpecifier::Super:
5715     return false;
5716
5717   case NestedNameSpecifier::TypeSpec:
5718   case NestedNameSpecifier::TypeSpecWithTemplate:
5719     return Visit(QualType(NNS->getAsType(), 0));
5720   }
5721   llvm_unreachable("Invalid NestedNameSpecifier::Kind!");
5722 }
5723
5724 /// Check a template argument against its corresponding
5725 /// template type parameter.
5726 ///
5727 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.type]. It
5728 /// returns true if an error occurred, and false otherwise.
5729 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
5730                                  TypeSourceInfo *ArgInfo) {
5731   assert(ArgInfo && "invalid TypeSourceInfo");
5732   QualType Arg = ArgInfo->getType();
5733   SourceRange SR = ArgInfo->getTypeLoc().getSourceRange();
5734
5735   if (Arg->isVariablyModifiedType()) {
5736     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_variably_modified_template_arg) << Arg;
5737   } else if (Context.hasSameUnqualifiedType(Arg, Context.OverloadTy)) {
5738     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_overload_type) << SR;
5739   }
5740
5741   // C++03 [temp.arg.type]p2:
5742   //   A local type, a type with no linkage, an unnamed type or a type
5743   //   compounded from any of these types shall not be used as a
5744   //   template-argument for a template type-parameter.
5745   //
5746   // C++11 allows these, and even in C++03 we allow them as an extension with
5747   // a warning.
5748   if (LangOpts.CPlusPlus11 || Arg->hasUnnamedOrLocalType()) {
5749     UnnamedLocalNoLinkageFinder Finder(*this, SR);
5750     (void)Finder.Visit(Context.getCanonicalType(Arg));
5751   }
5752
5753   return false;
5754 }
5755
5756 enum NullPointerValueKind {
5757   NPV_NotNullPointer,
5758   NPV_NullPointer,
5759   NPV_Error
5760 };
5761
5762 /// Determine whether the given template argument is a null pointer
5763 /// value of the appropriate type.
5764 static NullPointerValueKind
5765 isNullPointerValueTemplateArgument(Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5766                                    QualType ParamType, Expr *Arg,
5767                                    Decl *Entity = nullptr) {
5768   if (Arg->isValueDependent() || Arg->isTypeDependent())
5769     return NPV_NotNullPointer;
5770
5771   // dllimport'd entities aren't constant but are available inside of template
5772   // arguments.
5773   if (Entity && Entity->hasAttr<DLLImportAttr>())
5774     return NPV_NotNullPointer;
5775
5776   if (!S.isCompleteType(Arg->getExprLoc(), ParamType))
5777     llvm_unreachable(
5778         "Incomplete parameter type in isNullPointerValueTemplateArgument!");
5779
5780   if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
5781     return NPV_NotNullPointer;
5782
5783   // Determine whether we have a constant expression.
5784   ExprResult ArgRV = S.DefaultFunctionArrayConversion(Arg);
5785   if (ArgRV.isInvalid())
5786     return NPV_Error;
5787   Arg = ArgRV.get();
5788
5789   Expr::EvalResult EvalResult;
5790   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Notes;
5791   EvalResult.Diag = &Notes;
5792   if (!Arg->EvaluateAsRValue(EvalResult, S.Context) ||
5793       EvalResult.HasSideEffects) {
5794     SourceLocation DiagLoc = Arg->getExprLoc();
5795
5796     // If our only note is the usual "invalid subexpression" note, just point
5797     // the caret at its location rather than producing an essentially
5798     // redundant note.
5799     if (Notes.size() == 1 && Notes[0].second.getDiagID() ==
5800         diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr) {
5801       DiagLoc = Notes[0].first;
5802       Notes.clear();
5803     }
5804
5805     S.Diag(DiagLoc, diag::err_template_arg_not_address_constant)
5806       << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
5807     for (unsigned I = 0, N = Notes.size(); I != N; ++I)
5808       S.Diag(Notes[I].first, Notes[I].second);
5809
5810     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5811     return NPV_Error;
5812   }
5813
5814   // C++11 [temp.arg.nontype]p1:
5815   //   - an address constant expression of type std::nullptr_t
5816   if (Arg->getType()->isNullPtrType())
5817     return NPV_NullPointer;
5818
5819   //   - a constant expression that evaluates to a null pointer value (4.10); or
5820   //   - a constant expression that evaluates to a null member pointer value
5821   //     (4.11); or
5822   if ((EvalResult.Val.isLValue() && !EvalResult.Val.getLValueBase()) ||
5823       (EvalResult.Val.isMemberPointer() &&
5824        !EvalResult.Val.getMemberPointerDecl())) {
5825     // If our expression has an appropriate type, we've succeeded.
5826     bool ObjCLifetimeConversion;
5827     if (S.Context.hasSameUnqualifiedType(Arg->getType(), ParamType) ||
5828         S.IsQualificationConversion(Arg->getType(), ParamType, false,
5829                                      ObjCLifetimeConversion))
5830       return NPV_NullPointer;
5831
5832     // The types didn't match, but we know we got a null pointer; complain,
5833     // then recover as if the types were correct.
5834     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_wrongtype_null_constant)
5835       << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5836     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5837     return NPV_NullPointer;
5838   }
5839
5840   // If we don't have a null pointer value, but we do have a NULL pointer
5841   // constant, suggest a cast to the appropriate type.
5842   if (Arg->isNullPointerConstant(S.Context, Expr::NPC_NeverValueDependent)) {
5843     std::string Code = "static_cast<" + ParamType.getAsString() + ">(";
5844     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_untyped_null_constant)
5845         << ParamType << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getBeginLoc(), Code)
5846         << FixItHint::CreateInsertion(S.getLocForEndOfToken(Arg->getEndLoc()),
5847                                       ")");
5848     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5849     return NPV_NullPointer;
5850   }
5851
5852   // FIXME: If we ever want to support general, address-constant expressions
5853   // as non-type template arguments, we should return the ExprResult here to
5854   // be interpreted by the caller.
5855   return NPV_NotNullPointer;
5856 }
5857
5858 /// Checks whether the given template argument is compatible with its
5859 /// template parameter.
5860 static bool CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(
5861     Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param, QualType ParamType, Expr *ArgIn,
5862     Expr *Arg, QualType ArgType) {
5863   bool ObjCLifetimeConversion;
5864   if (ParamType->isPointerType() &&
5865       !ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType() &&
5866       S.IsQualificationConversion(ArgType, ParamType, false,
5867                                   ObjCLifetimeConversion)) {
5868     // For pointer-to-object types, qualification conversions are
5869     // permitted.
5870   } else {
5871     if (const ReferenceType *ParamRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
5872       if (!ParamRef->getPointeeType()->isFunctionType()) {
5873         // C++ [temp.arg.nontype]p5b3:
5874         //   For a non-type template-parameter of type reference to
5875         //   object, no conversions apply. The type referred to by the
5876         //   reference may be more cv-qualified than the (otherwise
5877         //   identical) type of the template- argument. The
5878         //   template-parameter is bound directly to the
5879         //   template-argument, which shall be an lvalue.
5880
5881         // FIXME: Other qualifiers?
5882         unsigned ParamQuals = ParamRef->getPointeeType().getCVRQualifiers();
5883         unsigned ArgQuals = ArgType.getCVRQualifiers();
5884
5885         if ((ParamQuals | ArgQuals) != ParamQuals) {
5886           S.Diag(Arg->getBeginLoc(),
5887                  diag::err_template_arg_ref_bind_ignores_quals)
5888               << ParamType << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
5889           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5890           return true;
5891         }
5892       }
5893     }
5894
5895     // At this point, the template argument refers to an object or
5896     // function with external linkage. We now need to check whether the
5897     // argument and parameter types are compatible.
5898     if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType,
5899                                           ParamType.getNonReferenceType())) {
5900       // We can't perform this conversion or binding.
5901       if (ParamType->isReferenceType())
5902         S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_no_ref_bind)
5903             << ParamType << ArgIn->getType() << Arg->getSourceRange();
5904       else
5905         S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_convertible)
5906             << ArgIn->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5907       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5908       return true;
5909     }
5910   }
5911
5912   return false;
5913 }
5914
5915 /// Checks whether the given template argument is the address
5916 /// of an object or function according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
5917 static bool
5918 CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(Sema &S,
5919                                                NonTypeTemplateParmDecl *Param,
5920                                                QualType ParamType,
5921                                                Expr *ArgIn,
5922                                                TemplateArgument &Converted) {
5923   bool Invalid = false;
5924   Expr *Arg = ArgIn;
5925   QualType ArgType = Arg->getType();
5926
5927   bool AddressTaken = false;
5928   SourceLocation AddrOpLoc;
5929   if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
5930     // Microsoft Visual C++ strips all casts, allows an arbitrary number of
5931     // dereference and address-of operators.
5932     Arg = Arg->IgnoreParenCasts();
5933
5934     bool ExtWarnMSTemplateArg = false;
5935     UnaryOperatorKind FirstOpKind;
5936     SourceLocation FirstOpLoc;
5937     while (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
5938       UnaryOperatorKind UnOpKind = UnOp->getOpcode();
5939       if (UnOpKind == UO_Deref)
5940         ExtWarnMSTemplateArg = true;
5941       if (UnOpKind == UO_AddrOf || UnOpKind == UO_Deref) {
5942         Arg = UnOp->getSubExpr()->IgnoreParenCasts();
5943         if (!AddrOpLoc.isValid()) {
5944           FirstOpKind = UnOpKind;
5945           FirstOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
5946         }
5947       } else
5948         break;
5949     }
5950     if (FirstOpLoc.isValid()) {
5951       if (ExtWarnMSTemplateArg)
5952         S.Diag(ArgIn->getBeginLoc(), diag::ext_ms_deref_template_argument)
5953             << ArgIn->getSourceRange();
5954
5955       if (FirstOpKind == UO_AddrOf)
5956         AddressTaken = true;
5957       else if (Arg->getType()->isPointerType()) {
5958         // We cannot let pointers get dereferenced here, that is obviously not a
5959         // constant expression.
5960         assert(FirstOpKind == UO_Deref);
5961         S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
5962             << Arg->getSourceRange();
5963       }
5964     }
5965   } else {
5966     // See through any implicit casts we added to fix the type.
5967     Arg = Arg->IgnoreImpCasts();
5968
5969     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5970     //
5971     //   A template-argument for a non-type, non-template
5972     //   template-parameter shall be one of: [...]
5973     //
5974     //     -- the address of an object or function with external
5975     //        linkage, including function templates and function
5976     //        template-ids but excluding non-static class members,
5977     //        expressed as & id-expression where the & is optional if
5978     //        the name refers to a function or array, or if the
5979     //        corresponding template-parameter is a reference; or
5980
5981     // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
5982     // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
5983     bool ExtraParens = false;
5984     while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
5985       if (!Invalid && !ExtraParens) {
5986         S.Diag(Arg->getBeginLoc(),
5987                S.getLangOpts().CPlusPlus11
5988                    ? diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens
5989                    : diag::ext_template_arg_extra_parens)
5990             << Arg->getSourceRange();
5991         ExtraParens = true;
5992       }
5993
5994       Arg = Parens->getSubExpr();
5995     }
5996
5997     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
5998                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
5999       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
6000
6001     if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
6002       if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
6003         Arg = UnOp->getSubExpr();
6004         AddressTaken = true;
6005         AddrOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
6006       }
6007     }
6008
6009     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
6010                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
6011       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
6012   }
6013
6014   DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg);
6015   ValueDecl *Entity = DRE ? DRE->getDecl() : nullptr;
6016
6017   // If our parameter has pointer type, check for a null template value.
6018   if (ParamType->isPointerType() || ParamType->isNullPtrType()) {
6019     switch (isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, ArgIn,
6020                                                Entity)) {
6021     case NPV_NullPointer:
6022       S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
6023       Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
6024                                    /*isNullPtr=*/true);
6025       return false;
6026
6027     case NPV_Error:
6028       return true;
6029
6030     case NPV_NotNullPointer:
6031       break;
6032     }
6033   }
6034
6035   // Stop checking the precise nature of the argument if it is value dependent,
6036   // it should be checked when instantiated.
6037   if (Arg->isValueDependent()) {
6038     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
6039     return false;
6040   }
6041
6042   if (isa<CXXUuidofExpr>(Arg)) {
6043     if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType,
6044                                                        ArgIn, Arg, ArgType))
6045       return true;
6046
6047     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
6048     return false;
6049   }
6050
6051   if (!DRE) {
6052     S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
6053         << Arg->getSourceRange();
6054     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6055     return true;
6056   }
6057
6058   // Cannot refer to non-static data members
6059   if (isa<FieldDecl>(Entity) || isa<IndirectFieldDecl>(Entity)) {
6060     S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_field)
6061         << Entity << Arg->getSourceRange();
6062     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6063     return true;
6064   }
6065
6066   // Cannot refer to non-static member functions
6067   if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Entity)) {
6068     if (!Method->isStatic()) {
6069       S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_method)
6070           << Method << Arg->getSourceRange();
6071       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6072       return true;
6073     }
6074   }
6075
6076   FunctionDecl *Func = dyn_cast<FunctionDecl>(Entity);
6077   VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(Entity);
6078
6079   // A non-type template argument must refer to an object or function.
6080   if (!Func && !Var) {
6081     // We found something, but we don't know specifically what it is.
6082     S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_object_or_func)
6083         << Arg->getSourceRange();
6084     S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
6085     return true;
6086   }
6087
6088   // Address / reference template args must have external linkage in C++98.
6089   if (Entity->getFormalLinkage() == InternalLinkage) {
6090     S.Diag(Arg->getBeginLoc(),
6091            S.getLangOpts().CPlusPlus11
6092                ? diag::warn_cxx98_compat_template_arg_object_internal
6093                : diag::ext_template_arg_object_internal)
6094         << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
6095     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
6096       << !Func;
6097   } else if (!Entity->hasLinkage()) {
6098     S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_object_no_linkage)
6099         << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
6100     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
6101       << !Func;
6102     return true;
6103   }
6104
6105   if (Func) {
6106     // If the template parameter has pointer type, the function decays.
6107     if (ParamType->isPointerType() && !AddressTaken)
6108       ArgType = S.Context.getPointerType(Func->getType());
6109     else if (AddressTaken && ParamType->isReferenceType()) {
6110       // If we originally had an address-of operator, but the
6111       // parameter has reference type, complain and (if things look
6112       // like they will work) drop the address-of operator.
6113       if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Func->getType(),
6114                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
6115         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
6116           << ParamType;
6117         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6118         return true;
6119       }
6120
6121       S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
6122         << ParamType
6123         << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
6124       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6125
6126       ArgType = Func->getType();
6127     }
6128   } else {
6129     // A value of reference type is not an object.
6130     if (Var->getType()->isReferenceType()) {
6131       S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_reference_var)
6132           << Var->getType() << Arg->getSourceRange();
6133       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6134       return true;
6135     }
6136
6137     // A template argument must have static storage duration.
6138     if (Var->getTLSKind()) {
6139       S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_thread_local)
6140           << Arg->getSourceRange();
6141       S.Diag(Var->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
6142       return true;
6143     }
6144
6145     // If the template parameter has pointer type, we must have taken
6146     // the address of this object.
6147     if (ParamType->isReferenceType()) {
6148       if (AddressTaken) {
6149         // If we originally had an address-of operator, but the
6150         // parameter has reference type, complain and (if things look
6151         // like they will work) drop the address-of operator.
6152         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Var->getType(),
6153                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
6154           S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
6155             << ParamType;
6156           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6157           return true;
6158         }
6159
6160         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
6161           << ParamType
6162           << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
6163         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6164
6165         ArgType = Var->getType();
6166       }
6167     } else if (!AddressTaken && ParamType->isPointerType()) {
6168       if (Var->getType()->isArrayType()) {
6169         // Array-to-pointer decay.
6170         ArgType = S.Context.getArrayDecayedType(Var->getType());
6171       } else {
6172         // If the template parameter has pointer type but the address of
6173         // this object was not taken, complain and (possibly) recover by
6174         // taking the address of the entity.
6175         ArgType = S.Context.getPointerType(Var->getType());
6176         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType, ParamType)) {
6177           S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_address_of)
6178               << ParamType;
6179           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6180           return true;
6181         }
6182
6183         S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_address_of)
6184             << ParamType << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getBeginLoc(), "&");
6185
6186         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6187       }
6188     }
6189   }
6190
6191   if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType, ArgIn,
6192                                                      Arg, ArgType))
6193     return true;
6194
6195   // Create the template argument.
6196   Converted =
6197       TemplateArgument(cast<ValueDecl>(Entity->getCanonicalDecl()), ParamType);
6198   S.MarkAnyDeclReferenced(Arg->getBeginLoc(), Entity, false);
6199   return false;
6200 }
6201
6202 /// Checks whether the given template argument is a pointer to
6203 /// member constant according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
6204 static bool CheckTemplateArgumentPointerToMember(Sema &S,
6205                                                  NonTypeTemplateParmDecl *Param,
6206                                                  QualType ParamType,
6207                                                  Expr *&ResultArg,
6208                                                  TemplateArgument &Converted) {
6209   bool Invalid = false;
6210
6211   Expr *Arg = ResultArg;
6212   bool ObjCLifetimeConversion;
6213
6214   // C++ [temp.arg.nontype]p1:
6215   //
6216   //   A template-argument for a non-type, non-template
6217   //   template-parameter shall be one of: [...]
6218   //
6219   //     -- a pointer to member expressed as described in 5.3.1.
6220   DeclRefExpr *DRE = nullptr;
6221
6222   // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
6223   // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
6224   bool ExtraParens = false;
6225   while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
6226     if (!Invalid && !ExtraParens) {
6227       S.Diag(Arg->getBeginLoc(),
6228              S.getLangOpts().CPlusPlus11
6229                  ? diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens
6230                  : diag::ext_template_arg_extra_parens)
6231           << Arg->getSourceRange();
6232       ExtraParens = true;
6233     }
6234
6235     Arg = Parens->getSubExpr();
6236   }
6237
6238   while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
6239            dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
6240     Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
6241
6242   // A pointer-to-member constant written &Class::member.
6243   if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
6244     if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
6245       DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(UnOp->getSubExpr());
6246       if (DRE && !DRE->getQualifier())
6247         DRE = nullptr;
6248     }
6249   }
6250   // A constant of pointer-to-member type.
6251   else if ((DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg))) {
6252     ValueDecl *VD = DRE->getDecl();
6253     if (VD->getType()->isMemberPointerType()) {
6254       if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(VD)) {
6255         if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
6256           Converted = TemplateArgument(Arg);
6257         } else {
6258           VD = cast<ValueDecl>(VD->getCanonicalDecl());
6259           Converted = TemplateArgument(VD, ParamType);
6260         }
6261         return Invalid;
6262       }
6263     }
6264
6265     DRE = nullptr;
6266   }
6267
6268   ValueDecl *Entity = DRE ? DRE->getDecl() : nullptr;
6269
6270   // Check for a null pointer value.
6271   switch (isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, ResultArg,
6272                                              Entity)) {
6273   case NPV_Error:
6274     return true;
6275   case NPV_NullPointer:
6276     S.Diag(ResultArg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
6277     Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
6278                                  /*isNullPtr*/true);
6279     return false;
6280   case NPV_NotNullPointer:
6281     break;
6282   }
6283
6284   if (S.IsQualificationConversion(ResultArg->getType(),
6285                                   ParamType.getNonReferenceType(), false,
6286                                   ObjCLifetimeConversion)) {
6287     ResultArg = S.ImpCastExprToType(ResultArg, ParamType, CK_NoOp,
6288                                     ResultArg->getValueKind())
6289                     .get();
6290   } else if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(
6291                  ResultArg->getType(), ParamType.getNonReferenceType())) {
6292     // We can't perform this conversion.
6293     S.Diag(ResultArg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_convertible)
6294         << ResultArg->getType() << ParamType << ResultArg->getSourceRange();
6295     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6296     return true;
6297   }
6298
6299   if (!DRE)
6300     return S.Diag(Arg->getBeginLoc(),
6301                   diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
6302            << Arg->getSourceRange();
6303
6304   if (isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
6305       isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
6306       isa<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())) {
6307     assert((isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
6308             isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
6309             !cast<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())->isStatic()) &&
6310            "Only non-static member pointers can make it here");
6311
6312     // Okay: this is the address of a non-static member, and therefore
6313     // a member pointer constant.
6314     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
6315       Converted = TemplateArgument(Arg);
6316     } else {
6317       ValueDecl *D = cast<ValueDecl>(DRE->getDecl()->getCanonicalDecl());
6318       Converted = TemplateArgument(D, ParamType);
6319     }
6320     return Invalid;
6321   }
6322
6323   // We found something else, but we don't know specifically what it is.
6324   S.Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
6325       << Arg->getSourceRange();
6326   S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
6327   return true;
6328 }
6329
6330 /// Check a template argument against its corresponding
6331 /// non-type template parameter.
6332 ///
6333 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.nontype].
6334 /// If an error occurred, it returns ExprError(); otherwise, it
6335 /// returns the converted template argument. \p ParamType is the
6336 /// type of the non-type template parameter after it has been instantiated.
6337 ExprResult Sema::CheckTemplateArgument(NonTypeTemplateParmDecl *Param,
6338                                        QualType ParamType, Expr *Arg,
6339                                        TemplateArgument &Converted,
6340                                        CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
6341   SourceLocation StartLoc = Arg->getBeginLoc();
6342
6343   // If the parameter type somehow involves auto, deduce the type now.
6344   if (getLangOpts().CPlusPlus17 && ParamType->isUndeducedType()) {
6345     // During template argument deduction, we allow 'decltype(auto)' to
6346     // match an arbitrary dependent argument.
6347     // FIXME: The language rules don't say what happens in this case.
6348     // FIXME: We get an opaque dependent type out of decltype(auto) if the
6349     // expression is merely instantiation-dependent; is this enough?
6350     if (CTAK == CTAK_Deduced && Arg->isTypeDependent()) {
6351       auto *AT = dyn_cast<AutoType>(ParamType);
6352       if (AT && AT->isDecltypeAuto()) {
6353         Converted = TemplateArgument(Arg);
6354         return Arg;
6355       }
6356     }
6357
6358     // When checking a deduced template argument, deduce from its type even if
6359     // the type is dependent, in order to check the types of non-type template
6360     // arguments line up properly in partial ordering.
6361     Optional<unsigned> Depth = Param->getDepth() + 1;
6362     Expr *DeductionArg = Arg;
6363     if (auto *PE = dyn_cast<PackExpansionExpr>(DeductionArg))
6364       DeductionArg = PE->getPattern();
6365     if (DeduceAutoType(
6366             Context.getTrivialTypeSourceInfo(ParamType, Param->getLocation()),
6367             DeductionArg, ParamType, Depth) == DAR_Failed) {
6368       Diag(Arg->getExprLoc(),
6369            diag::err_non_type_template_parm_type_deduction_failure)
6370         << Param->getDeclName() << Param->getType() << Arg->getType()
6371         << Arg->getSourceRange();
6372       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6373       return ExprError();
6374     }
6375     // CheckNonTypeTemplateParameterType will produce a diagnostic if there's
6376     // an error. The error message normally references the parameter
6377     // declaration, but here we'll pass the argument location because that's
6378     // where the parameter type is deduced.
6379     ParamType = CheckNonTypeTemplateParameterType(ParamType, Arg->getExprLoc());
6380     if (ParamType.isNull()) {
6381       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6382       return ExprError();
6383     }
6384   }
6385
6386   // We should have already dropped all cv-qualifiers by now.
6387   assert(!ParamType.hasQualifiers() &&
6388          "non-type template parameter type cannot be qualified");
6389
6390   if (CTAK == CTAK_Deduced &&
6391       !Context.hasSameType(ParamType.getNonLValueExprType(Context),
6392                            Arg->getType())) {
6393     // FIXME: If either type is dependent, we skip the check. This isn't
6394     // correct, since during deduction we're supposed to have replaced each
6395     // template parameter with some unique (non-dependent) placeholder.
6396     // FIXME: If the argument type contains 'auto', we carry on and fail the
6397     // type check in order to force specific types to be more specialized than
6398     // 'auto'. It's not clear how partial ordering with 'auto' is supposed to
6399     // work.
6400     if ((ParamType->isDependentType() || Arg->isTypeDependent()) &&
6401         !Arg->getType()->getContainedAutoType()) {
6402       Converted = TemplateArgument(Arg);
6403       return Arg;
6404     }
6405     // FIXME: This attempts to implement C++ [temp.deduct.type]p17. Per DR1770,
6406     // we should actually be checking the type of the template argument in P,
6407     // not the type of the template argument deduced from A, against the
6408     // template parameter type.
6409     Diag(StartLoc, diag::err_deduced_non_type_template_arg_type_mismatch)
6410       << Arg->getType()
6411       << ParamType.getUnqualifiedType();
6412     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6413     return ExprError();
6414   }
6415
6416   // If either the parameter has a dependent type or the argument is
6417   // type-dependent, there's nothing we can check now.
6418   if (ParamType->isDependentType() || Arg->isTypeDependent()) {
6419     // Force the argument to the type of the parameter to maintain invariants.
6420     auto *PE = dyn_cast<PackExpansionExpr>(Arg);
6421     if (PE)
6422       Arg = PE->getPattern();
6423     ExprResult E = ImpCastExprToType(
6424         Arg, ParamType.getNonLValueExprType(Context), CK_Dependent,
6425         ParamType->isLValueReferenceType() ? VK_LValue :
6426         ParamType->isRValueReferenceType() ? VK_XValue : VK_RValue);
6427     if (E.isInvalid())
6428       return ExprError();
6429     if (PE) {
6430       // Recreate a pack expansion if we unwrapped one.
6431       E = new (Context)
6432           PackExpansionExpr(E.get()->getType(), E.get(), PE->getEllipsisLoc(),
6433                             PE->getNumExpansions());
6434     }
6435     Converted = TemplateArgument(E.get());
6436     return E;
6437   }
6438
6439   // The initialization of the parameter from the argument is
6440   // a constant-evaluated context.
6441   EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
6442       *this, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
6443
6444   if (getLangOpts().CPlusPlus17) {
6445     // C++17 [temp.arg.nontype]p1:
6446     //   A template-argument for a non-type template parameter shall be
6447     //   a converted constant expression of the type of the template-parameter.
6448     APValue Value;
6449     ExprResult ArgResult = CheckConvertedConstantExpression(
6450         Arg, ParamType, Value, CCEK_TemplateArg);
6451     if (ArgResult.isInvalid())
6452       return ExprError();
6453
6454     // For a value-dependent argument, CheckConvertedConstantExpression is
6455     // permitted (and expected) to be unable to determine a value.
6456     if (ArgResult.get()->isValueDependent()) {
6457       Converted = TemplateArgument(ArgResult.get());
6458       return ArgResult;
6459     }
6460
6461     QualType CanonParamType = Context.getCanonicalType(ParamType);
6462
6463     // Convert the APValue to a TemplateArgument.
6464     switch (Value.getKind()) {
6465     case APValue::None:
6466       assert(ParamType->isNullPtrType());
6467       Converted = TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
6468       break;
6469     case APValue::Indeterminate:
6470       llvm_unreachable("result of constant evaluation should be initialized");
6471       break;
6472     case APValue::Int:
6473       assert(ParamType->isIntegralOrEnumerationType());
6474       Converted = TemplateArgument(Context, Value.getInt(), CanonParamType);
6475       break;
6476     case APValue::MemberPointer: {
6477       assert(ParamType->isMemberPointerType());
6478
6479       // FIXME: We need TemplateArgument representation and mangling for these.
6480       if (!Value.getMemberPointerPath().empty()) {
6481         Diag(Arg->getBeginLoc(),
6482              diag::err_template_arg_member_ptr_base_derived_not_supported)
6483             << Value.getMemberPointerDecl() << ParamType
6484             << Arg->getSourceRange();
6485         return ExprError();
6486       }
6487
6488       auto *VD = const_cast<ValueDecl*>(Value.getMemberPointerDecl());
6489       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
6490                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
6491       break;
6492     }
6493     case APValue::LValue: {
6494       //   For a non-type template-parameter of pointer or reference type,
6495       //   the value of the constant expression shall not refer to
6496       assert(ParamType->isPointerType() || ParamType->isReferenceType() ||
6497              ParamType->isNullPtrType());
6498       // -- a temporary object
6499       // -- a string literal
6500       // -- the result of a typeid expression, or
6501       // -- a predefined __func__ variable
6502       APValue::LValueBase Base = Value.getLValueBase();
6503       auto *VD = const_cast<ValueDecl *>(Base.dyn_cast<const ValueDecl *>());
6504       if (Base && !VD) {
6505         auto *E = Base.dyn_cast<const Expr *>();
6506         if (E && isa<CXXUuidofExpr>(E)) {
6507           Converted = TemplateArgument(ArgResult.get()->IgnoreImpCasts());
6508           break;
6509         }
6510         Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
6511             << Arg->getSourceRange();
6512         return ExprError();
6513       }
6514       // -- a subobject
6515       if (Value.hasLValuePath() && Value.getLValuePath().size() == 1 &&
6516           VD && VD->getType()->isArrayType() &&
6517           Value.getLValuePath()[0].getAsArrayIndex() == 0 &&
6518           !Value.isLValueOnePastTheEnd() && ParamType->isPointerType()) {
6519         // Per defect report (no number yet):
6520         //   ... other than a pointer to the first element of a complete array
6521         //       object.
6522       } else if (!Value.hasLValuePath() || Value.getLValuePath().size() ||
6523                  Value.isLValueOnePastTheEnd()) {
6524         Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_subobject)
6525           << Value.getAsString(Context, ParamType);
6526         return ExprError();
6527       }
6528       assert((VD || !ParamType->isReferenceType()) &&
6529              "null reference should not be a constant expression");
6530       assert((!VD || !ParamType->isNullPtrType()) &&
6531              "non-null value of type nullptr_t?");
6532       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
6533                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
6534       break;
6535     }
6536     case APValue::AddrLabelDiff:
6537       return Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_addr_label_diff);
6538     case APValue::FixedPoint:
6539     case APValue::Float:
6540     case APValue::ComplexInt:
6541     case APValue::ComplexFloat:
6542     case APValue::Vector:
6543     case APValue::Array:
6544     case APValue::Struct:
6545     case APValue::Union:
6546       llvm_unreachable("invalid kind for template argument");
6547     }
6548
6549     return ArgResult.get();
6550   }
6551
6552   // C++ [temp.arg.nontype]p5:
6553   //   The following conversions are performed on each expression used
6554   //   as a non-type template-argument. If a non-type
6555   //   template-argument cannot be converted to the type of the
6556   //   corresponding template-parameter then the program is
6557   //   ill-formed.
6558   if (ParamType->isIntegralOrEnumerationType()) {
6559     // C++11:
6560     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
6561     //      enumeration type, conversions permitted in a converted
6562     //      constant expression are applied.
6563     //
6564     // C++98:
6565     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
6566     //      enumeration type, integral promotions (4.5) and integral
6567     //      conversions (4.7) are applied.
6568
6569     if (getLangOpts().CPlusPlus11) {
6570       // C++ [temp.arg.nontype]p1:
6571       //   A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
6572       //   shall be one of:
6573       //
6574       //     -- for a non-type template-parameter of integral or enumeration
6575       //        type, a converted constant expression of the type of the
6576       //        template-parameter; or
6577       llvm::APSInt Value;
6578       ExprResult ArgResult =
6579         CheckConvertedConstantExpression(Arg, ParamType, Value,
6580                                          CCEK_TemplateArg);
6581       if (ArgResult.isInvalid())
6582         return ExprError();
6583
6584       // We can't check arbitrary value-dependent arguments.
6585       if (ArgResult.get()->isValueDependent()) {
6586         Converted = TemplateArgument(ArgResult.get());
6587         return ArgResult;
6588       }
6589
6590       // Widen the argument value to sizeof(parameter type). This is almost
6591       // always a no-op, except when the parameter type is bool. In
6592       // that case, this may extend the argument from 1 bit to 8 bits.
6593       QualType IntegerType = ParamType;
6594       if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
6595         IntegerType = Enum->getDecl()->getIntegerType();
6596       Value = Value.extOrTrunc(Context.getTypeSize(IntegerType));
6597
6598       Converted = TemplateArgument(Context, Value,
6599                                    Context.getCanonicalType(ParamType));
6600       return ArgResult;
6601     }
6602
6603     ExprResult ArgResult = DefaultLvalueConversion(Arg);
6604     if (ArgResult.isInvalid())
6605       return ExprError();
6606     Arg = ArgResult.get();
6607
6608     QualType ArgType = Arg->getType();
6609
6610     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
6611     //   A template-argument for a non-type, non-template
6612     //   template-parameter shall be one of:
6613     //
6614     //     -- an integral constant-expression of integral or enumeration
6615     //        type; or
6616     //     -- the name of a non-type template-parameter; or
6617     llvm::APSInt Value;
6618     if (!ArgType->isIntegralOrEnumerationType()) {
6619       Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_integral_or_enumeral)
6620           << ArgType << Arg->getSourceRange();
6621       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6622       return ExprError();
6623     } else if (!Arg->isValueDependent()) {
6624       class TmplArgICEDiagnoser : public VerifyICEDiagnoser {
6625         QualType T;
6626
6627       public:
6628         TmplArgICEDiagnoser(QualType T) : T(T) { }
6629
6630         void diagnoseNotICE(Sema &S, SourceLocation Loc,
6631                             SourceRange SR) override {
6632           S.Diag(Loc, diag::err_template_arg_not_ice) << T << SR;
6633         }
6634       } Diagnoser(ArgType);
6635
6636       Arg = VerifyIntegerConstantExpression(Arg, &Value, Diagnoser,
6637                                             false).get();
6638       if (!Arg)
6639         return ExprError();
6640     }
6641
6642     // From here on out, all we care about is the unqualified form
6643     // of the argument type.
6644     ArgType = ArgType.getUnqualifiedType();
6645
6646     // Try to convert the argument to the parameter's type.
6647     if (Context.hasSameType(ParamType, ArgType)) {
6648       // Okay: no conversion necessary
6649     } else if (ParamType->isBooleanType()) {
6650       // This is an integral-to-boolean conversion.
6651       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralToBoolean).get();
6652     } else if (IsIntegralPromotion(Arg, ArgType, ParamType) ||
6653                !ParamType->isEnumeralType()) {
6654       // This is an integral promotion or conversion.
6655       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralCast).get();
6656     } else {
6657       // We can't perform this conversion.
6658       Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::err_template_arg_not_convertible)
6659           << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
6660       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6661       return ExprError();
6662     }
6663
6664     // Add the value of this argument to the list of converted
6665     // arguments. We use the bitwidth and signedness of the template
6666     // parameter.
6667     if (Arg->isValueDependent()) {
6668       // The argument is value-dependent. Create a new
6669       // TemplateArgument with the converted expression.
6670       Converted = TemplateArgument(Arg);
6671       return Arg;
6672     }
6673
6674     QualType IntegerType = Context.getCanonicalType(ParamType);
6675     if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
6676       IntegerType = Context.getCanonicalType(Enum->getDecl()->getIntegerType());
6677
6678     if (ParamType->isBooleanType()) {
6679       // Value must be zero or one.
6680       Value = Value != 0;
6681       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
6682       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
6683         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
6684       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
6685     } else {
6686       llvm::APSInt OldValue = Value;
6687
6688       // Coerce the template argument's value to the value it will have
6689       // based on the template parameter's type.
6690       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
6691       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
6692         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
6693       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
6694
6695       // Complain if an unsigned parameter received a negative value.
6696       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType()
6697                && (OldValue.isSigned() && OldValue.isNegative())) {
6698         Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::warn_template_arg_negative)
6699             << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
6700             << Arg->getSourceRange();
6701         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6702       }
6703
6704       // Complain if we overflowed the template parameter's type.
6705       unsigned RequiredBits;
6706       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType())
6707         RequiredBits = OldValue.getActiveBits();
6708       else if (OldValue.isUnsigned())
6709         RequiredBits = OldValue.getActiveBits() + 1;
6710       else
6711         RequiredBits = OldValue.getMinSignedBits();
6712       if (RequiredBits > AllowedBits) {
6713         Diag(Arg->getBeginLoc(), diag::warn_template_arg_too_large)
6714             << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
6715             << Arg->getSourceRange();
6716         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6717       }
6718     }
6719
6720     Converted = TemplateArgument(Context, Value,
6721                                  ParamType->isEnumeralType()
6722                                    ? Context.getCanonicalType(ParamType)
6723                                    : IntegerType);
6724     return Arg;
6725   }
6726
6727   QualType ArgType = Arg->getType();
6728   DeclAccessPair FoundResult; // temporary for ResolveOverloadedFunction
6729
6730   // Handle pointer-to-function, reference-to-function, and
6731   // pointer-to-member-function all in (roughly) the same way.
6732   if (// -- For a non-type template-parameter of type pointer to
6733       //    function, only the function-to-pointer conversion (4.3) is
6734       //    applied. If the template-argument represents a set of
6735       //    overloaded functions (or a pointer to such), the matching
6736       //    function is selected from the set (13.4).
6737       (ParamType->isPointerType() &&
6738        ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
6739       // -- For a non-type template-parameter of type reference to
6740       //    function, no conversions apply. If the template-argument
6741       //    represents a set of overloaded functions, the matching
6742       //    function is selected from the set (13.4).
6743       (ParamType->isReferenceType() &&
6744        ParamType->getAs<ReferenceType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
6745       // -- For a non-type template-parameter of type pointer to
6746       //    member function, no conversions apply. If the
6747       //    template-argument represents a set of overloaded member
6748       //    functions, the matching member function is selected from
6749       //    the set (13.4).
6750       (ParamType->isMemberPointerType() &&
6751        ParamType->getAs<MemberPointerType>()->getPointeeType()
6752          ->isFunctionType())) {
6753
6754     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
6755       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg, ParamType,
6756                                                                 true,
6757                                                                 FoundResult)) {
6758         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getBeginLoc()))
6759           return ExprError();
6760
6761         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
6762         ArgType = Arg->getType();
6763       } else
6764         return ExprError();
6765     }
6766
6767     if (!ParamType->isMemberPointerType()) {
6768       if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6769                                                          ParamType,
6770                                                          Arg, Converted))
6771         return ExprError();
6772       return Arg;
6773     }
6774
6775     if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
6776                                              Converted))
6777       return ExprError();
6778     return Arg;
6779   }
6780
6781   if (ParamType->isPointerType()) {
6782     //   -- for a non-type template-parameter of type pointer to
6783     //      object, qualification conversions (4.4) and the
6784     //      array-to-pointer conversion (4.2) are applied.
6785     // C++0x also allows a value of std::nullptr_t.
6786     assert(ParamType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
6787            "Only object pointers allowed here");
6788
6789     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6790                                                        ParamType,
6791                                                        Arg, Converted))
6792       return ExprError();
6793     return Arg;
6794   }
6795
6796   if (const ReferenceType *ParamRefType = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
6797     //   -- For a non-type template-parameter of type reference to
6798     //      object, no conversions apply. The type referred to by the
6799     //      reference may be more cv-qualified than the (otherwise
6800     //      identical) type of the template-argument. The
6801     //      template-parameter is bound directly to the
6802     //      template-argument, which must be an lvalue.
6803     assert(ParamRefType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
6804            "Only object references allowed here");
6805
6806     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
6807       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg,
6808                                                  ParamRefType->getPointeeType(),
6809                                                                 true,
6810                                                                 FoundResult)) {
6811         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getBeginLoc()))
6812           return ExprError();
6813
6814         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
6815         ArgType = Arg->getType();
6816       } else
6817         return ExprError();
6818     }
6819
6820     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
6821                                                        ParamType,
6822                                                        Arg, Converted))
6823       return ExprError();
6824     return Arg;
6825   }
6826
6827   // Deal with parameters of type std::nullptr_t.
6828   if (ParamType->isNullPtrType()) {
6829     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
6830       Converted = TemplateArgument(Arg);
6831       return Arg;
6832     }
6833
6834     switch (isNullPointerValueTemplateArgument(*this, Param, ParamType, Arg)) {
6835     case NPV_NotNullPointer:
6836       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_not_convertible)
6837         << Arg->getType() << ParamType;
6838       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
6839       return ExprError();
6840
6841     case NPV_Error:
6842       return ExprError();
6843
6844     case NPV_NullPointer:
6845       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
6846       Converted = TemplateArgument(Context.getCanonicalType(ParamType),
6847                                    /*isNullPtr*/true);
6848       return Arg;
6849     }
6850   }
6851
6852   //     -- For a non-type template-parameter of type pointer to data
6853   //        member, qualification conversions (4.4) are applied.
6854   assert(ParamType->isMemberPointerType() && "Only pointers to members remain");
6855
6856   if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
6857                                            Converted))
6858     return ExprError();
6859   return Arg;
6860 }
6861
6862 static void DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(
6863     Sema &S, TemplateParameterList *New, TemplateParameterList *Old,
6864     Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind, SourceLocation TemplateArgLoc);
6865
6866 /// Check a template argument against its corresponding
6867 /// template template parameter.
6868 ///
6869 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.template].
6870 /// It returns true if an error occurred, and false otherwise.
6871 bool Sema::CheckTemplateTemplateArgument(TemplateParameterList *Params,
6872                                          TemplateArgumentLoc &Arg) {
6873   TemplateName Name = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern();
6874   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
6875   if (!Template) {
6876     // Any dependent template name is fine.
6877     assert(Name.isDependent() && "Non-dependent template isn't a declaration?");
6878     return false;
6879   }
6880
6881   if (Template->isInvalidDecl())
6882     return true;
6883
6884   // C++0x [temp.arg.template]p1:
6885   //   A template-argument for a template template-parameter shall be
6886   //   the name of a class template or an alias template, expressed as an
6887   //   id-expression. When the template-argument names a class template, only
6888   //   primary class templates are considered when matching the
6889   //   template template argument with the corresponding parameter;
6890   //   partial specializations are not considered even if their
6891   //   parameter lists match that of the template template parameter.
6892   //
6893   // Note that we also allow template template parameters here, which
6894   // will happen when we are dealing with, e.g., class template
6895   // partial specializations.
6896   if (!isa<ClassTemplateDecl>(Template) &&
6897       !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
6898       !isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) &&
6899       !isa<BuiltinTemplateDecl>(Template)) {
6900     assert(isa<FunctionTemplateDecl>(Template) &&
6901            "Only function templates are possible here");
6902     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_valid_template);
6903     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here_func)
6904       << Template;
6905   }
6906
6907   // C++1z [temp.arg.template]p3: (DR 150)
6908   //   A template-argument matches a template template-parameter P when P
6909   //   is at least as specialized as the template-argument A.
6910   if (getLangOpts().RelaxedTemplateTemplateArgs) {
6911     // Quick check for the common case:
6912     //   If P contains a parameter pack, then A [...] matches P if each of A's
6913     //   template parameters matches the corresponding template parameter in
6914     //   the template-parameter-list of P.
6915     if (TemplateParameterListsAreEqual(
6916             Template->getTemplateParameters(), Params, false,
6917             TPL_TemplateTemplateArgumentMatch, Arg.getLocation()))
6918       return false;
6919
6920     if (isTemplateTemplateParameterAtLeastAsSpecializedAs(Params, Template,
6921                                                           Arg.getLocation()))
6922       return false;
6923     // FIXME: Produce better diagnostics for deduction failures.
6924   }
6925
6926   return !TemplateParameterListsAreEqual(Template->getTemplateParameters(),
6927                                          Params,
6928                                          true,
6929                                          TPL_TemplateTemplateArgumentMatch,
6930                                          Arg.getLocation());
6931 }
6932
6933 /// Given a non-type template argument that refers to a
6934 /// declaration and the type of its corresponding non-type template
6935 /// parameter, produce an expression that properly refers to that
6936 /// declaration.
6937 ExprResult
6938 Sema::BuildExpressionFromDeclTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
6939                                               QualType ParamType,
6940                                               SourceLocation Loc) {
6941   // C++ [temp.param]p8:
6942   //
6943   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
6944   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
6945   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
6946   if (ParamType->isArrayType())
6947     ParamType = Context.getArrayDecayedType(ParamType);
6948   else if (ParamType->isFunctionType())
6949     ParamType = Context.getPointerType(ParamType);
6950
6951   // For a NULL non-type template argument, return nullptr casted to the
6952   // parameter's type.
6953   if (Arg.getKind() == TemplateArgument::NullPtr) {
6954     return ImpCastExprToType(
6955              new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc),
6956                              ParamType,
6957                              ParamType->getAs<MemberPointerType>()
6958                                ? CK_NullToMemberPointer
6959                                : CK_NullToPointer);
6960   }
6961   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Declaration &&
6962          "Only declaration template arguments permitted here");
6963
6964   ValueDecl *VD = Arg.getAsDecl();
6965
6966   if (VD->getDeclContext()->isRecord() &&
6967       (isa<CXXMethodDecl>(VD) || isa<FieldDecl>(VD) ||
6968        isa<IndirectFieldDecl>(VD))) {
6969     // If the value is a class member, we might have a pointer-to-member.
6970     // Determine whether the non-type template template parameter is of
6971     // pointer-to-member type. If so, we need to build an appropriate
6972     // expression for a pointer-to-member, since a "normal" DeclRefExpr
6973     // would refer to the member itself.
6974     if (ParamType->isMemberPointerType()) {
6975       QualType ClassType
6976         = Context.getTypeDeclType(cast<RecordDecl>(VD->getDeclContext()));
6977       NestedNameSpecifier *Qualifier
6978         = NestedNameSpecifier::Create(Context, nullptr, false,
6979                                       ClassType.getTypePtr());
6980       CXXScopeSpec SS;
6981       SS.MakeTrivial(Context, Qualifier, Loc);
6982
6983       // The actual value-ness of this is unimportant, but for
6984       // internal consistency's sake, references to instance methods
6985       // are r-values.
6986       ExprValueKind VK = VK_LValue;
6987       if (isa<CXXMethodDecl>(VD) && cast<CXXMethodDecl>(VD)->isInstance())
6988         VK = VK_RValue;
6989
6990       ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD,
6991                                             VD->getType().getNonReferenceType(),
6992                                             VK,
6993                                             Loc,
6994                                             &SS);
6995       if (RefExpr.isInvalid())
6996         return ExprError();
6997
6998       RefExpr = CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
6999
7000       // We might need to perform a trailing qualification conversion, since
7001       // the element type on the parameter could be more qualified than the
7002       // element type in the expression we constructed.
7003       bool ObjCLifetimeConversion;
7004       if (IsQualificationConversion(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
7005                                     ParamType.getUnqualifiedType(), false,
7006                                     ObjCLifetimeConversion))
7007         RefExpr = ImpCastExprToType(RefExpr.get(), ParamType.getUnqualifiedType(), CK_NoOp);
7008
7009       assert(!RefExpr.isInvalid() &&
7010              Context.hasSameType(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
7011                                  ParamType.getUnqualifiedType()));
7012       return RefExpr;
7013     }
7014   }
7015
7016   QualType T = VD->getType().getNonReferenceType();
7017
7018   if (ParamType->isPointerType()) {
7019     // When the non-type template parameter is a pointer, take the
7020     // address of the declaration.
7021     ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD, T, VK_LValue, Loc);
7022     if (RefExpr.isInvalid())
7023       return ExprError();
7024
7025     if (!Context.hasSameUnqualifiedType(ParamType->getPointeeType(), T) &&
7026         (T->isFunctionType() || T->isArrayType())) {
7027       // Decay functions and arrays unless we're forming a pointer to array.
7028       RefExpr = DefaultFunctionArrayConversion(RefExpr.get());
7029       if (RefExpr.isInvalid())
7030         return ExprError();
7031
7032       return RefExpr;
7033     }
7034
7035     // Take the address of everything else
7036     return CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
7037   }
7038
7039   ExprValueKind VK = VK_RValue;
7040
7041   // If the non-type template parameter has reference type, qualify the
7042   // resulting declaration reference with the extra qualifiers on the
7043   // type that the reference refers to.
7044   if (const ReferenceType *TargetRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
7045     VK = VK_LValue;
7046     T = Context.getQualifiedType(T,
7047                               TargetRef->getPointeeType().getQualifiers());
7048   } else if (isa<FunctionDecl>(VD)) {
7049     // References to functions are always lvalues.
7050     VK = VK_LValue;
7051   }
7052
7053   return BuildDeclRefExpr(VD, T, VK, Loc);
7054 }
7055
7056 /// Construct a new expression that refers to the given
7057 /// integral template argument with the given source-location
7058 /// information.
7059 ///
7060 /// This routine takes care of the mapping from an integral template
7061 /// argument (which may have any integral type) to the appropriate
7062 /// literal value.
7063 ExprResult
7064 Sema::BuildExpressionFromIntegralTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
7065                                                   SourceLocation Loc) {
7066   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Integral &&
7067          "Operation is only valid for integral template arguments");
7068   QualType OrigT = Arg.getIntegralType();
7069
7070   // If this is an enum type that we're instantiating, we need to use an integer
7071   // type the same size as the enumerator.  We don't want to build an
7072   // IntegerLiteral with enum type.  The integer type of an enum type can be of
7073   // any integral type with C++11 enum classes, make sure we create the right
7074   // type of literal for it.
7075   QualType T = OrigT;
7076   if (const EnumType *ET = OrigT->getAs<EnumType>())
7077     T = ET->getDecl()->getIntegerType();
7078
7079   Expr *E;
7080   if (T->isAnyCharacterType()) {
7081     CharacterLiteral::CharacterKind Kind;
7082     if (T->isWideCharType())
7083       Kind = CharacterLiteral::Wide;
7084     else if (T->isChar8Type() && getLangOpts().Char8)
7085       Kind = CharacterLiteral::UTF8;
7086     else if (T->isChar16Type())
7087       Kind = CharacterLiteral::UTF16;
7088     else if (T->isChar32Type())
7089       Kind = CharacterLiteral::UTF32;
7090     else
7091       Kind = CharacterLiteral::Ascii;
7092
7093     E = new (Context) CharacterLiteral(Arg.getAsIntegral().getZExtValue(),
7094                                        Kind, T, Loc);
7095   } else if (T->isBooleanType()) {
7096     E = new (Context) CXXBoolLiteralExpr(Arg.getAsIntegral().getBoolValue(),
7097                                          T, Loc);
7098   } else if (T->isNullPtrType()) {
7099     E = new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc);
7100   } else {
7101     E = IntegerLiteral::Create(Context, Arg.getAsIntegral(), T, Loc);
7102   }
7103
7104   if (OrigT->isEnumeralType()) {
7105     // FIXME: This is a hack. We need a better way to handle substituted
7106     // non-type template parameters.
7107     E = CStyleCastExpr::Create(Context, OrigT, VK_RValue, CK_IntegralCast, E,
7108                                nullptr,
7109                                Context.getTrivialTypeSourceInfo(OrigT, Loc),
7110                                Loc, Loc);
7111   }
7112
7113   return E;
7114 }
7115
7116 /// Match two template parameters within template parameter lists.
7117 static bool MatchTemplateParameterKind(Sema &S, NamedDecl *New, NamedDecl *Old,
7118                                        bool Complain,
7119                                      Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
7120                                        SourceLocation TemplateArgLoc) {
7121   // Check the actual kind (type, non-type, template).
7122   if (Old->getKind() != New->getKind()) {
7123     if (Complain) {
7124       unsigned NextDiag = diag::err_template_param_different_kind;
7125       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
7126         S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
7127         NextDiag = diag::note_template_param_different_kind;
7128       }
7129       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
7130         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
7131       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_prev_declaration)
7132         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
7133     }
7134
7135     return false;
7136   }
7137
7138   // Check that both are parameter packs or neither are parameter packs.
7139   // However, if we are matching a template template argument to a
7140   // template template parameter, the template template parameter can have
7141   // a parameter pack where the template template argument does not.
7142   if (Old->isTemplateParameterPack() != New->isTemplateParameterPack() &&
7143       !(Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
7144         Old->isTemplateParameterPack())) {
7145     if (Complain) {
7146       unsigned NextDiag = diag::err_template_parameter_pack_non_pack;
7147       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
7148         S.Diag(TemplateArgLoc,
7149              diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
7150         NextDiag = diag::note_template_parameter_pack_non_pack;
7151       }
7152
7153       unsigned ParamKind = isa<TemplateTypeParmDecl>(New)? 0
7154                       : isa<NonTypeTemplateParmDecl>(New)? 1
7155                       : 2;
7156       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
7157         << ParamKind << New->isParameterPack();
7158       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_parameter_pack_here)
7159         << ParamKind << Old->isParameterPack();
7160     }
7161
7162     return false;
7163   }
7164
7165   // For non-type template parameters, check the type of the parameter.
7166   if (NonTypeTemplateParmDecl *OldNTTP
7167                                     = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Old)) {
7168     NonTypeTemplateParmDecl *NewNTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(New);
7169
7170     // If we are matching a template template argument to a template
7171     // template parameter and one of the non-type template parameter types
7172     // is dependent, then we must wait until template instantiation time
7173     // to actually compare the arguments.
7174     if (Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
7175         (OldNTTP->getType()->isDependentType() ||
7176          NewNTTP->getType()->isDependentType()))
7177       return true;
7178
7179     if (!S.Context.hasSameType(OldNTTP->getType(), NewNTTP->getType())) {
7180       if (Complain) {
7181         unsigned NextDiag = diag::err_template_nontype_parm_different_type;
7182         if (TemplateArgLoc.isValid()) {
7183           S.Diag(TemplateArgLoc,
7184                  diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
7185           NextDiag = diag::note_template_nontype_parm_different_type;
7186         }
7187         S.Diag(NewNTTP->getLocation(), NextDiag)
7188           << NewNTTP->getType()
7189           << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
7190         S.Diag(OldNTTP->getLocation(),
7191                diag::note_template_nontype_parm_prev_declaration)
7192           << OldNTTP->getType();
7193       }
7194
7195       return false;
7196     }
7197
7198     return true;
7199   }
7200
7201   // For template template parameters, check the template parameter types.
7202   // The template parameter lists of template template
7203   // parameters must agree.
7204   if (TemplateTemplateParmDecl *OldTTP
7205                                     = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Old)) {
7206     TemplateTemplateParmDecl *NewTTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(New);
7207     return S.TemplateParameterListsAreEqual(NewTTP->getTemplateParameters(),
7208                                             OldTTP->getTemplateParameters(),
7209                                             Complain,
7210                                         (Kind == Sema::TPL_TemplateMatch
7211                                            ? Sema::TPL_TemplateTemplateParmMatch
7212                                            : Kind),
7213                                             TemplateArgLoc);
7214   }
7215
7216   return true;
7217 }
7218
7219 /// Diagnose a known arity mismatch when comparing template argument
7220 /// lists.
7221 static
7222 void DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(Sema &S,
7223                                                 TemplateParameterList *New,
7224                                                 TemplateParameterList *Old,
7225                                       Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
7226                                                 SourceLocation TemplateArgLoc) {
7227   unsigned NextDiag = diag::err_template_param_list_different_arity;
7228   if (TemplateArgLoc.isValid()) {
7229     S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
7230     NextDiag = diag::note_template_param_list_different_arity;
7231   }
7232   S.Diag(New->getTemplateLoc(), NextDiag)
7233     << (New->size() > Old->size())
7234     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
7235     << SourceRange(New->getTemplateLoc(), New->getRAngleLoc());
7236   S.Diag(Old->getTemplateLoc(), diag::note_template_prev_declaration)
7237     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
7238     << SourceRange(Old->getTemplateLoc(), Old->getRAngleLoc());
7239 }
7240
7241 /// Determine whether the given template parameter lists are
7242 /// equivalent.
7243 ///
7244 /// \param New  The new template parameter list, typically written in the
7245 /// source code as part of a new template declaration.
7246 ///
7247 /// \param Old  The old template parameter list, typically found via
7248 /// name lookup of the template declared with this template parameter
7249 /// list.
7250 ///
7251 /// \param Complain  If true, this routine will produce a diagnostic if
7252 /// the template parameter lists are not equivalent.
7253 ///
7254 /// \param Kind describes how we are to match the template parameter lists.
7255 ///
7256 /// \param TemplateArgLoc If this source location is valid, then we
7257 /// are actually checking the template parameter list of a template
7258 /// argument (New) against the template parameter list of its
7259 /// corresponding template template parameter (Old). We produce
7260 /// slightly different diagnostics in this scenario.
7261 ///
7262 /// \returns True if the template parameter lists are equal, false
7263 /// otherwise.
7264 bool
7265 Sema::TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParameterList *New,
7266                                      TemplateParameterList *Old,
7267                                      bool Complain,
7268                                      TemplateParameterListEqualKind Kind,
7269                                      SourceLocation TemplateArgLoc) {
7270   if (Old->size() != New->size() && Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch) {
7271     if (Complain)
7272       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
7273                                                  TemplateArgLoc);
7274
7275     return false;
7276   }
7277
7278   // C++0x [temp.arg.template]p3:
7279   //   A template-argument matches a template template-parameter (call it P)
7280   //   when each of the template parameters in the template-parameter-list of
7281   //   the template-argument's corresponding class template or alias template
7282   //   (call it A) matches the corresponding template parameter in the
7283   //   template-parameter-list of P. [...]
7284   TemplateParameterList::iterator NewParm = New->begin();
7285   TemplateParameterList::iterator NewParmEnd = New->end();
7286   for (TemplateParameterList::iterator OldParm = Old->begin(),
7287                                     OldParmEnd = Old->end();
7288        OldParm != OldParmEnd; ++OldParm) {
7289     if (Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch ||
7290         !(*OldParm)->isTemplateParameterPack()) {
7291       if (NewParm == NewParmEnd) {
7292         if (Complain)
7293           DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
7294                                                      TemplateArgLoc);
7295
7296         return false;
7297       }
7298
7299       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
7300                                       Kind, TemplateArgLoc))
7301         return false;
7302
7303       ++NewParm;
7304       continue;
7305     }
7306
7307     // C++0x [temp.arg.template]p3:
7308     //   [...] When P's template- parameter-list contains a template parameter
7309     //   pack (14.5.3), the template parameter pack will match zero or more
7310     //   template parameters or template parameter packs in the
7311     //   template-parameter-list of A with the same type and form as the
7312     //   template parameter pack in P (ignoring whether those template
7313     //   parameters are template parameter packs).
7314     for (; NewParm != NewParmEnd; ++NewParm) {
7315       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
7316                                       Kind, TemplateArgLoc))
7317         return false;
7318     }
7319   }
7320
7321   // Make sure we exhausted all of the arguments.
7322   if (NewParm != NewParmEnd) {
7323     if (Complain)
7324       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
7325                                                  TemplateArgLoc);
7326
7327     return false;
7328   }
7329
7330   return true;
7331 }
7332
7333 /// Check whether a template can be declared within this scope.
7334 ///
7335 /// If the template declaration is valid in this scope, returns
7336 /// false. Otherwise, issues a diagnostic and returns true.
7337 bool
7338 Sema::CheckTemplateDeclScope(Scope *S, TemplateParameterList *TemplateParams) {
7339   if (!S)
7340     return false;
7341
7342   // Find the nearest enclosing declaration scope.
7343   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
7344          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
7345     S = S->getParent();
7346
7347   // C++ [temp]p4:
7348   //   A template [...] shall not have C linkage.
7349   DeclContext *Ctx = S->getEntity();
7350   if (Ctx && Ctx->isExternCContext()) {
7351     Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(), diag::err_template_linkage)
7352         << TemplateParams->getSourceRange();
7353     if (const LinkageSpecDecl *LSD = Ctx->getExternCContext())
7354       Diag(LSD->getExternLoc(), diag::note_extern_c_begins_here);
7355     return true;
7356   }
7357   Ctx = Ctx->getRedeclContext();
7358
7359   // C++ [temp]p2:
7360   //   A template-declaration can appear only as a namespace scope or
7361   //   class scope declaration.
7362   if (Ctx) {
7363     if (Ctx->isFileContext())
7364       return false;
7365     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx)) {
7366       // C++ [temp.mem]p2:
7367       //   A local class shall not have member templates.
7368       if (RD->isLocalClass())
7369         return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
7370                     diag::err_template_inside_local_class)
7371           << TemplateParams->getSourceRange();
7372       else
7373         return false;
7374     }
7375   }
7376
7377   return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
7378               diag::err_template_outside_namespace_or_class_scope)
7379     << TemplateParams->getSourceRange();
7380 }
7381
7382 /// Determine what kind of template specialization the given declaration
7383 /// is.
7384 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D) {
7385   if (!D)
7386     return TSK_Undeclared;
7387
7388   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D))
7389     return Record->getTemplateSpecializationKind();
7390   if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
7391     return Function->getTemplateSpecializationKind();
7392   if (VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(D))
7393     return Var->getTemplateSpecializationKind();
7394
7395   return TSK_Undeclared;
7396 }
7397
7398 /// Check whether a specialization is well-formed in the current
7399 /// context.
7400 ///
7401 /// This routine determines whether a template specialization can be declared
7402 /// in the current context (C++ [temp.expl.spec]p2).
7403 ///
7404 /// \param S the semantic analysis object for which this check is being
7405 /// performed.
7406 ///
7407 /// \param Specialized the entity being specialized or instantiated, which
7408 /// may be a kind of template (class template, function template, etc.) or
7409 /// a member of a class template (member function, static data member,
7410 /// member class).
7411 ///
7412 /// \param PrevDecl the previous declaration of this entity, if any.
7413 ///
7414 /// \param Loc the location of the explicit specialization or instantiation of
7415 /// this entity.
7416 ///
7417 /// \param IsPartialSpecialization whether this is a partial specialization of
7418 /// a class template.
7419 ///
7420 /// \returns true if there was an error that we cannot recover from, false
7421 /// otherwise.
7422 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S,
7423                                              NamedDecl *Specialized,
7424                                              NamedDecl *PrevDecl,
7425                                              SourceLocation Loc,
7426                                              bool IsPartialSpecialization) {
7427   // Keep these "kind" numbers in sync with the %select statements in the
7428   // various diagnostics emitted by this routine.
7429   int EntityKind = 0;
7430   if (isa<ClassTemplateDecl>(Specialized))
7431     EntityKind = IsPartialSpecialization? 1 : 0;
7432   else if (isa<VarTemplateDecl>(Specialized))
7433     EntityKind = IsPartialSpecialization ? 3 : 2;
7434   else if (isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized))
7435     EntityKind = 4;
7436   else if (isa<CXXMethodDecl>(Specialized))
7437     EntityKind = 5;
7438   else if (isa<VarDecl>(Specialized))
7439     EntityKind = 6;
7440   else if (isa<RecordDecl>(Specialized))
7441     EntityKind = 7;
7442   else if (isa<EnumDecl>(Specialized) && S.getLangOpts().CPlusPlus11)
7443     EntityKind = 8;
7444   else {
7445     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_unknown_kind)
7446       << S.getLangOpts().CPlusPlus11;
7447     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
7448     return true;
7449   }
7450
7451   // C++ [temp.expl.spec]p2:
7452   //   An explicit specialization may be declared in any scope in which
7453   //   the corresponding primary template may be defined.
7454   if (S.CurContext->getRedeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
7455     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_function_scope)
7456       << Specialized;
7457     return true;
7458   }
7459
7460   // C++ [temp.class.spec]p6:
7461   //   A class template partial specialization may be declared in any
7462   //   scope in which the primary template may be defined.
7463   DeclContext *SpecializedContext =
7464       Specialized->getDeclContext()->getRedeclContext();
7465   DeclContext *DC = S.CurContext->getRedeclContext();
7466
7467   // Make sure that this redeclaration (or definition) occurs in the same
7468   // scope or an enclosing namespace.
7469   if (!(DC->isFileContext() ? DC->Encloses(SpecializedContext)
7470                             : DC->Equals(SpecializedContext))) {
7471     if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext))
7472       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_redecl_global_scope)
7473         << EntityKind << Specialized;
7474     else {
7475       auto *ND = cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
7476       int Diag = diag::err_template_spec_redecl_out_of_scope;
7477       if (S.getLangOpts().MicrosoftExt && !DC->isRecord())
7478         Diag = diag::ext_ms_template_spec_redecl_out_of_scope;
7479       S.Diag(Loc, Diag) << EntityKind << Specialized
7480                         << ND << isa<CXXRecordDecl>(ND);
7481     }
7482
7483     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
7484
7485     // Don't allow specializing in the wrong class during error recovery.
7486     // Otherwise, things can go horribly wrong.
7487     if (DC->isRecord())
7488       return true;
7489   }
7490
7491   return false;
7492 }
7493
7494 static SourceRange findTemplateParameterInType(unsigned Depth, Expr *E) {
7495   if (!E->isTypeDependent())
7496     return SourceLocation();
7497   DependencyChecker Checker(Depth, /*IgnoreNonTypeDependent*/true);
7498   Checker.TraverseStmt(E);
7499   if (Checker.MatchLoc.isInvalid())
7500     return E->getSourceRange();
7501   return Checker.MatchLoc;
7502 }
7503
7504 static SourceRange findTemplateParameter(unsigned Depth, TypeLoc TL) {
7505   if (!TL.getType()->isDependentType())
7506     return SourceLocation();
7507   DependencyChecker Checker(Depth, /*IgnoreNonTypeDependent*/true);
7508   Checker.TraverseTypeLoc(TL);
7509   if (Checker.MatchLoc.isInvalid())
7510     return TL.getSourceRange();
7511   return Checker.MatchLoc;
7512 }
7513
7514 /// Subroutine of Sema::CheckTemplatePartialSpecializationArgs
7515 /// that checks non-type template partial specialization arguments.
7516 static bool CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
7517     Sema &S, SourceLocation TemplateNameLoc, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
7518     const TemplateArgument *Args, unsigned NumArgs, bool IsDefaultArgument) {
7519   for (unsigned I = 0; I != NumArgs; ++I) {
7520     if (Args[I].getKind() == TemplateArgument::Pack) {
7521       if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
7522               S, TemplateNameLoc, Param, Args[I].pack_begin(),
7523               Args[I].pack_size(), IsDefaultArgument))
7524         return true;
7525
7526       continue;
7527     }
7528
7529     if (Args[I].getKind() != TemplateArgument::Expression)
7530       continue;
7531
7532     Expr *ArgExpr = Args[I].getAsExpr();
7533
7534     // We can have a pack expansion of any of the bullets below.
7535     if (PackExpansionExpr *Expansion = dyn_cast<PackExpansionExpr>(ArgExpr))
7536       ArgExpr = Expansion->getPattern();
7537
7538     // Strip off any implicit casts we added as part of type checking.
7539     while (ImplicitCastExpr *ICE = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(ArgExpr))
7540       ArgExpr = ICE->getSubExpr();
7541
7542     // C++ [temp.class.spec]p8:
7543     //   A non-type argument is non-specialized if it is the name of a
7544     //   non-type parameter. All other non-type arguments are
7545     //   specialized.
7546     //
7547     // Below, we check the two conditions that only apply to
7548     // specialized non-type arguments, so skip any non-specialized
7549     // arguments.
7550     if (DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(ArgExpr))
7551       if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl()))
7552         continue;
7553
7554     // C++ [temp.class.spec]p9:
7555     //   Within the argument list of a class template partial
7556     //   specialization, the following restrictions apply:
7557     //     -- A partially specialized non-type argument expression
7558     //        shall not involve a template parameter of the partial
7559     //        specialization except when the argument expression is a
7560     //        simple identifier.
7561     //     -- The type of a template parameter corresponding to a
7562     //        specialized non-type argument shall not be dependent on a
7563     //        parameter of the specialization.
7564     // DR1315 removes the first bullet, leaving an incoherent set of rules.
7565     // We implement a compromise between the original rules and DR1315:
7566     //     --  A specialized non-type template argument shall not be
7567     //         type-dependent and the corresponding template parameter
7568     //         shall have a non-dependent type.
7569     SourceRange ParamUseRange =
7570         findTemplateParameterInType(Param->getDepth(), ArgExpr);
7571     if (ParamUseRange.isValid()) {
7572       if (IsDefaultArgument) {
7573         S.Diag(TemplateNameLoc,
7574                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec);
7575         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
7576                diag::note_dependent_non_type_default_arg_in_partial_spec)
7577           << ParamUseRange;
7578       } else {
7579         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
7580                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec)
7581           << ParamUseRange;
7582       }
7583       return true;
7584     }
7585
7586     ParamUseRange = findTemplateParameter(
7587         Param->getDepth(), Param->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
7588     if (ParamUseRange.isValid()) {
7589       S.Diag(IsDefaultArgument ? TemplateNameLoc : ArgExpr->getBeginLoc(),
7590              diag::err_dependent_typed_non_type_arg_in_partial_spec)
7591           << Param->getType();
7592       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here)
7593         << (IsDefaultArgument ? ParamUseRange : SourceRange())
7594         << ParamUseRange;
7595       return true;
7596     }
7597   }
7598
7599   return false;
7600 }
7601
7602 /// Check the non-type template arguments of a class template
7603 /// partial specialization according to C++ [temp.class.spec]p9.
7604 ///
7605 /// \param TemplateNameLoc the location of the template name.
7606 /// \param PrimaryTemplate the template parameters of the primary class
7607 ///        template.
7608 /// \param NumExplicit the number of explicitly-specified template arguments.
7609 /// \param TemplateArgs the template arguments of the class template
7610 ///        partial specialization.
7611 ///
7612 /// \returns \c true if there was an error, \c false otherwise.
7613 bool Sema::CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
7614     SourceLocation TemplateNameLoc, TemplateDecl *PrimaryTemplate,
7615     unsigned NumExplicit, ArrayRef<TemplateArgument> TemplateArgs) {
7616   // We have to be conservative when checking a template in a dependent
7617   // context.
7618   if (PrimaryTemplate->getDeclContext()->isDependentContext())
7619     return false;
7620
7621   TemplateParameterList *TemplateParams =
7622       PrimaryTemplate->getTemplateParameters();
7623   for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
7624     NonTypeTemplateParmDecl *Param
7625       = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(TemplateParams->getParam(I));
7626     if (!Param)
7627       continue;
7628
7629     if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(*this, TemplateNameLoc,
7630                                                       Param, &TemplateArgs[I],
7631                                                       1, I >= NumExplicit))
7632       return true;
7633   }
7634
7635   return false;
7636 }
7637
7638 DeclResult Sema::ActOnClassTemplateSpecialization(
7639     Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK, SourceLocation KWLoc,
7640     SourceLocation ModulePrivateLoc, TemplateIdAnnotation &TemplateId,
7641     const ParsedAttributesView &Attr,
7642     MultiTemplateParamsArg TemplateParameterLists, SkipBodyInfo *SkipBody) {
7643   assert(TUK != TUK_Reference && "References are not specializations");
7644
7645   CXXScopeSpec &SS = TemplateId.SS;
7646
7647   // NOTE: KWLoc is the location of the tag keyword. This will instead
7648   // store the location of the outermost template keyword in the declaration.
7649   SourceLocation TemplateKWLoc = TemplateParameterLists.size() > 0
7650     ? TemplateParameterLists[0]->getTemplateLoc() : KWLoc;
7651   SourceLocation TemplateNameLoc = TemplateId.TemplateNameLoc;
7652   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId.LAngleLoc;
7653   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId.RAngleLoc;
7654
7655   // Find the class template we're specializing
7656   TemplateName Name = TemplateId.Template.get();
7657   ClassTemplateDecl *ClassTemplate
7658     = dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
7659
7660   if (!ClassTemplate) {
7661     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_not_class_template_specialization)
7662       << (Name.getAsTemplateDecl() &&
7663           isa<TemplateTemplateParmDecl>(Name.getAsTemplateDecl()));
7664     return true;
7665   }
7666
7667   bool isMemberSpecialization = false;
7668   bool isPartialSpecialization = false;
7669
7670   // Check the validity of the template headers that introduce this
7671   // template.
7672   // FIXME: We probably shouldn't complain about these headers for
7673   // friend declarations.
7674   bool Invalid = false;
7675   TemplateParameterList *TemplateParams =
7676       MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
7677           KWLoc, TemplateNameLoc, SS, &TemplateId,
7678           TemplateParameterLists, TUK == TUK_Friend, isMemberSpecialization,
7679           Invalid);
7680   if (Invalid)
7681     return true;
7682
7683   if (TemplateParams && TemplateParams->size() > 0) {
7684     isPartialSpecialization = true;
7685
7686     if (TUK == TUK_Friend) {
7687       Diag(KWLoc, diag::err_partial_specialization_friend)
7688         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
7689       return true;
7690     }
7691
7692     // C++ [temp.class.spec]p10:
7693     //   The template parameter list of a specialization shall not
7694     //   contain default template argument values.
7695     for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
7696       Decl *Param = TemplateParams->getParam(I);
7697       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
7698         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
7699           Diag(TTP->getDefaultArgumentLoc(),
7700                diag::err_default_arg_in_partial_spec);
7701           TTP->removeDefaultArgument();
7702         }
7703       } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
7704                    = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
7705         if (Expr *DefArg = NTTP->getDefaultArgument()) {
7706           Diag(NTTP->getDefaultArgumentLoc(),
7707                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
7708             << DefArg->getSourceRange();
7709           NTTP->removeDefaultArgument();
7710         }
7711       } else {
7712         TemplateTemplateParmDecl *TTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
7713         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
7714           Diag(TTP->getDefaultArgument().getLocation(),
7715                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
7716             << TTP->getDefaultArgument().getSourceRange();
7717           TTP->removeDefaultArgument();
7718         }
7719       }
7720     }
7721   } else if (TemplateParams) {
7722     if (TUK == TUK_Friend)
7723       Diag(KWLoc, diag::err_template_spec_friend)
7724         << FixItHint::CreateRemoval(
7725                                 SourceRange(TemplateParams->getTemplateLoc(),
7726                                             TemplateParams->getRAngleLoc()))
7727         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
7728   } else {
7729     assert(TUK == TUK_Friend && "should have a 'template<>' for this decl");
7730   }
7731
7732   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
7733   // original template.
7734   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
7735   assert(Kind != TTK_Enum && "Invalid enum tag in class template spec!");
7736   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
7737                                     Kind, TUK == TUK_Definition, KWLoc,
7738                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
7739     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
7740       << ClassTemplate
7741       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
7742                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
7743     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
7744          diag::note_previous_use);
7745     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
7746   }
7747
7748   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
7749   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
7750       makeTemplateArgumentListInfo(*this, TemplateId);
7751
7752   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
7753   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
7754     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
7755                                         UPPC_PartialSpecialization))
7756       return true;
7757
7758   // Check that the template argument list is well-formed for this
7759   // template.
7760   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
7761   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
7762                                 TemplateArgs, false, Converted))
7763     return true;
7764
7765   // Find the class template (partial) specialization declaration that
7766   // corresponds to these arguments.
7767   if (isPartialSpecialization) {
7768     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(TemplateNameLoc, ClassTemplate,
7769                                                TemplateArgs.size(), Converted))
7770       return true;
7771
7772     // FIXME: Move this to CheckTemplatePartialSpecializationArgs so we
7773     // also do it during instantiation.
7774     bool InstantiationDependent;
7775     if (!Name.isDependent() &&
7776         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
7777             TemplateArgs.arguments(), InstantiationDependent)) {
7778       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
7779         << ClassTemplate->getDeclName();
7780       isPartialSpecialization = false;
7781     }
7782   }
7783
7784   void *InsertPos = nullptr;
7785   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
7786
7787   if (isPartialSpecialization)
7788     // FIXME: Template parameter list matters, too
7789     PrevDecl = ClassTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
7790   else
7791     PrevDecl = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
7792
7793   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
7794
7795   // Check whether we can declare a class template specialization in
7796   // the current scope.
7797   if (TUK != TUK_Friend &&
7798       CheckTemplateSpecializationScope(*this, ClassTemplate, PrevDecl,
7799                                        TemplateNameLoc,
7800                                        isPartialSpecialization))
7801     return true;
7802
7803   // The canonical type
7804   QualType CanonType;
7805   if (isPartialSpecialization) {
7806     // Build the canonical type that describes the converted template
7807     // arguments of the class template partial specialization.
7808     TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
7809     CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(CanonTemplate,
7810                                                       Converted);
7811
7812     if (Context.hasSameType(CanonType,
7813                         ClassTemplate->getInjectedClassNameSpecialization())) {
7814       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
7815       //
7816       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
7817       //      to the implicit argument list of the primary template.
7818       //
7819       // This rule has since been removed, because it's redundant given DR1495,
7820       // but we keep it because it produces better diagnostics and recovery.
7821       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
7822         << /*class template*/0 << (TUK == TUK_Definition)
7823         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
7824       return CheckClassTemplate(S, TagSpec, TUK, KWLoc, SS,
7825                                 ClassTemplate->getIdentifier(),
7826                                 TemplateNameLoc,
7827                                 Attr,
7828                                 TemplateParams,
7829                                 AS_none, /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
7830                                 /*FriendLoc*/SourceLocation(),
7831                                 TemplateParameterLists.size() - 1,
7832                                 TemplateParameterLists.data());
7833     }
7834
7835     // Create a new class template partial specialization declaration node.
7836     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial
7837       = cast_or_null<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
7838     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
7839       = ClassTemplatePartialSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
7840                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
7841                                                        KWLoc, TemplateNameLoc,
7842                                                        TemplateParams,
7843                                                        ClassTemplate,
7844                                                        Converted,
7845                                                        TemplateArgs,
7846                                                        CanonType,
7847                                                        PrevPartial);
7848     SetNestedNameSpecifier(*this, Partial, SS);
7849     if (TemplateParameterLists.size() > 1 && SS.isSet()) {
7850       Partial->setTemplateParameterListsInfo(
7851           Context, TemplateParameterLists.drop_back(1));
7852     }
7853
7854     if (!PrevPartial)
7855       ClassTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
7856     Specialization = Partial;
7857
7858     // If we are providing an explicit specialization of a member class
7859     // template specialization, make a note of that.
7860     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
7861       PrevPartial->setMemberSpecialization();
7862
7863     CheckTemplatePartialSpecialization(Partial);
7864   } else {
7865     // Create a new class template specialization declaration node for
7866     // this explicit specialization or friend declaration.
7867     Specialization
7868       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
7869                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
7870                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
7871                                                 ClassTemplate,
7872                                                 Converted,
7873                                                 PrevDecl);
7874     SetNestedNameSpecifier(*this, Specialization, SS);
7875     if (TemplateParameterLists.size() > 0) {
7876       Specialization->setTemplateParameterListsInfo(Context,
7877                                                     TemplateParameterLists);
7878     }
7879
7880     if (!PrevDecl)
7881       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
7882
7883     if (CurContext->isDependentContext()) {
7884       TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
7885       CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(
7886           CanonTemplate, Converted);
7887     } else {
7888       CanonType = Context.getTypeDeclType(Specialization);
7889     }
7890   }
7891
7892   // C++ [temp.expl.spec]p6:
7893   //   If a template, a member template or the member of a class template is
7894   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
7895   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
7896   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
7897   //   use occurs; no diagnostic is required.
7898   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
7899     bool Okay = false;
7900     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
7901       // Is there any previous explicit specialization declaration?
7902       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
7903         Okay = true;
7904         break;
7905       }
7906     }
7907
7908     if (!Okay) {
7909       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
7910       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
7911         << Context.getTypeDeclType(Specialization) << Range;
7912
7913       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
7914            diag::note_instantiation_required_here)
7915         << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind()
7916                                                 != TSK_ImplicitInstantiation);
7917       return true;
7918     }
7919   }
7920
7921   // If this is not a friend, note that this is an explicit specialization.
7922   if (TUK != TUK_Friend)
7923     Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
7924
7925   // Check that this isn't a redefinition of this specialization.
7926   if (TUK == TUK_Definition) {
7927     RecordDecl *Def = Specialization->getDefinition();
7928     NamedDecl *Hidden = nullptr;
7929     if (Def && SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
7930       SkipBody->ShouldSkip = true;
7931       SkipBody->Previous = Def;
7932       makeMergedDefinitionVisible(Hidden);
7933     } else if (Def) {
7934       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
7935       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_redefinition) << Specialization << Range;
7936       Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
7937       Specialization->setInvalidDecl();
7938       return true;
7939     }
7940   }
7941
7942   ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
7943
7944   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
7945   // the ASTContext lays out the structure.
7946   if (TUK == TUK_Definition && (!SkipBody || !SkipBody->ShouldSkip)) {
7947     AddAlignmentAttributesForRecord(Specialization);
7948     AddMsStructLayoutForRecord(Specialization);
7949   }
7950
7951   if (ModulePrivateLoc.isValid())
7952     Diag(Specialization->getLocation(), diag::err_module_private_specialization)
7953       << (isPartialSpecialization? 1 : 0)
7954       << FixItHint::CreateRemoval(ModulePrivateLoc);
7955
7956   // Build the fully-sugared type for this class template
7957   // specialization as the user wrote in the specialization
7958   // itself. This means that we'll pretty-print the type retrieved
7959   // from the specialization's declaration the way that the user
7960   // actually wrote the specialization, rather than formatting the
7961   // name based on the "canonical" representation used to store the
7962   // template arguments in the specialization.
7963   TypeSourceInfo *WrittenTy
7964     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
7965                                                 TemplateArgs, CanonType);
7966   if (TUK != TUK_Friend) {
7967     Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
7968     Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
7969   }
7970
7971   // C++ [temp.expl.spec]p9:
7972   //   A template explicit specialization is in the scope of the
7973   //   namespace in which the template was defined.
7974   //
7975   // We actually implement this paragraph where we set the semantic
7976   // context (in the creation of the ClassTemplateSpecializationDecl),
7977   // but we also maintain the lexical context where the actual
7978   // definition occurs.
7979   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
7980
7981   // We may be starting the definition of this specialization.
7982   if (TUK == TUK_Definition && (!SkipBody || !SkipBody->ShouldSkip))
7983     Specialization->startDefinition();
7984
7985   if (TUK == TUK_Friend) {
7986     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(Context, CurContext,
7987                                             TemplateNameLoc,
7988                                             WrittenTy,
7989                                             /*FIXME:*/KWLoc);
7990     Friend->setAccess(AS_public);
7991     CurContext->addDecl(Friend);
7992   } else {
7993     // Add the specialization into its lexical context, so that it can
7994     // be seen when iterating through the list of declarations in that
7995     // context. However, specializations are not found by name lookup.
7996     CurContext->addDecl(Specialization);
7997   }
7998
7999   if (SkipBody && SkipBody->ShouldSkip)
8000     return SkipBody->Previous;
8001
8002   return Specialization;
8003 }
8004
8005 Decl *Sema::ActOnTemplateDeclarator(Scope *S,
8006                               MultiTemplateParamsArg TemplateParameterLists,
8007                                     Declarator &D) {
8008   Decl *NewDecl = HandleDeclarator(S, D, TemplateParameterLists);
8009   ActOnDocumentableDecl(NewDecl);
8010   return NewDecl;
8011 }
8012
8013 Decl *Sema::ActOnConceptDefinition(Scope *S,
8014                               MultiTemplateParamsArg TemplateParameterLists,
8015                                    IdentifierInfo *Name, SourceLocation NameLoc,
8016                                    Expr *ConstraintExpr) {
8017   DeclContext *DC = CurContext;
8018
8019   if (!DC->getRedeclContext()->isFileContext()) {
8020     Diag(NameLoc,
8021       diag::err_concept_decls_may_only_appear_in_global_namespace_scope);
8022     return nullptr;
8023   }
8024
8025   if (TemplateParameterLists.size() > 1) {
8026     Diag(NameLoc, diag::err_concept_extra_headers);
8027     return nullptr;
8028   }
8029
8030   if (TemplateParameterLists.front()->size() == 0) {
8031     Diag(NameLoc, diag::err_concept_no_parameters);
8032     return nullptr;
8033   }
8034
8035   ConceptDecl *NewDecl = ConceptDecl::Create(Context, DC, NameLoc, Name,
8036                                              TemplateParameterLists.front(),
8037                                              ConstraintExpr);
8038
8039   if (!ConstraintExpr->isTypeDependent() &&
8040       ConstraintExpr->getType() != Context.BoolTy) {
8041     // C++2a [temp.constr.atomic]p3:
8042     // E shall be a constant expression of type bool.
8043     // TODO: Do this check for individual atomic constraints
8044     // and not the constraint expression. Probably should do it in
8045     // ParseConstraintExpression.
8046     Diag(ConstraintExpr->getSourceRange().getBegin(),
8047         diag::err_concept_initialized_with_non_bool_type)
8048       << ConstraintExpr->getType();
8049     NewDecl->setInvalidDecl();
8050   }
8051
8052   if (NewDecl->getAssociatedConstraints()) {
8053     // C++2a [temp.concept]p4:
8054     // A concept shall not have associated constraints.
8055     // TODO: Make a test once we have actual associated constraints.
8056     Diag(NameLoc, diag::err_concept_no_associated_constraints);
8057     NewDecl->setInvalidDecl();
8058   }
8059
8060   // Check for conflicting previous declaration.
8061   DeclarationNameInfo NameInfo(NewDecl->getDeclName(), NameLoc);
8062   LookupResult Previous(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName,
8063                         ForVisibleRedeclaration);
8064   LookupName(Previous, S);
8065
8066   FilterLookupForScope(Previous, DC, S, /*ConsiderLinkage=*/false,
8067                        /*AllowInlineNamespace*/false);
8068   if (!Previous.empty()) {
8069     auto *Old = Previous.getRepresentativeDecl();
8070     Diag(NameLoc, isa<ConceptDecl>(Old) ? diag::err_redefinition :
8071          diag::err_redefinition_different_kind) << NewDecl->getDeclName();
8072     Diag(Old->getLocation(), diag::note_previous_definition);
8073   }
8074
8075   ActOnDocumentableDecl(NewDecl);
8076   PushOnScopeChains(NewDecl, S);
8077   return NewDecl;
8078 }
8079
8080 /// \brief Strips various properties off an implicit instantiation
8081 /// that has just been explicitly specialized.
8082 static void StripImplicitInstantiation(NamedDecl *D) {
8083   D->dropAttr<DLLImportAttr>();
8084   D->dropAttr<DLLExportAttr>();
8085
8086   if (FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
8087     FD->setInlineSpecified(false);
8088 }
8089
8090 /// Compute the diagnostic location for an explicit instantiation
8091 //  declaration or definition.
8092 static SourceLocation DiagLocForExplicitInstantiation(
8093     NamedDecl* D, SourceLocation PointOfInstantiation) {
8094   // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
8095   // hence no PointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
8096   // until a valid name loc is found.
8097   SourceLocation PrevDiagLoc = PointOfInstantiation;
8098   for (Decl *Prev = D; Prev && !PrevDiagLoc.isValid();
8099        Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
8100     PrevDiagLoc = Prev->getLocation();
8101   }
8102   assert(PrevDiagLoc.isValid() &&
8103          "Explicit instantiation without point of instantiation?");
8104   return PrevDiagLoc;
8105 }
8106
8107 /// Diagnose cases where we have an explicit template specialization
8108 /// before/after an explicit template instantiation, producing diagnostics
8109 /// for those cases where they are required and determining whether the
8110 /// new specialization/instantiation will have any effect.
8111 ///
8112 /// \param NewLoc the location of the new explicit specialization or
8113 /// instantiation.
8114 ///
8115 /// \param NewTSK the kind of the new explicit specialization or instantiation.
8116 ///
8117 /// \param PrevDecl the previous declaration of the entity.
8118 ///
8119 /// \param PrevTSK the kind of the old explicit specialization or instantiatin.
8120 ///
8121 /// \param PrevPointOfInstantiation if valid, indicates where the previus
8122 /// declaration was instantiated (either implicitly or explicitly).
8123 ///
8124 /// \param HasNoEffect will be set to true to indicate that the new
8125 /// specialization or instantiation has no effect and should be ignored.
8126 ///
8127 /// \returns true if there was an error that should prevent the introduction of
8128 /// the new declaration into the AST, false otherwise.
8129 bool
8130 Sema::CheckSpecializationInstantiationRedecl(SourceLocation NewLoc,
8131                                              TemplateSpecializationKind NewTSK,
8132                                              NamedDecl *PrevDecl,
8133                                              TemplateSpecializationKind PrevTSK,
8134                                         SourceLocation PrevPointOfInstantiation,
8135                                              bool &HasNoEffect) {
8136   HasNoEffect = false;
8137
8138   switch (NewTSK) {
8139   case TSK_Undeclared:
8140   case TSK_ImplicitInstantiation:
8141     assert(
8142         (PrevTSK == TSK_Undeclared || PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation) &&
8143         "previous declaration must be implicit!");
8144     return false;
8145
8146   case TSK_ExplicitSpecialization:
8147     switch (PrevTSK) {
8148     case TSK_Undeclared:
8149     case TSK_ExplicitSpecialization:
8150       // Okay, we're just specializing something that is either already
8151       // explicitly specialized or has merely been mentioned without any
8152       // instantiation.
8153       return false;
8154
8155     case TSK_ImplicitInstantiation:
8156       if (PrevPointOfInstantiation.isInvalid()) {
8157         // The declaration itself has not actually been instantiated, so it is
8158         // still okay to specialize it.
8159         StripImplicitInstantiation(PrevDecl);
8160         return false;
8161       }
8162       // Fall through
8163       LLVM_FALLTHROUGH;
8164
8165     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
8166     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
8167       assert((PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
8168               PrevPointOfInstantiation.isValid()) &&
8169              "Explicit instantiation without point of instantiation?");
8170
8171       // C++ [temp.expl.spec]p6:
8172       //   If a template, a member template or the member of a class template
8173       //   is explicitly specialized then that specialization shall be declared
8174       //   before the first use of that specialization that would cause an
8175       //   implicit instantiation to take place, in every translation unit in
8176       //   which such a use occurs; no diagnostic is required.
8177       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
8178         // Is there any previous explicit specialization declaration?
8179         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization)
8180           return false;
8181       }
8182
8183       Diag(NewLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
8184         << PrevDecl;
8185       Diag(PrevPointOfInstantiation, diag::note_instantiation_required_here)
8186         << (PrevTSK != TSK_ImplicitInstantiation);
8187
8188       return true;
8189     }
8190     llvm_unreachable("The switch over PrevTSK must be exhaustive.");
8191
8192   case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
8193     switch (PrevTSK) {
8194     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
8195       // This explicit instantiation declaration is redundant (that's okay).
8196       HasNoEffect = true;
8197       return false;
8198
8199     case TSK_Undeclared:
8200     case TSK_ImplicitInstantiation:
8201       // We're explicitly instantiating something that may have already been
8202       // implicitly instantiated; that's fine.
8203       return false;
8204
8205     case TSK_ExplicitSpecialization:
8206       // C++0x [temp.explicit]p4:
8207       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
8208       //   of a template appears after a declaration of an explicit
8209       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
8210       //   effect.
8211       HasNoEffect = true;
8212       return false;
8213
8214     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
8215       // C++0x [temp.explicit]p10:
8216       //   If an entity is the subject of both an explicit instantiation
8217       //   declaration and an explicit instantiation definition in the same
8218       //   translation unit, the definition shall follow the declaration.
8219       Diag(NewLoc,
8220            diag::err_explicit_instantiation_declaration_after_definition);
8221
8222       // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
8223       // hence no PrevPointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
8224       // until a valid name loc is found.
8225       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
8226            diag::note_explicit_instantiation_definition_here);
8227       HasNoEffect = true;
8228       return false;
8229     }
8230     llvm_unreachable("Unexpected TemplateSpecializationKind!");
8231
8232   case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
8233     switch (PrevTSK) {
8234     case TSK_Undeclared:
8235     case TSK_ImplicitInstantiation:
8236       // We're explicitly instantiating something that may have already been
8237       // implicitly instantiated; that's fine.
8238       return false;
8239
8240     case TSK_ExplicitSpecialization:
8241       // C++ DR 259, C++0x [temp.explicit]p4:
8242       //   For a given set of template parameters, if an explicit
8243       //   instantiation of a template appears after a declaration of
8244       //   an explicit specialization for that template, the explicit
8245       //   instantiation has no effect.
8246       Diag(NewLoc, diag::warn_explicit_instantiation_after_specialization)
8247         << PrevDecl;
8248       Diag(PrevDecl->getLocation(),
8249            diag::note_previous_template_specialization);
8250       HasNoEffect = true;
8251       return false;
8252
8253     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
8254       // We're explicitly instantiating a definition for something for which we
8255       // were previously asked to suppress instantiations. That's fine.
8256
8257       // C++0x [temp.explicit]p4:
8258       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
8259       //   of a template appears after a declaration of an explicit
8260       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
8261       //   effect.
8262       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
8263         // Is there any previous explicit specialization declaration?
8264         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
8265           HasNoEffect = true;
8266           break;
8267         }
8268       }
8269
8270       return false;
8271
8272     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
8273       // C++0x [temp.spec]p5:
8274       //   For a given template and a given set of template-arguments,
8275       //     - an explicit instantiation definition shall appear at most once
8276       //       in a program,
8277
8278       // MSVCCompat: MSVC silently ignores duplicate explicit instantiations.
8279       Diag(NewLoc, (getLangOpts().MSVCCompat)
8280                        ? diag::ext_explicit_instantiation_duplicate
8281                        : diag::err_explicit_instantiation_duplicate)
8282           << PrevDecl;
8283       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
8284            diag::note_previous_explicit_instantiation);
8285       HasNoEffect = true;
8286       return false;
8287     }
8288   }
8289
8290   llvm_unreachable("Missing specialization/instantiation case?");
8291 }
8292
8293 /// Perform semantic analysis for the given dependent function
8294 /// template specialization.
8295 ///
8296 /// The only possible way to get a dependent function template specialization
8297 /// is with a friend declaration, like so:
8298 ///
8299 /// \code
8300 ///   template \<class T> void foo(T);
8301 ///   template \<class T> class A {
8302 ///     friend void foo<>(T);
8303 ///   };
8304 /// \endcode
8305 ///
8306 /// There really isn't any useful analysis we can do here, so we
8307 /// just store the information.
8308 bool
8309 Sema::CheckDependentFunctionTemplateSpecialization(FunctionDecl *FD,
8310                    const TemplateArgumentListInfo &ExplicitTemplateArgs,
8311                                                    LookupResult &Previous) {
8312   // Remove anything from Previous that isn't a function template in
8313   // the correct context.
8314   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
8315   LookupResult::Filter F = Previous.makeFilter();
8316   enum DiscardReason { NotAFunctionTemplate, NotAMemberOfEnclosing };
8317   SmallVector<std::pair<DiscardReason, Decl *>, 8> DiscardedCandidates;
8318   while (F.hasNext()) {
8319     NamedDecl *D = F.next()->getUnderlyingDecl();
8320     if (!isa<FunctionTemplateDecl>(D)) {
8321       F.erase();
8322       DiscardedCandidates.push_back(std::make_pair(NotAFunctionTemplate, D));
8323       continue;
8324     }
8325
8326     if (!FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
8327             D->getDeclContext()->getRedeclContext())) {
8328       F.erase();
8329       DiscardedCandidates.push_back(std::make_pair(NotAMemberOfEnclosing, D));
8330       continue;
8331     }
8332   }
8333   F.done();
8334
8335   if (Previous.empty()) {
8336     Diag(FD->getLocation(),
8337          diag::err_dependent_function_template_spec_no_match);
8338     for (auto &P : DiscardedCandidates)
8339       Diag(P.second->getLocation(),
8340            diag::note_dependent_function_template_spec_discard_reason)
8341           << P.first;
8342     return true;
8343   }
8344
8345   FD->setDependentTemplateSpecialization(Context, Previous.asUnresolvedSet(),
8346                                          ExplicitTemplateArgs);
8347   return false;
8348 }
8349
8350 /// Perform semantic analysis for the given function template
8351 /// specialization.
8352 ///
8353 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
8354 /// explicit function template specialization. On successful completion,
8355 /// the function declaration \p FD will become a function template
8356 /// specialization.
8357 ///
8358 /// \param FD the function declaration, which will be updated to become a
8359 /// function template specialization.
8360 ///
8361 /// \param ExplicitTemplateArgs the explicitly-provided template arguments,
8362 /// if any. Note that this may be valid info even when 0 arguments are
8363 /// explicitly provided as in, e.g., \c void sort<>(char*, char*);
8364 /// as it anyway contains info on the angle brackets locations.
8365 ///
8366 /// \param Previous the set of declarations that may be specialized by
8367 /// this function specialization.
8368 ///
8369 /// \param QualifiedFriend whether this is a lookup for a qualified friend
8370 /// declaration with no explicit template argument list that might be
8371 /// befriending a function template specialization.
8372 bool Sema::CheckFunctionTemplateSpecialization(
8373     FunctionDecl *FD, TemplateArgumentListInfo *ExplicitTemplateArgs,
8374     LookupResult &Previous, bool QualifiedFriend) {
8375   // The set of function template specializations that could match this
8376   // explicit function template specialization.
8377   UnresolvedSet<8> Candidates;
8378   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(FD->getLocation(),
8379                                             /*ForTakingAddress=*/false);
8380
8381   llvm::SmallDenseMap<FunctionDecl *, TemplateArgumentListInfo, 8>
8382       ConvertedTemplateArgs;
8383
8384   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
8385   for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
8386          I != E; ++I) {
8387     NamedDecl *Ovl = (*I)->getUnderlyingDecl();
8388     if (FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Ovl)) {
8389       // Only consider templates found within the same semantic lookup scope as
8390       // FD.
8391       if (!FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
8392                                 Ovl->getDeclContext()->getRedeclContext()))
8393         continue;
8394
8395       // When matching a constexpr member function template specialization
8396       // against the primary template, we don't yet know whether the
8397       // specialization has an implicit 'const' (because we don't know whether
8398       // it will be a static member function until we know which template it
8399       // specializes), so adjust it now assuming it specializes this template.
8400       QualType FT = FD->getType();
8401       if (FD->isConstexpr()) {
8402         CXXMethodDecl *OldMD =
8403           dyn_cast<CXXMethodDecl>(FunTmpl->getTemplatedDecl());
8404         if (OldMD && OldMD->isConst()) {
8405           const FunctionProtoType *FPT = FT->castAs<FunctionProtoType>();
8406           FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI = FPT->getExtProtoInfo();
8407           EPI.TypeQuals.addConst();
8408           FT = Context.getFunctionType(FPT->getReturnType(),
8409                                        FPT->getParamTypes(), EPI);
8410         }
8411       }
8412
8413       TemplateArgumentListInfo Args;
8414       if (ExplicitTemplateArgs)
8415         Args = *ExplicitTemplateArgs;
8416
8417       // C++ [temp.expl.spec]p11:
8418       //   A trailing template-argument can be left unspecified in the
8419       //   template-id naming an explicit function template specialization
8420       //   provided it can be deduced from the function argument type.
8421       // Perform template argument deduction to determine whether we may be
8422       // specializing this template.
8423       // FIXME: It is somewhat wasteful to build
8424       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
8425       FunctionDecl *Specialization = nullptr;
8426       if (TemplateDeductionResult TDK = DeduceTemplateArguments(
8427               cast<FunctionTemplateDecl>(FunTmpl->getFirstDecl()),
8428               ExplicitTemplateArgs ? &Args : nullptr, FT, Specialization,
8429               Info)) {
8430         // Template argument deduction failed; record why it failed, so
8431         // that we can provide nifty diagnostics.
8432         FailedCandidates.addCandidate().set(
8433             I.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
8434             MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
8435         (void)TDK;
8436         continue;
8437       }
8438
8439       // Target attributes are part of the cuda function signature, so
8440       // the deduced template's cuda target must match that of the
8441       // specialization.  Given that C++ template deduction does not
8442       // take target attributes into account, we reject candidates
8443       // here that have a different target.
8444       if (LangOpts.CUDA &&
8445           IdentifyCUDATarget(Specialization,
8446                              /* IgnoreImplicitHDAttr = */ true) !=
8447               IdentifyCUDATarget(FD, /* IgnoreImplicitHDAttr = */ true)) {
8448         FailedCandidates.addCandidate().set(
8449             I.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
8450             MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK_CUDATargetMismatch, Info));
8451         continue;
8452       }
8453
8454       // Record this candidate.
8455       if (ExplicitTemplateArgs)
8456         ConvertedTemplateArgs[Specialization] = std::move(Args);
8457       Candidates.addDecl(Specialization, I.getAccess());
8458     }
8459   }
8460
8461   // For a qualified friend declaration (with no explicit marker to indicate
8462   // that a template specialization was intended), note all (template and
8463   // non-template) candidates.
8464   if (QualifiedFriend && Candidates.empty()) {
8465     Diag(FD->getLocation(), diag::err_qualified_friend_no_match)
8466         << FD->getDeclName() << FDLookupContext;
8467     // FIXME: We should form a single candidate list and diagnose all
8468     // candidates at once, to get proper sorting and limiting.
8469     for (auto *OldND : Previous) {
8470       if (auto *OldFD = dyn_cast<FunctionDecl>(OldND->getUnderlyingDecl()))
8471         NoteOverloadCandidate(OldND, OldFD, FD->getType(), false);
8472     }
8473     FailedCandidates.NoteCandidates(*this, FD->getLocation());
8474     return true;
8475   }
8476
8477   // Find the most specialized function template.
8478   UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
8479       Candidates.begin(), Candidates.end(), FailedCandidates, FD->getLocation(),
8480       PDiag(diag::err_function_template_spec_no_match) << FD->getDeclName(),
8481       PDiag(diag::err_function_template_spec_ambiguous)
8482           << FD->getDeclName() << (ExplicitTemplateArgs != nullptr),
8483       PDiag(diag::note_function_template_spec_matched));
8484
8485   if (Result == Candidates.end())
8486     return true;
8487
8488   // Ignore access information;  it doesn't figure into redeclaration checking.
8489   FunctionDecl *Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
8490
8491   FunctionTemplateSpecializationInfo *SpecInfo
8492     = Specialization->getTemplateSpecializationInfo();
8493   assert(SpecInfo && "Function template specialization info missing?");
8494
8495   // Note: do not overwrite location info if previous template
8496   // specialization kind was explicit.
8497   TemplateSpecializationKind TSK = SpecInfo->getTemplateSpecializationKind();
8498   if (TSK == TSK_Undeclared || TSK == TSK_ImplicitInstantiation) {
8499     Specialization->setLocation(FD->getLocation());
8500     Specialization->setLexicalDeclContext(FD->getLexicalDeclContext());
8501     // C++11 [dcl.constexpr]p1: An explicit specialization of a constexpr
8502     // function can differ from the template declaration with respect to
8503     // the constexpr specifier.
8504     // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8505     // FIXME: What if there are multiple such prior declarations (for instance,
8506     // from different modules)?
8507     Specialization->setConstexprKind(FD->getConstexprKind());
8508   }
8509
8510   // FIXME: Check if the prior specialization has a point of instantiation.
8511   // If so, we have run afoul of .
8512
8513   // If this is a friend declaration, then we're not really declaring
8514   // an explicit specialization.
8515   bool isFriend = (FD->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
8516
8517   // Check the scope of this explicit specialization.
8518   if (!isFriend &&
8519       CheckTemplateSpecializationScope(*this,
8520                                        Specialization->getPrimaryTemplate(),
8521                                        Specialization, FD->getLocation(),
8522                                        false))
8523     return true;
8524
8525   // C++ [temp.expl.spec]p6:
8526   //   If a template, a member template or the member of a class template is
8527   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
8528   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
8529   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
8530   //   use occurs; no diagnostic is required.
8531   bool HasNoEffect = false;
8532   if (!isFriend &&
8533       CheckSpecializationInstantiationRedecl(FD->getLocation(),
8534                                              TSK_ExplicitSpecialization,
8535                                              Specialization,
8536                                    SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8537                                          SpecInfo->getPointOfInstantiation(),
8538                                              HasNoEffect))
8539     return true;
8540
8541   // Mark the prior declaration as an explicit specialization, so that later
8542   // clients know that this is an explicit specialization.
8543   if (!isFriend) {
8544     // Since explicit specializations do not inherit '=delete' from their
8545     // primary function template - check if the 'specialization' that was
8546     // implicitly generated (during template argument deduction for partial
8547     // ordering) from the most specialized of all the function templates that
8548     // 'FD' could have been specializing, has a 'deleted' definition.  If so,
8549     // first check that it was implicitly generated during template argument
8550     // deduction by making sure it wasn't referenced, and then reset the deleted
8551     // flag to not-deleted, so that we can inherit that information from 'FD'.
8552     if (Specialization->isDeleted() && !SpecInfo->isExplicitSpecialization() &&
8553         !Specialization->getCanonicalDecl()->isReferenced()) {
8554       // FIXME: This assert will not hold in the presence of modules.
8555       assert(
8556           Specialization->getCanonicalDecl() == Specialization &&
8557           "This must be the only existing declaration of this specialization");
8558       // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8559       Specialization->setDeletedAsWritten(false);
8560     }
8561     // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8562     SpecInfo->setTemplateSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
8563     MarkUnusedFileScopedDecl(Specialization);
8564   }
8565
8566   // Turn the given function declaration into a function template
8567   // specialization, with the template arguments from the previous
8568   // specialization.
8569   // Take copies of (semantic and syntactic) template argument lists.
8570   const TemplateArgumentList* TemplArgs = new (Context)
8571     TemplateArgumentList(Specialization->getTemplateSpecializationArgs());
8572   FD->setFunctionTemplateSpecialization(
8573       Specialization->getPrimaryTemplate(), TemplArgs, /*InsertPos=*/nullptr,
8574       SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8575       ExplicitTemplateArgs ? &ConvertedTemplateArgs[Specialization] : nullptr);
8576
8577   // A function template specialization inherits the target attributes
8578   // of its template.  (We require the attributes explicitly in the
8579   // code to match, but a template may have implicit attributes by
8580   // virtue e.g. of being constexpr, and it passes these implicit
8581   // attributes on to its specializations.)
8582   if (LangOpts.CUDA)
8583     inheritCUDATargetAttrs(FD, *Specialization->getPrimaryTemplate());
8584
8585   // The "previous declaration" for this function template specialization is
8586   // the prior function template specialization.
8587   Previous.clear();
8588   Previous.addDecl(Specialization);
8589   return false;
8590 }
8591
8592 /// Perform semantic analysis for the given non-template member
8593 /// specialization.
8594 ///
8595 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
8596 /// explicit member function specialization. On successful completion,
8597 /// the function declaration \p FD will become a member function
8598 /// specialization.
8599 ///
8600 /// \param Member the member declaration, which will be updated to become a
8601 /// specialization.
8602 ///
8603 /// \param Previous the set of declarations, one of which may be specialized
8604 /// by this function specialization;  the set will be modified to contain the
8605 /// redeclared member.
8606 bool
8607 Sema::CheckMemberSpecialization(NamedDecl *Member, LookupResult &Previous) {
8608   assert(!isa<TemplateDecl>(Member) && "Only for non-template members");
8609
8610   // Try to find the member we are instantiating.
8611   NamedDecl *FoundInstantiation = nullptr;
8612   NamedDecl *Instantiation = nullptr;
8613   NamedDecl *InstantiatedFrom = nullptr;
8614   MemberSpecializationInfo *MSInfo = nullptr;
8615
8616   if (Previous.empty()) {
8617     // Nowhere to look anyway.
8618   } else if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(Member)) {
8619     for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
8620            I != E; ++I) {
8621       NamedDecl *D = (*I)->getUnderlyingDecl();
8622       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(D)) {
8623         QualType Adjusted = Function->getType();
8624         if (!hasExplicitCallingConv(Adjusted))
8625           Adjusted = adjustCCAndNoReturn(Adjusted, Method->getType());
8626         // This doesn't handle deduced return types, but both function
8627         // declarations should be undeduced at this point.
8628         if (Context.hasSameType(Adjusted, Method->getType())) {
8629           FoundInstantiation = *I;
8630           Instantiation = Method;
8631           InstantiatedFrom = Method->getInstantiatedFromMemberFunction();
8632           MSInfo = Method->getMemberSpecializationInfo();
8633           break;
8634         }
8635       }
8636     }
8637   } else if (isa<VarDecl>(Member)) {
8638     VarDecl *PrevVar;
8639     if (Previous.isSingleResult() &&
8640         (PrevVar = dyn_cast<VarDecl>(Previous.getFoundDecl())))
8641       if (PrevVar->isStaticDataMember()) {
8642         FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8643         Instantiation = PrevVar;
8644         InstantiatedFrom = PrevVar->getInstantiatedFromStaticDataMember();
8645         MSInfo = PrevVar->getMemberSpecializationInfo();
8646       }
8647   } else if (isa<RecordDecl>(Member)) {
8648     CXXRecordDecl *PrevRecord;
8649     if (Previous.isSingleResult() &&
8650         (PrevRecord = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
8651       FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8652       Instantiation = PrevRecord;
8653       InstantiatedFrom = PrevRecord->getInstantiatedFromMemberClass();
8654       MSInfo = PrevRecord->getMemberSpecializationInfo();
8655     }
8656   } else if (isa<EnumDecl>(Member)) {
8657     EnumDecl *PrevEnum;
8658     if (Previous.isSingleResult() &&
8659         (PrevEnum = dyn_cast<EnumDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
8660       FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
8661       Instantiation = PrevEnum;
8662       InstantiatedFrom = PrevEnum->getInstantiatedFromMemberEnum();
8663       MSInfo = PrevEnum->getMemberSpecializationInfo();
8664     }
8665   }
8666
8667   if (!Instantiation) {
8668     // There is no previous declaration that matches. Since member
8669     // specializations are always out-of-line, the caller will complain about
8670     // this mismatch later.
8671     return false;
8672   }
8673
8674   // A member specialization in a friend declaration isn't really declaring
8675   // an explicit specialization, just identifying a specific (possibly implicit)
8676   // specialization. Don't change the template specialization kind.
8677   //
8678   // FIXME: Is this really valid? Other compilers reject.
8679   if (Member->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None) {
8680     // Preserve instantiation information.
8681     if (InstantiatedFrom && isa<CXXMethodDecl>(Member)) {
8682       cast<CXXMethodDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberFunction(
8683                                       cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom),
8684         cast<CXXMethodDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
8685     } else if (InstantiatedFrom && isa<CXXRecordDecl>(Member)) {
8686       cast<CXXRecordDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberClass(
8687                                       cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom),
8688         cast<CXXRecordDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
8689     }
8690
8691     Previous.clear();
8692     Previous.addDecl(FoundInstantiation);
8693     return false;
8694   }
8695
8696   // Make sure that this is a specialization of a member.
8697   if (!InstantiatedFrom) {
8698     Diag(Member->getLocation(), diag::err_spec_member_not_instantiated)
8699       << Member;
8700     Diag(Instantiation->getLocation(), diag::note_specialized_decl);
8701     return true;
8702   }
8703
8704   // C++ [temp.expl.spec]p6:
8705   //   If a template, a member template or the member of a class template is
8706   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
8707   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
8708   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
8709   //   use occurs; no diagnostic is required.
8710   assert(MSInfo && "Member specialization info missing?");
8711
8712   bool HasNoEffect = false;
8713   if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(Member->getLocation(),
8714                                              TSK_ExplicitSpecialization,
8715                                              Instantiation,
8716                                      MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
8717                                            MSInfo->getPointOfInstantiation(),
8718                                              HasNoEffect))
8719     return true;
8720
8721   // Check the scope of this explicit specialization.
8722   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this,
8723                                        InstantiatedFrom,
8724                                        Instantiation, Member->getLocation(),
8725                                        false))
8726     return true;
8727
8728   // Note that this member specialization is an "instantiation of" the
8729   // corresponding member of the original template.
8730   if (auto *MemberFunction = dyn_cast<FunctionDecl>(Member)) {
8731     FunctionDecl *InstantiationFunction = cast<FunctionDecl>(Instantiation);
8732     if (InstantiationFunction->getTemplateSpecializationKind() ==
8733           TSK_ImplicitInstantiation) {
8734       // Explicit specializations of member functions of class templates do not
8735       // inherit '=delete' from the member function they are specializing.
8736       if (InstantiationFunction->isDeleted()) {
8737         // FIXME: This assert will not hold in the presence of modules.
8738         assert(InstantiationFunction->getCanonicalDecl() ==
8739                InstantiationFunction);
8740         // FIXME: We need an update record for this AST mutation.
8741         InstantiationFunction->setDeletedAsWritten(false);
8742       }
8743     }
8744
8745     MemberFunction->setInstantiationOfMemberFunction(
8746         cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8747   } else if (auto *MemberVar = dyn_cast<VarDecl>(Member)) {
8748     MemberVar->setInstantiationOfStaticDataMember(
8749         cast<VarDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8750   } else if (auto *MemberClass = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Member)) {
8751     MemberClass->setInstantiationOfMemberClass(
8752         cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8753   } else if (auto *MemberEnum = dyn_cast<EnumDecl>(Member)) {
8754     MemberEnum->setInstantiationOfMemberEnum(
8755         cast<EnumDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
8756   } else {
8757     llvm_unreachable("unknown member specialization kind");
8758   }
8759
8760   // Save the caller the trouble of having to figure out which declaration
8761   // this specialization matches.
8762   Previous.clear();
8763   Previous.addDecl(FoundInstantiation);
8764   return false;
8765 }
8766
8767 /// Complete the explicit specialization of a member of a class template by
8768 /// updating the instantiated member to be marked as an explicit specialization.
8769 ///
8770 /// \param OrigD The member declaration instantiated from the template.
8771 /// \param Loc The location of the explicit specialization of the member.
8772 template<typename DeclT>
8773 static void completeMemberSpecializationImpl(Sema &S, DeclT *OrigD,
8774                                              SourceLocation Loc) {
8775   if (OrigD->getTemplateSpecializationKind() != TSK_ImplicitInstantiation)
8776     return;
8777
8778   // FIXME: Inform AST mutation listeners of this AST mutation.
8779   // FIXME: If there are multiple in-class declarations of the member (from
8780   // multiple modules, or a declaration and later definition of a member type),
8781   // should we update all of them?
8782   OrigD->setTemplateSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
8783   OrigD->setLocation(Loc);
8784 }
8785
8786 void Sema::CompleteMemberSpecialization(NamedDecl *Member,
8787                                         LookupResult &Previous) {
8788   NamedDecl *Instantiation = cast<NamedDecl>(Member->getCanonicalDecl());
8789   if (Instantiation == Member)
8790     return;
8791
8792   if (auto *Function = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Instantiation))
8793     completeMemberSpecializationImpl(*this, Function, Member->getLocation());
8794   else if (auto *Var = dyn_cast<VarDecl>(Instantiation))
8795     completeMemberSpecializationImpl(*this, Var, Member->getLocation());
8796   else if (auto *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Instantiation))
8797     completeMemberSpecializationImpl(*this, Record, Member->getLocation());
8798   else if (auto *Enum = dyn_cast<EnumDecl>(Instantiation))
8799     completeMemberSpecializationImpl(*this, Enum, Member->getLocation());
8800   else
8801     llvm_unreachable("unknown member specialization kind");
8802 }
8803
8804 /// Check the scope of an explicit instantiation.
8805 ///
8806 /// \returns true if a serious error occurs, false otherwise.
8807 static bool CheckExplicitInstantiationScope(Sema &S, NamedDecl *D,
8808                                             SourceLocation InstLoc,
8809                                             bool WasQualifiedName) {
8810   DeclContext *OrigContext= D->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
8811   DeclContext *CurContext = S.CurContext->getRedeclContext();
8812
8813   if (CurContext->isRecord()) {
8814     S.Diag(InstLoc, diag::err_explicit_instantiation_in_class)
8815       << D;
8816     return true;
8817   }
8818
8819   // C++11 [temp.explicit]p3:
8820   //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
8821   //   template. If the name declared in the explicit instantiation is an
8822   //   unqualified name, the explicit instantiation shall appear in the
8823   //   namespace where its template is declared or, if that namespace is inline
8824   //   (7.3.1), any namespace from its enclosing namespace set.
8825   //
8826   // This is DR275, which we do not retroactively apply to C++98/03.
8827   if (WasQualifiedName) {
8828     if (CurContext->Encloses(OrigContext))
8829       return false;
8830   } else {
8831     if (CurContext->InEnclosingNamespaceSetOf(OrigContext))
8832       return false;
8833   }
8834
8835   if (NamespaceDecl *NS = dyn_cast<NamespaceDecl>(OrigContext)) {
8836     if (WasQualifiedName)
8837       S.Diag(InstLoc,
8838              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8839                diag::err_explicit_instantiation_out_of_scope :
8840                diag::warn_explicit_instantiation_out_of_scope_0x)
8841         << D << NS;
8842     else
8843       S.Diag(InstLoc,
8844              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8845                diag::err_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace :
8846                diag::warn_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace_0x)
8847         << D << NS;
8848   } else
8849     S.Diag(InstLoc,
8850            S.getLangOpts().CPlusPlus11?
8851              diag::err_explicit_instantiation_must_be_global :
8852              diag::warn_explicit_instantiation_must_be_global_0x)
8853       << D;
8854   S.Diag(D->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
8855   return false;
8856 }
8857
8858 /// Common checks for whether an explicit instantiation of \p D is valid.
8859 static bool CheckExplicitInstantiation(Sema &S, NamedDecl *D,
8860                                        SourceLocation InstLoc,
8861                                        bool WasQualifiedName,
8862                                        TemplateSpecializationKind TSK) {
8863   // C++ [temp.explicit]p13:
8864   //   An explicit instantiation declaration shall not name a specialization of
8865   //   a template with internal linkage.
8866   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
8867       D->getFormalLinkage() == InternalLinkage) {
8868     S.Diag(InstLoc, diag::err_explicit_instantiation_internal_linkage) << D;
8869     return true;
8870   }
8871
8872   // C++11 [temp.explicit]p3: [DR 275]
8873   //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
8874   //   template.
8875   if (CheckExplicitInstantiationScope(S, D, InstLoc, WasQualifiedName))
8876     return true;
8877
8878   return false;
8879 }
8880
8881 /// Determine whether the given scope specifier has a template-id in it.
8882 static bool ScopeSpecifierHasTemplateId(const CXXScopeSpec &SS) {
8883   if (!SS.isSet())
8884     return false;
8885
8886   // C++11 [temp.explicit]p3:
8887   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
8888   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
8889   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
8890   //   name shall be a simple-template-id.
8891   //
8892   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
8893   for (NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep(); NNS;
8894        NNS = NNS->getPrefix())
8895     if (const Type *T = NNS->getAsType())
8896       if (isa<TemplateSpecializationType>(T))
8897         return true;
8898
8899   return false;
8900 }
8901
8902 /// Make a dllexport or dllimport attr on a class template specialization take
8903 /// effect.
8904 static void dllExportImportClassTemplateSpecialization(
8905     Sema &S, ClassTemplateSpecializationDecl *Def) {
8906   auto *A = cast_or_null<InheritableAttr>(getDLLAttr(Def));
8907   assert(A && "dllExportImportClassTemplateSpecialization called "
8908               "on Def without dllexport or dllimport");
8909
8910   // We reject explicit instantiations in class scope, so there should
8911   // never be any delayed exported classes to worry about.
8912   assert(S.DelayedDllExportClasses.empty() &&
8913          "delayed exports present at explicit instantiation");
8914   S.checkClassLevelDLLAttribute(Def);
8915
8916   // Propagate attribute to base class templates.
8917   for (auto &B : Def->bases()) {
8918     if (auto *BT = dyn_cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
8919             B.getType()->getAsCXXRecordDecl()))
8920       S.propagateDLLAttrToBaseClassTemplate(Def, A, BT, B.getBeginLoc());
8921   }
8922
8923   S.referenceDLLExportedClassMethods();
8924 }
8925
8926 // Explicit instantiation of a class template specialization
8927 DeclResult Sema::ActOnExplicitInstantiation(
8928     Scope *S, SourceLocation ExternLoc, SourceLocation TemplateLoc,
8929     unsigned TagSpec, SourceLocation KWLoc, const CXXScopeSpec &SS,
8930     TemplateTy TemplateD, SourceLocation TemplateNameLoc,
8931     SourceLocation LAngleLoc, ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
8932     SourceLocation RAngleLoc, const ParsedAttributesView &Attr) {
8933   // Find the class template we're specializing
8934   TemplateName Name = TemplateD.get();
8935   TemplateDecl *TD = Name.getAsTemplateDecl();
8936   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
8937   // original template.
8938   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
8939   assert(Kind != TTK_Enum &&
8940          "Invalid enum tag in class template explicit instantiation!");
8941
8942   ClassTemplateDecl *ClassTemplate = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(TD);
8943
8944   if (!ClassTemplate) {
8945     NonTagKind NTK = getNonTagTypeDeclKind(TD, Kind);
8946     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_tag_reference_non_tag) << TD << NTK << Kind;
8947     Diag(TD->getLocation(), diag::note_previous_use);
8948     return true;
8949   }
8950
8951   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
8952                                     Kind, /*isDefinition*/false, KWLoc,
8953                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
8954     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
8955       << ClassTemplate
8956       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
8957                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
8958     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
8959          diag::note_previous_use);
8960     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
8961   }
8962
8963   // C++0x [temp.explicit]p2:
8964   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
8965   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
8966   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
8967   TemplateSpecializationKind TSK = ExternLoc.isInvalid()
8968                                        ? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
8969                                        : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
8970
8971   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
8972       !Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsGNUEnvironment()) {
8973     // Check for dllexport class template instantiation declarations,
8974     // except for MinGW mode.
8975     for (const ParsedAttr &AL : Attr) {
8976       if (AL.getKind() == ParsedAttr::AT_DLLExport) {
8977         Diag(ExternLoc,
8978              diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
8979         Diag(AL.getLoc(), diag::note_attribute);
8980         break;
8981       }
8982     }
8983
8984     if (auto *A = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getAttr<DLLExportAttr>()) {
8985       Diag(ExternLoc,
8986            diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
8987       Diag(A->getLocation(), diag::note_attribute);
8988     }
8989   }
8990
8991   // In MSVC mode, dllimported explicit instantiation definitions are treated as
8992   // instantiation declarations for most purposes.
8993   bool DLLImportExplicitInstantiationDef = false;
8994   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition &&
8995       Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft()) {
8996     // Check for dllimport class template instantiation definitions.
8997     bool DLLImport =
8998         ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getAttr<DLLImportAttr>();
8999     for (const ParsedAttr &AL : Attr) {
9000       if (AL.getKind() == ParsedAttr::AT_DLLImport)
9001         DLLImport = true;
9002       if (AL.getKind() == ParsedAttr::AT_DLLExport) {
9003         // dllexport trumps dllimport here.
9004         DLLImport = false;
9005         break;
9006       }
9007     }
9008     if (DLLImport) {
9009       TSK = TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
9010       DLLImportExplicitInstantiationDef = true;
9011     }
9012   }
9013
9014   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
9015   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
9016   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
9017
9018   // Check that the template argument list is well-formed for this
9019   // template.
9020   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
9021   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
9022                                 TemplateArgs, false, Converted))
9023     return true;
9024
9025   // Find the class template specialization declaration that
9026   // corresponds to these arguments.
9027   void *InsertPos = nullptr;
9028   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl
9029     = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
9030
9031   TemplateSpecializationKind PrevDecl_TSK
9032     = PrevDecl ? PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() : TSK_Undeclared;
9033
9034   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition && PrevDecl != nullptr &&
9035       Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsGNUEnvironment()) {
9036     // Check for dllexport class template instantiation definitions in MinGW
9037     // mode, if a previous declaration of the instantiation was seen.
9038     for (const ParsedAttr &AL : Attr) {
9039       if (AL.getKind() == ParsedAttr::AT_DLLExport) {
9040         Diag(AL.getLoc(),
9041              diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_def);
9042         break;
9043       }
9044     }
9045   }
9046
9047   if (CheckExplicitInstantiation(*this, ClassTemplate, TemplateNameLoc,
9048                                  SS.isSet(), TSK))
9049     return true;
9050
9051   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
9052
9053   bool HasNoEffect = false;
9054   if (PrevDecl) {
9055     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateNameLoc, TSK,
9056                                                PrevDecl, PrevDecl_TSK,
9057                                             PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
9058                                                HasNoEffect))
9059       return PrevDecl;
9060
9061     // Even though HasNoEffect == true means that this explicit instantiation
9062     // has no effect on semantics, we go on to put its syntax in the AST.
9063
9064     if (PrevDecl_TSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
9065         PrevDecl_TSK == TSK_Undeclared) {
9066       // Since the only prior class template specialization with these
9067       // arguments was referenced but not declared, reuse that
9068       // declaration node as our own, updating the source location
9069       // for the template name to reflect our new declaration.
9070       // (Other source locations will be updated later.)
9071       Specialization = PrevDecl;
9072       Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
9073       PrevDecl = nullptr;
9074     }
9075
9076     if (PrevDecl_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
9077         DLLImportExplicitInstantiationDef) {
9078       // The new specialization might add a dllimport attribute.
9079       HasNoEffect = false;
9080     }
9081   }
9082
9083   if (!Specialization) {
9084     // Create a new class template specialization declaration node for
9085     // this explicit specialization.
9086     Specialization
9087       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
9088                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
9089                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
9090                                                 ClassTemplate,
9091                                                 Converted,
9092                                                 PrevDecl);
9093     SetNestedNameSpecifier(*this, Specialization, SS);
9094
9095     if (!HasNoEffect && !PrevDecl) {
9096       // Insert the new specialization.
9097       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
9098     }
9099   }
9100
9101   // Build the fully-sugared type for this explicit instantiation as
9102   // the user wrote in the explicit instantiation itself. This means
9103   // that we'll pretty-print the type retrieved from the
9104   // specialization's declaration the way that the user actually wrote
9105   // the explicit instantiation, rather than formatting the name based
9106   // on the "canonical" representation used to store the template
9107   // arguments in the specialization.
9108   TypeSourceInfo *WrittenTy
9109     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
9110                                                 TemplateArgs,
9111                                   Context.getTypeDeclType(Specialization));
9112   Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
9113
9114   // Set source locations for keywords.
9115   Specialization->setExternLoc(ExternLoc);
9116   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateLoc);
9117   Specialization->setBraceRange(SourceRange());
9118
9119   bool PreviouslyDLLExported = Specialization->hasAttr<DLLExportAttr>();
9120   ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
9121
9122   // Add the explicit instantiation into its lexical context. However,
9123   // since explicit instantiations are never found by name lookup, we
9124   // just put it into the declaration context directly.
9125   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
9126   CurContext->addDecl(Specialization);
9127
9128   // Syntax is now OK, so return if it has no other effect on semantics.
9129   if (HasNoEffect) {
9130     // Set the template specialization kind.
9131     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
9132     return Specialization;
9133   }
9134
9135   // C++ [temp.explicit]p3:
9136   //   A definition of a class template or class member template
9137   //   shall be in scope at the point of the explicit instantiation of
9138   //   the class template or class member template.
9139   //
9140   // This check comes when we actually try to perform the
9141   // instantiation.
9142   ClassTemplateSpecializationDecl *Def
9143     = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
9144                                               Specialization->getDefinition());
9145   if (!Def)
9146     InstantiateClassTemplateSpecialization(TemplateNameLoc, Specialization, TSK);
9147   else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition) {
9148     MarkVTableUsed(TemplateNameLoc, Specialization, true);
9149     Specialization->setPointOfInstantiation(Def->getPointOfInstantiation());
9150   }
9151
9152   // Instantiate the members of this class template specialization.
9153   Def = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
9154                                        Specialization->getDefinition());
9155   if (Def) {
9156     TemplateSpecializationKind Old_TSK = Def->getTemplateSpecializationKind();
9157     // Fix a TSK_ExplicitInstantiationDeclaration followed by a
9158     // TSK_ExplicitInstantiationDefinition
9159     if (Old_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
9160         (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition ||
9161          DLLImportExplicitInstantiationDef)) {
9162       // FIXME: Need to notify the ASTMutationListener that we did this.
9163       Def->setTemplateSpecializationKind(TSK);
9164
9165       if (!getDLLAttr(Def) && getDLLAttr(Specialization) &&
9166           (Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft() ||
9167            Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsItaniumEnvironment())) {
9168         // In the MS ABI, an explicit instantiation definition can add a dll
9169         // attribute to a template with a previous instantiation declaration.
9170         // MinGW doesn't allow this.
9171         auto *A = cast<InheritableAttr>(
9172             getDLLAttr(Specialization)->clone(getASTContext()));
9173         A->setInherited(true);
9174         Def->addAttr(A);
9175         dllExportImportClassTemplateSpecialization(*this, Def);
9176       }
9177     }
9178
9179     // Fix a TSK_ImplicitInstantiation followed by a
9180     // TSK_ExplicitInstantiationDefinition
9181     bool NewlyDLLExported =
9182         !PreviouslyDLLExported && Specialization->hasAttr<DLLExportAttr>();
9183     if (Old_TSK == TSK_ImplicitInstantiation && NewlyDLLExported &&
9184         (Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft() ||
9185          Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsItaniumEnvironment())) {
9186       // In the MS ABI, an explicit instantiation definition can add a dll
9187       // attribute to a template with a previous implicit instantiation.
9188       // MinGW doesn't allow this. We limit clang to only adding dllexport, to
9189       // avoid potentially strange codegen behavior.  For example, if we extend
9190       // this conditional to dllimport, and we have a source file calling a
9191       // method on an implicitly instantiated template class instance and then
9192       // declaring a dllimport explicit instantiation definition for the same
9193       // template class, the codegen for the method call will not respect the
9194       // dllimport, while it will with cl. The Def will already have the DLL
9195       // attribute, since the Def and Specialization will be the same in the
9196       // case of Old_TSK == TSK_ImplicitInstantiation, and we already added the
9197       // attribute to the Specialization; we just need to make it take effect.
9198       assert(Def == Specialization &&
9199              "Def and Specialization should match for implicit instantiation");
9200       dllExportImportClassTemplateSpecialization(*this, Def);
9201     }
9202
9203     // In MinGW mode, export the template instantiation if the declaration
9204     // was marked dllexport.
9205     if (PrevDecl_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
9206         Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsGNUEnvironment() &&
9207         PrevDecl->hasAttr<DLLExportAttr>()) {
9208       dllExportImportClassTemplateSpecialization(*this, Def);
9209     }
9210
9211     // Set the template specialization kind. Make sure it is set before
9212     // instantiating the members which will trigger ASTConsumer callbacks.
9213     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
9214     InstantiateClassTemplateSpecializationMembers(TemplateNameLoc, Def, TSK);
9215   } else {
9216
9217     // Set the template specialization kind.
9218     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
9219   }
9220
9221   return Specialization;
9222 }
9223
9224 // Explicit instantiation of a member class of a class template.
9225 DeclResult
9226 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S, SourceLocation ExternLoc,
9227                                  SourceLocation TemplateLoc, unsigned TagSpec,
9228                                  SourceLocation KWLoc, CXXScopeSpec &SS,
9229                                  IdentifierInfo *Name, SourceLocation NameLoc,
9230                                  const ParsedAttributesView &Attr) {
9231
9232   bool Owned = false;
9233   bool IsDependent = false;
9234   Decl *TagD = ActOnTag(S, TagSpec, Sema::TUK_Reference,
9235                         KWLoc, SS, Name, NameLoc, Attr, AS_none,
9236                         /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
9237                         MultiTemplateParamsArg(), Owned, IsDependent,
9238                         SourceLocation(), false, TypeResult(),
9239                         /*IsTypeSpecifier*/false,
9240                         /*IsTemplateParamOrArg*/false);
9241   assert(!IsDependent && "explicit instantiation of dependent name not yet handled");
9242
9243   if (!TagD)
9244     return true;
9245
9246   TagDecl *Tag = cast<TagDecl>(TagD);
9247   assert(!Tag->isEnum() && "shouldn't see enumerations here");
9248
9249   if (Tag->isInvalidDecl())
9250     return true;
9251
9252   CXXRecordDecl *Record = cast<CXXRecordDecl>(Tag);
9253   CXXRecordDecl *Pattern = Record->getInstantiatedFromMemberClass();
9254   if (!Pattern) {
9255     Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_nontemplate_type)
9256       << Context.getTypeDeclType(Record);
9257     Diag(Record->getLocation(), diag::note_nontemplate_decl_here);
9258     return true;
9259   }
9260
9261   // C++0x [temp.explicit]p2:
9262   //   If the explicit instantiation is for a class or member class, the
9263   //   elaborated-type-specifier in the declaration shall include a
9264   //   simple-template-id.
9265   //
9266   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
9267   if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(SS))
9268     Diag(TemplateLoc, diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
9269       << Record << SS.getRange();
9270
9271   // C++0x [temp.explicit]p2:
9272   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
9273   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
9274   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
9275   TemplateSpecializationKind TSK
9276     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
9277                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
9278
9279   CheckExplicitInstantiation(*this, Record, NameLoc, true, TSK);
9280
9281   // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
9282   CXXRecordDecl *PrevDecl
9283     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getPreviousDecl());
9284   if (!PrevDecl && Record->getDefinition())
9285     PrevDecl = Record;
9286   if (PrevDecl) {
9287     MemberSpecializationInfo *MSInfo = PrevDecl->getMemberSpecializationInfo();
9288     bool HasNoEffect = false;
9289     assert(MSInfo && "No member specialization information?");
9290     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateLoc, TSK,
9291                                                PrevDecl,
9292                                         MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
9293                                              MSInfo->getPointOfInstantiation(),
9294                                                HasNoEffect))
9295       return true;
9296     if (HasNoEffect)
9297       return TagD;
9298   }
9299
9300   CXXRecordDecl *RecordDef
9301     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
9302   if (!RecordDef) {
9303     // C++ [temp.explicit]p3:
9304     //   A definition of a member class of a class template shall be in scope
9305     //   at the point of an explicit instantiation of the member class.
9306     CXXRecordDecl *Def
9307       = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Pattern->getDefinition());
9308     if (!Def) {
9309       Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
9310         << 0 << Record->getDeclName() << Record->getDeclContext();
9311       Diag(Pattern->getLocation(), diag::note_forward_declaration)
9312         << Pattern;
9313       return true;
9314     } else {
9315       if (InstantiateClass(NameLoc, Record, Def,
9316                            getTemplateInstantiationArgs(Record),
9317                            TSK))
9318         return true;
9319
9320       RecordDef = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
9321       if (!RecordDef)
9322         return true;
9323     }
9324   }
9325
9326   // Instantiate all of the members of the class.
9327   InstantiateClassMembers(NameLoc, RecordDef,
9328                           getTemplateInstantiationArgs(Record), TSK);
9329
9330   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
9331     MarkVTableUsed(NameLoc, RecordDef, true);
9332
9333   // FIXME: We don't have any representation for explicit instantiations of
9334   // member classes. Such a representation is not needed for compilation, but it
9335   // should be available for clients that want to see all of the declarations in
9336   // the source code.
9337   return TagD;
9338 }
9339
9340 DeclResult Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
9341                                             SourceLocation ExternLoc,
9342                                             SourceLocation TemplateLoc,
9343                                             Declarator &D) {
9344   // Explicit instantiations always require a name.
9345   // TODO: check if/when DNInfo should replace Name.
9346   DeclarationNameInfo NameInfo = GetNameForDeclarator(D);
9347   DeclarationName Name = NameInfo.getName();
9348   if (!Name) {
9349     if (!D.isInvalidType())
9350       Diag(D.getDeclSpec().getBeginLoc(),
9351            diag::err_explicit_instantiation_requires_name)
9352           << D.getDeclSpec().getSourceRange() << D.getSourceRange();
9353
9354     return true;
9355   }
9356
9357   // The scope passed in may not be a decl scope.  Zip up the scope tree until
9358   // we find one that is.
9359   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
9360          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
9361     S = S->getParent();
9362
9363   // Determine the type of the declaration.
9364   TypeSourceInfo *T = GetTypeForDeclarator(D, S);
9365   QualType R = T->getType();
9366   if (R.isNull())
9367     return true;
9368
9369   // C++ [dcl.stc]p1:
9370   //   A storage-class-specifier shall not be specified in [...] an explicit
9371   //   instantiation (14.7.2) directive.
9372   if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec() == DeclSpec::SCS_typedef) {
9373     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_of_typedef)
9374       << Name;
9375     return true;
9376   } else if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec()
9377                                                 != DeclSpec::SCS_unspecified) {
9378     // Complain about then remove the storage class specifier.
9379     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_storage_class)
9380       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getStorageClassSpecLoc());
9381
9382     D.getMutableDeclSpec().ClearStorageClassSpecs();
9383   }
9384
9385   // C++0x [temp.explicit]p1:
9386   //   [...] An explicit instantiation of a function template shall not use the
9387   //   inline or constexpr specifiers.
9388   // Presumably, this also applies to member functions of class templates as
9389   // well.
9390   if (D.getDeclSpec().isInlineSpecified())
9391     Diag(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc(),
9392          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
9393            diag::err_explicit_instantiation_inline :
9394            diag::warn_explicit_instantiation_inline_0x)
9395       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc());
9396   if (D.getDeclSpec().hasConstexprSpecifier() && R->isFunctionType())
9397     // FIXME: Add a fix-it to remove the 'constexpr' and add a 'const' if one is
9398     // not already specified.
9399     Diag(D.getDeclSpec().getConstexprSpecLoc(),
9400          diag::err_explicit_instantiation_constexpr);
9401
9402   // A deduction guide is not on the list of entities that can be explicitly
9403   // instantiated.
9404   if (Name.getNameKind() == DeclarationName::CXXDeductionGuideName) {
9405     Diag(D.getDeclSpec().getBeginLoc(), diag::err_deduction_guide_specialized)
9406         << /*explicit instantiation*/ 0;
9407     return true;
9408   }
9409
9410   // C++0x [temp.explicit]p2:
9411   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
9412   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
9413   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
9414   TemplateSpecializationKind TSK
9415     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
9416                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
9417
9418   LookupResult Previous(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
9419   LookupParsedName(Previous, S, &D.getCXXScopeSpec());
9420
9421   if (!R->isFunctionType()) {
9422     // C++ [temp.explicit]p1:
9423     //   A [...] static data member of a class template can be explicitly
9424     //   instantiated from the member definition associated with its class
9425     //   template.
9426     // C++1y [temp.explicit]p1:
9427     //   A [...] variable [...] template specialization can be explicitly
9428     //   instantiated from its template.
9429     if (Previous.isAmbiguous())
9430       return true;
9431
9432     VarDecl *Prev = Previous.getAsSingle<VarDecl>();
9433     VarTemplateDecl *PrevTemplate = Previous.getAsSingle<VarTemplateDecl>();
9434
9435     if (!PrevTemplate) {
9436       if (!Prev || !Prev->isStaticDataMember()) {
9437         // We expect to see a static data member here.
9438         Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_not_known)
9439             << Name;
9440         for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
9441              P != PEnd; ++P)
9442           Diag((*P)->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
9443         return true;
9444       }
9445
9446       if (!Prev->getInstantiatedFromStaticDataMember()) {
9447         // FIXME: Check for explicit specialization?
9448         Diag(D.getIdentifierLoc(),
9449              diag::err_explicit_instantiation_data_member_not_instantiated)
9450             << Prev;
9451         Diag(Prev->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
9452         // FIXME: Can we provide a note showing where this was declared?
9453         return true;
9454       }
9455     } else {
9456       // Explicitly instantiate a variable template.
9457
9458       // C++1y [dcl.spec.auto]p6:
9459       //   ... A program that uses auto or decltype(auto) in a context not
9460       //   explicitly allowed in this section is ill-formed.
9461       //
9462       // This includes auto-typed variable template instantiations.
9463       if (R->isUndeducedType()) {
9464         Diag(T->getTypeLoc().getBeginLoc(),
9465              diag::err_auto_not_allowed_var_inst);
9466         return true;
9467       }
9468
9469       if (D.getName().getKind() != UnqualifiedIdKind::IK_TemplateId) {
9470         // C++1y [temp.explicit]p3:
9471         //   If the explicit instantiation is for a variable, the unqualified-id
9472         //   in the declaration shall be a template-id.
9473         Diag(D.getIdentifierLoc(),
9474              diag::err_explicit_instantiation_without_template_id)
9475           << PrevTemplate;
9476         Diag(PrevTemplate->getLocation(),
9477              diag::note_explicit_instantiation_here);
9478         return true;
9479       }
9480
9481       // Translate the parser's template argument list into our AST format.
9482       TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
9483           makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
9484
9485       DeclResult Res = CheckVarTemplateId(PrevTemplate, TemplateLoc,
9486                                           D.getIdentifierLoc(), TemplateArgs);
9487       if (Res.isInvalid())
9488         return true;
9489
9490       // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration
9491       // checking.
9492       Prev = cast<VarDecl>(Res.get());
9493     }
9494
9495     // C++0x [temp.explicit]p2:
9496     //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
9497     //   or a static data member of a class template specialization, the name of
9498     //   the class template specialization in the qualified-id for the member
9499     //   name shall be a simple-template-id.
9500     //
9501     // C++98 has the same restriction, just worded differently.
9502     //
9503     // This does not apply to variable template specializations, where the
9504     // template-id is in the unqualified-id instead.
9505     if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()) && !PrevTemplate)
9506       Diag(D.getIdentifierLoc(),
9507            diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
9508         << Prev << D.getCXXScopeSpec().getRange();
9509
9510     CheckExplicitInstantiation(*this, Prev, D.getIdentifierLoc(), true, TSK);
9511
9512     // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
9513     TemplateSpecializationKind PrevTSK = Prev->getTemplateSpecializationKind();
9514     SourceLocation POI = Prev->getPointOfInstantiation();
9515     bool HasNoEffect = false;
9516     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK, Prev,
9517                                                PrevTSK, POI, HasNoEffect))
9518       return true;
9519
9520     if (!HasNoEffect) {
9521       // Instantiate static data member or variable template.
9522       Prev->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
9523       // Merge attributes.
9524       ProcessDeclAttributeList(S, Prev, D.getDeclSpec().getAttributes());
9525       if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
9526         InstantiateVariableDefinition(D.getIdentifierLoc(), Prev);
9527     }
9528
9529     // Check the new variable specialization against the parsed input.
9530     if (PrevTemplate && Prev && !Context.hasSameType(Prev->getType(), R)) {
9531       Diag(T->getTypeLoc().getBeginLoc(),
9532            diag::err_invalid_var_template_spec_type)
9533           << 0 << PrevTemplate << R << Prev->getType();
9534       Diag(PrevTemplate->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
9535           << 2 << PrevTemplate->getDeclName();
9536       return true;
9537     }
9538
9539     // FIXME: Create an ExplicitInstantiation node?
9540     return (Decl*) nullptr;
9541   }
9542
9543   // If the declarator is a template-id, translate the parser's template
9544   // argument list into our AST format.
9545   bool HasExplicitTemplateArgs = false;
9546   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs;
9547   if (D.getName().getKind() == UnqualifiedIdKind::IK_TemplateId) {
9548     TemplateArgs = makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
9549     HasExplicitTemplateArgs = true;
9550   }
9551
9552   // C++ [temp.explicit]p1:
9553   //   A [...] function [...] can be explicitly instantiated from its template.
9554   //   A member function [...] of a class template can be explicitly
9555   //  instantiated from the member definition associated with its class
9556   //  template.
9557   UnresolvedSet<8> TemplateMatches;
9558   FunctionDecl *NonTemplateMatch = nullptr;
9559   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(D.getIdentifierLoc());
9560   for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
9561        P != PEnd; ++P) {
9562     NamedDecl *Prev = *P;
9563     if (!HasExplicitTemplateArgs) {
9564       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Prev)) {
9565         QualType Adjusted = adjustCCAndNoReturn(R, Method->getType(),
9566                                                 /*AdjustExceptionSpec*/true);
9567         if (Context.hasSameUnqualifiedType(Method->getType(), Adjusted)) {
9568           if (Method->getPrimaryTemplate()) {
9569             TemplateMatches.addDecl(Method, P.getAccess());
9570           } else {
9571             // FIXME: Can this assert ever happen?  Needs a test.
9572             assert(!NonTemplateMatch && "Multiple NonTemplateMatches");
9573             NonTemplateMatch = Method;
9574           }
9575         }
9576       }
9577     }
9578
9579     FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Prev);
9580     if (!FunTmpl)
9581       continue;
9582
9583     TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
9584     FunctionDecl *Specialization = nullptr;
9585     if (TemplateDeductionResult TDK
9586           = DeduceTemplateArguments(FunTmpl,
9587                                (HasExplicitTemplateArgs ? &TemplateArgs
9588                                                         : nullptr),
9589                                     R, Specialization, Info)) {
9590       // Keep track of almost-matches.
9591       FailedCandidates.addCandidate()
9592           .set(P.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
9593                MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
9594       (void)TDK;
9595       continue;
9596     }
9597
9598     // Target attributes are part of the cuda function signature, so
9599     // the cuda target of the instantiated function must match that of its
9600     // template.  Given that C++ template deduction does not take
9601     // target attributes into account, we reject candidates here that
9602     // have a different target.
9603     if (LangOpts.CUDA &&
9604         IdentifyCUDATarget(Specialization,
9605                            /* IgnoreImplicitHDAttr = */ true) !=
9606             IdentifyCUDATarget(D.getDeclSpec().getAttributes())) {
9607       FailedCandidates.addCandidate().set(
9608           P.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
9609           MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK_CUDATargetMismatch, Info));
9610       continue;
9611     }
9612
9613     TemplateMatches.addDecl(Specialization, P.getAccess());
9614   }
9615
9616   FunctionDecl *Specialization = NonTemplateMatch;
9617   if (!Specialization) {
9618     // Find the most specialized function template specialization.
9619     UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
9620         TemplateMatches.begin(), TemplateMatches.end(), FailedCandidates,
9621         D.getIdentifierLoc(),
9622         PDiag(diag::err_explicit_instantiation_not_known) << Name,
9623         PDiag(diag::err_explicit_instantiation_ambiguous) << Name,
9624         PDiag(diag::note_explicit_instantiation_candidate));
9625
9626     if (Result == TemplateMatches.end())
9627       return true;
9628
9629     // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration checking.
9630     Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
9631   }
9632
9633   // C++11 [except.spec]p4
9634   // In an explicit instantiation an exception-specification may be specified,
9635   // but is not required.
9636   // If an exception-specification is specified in an explicit instantiation
9637   // directive, it shall be compatible with the exception-specifications of
9638   // other declarations of that function.
9639   if (auto *FPT = R->getAs<FunctionProtoType>())
9640     if (FPT->hasExceptionSpec()) {
9641       unsigned DiagID =
9642           diag::err_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
9643       if (getLangOpts().MicrosoftExt)
9644         DiagID = diag::ext_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
9645       bool Result = CheckEquivalentExceptionSpec(
9646           PDiag(DiagID) << Specialization->getType(),
9647           PDiag(diag::note_explicit_instantiation_here),
9648           Specialization->getType()->getAs<FunctionProtoType>(),
9649           Specialization->getLocation(), FPT, D.getBeginLoc());
9650       // In Microsoft mode, mismatching exception specifications just cause a
9651       // warning.
9652       if (!getLangOpts().MicrosoftExt && Result)
9653         return true;
9654     }
9655
9656   if (Specialization->getTemplateSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
9657     Diag(D.getIdentifierLoc(),
9658          diag::err_explicit_instantiation_member_function_not_instantiated)
9659       << Specialization
9660       << (Specialization->getTemplateSpecializationKind() ==
9661           TSK_ExplicitSpecialization);
9662     Diag(Specialization->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
9663     return true;
9664   }
9665
9666   FunctionDecl *PrevDecl = Specialization->getPreviousDecl();
9667   if (!PrevDecl && Specialization->isThisDeclarationADefinition())
9668     PrevDecl = Specialization;
9669
9670   if (PrevDecl) {
9671     bool HasNoEffect = false;
9672     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK,
9673                                                PrevDecl,
9674                                      PrevDecl->getTemplateSpecializationKind(),
9675                                           PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
9676                                                HasNoEffect))
9677       return true;
9678
9679     // FIXME: We may still want to build some representation of this
9680     // explicit specialization.
9681     if (HasNoEffect)
9682       return (Decl*) nullptr;
9683   }
9684
9685   // HACK: libc++ has a bug where it attempts to explicitly instantiate the
9686   // functions
9687   //     valarray<size_t>::valarray(size_t) and
9688   //     valarray<size_t>::~valarray()
9689   // that it declared to have internal linkage with the internal_linkage
9690   // attribute. Ignore the explicit instantiation declaration in this case.
9691   if (Specialization->hasAttr<InternalLinkageAttr>() &&
9692       TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration) {
9693     if (auto *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Specialization->getDeclContext()))
9694       if (RD->getIdentifier() && RD->getIdentifier()->isStr("valarray") &&
9695           RD->isInStdNamespace())
9696         return (Decl*) nullptr;
9697   }
9698
9699   ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, D.getDeclSpec().getAttributes());
9700
9701   // In MSVC mode, dllimported explicit instantiation definitions are treated as
9702   // instantiation declarations.
9703   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition &&
9704       Specialization->hasAttr<DLLImportAttr>() &&
9705       Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft())
9706     TSK = TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
9707
9708   Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
9709
9710   if (Specialization->isDefined()) {
9711     // Let the ASTConsumer know that this function has been explicitly
9712     // instantiated now, and its linkage might have changed.
9713     Consumer.HandleTopLevelDecl(DeclGroupRef(Specialization));
9714   } else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
9715     InstantiateFunctionDefinition(D.getIdentifierLoc(), Specialization);
9716
9717   // C++0x [temp.explicit]p2:
9718   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
9719   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
9720   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
9721   //   name shall be a simple-template-id.
9722   //
9723   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
9724   FunctionTemplateDecl *FunTmpl = Specialization->getPrimaryTemplate();
9725   if (D.getName().getKind() != UnqualifiedIdKind::IK_TemplateId && !FunTmpl &&
9726       D.getCXXScopeSpec().isSet() &&
9727       !ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()))
9728     Diag(D.getIdentifierLoc(),
9729          diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
9730     << Specialization << D.getCXXScopeSpec().getRange();
9731
9732   CheckExplicitInstantiation(
9733       *this,
9734       FunTmpl ? (NamedDecl *)FunTmpl
9735               : Specialization->getInstantiatedFromMemberFunction(),
9736       D.getIdentifierLoc(), D.getCXXScopeSpec().isSet(), TSK);
9737
9738   // FIXME: Create some kind of ExplicitInstantiationDecl here.
9739   return (Decl*) nullptr;
9740 }
9741
9742 TypeResult
9743 Sema::ActOnDependentTag(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
9744                         const CXXScopeSpec &SS, IdentifierInfo *Name,
9745                         SourceLocation TagLoc, SourceLocation NameLoc) {
9746   // This has to hold, because SS is expected to be defined.
9747   assert(Name && "Expected a name in a dependent tag");
9748
9749   NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep();
9750   if (!NNS)
9751     return true;
9752
9753   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
9754
9755   if (TUK == TUK_Declaration || TUK == TUK_Definition) {
9756     Diag(NameLoc, diag::err_dependent_tag_decl)
9757       << (TUK == TUK_Definition) << Kind << SS.getRange();
9758     return true;
9759   }
9760
9761   // Create the resulting type.
9762   ElaboratedTypeKeyword Kwd = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(Kind);
9763   QualType Result = Context.getDependentNameType(Kwd, NNS, Name);
9764
9765   // Create type-source location information for this type.
9766   TypeLocBuilder TLB;
9767   DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(Result);
9768   TL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
9769   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9770   TL.setNameLoc(NameLoc);
9771   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
9772 }
9773
9774 TypeResult
9775 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S, SourceLocation TypenameLoc,
9776                         const CXXScopeSpec &SS, const IdentifierInfo &II,
9777                         SourceLocation IdLoc) {
9778   if (SS.isInvalid())
9779     return true;
9780
9781   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
9782     Diag(TypenameLoc,
9783          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
9784            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
9785            diag::ext_typename_outside_of_template)
9786       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
9787
9788   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
9789   QualType T = CheckTypenameType(TypenameLoc.isValid()? ETK_Typename : ETK_None,
9790                                  TypenameLoc, QualifierLoc, II, IdLoc);
9791   if (T.isNull())
9792     return true;
9793
9794   TypeSourceInfo *TSI = Context.CreateTypeSourceInfo(T);
9795   if (isa<DependentNameType>(T)) {
9796     DependentNameTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<DependentNameTypeLoc>();
9797     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9798     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
9799     TL.setNameLoc(IdLoc);
9800   } else {
9801     ElaboratedTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<ElaboratedTypeLoc>();
9802     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9803     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
9804     TL.getNamedTypeLoc().castAs<TypeSpecTypeLoc>().setNameLoc(IdLoc);
9805   }
9806
9807   return CreateParsedType(T, TSI);
9808 }
9809
9810 TypeResult
9811 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S,
9812                         SourceLocation TypenameLoc,
9813                         const CXXScopeSpec &SS,
9814                         SourceLocation TemplateKWLoc,
9815                         TemplateTy TemplateIn,
9816                         IdentifierInfo *TemplateII,
9817                         SourceLocation TemplateIILoc,
9818                         SourceLocation LAngleLoc,
9819                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
9820                         SourceLocation RAngleLoc) {
9821   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
9822     Diag(TypenameLoc,
9823          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
9824            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
9825            diag::ext_typename_outside_of_template)
9826       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
9827
9828   // Strangely, non-type results are not ignored by this lookup, so the
9829   // program is ill-formed if it finds an injected-class-name.
9830   if (TypenameLoc.isValid()) {
9831     auto *LookupRD =
9832         dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(computeDeclContext(SS, false));
9833     if (LookupRD && LookupRD->getIdentifier() == TemplateII) {
9834       Diag(TemplateIILoc,
9835            diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
9836         << TemplateII << 0 /*injected-class-name used as template name*/
9837         << (TemplateKWLoc.isValid() ? 1 : 0 /*'template'/'typename' keyword*/);
9838     }
9839   }
9840
9841   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
9842   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
9843   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
9844
9845   TemplateName Template = TemplateIn.get();
9846   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
9847     // Construct a dependent template specialization type.
9848     assert(DTN && "dependent template has non-dependent name?");
9849     assert(DTN->getQualifier() == SS.getScopeRep());
9850     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_Typename,
9851                                                           DTN->getQualifier(),
9852                                                           DTN->getIdentifier(),
9853                                                                 TemplateArgs);
9854
9855     // Create source-location information for this type.
9856     TypeLocBuilder Builder;
9857     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
9858     = Builder.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
9859     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9860     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9861     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
9862     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
9863     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
9864     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
9865     for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
9866       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
9867     return CreateParsedType(T, Builder.getTypeSourceInfo(Context, T));
9868   }
9869
9870   QualType T = CheckTemplateIdType(Template, TemplateIILoc, TemplateArgs);
9871   if (T.isNull())
9872     return true;
9873
9874   // Provide source-location information for the template specialization type.
9875   TypeLocBuilder Builder;
9876   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
9877     = Builder.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(T);
9878   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
9879   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateIILoc);
9880   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
9881   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
9882   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
9883     SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
9884
9885   T = Context.getElaboratedType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), T);
9886   ElaboratedTypeLoc TL = Builder.push<ElaboratedTypeLoc>(T);
9887   TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
9888   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
9889
9890   TypeSourceInfo *TSI = Builder.getTypeSourceInfo(Context, T);
9891   return CreateParsedType(T, TSI);
9892 }
9893
9894
9895 /// Determine whether this failed name lookup should be treated as being
9896 /// disabled by a usage of std::enable_if.
9897 static bool isEnableIf(NestedNameSpecifierLoc NNS, const IdentifierInfo &II,
9898                        SourceRange &CondRange, Expr *&Cond) {
9899   // We must be looking for a ::type...
9900   if (!II.isStr("type"))
9901     return false;
9902
9903   // ... within an explicitly-written template specialization...
9904   if (!NNS || !NNS.getNestedNameSpecifier()->getAsType())
9905     return false;
9906   TypeLoc EnableIfTy = NNS.getTypeLoc();
9907   TemplateSpecializationTypeLoc EnableIfTSTLoc =
9908       EnableIfTy.getAs<TemplateSpecializationTypeLoc>();
9909   if (!EnableIfTSTLoc || EnableIfTSTLoc.getNumArgs() == 0)
9910     return false;
9911   const TemplateSpecializationType *EnableIfTST = EnableIfTSTLoc.getTypePtr();
9912
9913   // ... which names a complete class template declaration...
9914   const TemplateDecl *EnableIfDecl =
9915     EnableIfTST->getTemplateName().getAsTemplateDecl();
9916   if (!EnableIfDecl || EnableIfTST->isIncompleteType())
9917     return false;
9918
9919   // ... called "enable_if".
9920   const IdentifierInfo *EnableIfII =
9921     EnableIfDecl->getDeclName().getAsIdentifierInfo();
9922   if (!EnableIfII || !EnableIfII->isStr("enable_if"))
9923     return false;
9924
9925   // Assume the first template argument is the condition.
9926   CondRange = EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getSourceRange();
9927
9928   // Dig out the condition.
9929   Cond = nullptr;
9930   if (EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getArgument().getKind()
9931         != TemplateArgument::Expression)
9932     return true;
9933
9934   Cond = EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getSourceExpression();
9935
9936   // Ignore Boolean literals; they add no value.
9937   if (isa<CXXBoolLiteralExpr>(Cond->IgnoreParenCasts()))
9938     Cond = nullptr;
9939
9940   return true;
9941 }
9942
9943 /// Build the type that describes a C++ typename specifier,
9944 /// e.g., "typename T::type".
9945 QualType
9946 Sema::CheckTypenameType(ElaboratedTypeKeyword Keyword,
9947                         SourceLocation KeywordLoc,
9948                         NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc,
9949                         const IdentifierInfo &II,
9950                         SourceLocation IILoc) {
9951   CXXScopeSpec SS;
9952   SS.Adopt(QualifierLoc);
9953
9954   DeclContext *Ctx = computeDeclContext(SS);
9955   if (!Ctx) {
9956     // If the nested-name-specifier is dependent and couldn't be
9957     // resolved to a type, build a typename type.
9958     assert(QualifierLoc.getNestedNameSpecifier()->isDependent());
9959     return Context.getDependentNameType(Keyword,
9960                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
9961                                         &II);
9962   }
9963
9964   // If the nested-name-specifier refers to the current instantiation,
9965   // the "typename" keyword itself is superfluous. In C++03, the
9966   // program is actually ill-formed. However, DR 382 (in C++0x CD1)
9967   // allows such extraneous "typename" keywords, and we retroactively
9968   // apply this DR to C++03 code with only a warning. In any case we continue.
9969
9970   if (RequireCompleteDeclContext(SS, Ctx))
9971     return QualType();
9972
9973   DeclarationName Name(&II);
9974   LookupResult Result(*this, Name, IILoc, LookupOrdinaryName);
9975   LookupQualifiedName(Result, Ctx, SS);
9976   unsigned DiagID = 0;
9977   Decl *Referenced = nullptr;
9978   switch (Result.getResultKind()) {
9979   case LookupResult::NotFound: {
9980     // If we're looking up 'type' within a template named 'enable_if', produce
9981     // a more specific diagnostic.
9982     SourceRange CondRange;
9983     Expr *Cond = nullptr;
9984     if (isEnableIf(QualifierLoc, II, CondRange, Cond)) {
9985       // If we have a condition, narrow it down to the specific failed
9986       // condition.
9987       if (Cond) {
9988         Expr *FailedCond;
9989         std::string FailedDescription;
9990         std::tie(FailedCond, FailedDescription) =
9991           findFailedBooleanCondition(Cond);
9992
9993         Diag(FailedCond->getExprLoc(),
9994              diag::err_typename_nested_not_found_requirement)
9995           << FailedDescription
9996           << FailedCond->getSourceRange();
9997         return QualType();
9998       }
9999
10000       Diag(CondRange.getBegin(), diag::err_typename_nested_not_found_enable_if)
10001           << Ctx << CondRange;
10002       return QualType();
10003     }
10004
10005     DiagID = diag::err_typename_nested_not_found;
10006     break;
10007   }
10008
10009   case LookupResult::FoundUnresolvedValue: {
10010     // We found a using declaration that is a value. Most likely, the using
10011     // declaration itself is meant to have the 'typename' keyword.
10012     SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
10013                           IILoc);
10014     Diag(IILoc, diag::err_typename_refers_to_using_value_decl)
10015       << Name << Ctx << FullRange;
10016     if (UnresolvedUsingValueDecl *Using
10017           = dyn_cast<UnresolvedUsingValueDecl>(Result.getRepresentativeDecl())){
10018       SourceLocation Loc = Using->getQualifierLoc().getBeginLoc();
10019       Diag(Loc, diag::note_using_value_decl_missing_typename)
10020         << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
10021     }
10022   }
10023   // Fall through to create a dependent typename type, from which we can recover
10024   // better.
10025   LLVM_FALLTHROUGH;
10026
10027   case LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation:
10028     // Okay, it's a member of an unknown instantiation.
10029     return Context.getDependentNameType(Keyword,
10030                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
10031                                         &II);
10032
10033   case LookupResult::Found:
10034     if (TypeDecl *Type = dyn_cast<TypeDecl>(Result.getFoundDecl())) {
10035       // C++ [class.qual]p2:
10036       //   In a lookup in which function names are not ignored and the
10037       //   nested-name-specifier nominates a class C, if the name specified
10038       //   after the nested-name-specifier, when looked up in C, is the
10039       //   injected-class-name of C [...] then the name is instead considered
10040       //   to name the constructor of class C.
10041       //
10042       // Unlike in an elaborated-type-specifier, function names are not ignored
10043       // in typename-specifier lookup. However, they are ignored in all the
10044       // contexts where we form a typename type with no keyword (that is, in
10045       // mem-initializer-ids, base-specifiers, and elaborated-type-specifiers).
10046       //
10047       // FIXME: That's not strictly true: mem-initializer-id lookup does not
10048       // ignore functions, but that appears to be an oversight.
10049       auto *LookupRD = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(Ctx);
10050       auto *FoundRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Type);
10051       if (Keyword == ETK_Typename && LookupRD && FoundRD &&
10052           FoundRD->isInjectedClassName() &&
10053           declaresSameEntity(LookupRD, cast<Decl>(FoundRD->getParent())))
10054         Diag(IILoc, diag::ext_out_of_line_qualified_id_type_names_constructor)
10055             << &II << 1 << 0 /*'typename' keyword used*/;
10056
10057       // We found a type. Build an ElaboratedType, since the
10058       // typename-specifier was just sugar.
10059       MarkAnyDeclReferenced(Type->getLocation(), Type, /*OdrUse=*/false);
10060       return Context.getElaboratedType(Keyword,
10061                                        QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
10062                                        Context.getTypeDeclType(Type));
10063     }
10064
10065     // C++ [dcl.type.simple]p2:
10066     //   A type-specifier of the form
10067     //     typename[opt] nested-name-specifier[opt] template-name
10068     //   is a placeholder for a deduced class type [...].
10069     if (getLangOpts().CPlusPlus17) {
10070       if (auto *TD = getAsTypeTemplateDecl(Result.getFoundDecl())) {
10071         return Context.getElaboratedType(
10072             Keyword, QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
10073             Context.getDeducedTemplateSpecializationType(TemplateName(TD),
10074                                                          QualType(), false));
10075       }
10076     }
10077
10078     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
10079     Referenced = Result.getFoundDecl();
10080     break;
10081
10082   case LookupResult::FoundOverloaded:
10083     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
10084     Referenced = *Result.begin();
10085     break;
10086
10087   case LookupResult::Ambiguous:
10088     return QualType();
10089   }
10090
10091   // If we get here, it's because name lookup did not find a
10092   // type. Emit an appropriate diagnostic and return an error.
10093   SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
10094                         IILoc);
10095   Diag(IILoc, DiagID) << FullRange << Name << Ctx;
10096   if (Referenced)
10097     Diag(Referenced->getLocation(), diag::note_typename_refers_here)
10098       << Name;
10099   return QualType();
10100 }
10101
10102 namespace {
10103   // See Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation
10104   class CurrentInstantiationRebuilder
10105     : public TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> {
10106     SourceLocation Loc;
10107     DeclarationName Entity;
10108
10109   public:
10110     typedef TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> inherited;
10111
10112     CurrentInstantiationRebuilder(Sema &SemaRef,
10113                                   SourceLocation Loc,
10114                                   DeclarationName Entity)
10115     : TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder>(SemaRef),
10116       Loc(Loc), Entity(Entity) { }
10117
10118     /// Determine whether the given type \p T has already been
10119     /// transformed.
10120     ///
10121     /// For the purposes of type reconstruction, a type has already been
10122     /// transformed if it is NULL or if it is not dependent.
10123     bool AlreadyTransformed(QualType T) {
10124       return T.isNull() || !T->isDependentType();
10125     }
10126
10127     /// Returns the location of the entity whose type is being
10128     /// rebuilt.
10129     SourceLocation getBaseLocation() { return Loc; }
10130
10131     /// Returns the name of the entity whose type is being rebuilt.
10132     DeclarationName getBaseEntity() { return Entity; }
10133
10134     /// Sets the "base" location and entity when that
10135     /// information is known based on another transformation.
10136     void setBase(SourceLocation Loc, DeclarationName Entity) {
10137       this->Loc = Loc;
10138       this->Entity = Entity;
10139     }
10140
10141     ExprResult TransformLambdaExpr(LambdaExpr *E) {
10142       // Lambdas never need to be transformed.
10143       return E;
10144     }
10145   };
10146 } // end anonymous namespace
10147
10148 /// Rebuilds a type within the context of the current instantiation.
10149 ///
10150 /// The type \p T is part of the type of an out-of-line member definition of
10151 /// a class template (or class template partial specialization) that was parsed
10152 /// and constructed before we entered the scope of the class template (or
10153 /// partial specialization thereof). This routine will rebuild that type now
10154 /// that we have entered the declarator's scope, which may produce different
10155 /// canonical types, e.g.,
10156 ///
10157 /// \code
10158 /// template<typename T>
10159 /// struct X {
10160 ///   typedef T* pointer;
10161 ///   pointer data();
10162 /// };
10163 ///
10164 /// template<typename T>
10165 /// typename X<T>::pointer X<T>::data() { ... }
10166 /// \endcode
10167 ///
10168 /// Here, the type "typename X<T>::pointer" will be created as a DependentNameType,
10169 /// since we do not know that we can look into X<T> when we parsed the type.
10170 /// This function will rebuild the type, performing the lookup of "pointer"
10171 /// in X<T> and returning an ElaboratedType whose canonical type is the same
10172 /// as the canonical type of T*, allowing the return types of the out-of-line
10173 /// definition and the declaration to match.
10174 TypeSourceInfo *Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation(TypeSourceInfo *T,
10175                                                         SourceLocation Loc,
10176                                                         DeclarationName Name) {
10177   if (!T || !T->getType()->isDependentType())
10178     return T;
10179
10180   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, Loc, Name);
10181   return Rebuilder.TransformType(T);
10182 }
10183
10184 ExprResult Sema::RebuildExprInCurrentInstantiation(Expr *E) {
10185   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, E->getExprLoc(),
10186                                           DeclarationName());
10187   return Rebuilder.TransformExpr(E);
10188 }
10189
10190 bool Sema::RebuildNestedNameSpecifierInCurrentInstantiation(CXXScopeSpec &SS) {
10191   if (SS.isInvalid())
10192     return true;
10193
10194   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
10195   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, SS.getRange().getBegin(),
10196                                           DeclarationName());
10197   NestedNameSpecifierLoc Rebuilt
10198     = Rebuilder.TransformNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc);
10199   if (!Rebuilt)
10200     return true;
10201
10202   SS.Adopt(Rebuilt);
10203   return false;
10204 }
10205
10206 /// Rebuild the template parameters now that we know we're in a current
10207 /// instantiation.
10208 bool Sema::RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
10209                                                TemplateParameterList *Params) {
10210   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
10211     Decl *Param = Params->getParam(I);
10212
10213     // There is nothing to rebuild in a type parameter.
10214     if (isa<TemplateTypeParmDecl>(Param))
10215       continue;
10216
10217     // Rebuild the template parameter list of a template template parameter.
10218     if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
10219         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
10220       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
10221             TTP->getTemplateParameters()))
10222         return true;
10223
10224       continue;
10225     }
10226
10227     // Rebuild the type of a non-type template parameter.
10228     NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param);
10229     TypeSourceInfo *NewTSI
10230       = RebuildTypeInCurrentInstantiation(NTTP->getTypeSourceInfo(),
10231                                           NTTP->getLocation(),
10232                                           NTTP->getDeclName());
10233     if (!NewTSI)
10234       return true;
10235
10236     if (NewTSI->getType()->isUndeducedType()) {
10237       // C++17 [temp.dep.expr]p3:
10238       //   An id-expression is type-dependent if it contains
10239       //    - an identifier associated by name lookup with a non-type
10240       //      template-parameter declared with a type that contains a
10241       //      placeholder type (7.1.7.4),
10242       NewTSI = SubstAutoTypeSourceInfo(NewTSI, Context.DependentTy);
10243     }
10244
10245     if (NewTSI != NTTP->getTypeSourceInfo()) {
10246       NTTP->setTypeSourceInfo(NewTSI);
10247       NTTP->setType(NewTSI->getType());
10248     }
10249   }
10250
10251   return false;
10252 }
10253
10254 /// Produces a formatted string that describes the binding of
10255 /// template parameters to template arguments.
10256 std::string
10257 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
10258                                       const TemplateArgumentList &Args) {
10259   return getTemplateArgumentBindingsText(Params, Args.data(), Args.size());
10260 }
10261
10262 std::string
10263 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
10264                                       const TemplateArgument *Args,
10265                                       unsigned NumArgs) {
10266   SmallString<128> Str;
10267   llvm::raw_svector_ostream Out(Str);
10268
10269   if (!Params || Params->size() == 0 || NumArgs == 0)
10270     return std::string();
10271
10272   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
10273     if (I >= NumArgs)
10274       break;
10275
10276     if (I == 0)
10277       Out << "[with ";
10278     else
10279       Out << ", ";
10280
10281     if (const IdentifierInfo *Id = Params->getParam(I)->getIdentifier()) {
10282       Out << Id->getName();
10283     } else {
10284       Out << '$' << I;
10285     }
10286
10287     Out << " = ";
10288     Args[I].print(getPrintingPolicy(), Out);
10289   }
10290
10291   Out << ']';
10292   return Out.str();
10293 }
10294
10295 void Sema::MarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD, Decl *FnD,
10296                                     CachedTokens &Toks) {
10297   if (!FD)
10298     return;
10299
10300   auto LPT = llvm::make_unique<LateParsedTemplate>();
10301
10302   // Take tokens to avoid allocations
10303   LPT->Toks.swap(Toks);
10304   LPT->D = FnD;
10305   LateParsedTemplateMap.insert(std::make_pair(FD, std::move(LPT)));
10306
10307   FD->setLateTemplateParsed(true);
10308 }
10309
10310 void Sema::UnmarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD) {
10311   if (!FD)
10312     return;
10313   FD->setLateTemplateParsed(false);
10314 }
10315
10316 bool Sema::IsInsideALocalClassWithinATemplateFunction() {
10317   DeclContext *DC = CurContext;
10318
10319   while (DC) {
10320     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(CurContext)) {
10321       const FunctionDecl *FD = RD->isLocalClass();
10322       return (FD && FD->getTemplatedKind() != FunctionDecl::TK_NonTemplate);
10323     } else if (DC->isTranslationUnit() || DC->isNamespace())
10324       return false;
10325
10326     DC = DC->getParent();
10327   }
10328   return false;
10329 }
10330
10331 namespace {
10332 /// Walk the path from which a declaration was instantiated, and check
10333 /// that every explicit specialization along that path is visible. This enforces
10334 /// C++ [temp.expl.spec]/6:
10335 ///
10336 ///   If a template, a member template or a member of a class template is
10337 ///   explicitly specialized then that specialization shall be declared before
10338 ///   the first use of that specialization that would cause an implicit
10339 ///   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
10340 ///   use occurs; no diagnostic is required.
10341 ///
10342 /// and also C++ [temp.class.spec]/1:
10343 ///
10344 ///   A partial specialization shall be declared before the first use of a
10345 ///   class template specialization that would make use of the partial
10346 ///   specialization as the result of an implicit or explicit instantiation
10347 ///   in every translation unit in which such a use occurs; no diagnostic is
10348 ///   required.
10349 class ExplicitSpecializationVisibilityChecker {
10350   Sema &S;
10351   SourceLocation Loc;
10352   llvm::SmallVector<Module *, 8> Modules;
10353
10354 public:
10355   ExplicitSpecializationVisibilityChecker(Sema &S, SourceLocation Loc)
10356       : S(S), Loc(Loc) {}
10357
10358   void check(NamedDecl *ND) {
10359     if (auto *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(ND))
10360       return checkImpl(FD);
10361     if (auto *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(ND))
10362       return checkImpl(RD);
10363     if (auto *VD = dyn_cast<VarDecl>(ND))
10364       return checkImpl(VD);
10365     if (auto *ED = dyn_cast<EnumDecl>(ND))
10366       return checkImpl(ED);
10367   }
10368
10369 private:
10370   void diagnose(NamedDecl *D, bool IsPartialSpec) {
10371     auto Kind = IsPartialSpec ? Sema::MissingImportKind::PartialSpecialization
10372                               : Sema::MissingImportKind::ExplicitSpecialization;
10373     const bool Recover = true;
10374
10375     // If we got a custom set of modules (because only a subset of the
10376     // declarations are interesting), use them, otherwise let
10377     // diagnoseMissingImport intelligently pick some.
10378     if (Modules.empty())
10379       S.diagnoseMissingImport(Loc, D, Kind, Recover);
10380     else
10381       S.diagnoseMissingImport(Loc, D, D->getLocation(), Modules, Kind, Recover);
10382   }
10383
10384   // Check a specific declaration. There are three problematic cases:
10385   //
10386   //  1) The declaration is an explicit specialization of a template
10387   //     specialization.
10388   //  2) The declaration is an explicit specialization of a member of an
10389   //     templated class.
10390   //  3) The declaration is an instantiation of a template, and that template
10391   //     is an explicit specialization of a member of a templated class.
10392   //
10393   // We don't need to go any deeper than that, as the instantiation of the
10394   // surrounding class / etc is not triggered by whatever triggered this
10395   // instantiation, and thus should be checked elsewhere.
10396   template<typename SpecDecl>
10397   void checkImpl(SpecDecl *Spec) {
10398     bool IsHiddenExplicitSpecialization = false;
10399     if (Spec->getTemplateSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
10400       IsHiddenExplicitSpecialization =
10401           Spec->getMemberSpecializationInfo()
10402               ? !S.hasVisibleMemberSpecialization(Spec, &Modules)
10403               : !S.hasVisibleExplicitSpecialization(Spec, &Modules);
10404     } else {
10405       checkInstantiated(Spec);
10406     }
10407
10408     if (IsHiddenExplicitSpecialization)
10409       diagnose(Spec->getMostRecentDecl(), false);
10410   }
10411
10412   void checkInstantiated(FunctionDecl *FD) {
10413     if (auto *TD = FD->getPrimaryTemplate())
10414       checkTemplate(TD);
10415   }
10416
10417   void checkInstantiated(CXXRecordDecl *RD) {
10418     auto *SD = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(RD);
10419     if (!SD)
10420       return;
10421
10422     auto From = SD->getSpecializedTemplateOrPartial();
10423     if (auto *TD = From.dyn_cast<ClassTemplateDecl *>())
10424       checkTemplate(TD);
10425     else if (auto *TD =
10426                  From.dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl *>()) {
10427       if (!S.hasVisibleDeclaration(TD))
10428         diagnose(TD, true);
10429       checkTemplate(TD);
10430     }
10431   }
10432
10433   void checkInstantiated(VarDecl *RD) {
10434     auto *SD = dyn_cast<VarTemplateSpecializationDecl>(RD);
10435     if (!SD)
10436       return;
10437
10438     auto From = SD->getSpecializedTemplateOrPartial();
10439     if (auto *TD = From.dyn_cast<VarTemplateDecl *>())
10440       checkTemplate(TD);
10441     else if (auto *TD =
10442                  From.dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl *>()) {
10443       if (!S.hasVisibleDeclaration(TD))
10444         diagnose(TD, true);
10445       checkTemplate(TD);
10446     }
10447   }
10448
10449   void checkInstantiated(EnumDecl *FD) {}
10450
10451   template<typename TemplDecl>
10452   void checkTemplate(TemplDecl *TD) {
10453     if (TD->isMemberSpecialization()) {
10454       if (!S.hasVisibleMemberSpecialization(TD, &Modules))
10455         diagnose(TD->getMostRecentDecl(), false);
10456     }
10457   }
10458 };
10459 } // end anonymous namespace
10460
10461 void Sema::checkSpecializationVisibility(SourceLocation Loc, NamedDecl *Spec) {
10462   if (!getLangOpts().Modules)
10463     return;
10464
10465   ExplicitSpecializationVisibilityChecker(*this, Loc).check(Spec);
10466 }
10467
10468 /// Check whether a template partial specialization that we've discovered
10469 /// is hidden, and produce suitable diagnostics if so.
10470 void Sema::checkPartialSpecializationVisibility(SourceLocation Loc,
10471                                                 NamedDecl *Spec) {
10472   llvm::SmallVector<Module *, 8> Modules;
10473   if (!hasVisibleDeclaration(Spec, &Modules))
10474     diagnoseMissingImport(Loc, Spec, Spec->getLocation(), Modules,
10475                           MissingImportKind::PartialSpecialization,
10476                           /*Recover*/true);
10477 }