lib/Sema/SemaLookup.cpp

   1 //===--------------------- SemaLookup.cpp - Name Lookup  ------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 //  This file implements name lookup for C, C++, Objective-C, and
  11 //  Objective-C++.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14 #include "Sema.h"
  15 #include "Lookup.h"
  16 #include "clang/AST/ASTContext.h"
  17 #include "clang/AST/CXXInheritance.h"
  18 #include "clang/AST/Decl.h"
  19 #include "clang/AST/DeclCXX.h"
  20 #include "clang/AST/DeclObjC.h"
  21 #include "clang/AST/DeclTemplate.h"
  22 #include "clang/AST/Expr.h"
  23 #include "clang/AST/ExprCXX.h"
  24 #include "clang/Parse/DeclSpec.h"
  25 #include "clang/Basic/Builtins.h"
  26 #include "clang/Basic/LangOptions.h"
  27 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  28 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  29 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  30 #include <set>
  31 #include <vector>
  32 #include <iterator>
  33 #include <utility>
  34 #include <algorithm>
  35
  36 using namespace clang;
  37
  38 namespace {
  39   class UnqualUsingEntry {
  40     const DeclContext *Nominated;
  41     const DeclContext *CommonAncestor;
  42
  43   public:
  44     UnqualUsingEntry(const DeclContext *Nominated,
  45                      const DeclContext *CommonAncestor)
  46       : Nominated(Nominated), CommonAncestor(CommonAncestor) {
  47     }
  48
  49     const DeclContext *getCommonAncestor() const {
  50       return CommonAncestor;
  51     }
  52
  53     const DeclContext *getNominatedNamespace() const {
  54       return Nominated;
  55     }
  56
  57     // Sort by the pointer value of the common ancestor.
  58     struct Comparator {
  59       bool operator()(const UnqualUsingEntry &L, const UnqualUsingEntry &R) {
  60         return L.getCommonAncestor() < R.getCommonAncestor();
  61       }
  62
  63       bool operator()(const UnqualUsingEntry &E, const DeclContext *DC) {
  64         return E.getCommonAncestor() < DC;
  65       }
  66
  67       bool operator()(const DeclContext *DC, const UnqualUsingEntry &E) {
  68         return DC < E.getCommonAncestor();
  69       }
  70     };
  71   };
  72
  73   /// A collection of using directives, as used by C++ unqualified
  74   /// lookup.
  75   class UnqualUsingDirectiveSet {
  76     typedef llvm::SmallVector<UnqualUsingEntry, 8> ListTy;
  77
  78     ListTy list;
  79     llvm::SmallPtrSet<DeclContext*, 8> visited;
  80
  81   public:
  82     UnqualUsingDirectiveSet() {}
  83
  84     void visitScopeChain(Scope *S, Scope *InnermostFileScope) {
  85       // C++ [namespace.udir]p1:
  86       //   During unqualified name lookup, the names appear as if they
  87       //   were declared in the nearest enclosing namespace which contains
  88       //   both the using-directive and the nominated namespace.
  89       DeclContext *InnermostFileDC
  90         = static_cast<DeclContext*>(InnermostFileScope->getEntity());
  91       assert(InnermostFileDC && InnermostFileDC->isFileContext());
  92
  93       for (; S; S = S->getParent()) {
  94         if (DeclContext *Ctx = static_cast<DeclContext*>(S->getEntity())) {
  95           DeclContext *EffectiveDC = (Ctx->isFileContext() ? Ctx : InnermostFileDC);
  96           visit(Ctx, EffectiveDC);
  97         } else {
  98           Scope::udir_iterator I = S->using_directives_begin(),
  99                              End = S->using_directives_end();
 100
 101           for (; I != End; ++I)
 102             visit(I->getAs<UsingDirectiveDecl>(), InnermostFileDC);
 103         }
 104       }
 105     }
 106
 107     // Visits a context and collect all of its using directives
 108     // recursively.  Treats all using directives as if they were
 109     // declared in the context.
 110     //
 111     // A given context is only every visited once, so it is important
 112     // that contexts be visited from the inside out in order to get
 113     // the effective DCs right.
 114     void visit(DeclContext *DC, DeclContext *EffectiveDC) {
 115       if (!visited.insert(DC))
 116         return;
 117
 118       addUsingDirectives(DC, EffectiveDC);
 119     }
 120
 121     // Visits a using directive and collects all of its using
 122     // directives recursively.  Treats all using directives as if they
 123     // were declared in the effective DC.
 124     void visit(UsingDirectiveDecl *UD, DeclContext *EffectiveDC) {
 125       DeclContext *NS = UD->getNominatedNamespace();
 126       if (!visited.insert(NS))
 127         return;
 128
 129       addUsingDirective(UD, EffectiveDC);
 130       addUsingDirectives(NS, EffectiveDC);
 131     }
 132
 133     // Adds all the using directives in a context (and those nominated
 134     // by its using directives, transitively) as if they appeared in
 135     // the given effective context.
 136     void addUsingDirectives(DeclContext *DC, DeclContext *EffectiveDC) {
 137       llvm::SmallVector<DeclContext*,4> queue;
 138       while (true) {
 139         DeclContext::udir_iterator I, End;
 140         for (llvm::tie(I, End) = DC->getUsingDirectives(); I != End; ++I) {
 141           UsingDirectiveDecl *UD = *I;
 142           DeclContext *NS = UD->getNominatedNamespace();
 143           if (visited.insert(NS)) {
 144             addUsingDirective(UD, EffectiveDC);
 145             queue.push_back(NS);
 146           }
 147         }
 148
 149         if (queue.empty())
 150           return;
 151
 152         DC = queue.back();
 153         queue.pop_back();
 154       }
 155     }
 156
 157     // Add a using directive as if it had been declared in the given
 158     // context.  This helps implement C++ [namespace.udir]p3:
 159     //   The using-directive is transitive: if a scope contains a
 160     //   using-directive that nominates a second namespace that itself
 161     //   contains using-directives, the effect is as if the
 162     //   using-directives from the second namespace also appeared in
 163     //   the first.
 164     void addUsingDirective(UsingDirectiveDecl *UD, DeclContext *EffectiveDC) {
 165       // Find the common ancestor between the effective context and
 166       // the nominated namespace.
 167       DeclContext *Common = UD->getNominatedNamespace();
 168       while (!Common->Encloses(EffectiveDC))
 169         Common = Common->getParent();
 170       Common = Common->getPrimaryContext();
 171
 172       list.push_back(UnqualUsingEntry(UD->getNominatedNamespace(), Common));
 173     }
 174
 175     void done() {
 176       std::sort(list.begin(), list.end(), UnqualUsingEntry::Comparator());
 177     }
 178
 179     typedef ListTy::iterator iterator;
 180     typedef ListTy::const_iterator const_iterator;
 181
 182     iterator begin() { return list.begin(); }
 183     iterator end() { return list.end(); }
 184     const_iterator begin() const { return list.begin(); }
 185     const_iterator end() const { return list.end(); }
 186
 187     std::pair<const_iterator,const_iterator>
 188     getNamespacesFor(DeclContext *DC) const {
 189       return std::equal_range(begin(), end(), DC->getPrimaryContext(),
 190                               UnqualUsingEntry::Comparator());
 191     }
 192   };
 193 }
 194
 195 // Retrieve the set of identifier namespaces that correspond to a
 196 // specific kind of name lookup.
 197 inline unsigned
 198 getIdentifierNamespacesFromLookupNameKind(Sema::LookupNameKind NameKind,
 199                                           bool CPlusPlus) {
 200   unsigned IDNS = 0;
 201   switch (NameKind) {
 202   case Sema::LookupOrdinaryName:
 203   case Sema::LookupOperatorName:
 204   case Sema::LookupRedeclarationWithLinkage:
 205     IDNS = Decl::IDNS_Ordinary;
 206     if (CPlusPlus)
 207       IDNS |= Decl::IDNS_Tag | Decl::IDNS_Member;
 208     break;
 209
 210   case Sema::LookupTagName:
 211     IDNS = Decl::IDNS_Tag;
 212     break;
 213
 214   case Sema::LookupMemberName:
 215     IDNS = Decl::IDNS_Member;
 216     if (CPlusPlus)
 217       IDNS |= Decl::IDNS_Tag | Decl::IDNS_Ordinary;
 218     break;
 219
 220   case Sema::LookupNestedNameSpecifierName:
 221   case Sema::LookupNamespaceName:
 222     IDNS = Decl::IDNS_Ordinary | Decl::IDNS_Tag | Decl::IDNS_Member;
 223     break;
 224
 225   case Sema::LookupObjCProtocolName:
 226     IDNS = Decl::IDNS_ObjCProtocol;
 227     break;
 228
 229   case Sema::LookupObjCImplementationName:
 230     IDNS = Decl::IDNS_ObjCImplementation;
 231     break;
 232
 233   case Sema::LookupObjCCategoryImplName:
 234     IDNS = Decl::IDNS_ObjCCategoryImpl;
 235     break;
 236   }
 237   return IDNS;
 238 }
 239
 240 // Necessary because CXXBasePaths is not complete in Sema.h
 241 void LookupResult::deletePaths(CXXBasePaths *Paths) {
 242   delete Paths;
 243 }
 244
 245 /// Resolves the result kind of this lookup.
 246 void LookupResult::resolveKind() {
 247   unsigned N = Decls.size();
 248
 249   // Fast case: no possible ambiguity.
 250   if (N == 0) {
 251     assert(ResultKind == NotFound);
 252     return;
 253   }
 254
 255   // If there's a single decl, we need to examine it to decide what
 256   // kind of lookup this is.
 257   if (N == 1) {
 258     if (isa<FunctionTemplateDecl>(Decls[0]))
 259       ResultKind = FoundOverloaded;
 260     else if (isa<UnresolvedUsingValueDecl>(Decls[0]))
 261       ResultKind = FoundUnresolvedValue;
 262     return;
 263   }
 264
 265   // Don't do any extra resolution if we've already resolved as ambiguous.
 266   if (ResultKind == Ambiguous) return;
 267
 268   llvm::SmallPtrSet<NamedDecl*, 16> Unique;
 269
 270   bool Ambiguous = false;
 271   bool HasTag = false, HasFunction = false, HasNonFunction = false;
 272   bool HasFunctionTemplate = false, HasUnresolved = false;
 273
 274   unsigned UniqueTagIndex = 0;
 275
 276   unsigned I = 0;
 277   while (I < N) {
 278     NamedDecl *D = Decls[I]->getUnderlyingDecl();
 279     D = cast<NamedDecl>(D->getCanonicalDecl());
 280
 281     if (!Unique.insert(D)) {
 282       // If it's not unique, pull something off the back (and
 283       // continue at this index).
 284       Decls[I] = Decls[--N];
 285     } else if (isa<UnresolvedUsingValueDecl>(D)) {
 286       // FIXME: support unresolved using value declarations
 287       Decls[I] = Decls[--N];
 288     } else {
 289       // Otherwise, do some decl type analysis and then continue.
 290
 291       if (isa<UnresolvedUsingValueDecl>(D)) {
 292         HasUnresolved = true;
 293       } else if (isa<TagDecl>(D)) {
 294         if (HasTag)
 295           Ambiguous = true;
 296         UniqueTagIndex = I;
 297         HasTag = true;
 298       } else if (isa<FunctionTemplateDecl>(D)) {
 299         HasFunction = true;
 300         HasFunctionTemplate = true;
 301       } else if (isa<FunctionDecl>(D)) {
 302         HasFunction = true;
 303       } else {
 304         if (HasNonFunction)
 305           Ambiguous = true;
 306         HasNonFunction = true;
 307       }
 308       I++;
 309     }
 310   }
 311
 312   // C++ [basic.scope.hiding]p2:
 313   //   A class name or enumeration name can be hidden by the name of
 314   //   an object, function, or enumerator declared in the same
 315   //   scope. If a class or enumeration name and an object, function,
 316   //   or enumerator are declared in the same scope (in any order)
 317   //   with the same name, the class or enumeration name is hidden
 318   //   wherever the object, function, or enumerator name is visible.
 319   // But it's still an error if there are distinct tag types found,
 320   // even if they're not visible. (ref?)
 321   if (HideTags && HasTag && !Ambiguous && !HasUnresolved &&
 322       (HasFunction || HasNonFunction))
 323     Decls[UniqueTagIndex] = Decls[--N];
 324
 325   Decls.set_size(N);
 326
 327   if (HasFunction && HasNonFunction)
 328     Ambiguous = true;
 329
 330   if (Ambiguous)
 331     setAmbiguous(LookupResult::AmbiguousReference);
 332   else if (HasUnresolved)
 333     ResultKind = LookupResult::FoundUnresolvedValue;
 334   else if (N > 1 || HasFunctionTemplate)
 335     ResultKind = LookupResult::FoundOverloaded;
 336   else
 337     ResultKind = LookupResult::Found;
 338 }
 339
 340 /// @brief Converts the result of name lookup into a single (possible
 341 /// NULL) pointer to a declaration.
 342 ///
 343 /// The resulting declaration will either be the declaration we found
 344 /// (if only a single declaration was found), an
 345 /// OverloadedFunctionDecl (if an overloaded function was found), or
 346 /// NULL (if no declaration was found). This conversion must not be
 347 /// used anywhere where name lookup could result in an ambiguity.
 348 ///
 349 /// The OverloadedFunctionDecl conversion is meant as a stop-gap
 350 /// solution, since it causes the OverloadedFunctionDecl to be
 351 /// leaked. FIXME: Eventually, there will be a better way to iterate
 352 /// over the set of overloaded functions returned by name lookup.
 353 NamedDecl *LookupResult::getAsSingleDecl(ASTContext &C) const {
 354   size_t size = Decls.size();
 355   if (size == 0) return 0;
 356   if (size == 1) return (*begin())->getUnderlyingDecl();
 357
 358   if (isAmbiguous()) return 0;
 359
 360   iterator I = begin(), E = end();
 361
 362   OverloadedFunctionDecl *Ovl
 363     = OverloadedFunctionDecl::Create(C, (*I)->getDeclContext(),
 364                                         (*I)->getDeclName());
 365   for (; I != E; ++I) {
 366     NamedDecl *ND = (*I)->getUnderlyingDecl();
 367     assert(ND->isFunctionOrFunctionTemplate());
 368     if (isa<FunctionDecl>(ND))
 369       Ovl->addOverload(cast<FunctionDecl>(ND));
 370     else
 371       Ovl->addOverload(cast<FunctionTemplateDecl>(ND));
 372     // FIXME: UnresolvedUsingDecls.
 373   }
 374
 375   return Ovl;
 376 }
 377
 378 void LookupResult::addDeclsFromBasePaths(const CXXBasePaths &P) {
 379   CXXBasePaths::paths_iterator I, E;
 380   DeclContext::lookup_iterator DI, DE;
 381   for (I = P.begin(), E = P.end(); I != E; ++I)
 382     for (llvm::tie(DI,DE) = I->Decls; DI != DE; ++DI)
 383       addDecl(*DI);
 384 }
 385
 386 void LookupResult::setAmbiguousBaseSubobjects(CXXBasePaths &P) {
 387   Paths = new CXXBasePaths;
 388   Paths->swap(P);
 389   addDeclsFromBasePaths(*Paths);
 390   resolveKind();
 391   setAmbiguous(AmbiguousBaseSubobjects);
 392 }
 393
 394 void LookupResult::setAmbiguousBaseSubobjectTypes(CXXBasePaths &P) {
 395   Paths = new CXXBasePaths;
 396   Paths->swap(P);
 397   addDeclsFromBasePaths(*Paths);
 398   resolveKind();
 399   setAmbiguous(AmbiguousBaseSubobjectTypes);
 400 }
 401
 402 void LookupResult::print(llvm::raw_ostream &Out) {
 403   Out << Decls.size() << " result(s)";
 404   if (isAmbiguous()) Out << ", ambiguous";
 405   if (Paths) Out << ", base paths present";
 406
 407   for (iterator I = begin(), E = end(); I != E; ++I) {
 408     Out << "\n";
 409     (*I)->print(Out, 2);
 410   }
 411 }
 412
 413 // Adds all qualifying matches for a name within a decl context to the
 414 // given lookup result.  Returns true if any matches were found.
 415 static bool LookupDirect(LookupResult &R, const DeclContext *DC) {
 416   bool Found = false;
 417
 418   DeclContext::lookup_const_iterator I, E;
 419   for (llvm::tie(I, E) = DC->lookup(R.getLookupName()); I != E; ++I)
 420     if (Sema::isAcceptableLookupResult(*I, R.getLookupKind(),
 421                                        R.getIdentifierNamespace()))
 422       R.addDecl(*I), Found = true;
 423
 424   return Found;
 425 }
 426
 427 // Performs C++ unqualified lookup into the given file context.
 428 static bool
 429 CppNamespaceLookup(LookupResult &R, ASTContext &Context, DeclContext *NS,
 430                    UnqualUsingDirectiveSet &UDirs) {
 431
 432   assert(NS && NS->isFileContext() && "CppNamespaceLookup() requires namespace!");
 433
 434   // Perform direct name lookup into the LookupCtx.
 435   bool Found = LookupDirect(R, NS);
 436
 437   // Perform direct name lookup into the namespaces nominated by the
 438   // using directives whose common ancestor is this namespace.
 439   UnqualUsingDirectiveSet::const_iterator UI, UEnd;
 440   llvm::tie(UI, UEnd) = UDirs.getNamespacesFor(NS);
 441
 442   for (; UI != UEnd; ++UI)
 443     if (LookupDirect(R, UI->getNominatedNamespace()))
 444       Found = true;
 445
 446   R.resolveKind();
 447
 448   return Found;
 449 }
 450
 451 static bool isNamespaceOrTranslationUnitScope(Scope *S) {
 452   if (DeclContext *Ctx = static_cast<DeclContext*>(S->getEntity()))
 453     return Ctx->isFileContext();
 454   return false;
 455 }
 456
 457 // Find the next outer declaration context corresponding to this scope.
 458 static DeclContext *findOuterContext(Scope *S) {
 459   for (S = S->getParent(); S; S = S->getParent())
 460     if (S->getEntity())
 461       return static_cast<DeclContext *>(S->getEntity())->getPrimaryContext();
 462
 463   return 0;
 464 }
 465
 466 bool Sema::CppLookupName(LookupResult &R, Scope *S) {
 467   assert(getLangOptions().CPlusPlus &&
 468          "Can perform only C++ lookup");
 469   LookupNameKind NameKind = R.getLookupKind();
 470   unsigned IDNS
 471     = getIdentifierNamespacesFromLookupNameKind(NameKind, /*CPlusPlus*/ true);
 472
 473   // If we're testing for redeclarations, also look in the friend namespaces.
 474   if (R.isForRedeclaration()) {
 475     if (IDNS & Decl::IDNS_Tag) IDNS |= Decl::IDNS_TagFriend;
 476     if (IDNS & Decl::IDNS_Ordinary) IDNS |= Decl::IDNS_OrdinaryFriend;
 477   }
 478
 479   R.setIdentifierNamespace(IDNS);
 480
 481   DeclarationName Name = R.getLookupName();
 482
 483   Scope *Initial = S;
 484   IdentifierResolver::iterator
 485     I = IdResolver.begin(Name),
 486     IEnd = IdResolver.end();
 487
 488   // First we lookup local scope.
 489   // We don't consider using-directives, as per 7.3.4.p1 [namespace.udir]
 490   // ...During unqualified name lookup (3.4.1), the names appear as if
 491   // they were declared in the nearest enclosing namespace which contains
 492   // both the using-directive and the nominated namespace.
 493   // [Note: in this context, "contains" means "contains directly or
 494   // indirectly".
 495   //
 496   // For example:
 497   // namespace A { int i; }
 498   // void foo() {
 499   //   int i;
 500   //   {
 501   //     using namespace A;
 502   //     ++i; // finds local 'i', A::i appears at global scope
 503   //   }
 504   // }
 505   //
 506   for (; S && !isNamespaceOrTranslationUnitScope(S); S = S->getParent()) {
 507     // Check whether the IdResolver has anything in this scope.
 508     bool Found = false;
 509     for (; I != IEnd && S->isDeclScope(DeclPtrTy::make(*I)); ++I) {
 510       if (isAcceptableLookupResult(*I, NameKind, IDNS)) {
 511         Found = true;
 512         R.addDecl(*I);
 513       }
 514     }
 515     if (Found) {
 516       R.resolveKind();
 517       return true;
 518     }
 519
 520     if (DeclContext *Ctx = static_cast<DeclContext*>(S->getEntity())) {
 521       DeclContext *OuterCtx = findOuterContext(S);
 522       for (; Ctx && Ctx->getPrimaryContext() != OuterCtx;
 523            Ctx = Ctx->getLookupParent()) {
 524         if (Ctx->isFunctionOrMethod())
 525           continue;
 526
 527         // Perform qualified name lookup into this context.
 528         // FIXME: In some cases, we know that every name that could be found by
 529         // this qualified name lookup will also be on the identifier chain. For
 530         // example, inside a class without any base classes, we never need to
 531         // perform qualified lookup because all of the members are on top of the
 532         // identifier chain.
 533         if (LookupQualifiedName(R, Ctx))
 534           return true;
 535       }
 536     }
 537   }
 538
 539   // Stop if we ran out of scopes.
 540   // FIXME:  This really, really shouldn't be happening.
 541   if (!S) return false;
 542
 543   // Collect UsingDirectiveDecls in all scopes, and recursively all
 544   // nominated namespaces by those using-directives.
 545   //
 546   // FIXME: Cache this sorted list in Scope structure, and DeclContext, so we
 547   // don't build it for each lookup!
 548
 549   UnqualUsingDirectiveSet UDirs;
 550   UDirs.visitScopeChain(Initial, S);
 551   UDirs.done();
 552
 553   // Lookup namespace scope, and global scope.
 554   // Unqualified name lookup in C++ requires looking into scopes
 555   // that aren't strictly lexical, and therefore we walk through the
 556   // context as well as walking through the scopes.
 557
 558   for (; S; S = S->getParent()) {
 559     DeclContext *Ctx = static_cast<DeclContext *>(S->getEntity());
 560     if (Ctx->isTransparentContext())
 561       continue;
 562
 563     assert(Ctx && Ctx->isFileContext() &&
 564            "We should have been looking only at file context here already.");
 565
 566     // Check whether the IdResolver has anything in this scope.
 567     bool Found = false;
 568     for (; I != IEnd && S->isDeclScope(DeclPtrTy::make(*I)); ++I) {
 569       if (isAcceptableLookupResult(*I, NameKind, IDNS)) {
 570         // We found something.  Look for anything else in our scope
 571         // with this same name and in an acceptable identifier
 572         // namespace, so that we can construct an overload set if we
 573         // need to.
 574         Found = true;
 575         R.addDecl(*I);
 576       }
 577     }
 578
 579     // Look into context considering using-directives.
 580     if (CppNamespaceLookup(R, Context, Ctx, UDirs))
 581       Found = true;
 582
 583     if (Found) {
 584       R.resolveKind();
 585       return true;
 586     }
 587
 588     if (R.isForRedeclaration() && !Ctx->isTransparentContext())
 589       return false;
 590   }
 591
 592   return !R.empty();
 593 }
 594
 595 /// @brief Perform unqualified name lookup starting from a given
 596 /// scope.
 597 ///
 598 /// Unqualified name lookup (C++ [basic.lookup.unqual], C99 6.2.1) is
 599 /// used to find names within the current scope. For example, 'x' in
 600 /// @code
 601 /// int x;
 602 /// int f() {
 603 ///   return x; // unqualified name look finds 'x' in the global scope
 604 /// }
 605 /// @endcode
 606 ///
 607 /// Different lookup criteria can find different names. For example, a
 608 /// particular scope can have both a struct and a function of the same
 609 /// name, and each can be found by certain lookup criteria. For more
 610 /// information about lookup criteria, see the documentation for the
 611 /// class LookupCriteria.
 612 ///
 613 /// @param S        The scope from which unqualified name lookup will
 614 /// begin. If the lookup criteria permits, name lookup may also search
 615 /// in the parent scopes.
 616 ///
 617 /// @param Name     The name of the entity that we are searching for.
 618 ///
 619 /// @param Loc      If provided, the source location where we're performing
 620 /// name lookup. At present, this is only used to produce diagnostics when
 621 /// C library functions (like "malloc") are implicitly declared.
 622 ///
 623 /// @returns The result of name lookup, which includes zero or more
 624 /// declarations and possibly additional information used to diagnose
 625 /// ambiguities.
 626 bool Sema::LookupName(LookupResult &R, Scope *S, bool AllowBuiltinCreation) {
 627   DeclarationName Name = R.getLookupName();
 628   if (!Name) return false;
 629
 630   LookupNameKind NameKind = R.getLookupKind();
 631
 632   if (!getLangOptions().CPlusPlus) {
 633     // Unqualified name lookup in C/Objective-C is purely lexical, so
 634     // search in the declarations attached to the name.
 635     unsigned IDNS = 0;
 636     switch (NameKind) {
 637     case Sema::LookupOrdinaryName:
 638       IDNS = Decl::IDNS_Ordinary;
 639       break;
 640
 641     case Sema::LookupTagName:
 642       IDNS = Decl::IDNS_Tag;
 643       break;
 644
 645     case Sema::LookupMemberName:
 646       IDNS = Decl::IDNS_Member;
 647       break;
 648
 649     case Sema::LookupOperatorName:
 650     case Sema::LookupNestedNameSpecifierName:
 651     case Sema::LookupNamespaceName:
 652       assert(false && "C does not perform these kinds of name lookup");
 653       break;
 654
 655     case Sema::LookupRedeclarationWithLinkage:
 656       // Find the nearest non-transparent declaration scope.
 657       while (!(S->getFlags() & Scope::DeclScope) ||
 658              (S->getEntity() &&
 659               static_cast<DeclContext *>(S->getEntity())
 660                 ->isTransparentContext()))
 661         S = S->getParent();
 662       IDNS = Decl::IDNS_Ordinary;
 663       break;
 664
 665     case Sema::LookupObjCProtocolName:
 666       IDNS = Decl::IDNS_ObjCProtocol;
 667       break;
 668
 669     case Sema::LookupObjCImplementationName:
 670       IDNS = Decl::IDNS_ObjCImplementation;
 671       break;
 672
 673     case Sema::LookupObjCCategoryImplName:
 674       IDNS = Decl::IDNS_ObjCCategoryImpl;
 675       break;
 676     }
 677
 678     // Scan up the scope chain looking for a decl that matches this
 679     // identifier that is in the appropriate namespace.  This search
 680     // should not take long, as shadowing of names is uncommon, and
 681     // deep shadowing is extremely uncommon.
 682     bool LeftStartingScope = false;
 683
 684     for (IdentifierResolver::iterator I = IdResolver.begin(Name),
 685                                    IEnd = IdResolver.end();
 686          I != IEnd; ++I)
 687       if ((*I)->isInIdentifierNamespace(IDNS)) {
 688         if (NameKind == LookupRedeclarationWithLinkage) {
 689           // Determine whether this (or a previous) declaration is
 690           // out-of-scope.
 691           if (!LeftStartingScope && !S->isDeclScope(DeclPtrTy::make(*I)))
 692             LeftStartingScope = true;
 693
 694           // If we found something outside of our starting scope that
 695           // does not have linkage, skip it.
 696           if (LeftStartingScope && !((*I)->hasLinkage()))
 697             continue;
 698         }
 699
 700         R.addDecl(*I);
 701
 702         if ((*I)->getAttr<OverloadableAttr>()) {
 703           // If this declaration has the "overloadable" attribute, we
 704           // might have a set of overloaded functions.
 705
 706           // Figure out what scope the identifier is in.
 707           while (!(S->getFlags() & Scope::DeclScope) ||
 708                  !S->isDeclScope(DeclPtrTy::make(*I)))
 709             S = S->getParent();
 710
 711           // Find the last declaration in this scope (with the same
 712           // name, naturally).
 713           IdentifierResolver::iterator LastI = I;
 714           for (++LastI; LastI != IEnd; ++LastI) {
 715             if (!S->isDeclScope(DeclPtrTy::make(*LastI)))
 716               break;
 717             R.addDecl(*LastI);
 718           }
 719         }
 720
 721         R.resolveKind();
 722
 723         return true;
 724       }
 725   } else {
 726     // Perform C++ unqualified name lookup.
 727     if (CppLookupName(R, S))
 728       return true;
 729   }
 730
 731   // If we didn't find a use of this identifier, and if the identifier
 732   // corresponds to a compiler builtin, create the decl object for the builtin
 733   // now, injecting it into translation unit scope, and return it.
 734   if (NameKind == LookupOrdinaryName ||
 735       NameKind == LookupRedeclarationWithLinkage) {
 736     IdentifierInfo *II = Name.getAsIdentifierInfo();
 737     if (II && AllowBuiltinCreation) {
 738       // If this is a builtin on this (or all) targets, create the decl.
 739       if (unsigned BuiltinID = II->getBuiltinID()) {
 740         // In C++, we don't have any predefined library functions like
 741         // 'malloc'. Instead, we'll just error.
 742         if (getLangOptions().CPlusPlus &&
 743             Context.BuiltinInfo.isPredefinedLibFunction(BuiltinID))
 744           return false;
 745
 746         NamedDecl *D = LazilyCreateBuiltin((IdentifierInfo *)II, BuiltinID,
 747                                            S, R.isForRedeclaration(),
 748                                            R.getNameLoc());
 749         if (D) R.addDecl(D);
 750         return (D != NULL);
 751       }
 752     }
 753   }
 754   return false;
 755 }
 756
 757 /// @brief Perform qualified name lookup in the namespaces nominated by
 758 /// using directives by the given context.
 759 ///
 760 /// C++98 [namespace.qual]p2:
 761 ///   Given X::m (where X is a user-declared namespace), or given ::m
 762 ///   (where X is the global namespace), let S be the set of all
 763 ///   declarations of m in X and in the transitive closure of all
 764 ///   namespaces nominated by using-directives in X and its used
 765 ///   namespaces, except that using-directives are ignored in any
 766 ///   namespace, including X, directly containing one or more
 767 ///   declarations of m. No namespace is searched more than once in
 768 ///   the lookup of a name. If S is the empty set, the program is
 769 ///   ill-formed. Otherwise, if S has exactly one member, or if the
 770 ///   context of the reference is a using-declaration
 771 ///   (namespace.udecl), S is the required set of declarations of
 772 ///   m. Otherwise if the use of m is not one that allows a unique
 773 ///   declaration to be chosen from S, the program is ill-formed.
 774 /// C++98 [namespace.qual]p5:
 775 ///   During the lookup of a qualified namespace member name, if the
 776 ///   lookup finds more than one declaration of the member, and if one
 777 ///   declaration introduces a class name or enumeration name and the
 778 ///   other declarations either introduce the same object, the same
 779 ///   enumerator or a set of functions, the non-type name hides the
 780 ///   class or enumeration name if and only if the declarations are
 781 ///   from the same namespace; otherwise (the declarations are from
 782 ///   different namespaces), the program is ill-formed.
 783 static bool LookupQualifiedNameInUsingDirectives(LookupResult &R,
 784                                                  DeclContext *StartDC) {
 785   assert(StartDC->isFileContext() && "start context is not a file context");
 786
 787   DeclContext::udir_iterator I = StartDC->using_directives_begin();
 788   DeclContext::udir_iterator E = StartDC->using_directives_end();
 789
 790   if (I == E) return false;
 791
 792   // We have at least added all these contexts to the queue.
 793   llvm::DenseSet<DeclContext*> Visited;
 794   Visited.insert(StartDC);
 795
 796   // We have not yet looked into these namespaces, much less added
 797   // their "using-children" to the queue.
 798   llvm::SmallVector<NamespaceDecl*, 8> Queue;
 799
 800   // We have already looked into the initial namespace; seed the queue
 801   // with its using-children.
 802   for (; I != E; ++I) {
 803     NamespaceDecl *ND = (*I)->getNominatedNamespace()->getOriginalNamespace();
 804     if (Visited.insert(ND).second)
 805       Queue.push_back(ND);
 806   }
 807
 808   // The easiest way to implement the restriction in [namespace.qual]p5
 809   // is to check whether any of the individual results found a tag
 810   // and, if so, to declare an ambiguity if the final result is not
 811   // a tag.
 812   bool FoundTag = false;
 813   bool FoundNonTag = false;
 814
 815   LookupResult LocalR(LookupResult::Temporary, R);
 816
 817   bool Found = false;
 818   while (!Queue.empty()) {
 819     NamespaceDecl *ND = Queue.back();
 820     Queue.pop_back();
 821
 822     // We go through some convolutions here to avoid copying results
 823     // between LookupResults.
 824     bool UseLocal = !R.empty();
 825     LookupResult &DirectR = UseLocal ? LocalR : R;
 826     bool FoundDirect = LookupDirect(DirectR, ND);
 827
 828     if (FoundDirect) {
 829       // First do any local hiding.
 830       DirectR.resolveKind();
 831
 832       // If the local result is a tag, remember that.
 833       if (DirectR.isSingleTagDecl())
 834         FoundTag = true;
 835       else
 836         FoundNonTag = true;
 837
 838       // Append the local results to the total results if necessary.
 839       if (UseLocal) {
 840         R.addAllDecls(LocalR);
 841         LocalR.clear();
 842       }
 843     }
 844
 845     // If we find names in this namespace, ignore its using directives.
 846     if (FoundDirect) {
 847       Found = true;
 848       continue;
 849     }
 850
 851     for (llvm::tie(I,E) = ND->getUsingDirectives(); I != E; ++I) {
 852       NamespaceDecl *Nom = (*I)->getNominatedNamespace();
 853       if (Visited.insert(Nom).second)
 854         Queue.push_back(Nom);
 855     }
 856   }
 857
 858   if (Found) {
 859     if (FoundTag && FoundNonTag)
 860       R.setAmbiguousQualifiedTagHiding();
 861     else
 862       R.resolveKind();
 863   }
 864
 865   return Found;
 866 }
 867
 868 /// @brief Perform qualified name lookup into a given context.
 869 ///
 870 /// Qualified name lookup (C++ [basic.lookup.qual]) is used to find
 871 /// names when the context of those names is explicit specified, e.g.,
 872 /// "std::vector" or "x->member".
 873 ///
 874 /// Different lookup criteria can find different names. For example, a
 875 /// particular scope can have both a struct and a function of the same
 876 /// name, and each can be found by certain lookup criteria. For more
 877 /// information about lookup criteria, see the documentation for the
 878 /// class LookupCriteria.
 879 ///
 880 /// @param LookupCtx The context in which qualified name lookup will
 881 /// search. If the lookup criteria permits, name lookup may also search
 882 /// in the parent contexts or (for C++ classes) base classes.
 883 ///
 884 /// @param Name     The name of the entity that we are searching for.
 885 ///
 886 /// @param Criteria The criteria that this routine will use to
 887 /// determine which names are visible and which names will be
 888 /// found. Note that name lookup will find a name that is visible by
 889 /// the given criteria, but the entity itself may not be semantically
 890 /// correct or even the kind of entity expected based on the
 891 /// lookup. For example, searching for a nested-name-specifier name
 892 /// might result in an EnumDecl, which is visible but is not permitted
 893 /// as a nested-name-specifier in C++03.
 894 ///
 895 /// @returns The result of name lookup, which includes zero or more
 896 /// declarations and possibly additional information used to diagnose
 897 /// ambiguities.
 898 bool Sema::LookupQualifiedName(LookupResult &R, DeclContext *LookupCtx) {
 899   assert(LookupCtx && "Sema::LookupQualifiedName requires a lookup context");
 900
 901   if (!R.getLookupName())
 902     return false;
 903
 904   // If we're performing qualified name lookup (e.g., lookup into a
 905   // struct), find fields as part of ordinary name lookup.
 906   LookupNameKind NameKind = R.getLookupKind();
 907   unsigned IDNS
 908     = getIdentifierNamespacesFromLookupNameKind(NameKind,
 909                                                 getLangOptions().CPlusPlus);
 910   if (NameKind == LookupOrdinaryName)
 911     IDNS |= Decl::IDNS_Member;
 912
 913   R.setIdentifierNamespace(IDNS);
 914
 915   // Make sure that the declaration context is complete.
 916   assert((!isa<TagDecl>(LookupCtx) ||
 917           LookupCtx->isDependentContext() ||
 918           cast<TagDecl>(LookupCtx)->isDefinition() ||
 919           Context.getTypeDeclType(cast<TagDecl>(LookupCtx))->getAs<TagType>()
 920             ->isBeingDefined()) &&
 921          "Declaration context must already be complete!");
 922
 923   // Perform qualified name lookup into the LookupCtx.
 924   if (LookupDirect(R, LookupCtx)) {
 925     R.resolveKind();
 926     return true;
 927   }
 928
 929   // Don't descend into implied contexts for redeclarations.
 930   // C++98 [namespace.qual]p6:
 931   //   In a declaration for a namespace member in which the
 932   //   declarator-id is a qualified-id, given that the qualified-id
 933   //   for the namespace member has the form
 934   //     nested-name-specifier unqualified-id
 935   //   the unqualified-id shall name a member of the namespace
 936   //   designated by the nested-name-specifier.
 937   // See also [class.mfct]p5 and [class.static.data]p2.
 938   if (R.isForRedeclaration())
 939     return false;
 940
 941   // If this is a namespace, look it up in the implied namespaces.
 942   if (LookupCtx->isFileContext())
 943     return LookupQualifiedNameInUsingDirectives(R, LookupCtx);
 944
 945   // If this isn't a C++ class, we aren't allowed to look into base
 946   // classes, we're done.
 947   if (!isa<CXXRecordDecl>(LookupCtx))
 948     return false;
 949
 950   // Perform lookup into our base classes.
 951   CXXRecordDecl *LookupRec = cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx);
 952   CXXBasePaths Paths;
 953   Paths.setOrigin(LookupRec);
 954
 955   // Look for this member in our base classes
 956   CXXRecordDecl::BaseMatchesCallback *BaseCallback = 0;
 957   switch (R.getLookupKind()) {
 958     case LookupOrdinaryName:
 959     case LookupMemberName:
 960     case LookupRedeclarationWithLinkage:
 961       BaseCallback = &CXXRecordDecl::FindOrdinaryMember;
 962       break;
 963
 964     case LookupTagName:
 965       BaseCallback = &CXXRecordDecl::FindTagMember;
 966       break;
 967
 968     case LookupOperatorName:
 969     case LookupNamespaceName:
 970     case LookupObjCProtocolName:
 971     case LookupObjCImplementationName:
 972     case LookupObjCCategoryImplName:
 973       // These lookups will never find a member in a C++ class (or base class).
 974       return false;
 975
 976     case LookupNestedNameSpecifierName:
 977       BaseCallback = &CXXRecordDecl::FindNestedNameSpecifierMember;
 978       break;
 979   }
 980
 981   if (!LookupRec->lookupInBases(BaseCallback,
 982                                 R.getLookupName().getAsOpaquePtr(), Paths))
 983     return false;
 984
 985   // C++ [class.member.lookup]p2:
 986   //   [...] If the resulting set of declarations are not all from
 987   //   sub-objects of the same type, or the set has a nonstatic member
 988   //   and includes members from distinct sub-objects, there is an
 989   //   ambiguity and the program is ill-formed. Otherwise that set is
 990   //   the result of the lookup.
 991   // FIXME: support using declarations!
 992   QualType SubobjectType;
 993   int SubobjectNumber = 0;
 994   for (CXXBasePaths::paths_iterator Path = Paths.begin(), PathEnd = Paths.end();
 995        Path != PathEnd; ++Path) {
 996     const CXXBasePathElement &PathElement = Path->back();
 997
 998     // Determine whether we're looking at a distinct sub-object or not.
 999     if (SubobjectType.isNull()) {
1000       // This is the first subobject we've looked at. Record its type.
1001       SubobjectType = Context.getCanonicalType(PathElement.Base->getType());
1002       SubobjectNumber = PathElement.SubobjectNumber;
1003     } else if (SubobjectType
1004                  != Context.getCanonicalType(PathElement.Base->getType())) {
1005       // We found members of the given name in two subobjects of
1006       // different types. This lookup is ambiguous.
1007       R.setAmbiguousBaseSubobjectTypes(Paths);
1008       return true;
1009     } else if (SubobjectNumber != PathElement.SubobjectNumber) {
1010       // We have a different subobject of the same type.
1011
1012       // C++ [class.member.lookup]p5:
1013       //   A static member, a nested type or an enumerator defined in
1014       //   a base class T can unambiguously be found even if an object
1015       //   has more than one base class subobject of type T.
1016       Decl *FirstDecl = *Path->Decls.first;
1017       if (isa<VarDecl>(FirstDecl) ||
1018           isa<TypeDecl>(FirstDecl) ||
1019           isa<EnumConstantDecl>(FirstDecl))
1020         continue;
1021
1022       if (isa<CXXMethodDecl>(FirstDecl)) {
1023         // Determine whether all of the methods are static.
1024         bool AllMethodsAreStatic = true;
1025         for (DeclContext::lookup_iterator Func = Path->Decls.first;
1026              Func != Path->Decls.second; ++Func) {
1027           if (!isa<CXXMethodDecl>(*Func)) {
1028             assert(isa<TagDecl>(*Func) && "Non-function must be a tag decl");
1029             break;
1030           }
1031
1032           if (!cast<CXXMethodDecl>(*Func)->isStatic()) {
1033             AllMethodsAreStatic = false;
1034             break;
1035           }
1036         }
1037
1038         if (AllMethodsAreStatic)
1039           continue;
1040       }
1041
1042       // We have found a nonstatic member name in multiple, distinct
1043       // subobjects. Name lookup is ambiguous.
1044       R.setAmbiguousBaseSubobjects(Paths);
1045       return true;
1046     }
1047   }
1048
1049   // Lookup in a base class succeeded; return these results.
1050
1051   DeclContext::lookup_iterator I, E;
1052   for (llvm::tie(I,E) = Paths.front().Decls; I != E; ++I)
1053     R.addDecl(*I);
1054   R.resolveKind();
1055   return true;
1056 }
1057
1058 /// @brief Performs name lookup for a name that was parsed in the
1059 /// source code, and may contain a C++ scope specifier.
1060 ///
1061 /// This routine is a convenience routine meant to be called from
1062 /// contexts that receive a name and an optional C++ scope specifier
1063 /// (e.g., "N::M::x"). It will then perform either qualified or
1064 /// unqualified name lookup (with LookupQualifiedName or LookupName,
1065 /// respectively) on the given name and return those results.
1066 ///
1067 /// @param S        The scope from which unqualified name lookup will
1068 /// begin.
1069 ///
1070 /// @param SS       An optional C++ scope-specifier, e.g., "::N::M".
1071 ///
1072 /// @param Name     The name of the entity that name lookup will
1073 /// search for.
1074 ///
1075 /// @param Loc      If provided, the source location where we're performing
1076 /// name lookup. At present, this is only used to produce diagnostics when
1077 /// C library functions (like "malloc") are implicitly declared.
1078 ///
1079 /// @param EnteringContext Indicates whether we are going to enter the
1080 /// context of the scope-specifier SS (if present).
1081 ///
1082 /// @returns True if any decls were found (but possibly ambiguous)
1083 bool Sema::LookupParsedName(LookupResult &R, Scope *S, const CXXScopeSpec *SS,
1084                             bool AllowBuiltinCreation, bool EnteringContext) {
1085   if (SS && SS->isInvalid()) {
1086     // When the scope specifier is invalid, don't even look for
1087     // anything.
1088     return false;
1089   }
1090
1091   if (SS && SS->isSet()) {
1092     if (DeclContext *DC = computeDeclContext(*SS, EnteringContext)) {
1093       // We have resolved the scope specifier to a particular declaration
1094       // contex, and will perform name lookup in that context.
1095       if (!DC->isDependentContext() && RequireCompleteDeclContext(*SS))
1096         return false;
1097
1098       R.setContextRange(SS->getRange());
1099
1100       return LookupQualifiedName(R, DC);
1101     }
1102
1103     // We could not resolve the scope specified to a specific declaration
1104     // context, which means that SS refers to an unknown specialization.
1105     // Name lookup can't find anything in this case.
1106     return false;
1107   }
1108
1109   // Perform unqualified name lookup starting in the given scope.
1110   return LookupName(R, S, AllowBuiltinCreation);
1111 }
1112
1113
1114 /// @brief Produce a diagnostic describing the ambiguity that resulted
1115 /// from name lookup.
1116 ///
1117 /// @param Result       The ambiguous name lookup result.
1118 ///
1119 /// @param Name         The name of the entity that name lookup was
1120 /// searching for.
1121 ///
1122 /// @param NameLoc      The location of the name within the source code.
1123 ///
1124 /// @param LookupRange  A source range that provides more
1125 /// source-location information concerning the lookup itself. For
1126 /// example, this range might highlight a nested-name-specifier that
1127 /// precedes the name.
1128 ///
1129 /// @returns true
1130 bool Sema::DiagnoseAmbiguousLookup(LookupResult &Result) {
1131   assert(Result.isAmbiguous() && "Lookup result must be ambiguous");
1132
1133   DeclarationName Name = Result.getLookupName();
1134   SourceLocation NameLoc = Result.getNameLoc();
1135   SourceRange LookupRange = Result.getContextRange();
1136
1137   switch (Result.getAmbiguityKind()) {
1138   case LookupResult::AmbiguousBaseSubobjects: {
1139     CXXBasePaths *Paths = Result.getBasePaths();
1140     QualType SubobjectType = Paths->front().back().Base->getType();
1141     Diag(NameLoc, diag::err_ambiguous_member_multiple_subobjects)
1142       << Name << SubobjectType << getAmbiguousPathsDisplayString(*Paths)
1143       << LookupRange;
1144
1145     DeclContext::lookup_iterator Found = Paths->front().Decls.first;
1146     while (isa<CXXMethodDecl>(*Found) &&
1147            cast<CXXMethodDecl>(*Found)->isStatic())
1148       ++Found;
1149
1150     Diag((*Found)->getLocation(), diag::note_ambiguous_member_found);
1151
1152     return true;
1153   }
1154
1155   case LookupResult::AmbiguousBaseSubobjectTypes: {
1156     Diag(NameLoc, diag::err_ambiguous_member_multiple_subobject_types)
1157       << Name << LookupRange;
1158
1159     CXXBasePaths *Paths = Result.getBasePaths();
1160     std::set<Decl *> DeclsPrinted;
1161     for (CXXBasePaths::paths_iterator Path = Paths->begin(),
1162                                       PathEnd = Paths->end();
1163          Path != PathEnd; ++Path) {
1164       Decl *D = *Path->Decls.first;
1165       if (DeclsPrinted.insert(D).second)
1166         Diag(D->getLocation(), diag::note_ambiguous_member_found);
1167     }
1168
1169     return true;
1170   }
1171
1172   case LookupResult::AmbiguousTagHiding: {
1173     Diag(NameLoc, diag::err_ambiguous_tag_hiding) << Name << LookupRange;
1174
1175     llvm::SmallPtrSet<NamedDecl*,8> TagDecls;
1176
1177     LookupResult::iterator DI, DE = Result.end();
1178     for (DI = Result.begin(); DI != DE; ++DI)
1179       if (TagDecl *TD = dyn_cast<TagDecl>(*DI)) {
1180         TagDecls.insert(TD);
1181         Diag(TD->getLocation(), diag::note_hidden_tag);
1182       }
1183
1184     for (DI = Result.begin(); DI != DE; ++DI)
1185       if (!isa<TagDecl>(*DI))
1186         Diag((*DI)->getLocation(), diag::note_hiding_object);
1187
1188     // For recovery purposes, go ahead and implement the hiding.
1189     Result.hideDecls(TagDecls);
1190
1191     return true;
1192   }
1193
1194   case LookupResult::AmbiguousReference: {
1195     Diag(NameLoc, diag::err_ambiguous_reference) << Name << LookupRange;
1196
1197     LookupResult::iterator DI = Result.begin(), DE = Result.end();
1198     for (; DI != DE; ++DI)
1199       Diag((*DI)->getLocation(), diag::note_ambiguous_candidate) << *DI;
1200
1201     return true;
1202   }
1203   }
1204
1205   llvm::llvm_unreachable("unknown ambiguity kind");
1206   return true;
1207 }
1208
1209 static void
1210 addAssociatedClassesAndNamespaces(QualType T,
1211                                   ASTContext &Context,
1212                           Sema::AssociatedNamespaceSet &AssociatedNamespaces,
1213                                   Sema::AssociatedClassSet &AssociatedClasses);
1214
1215 static void CollectNamespace(Sema::AssociatedNamespaceSet &Namespaces,
1216                              DeclContext *Ctx) {
1217   if (Ctx->isFileContext())
1218     Namespaces.insert(Ctx);
1219 }
1220
1221 // \brief Add the associated classes and namespaces for argument-dependent
1222 // lookup that involves a template argument (C++ [basic.lookup.koenig]p2).
1223 static void
1224 addAssociatedClassesAndNamespaces(const TemplateArgument &Arg,
1225                                   ASTContext &Context,
1226                            Sema::AssociatedNamespaceSet &AssociatedNamespaces,
1227                                   Sema::AssociatedClassSet &AssociatedClasses) {
1228   // C++ [basic.lookup.koenig]p2, last bullet:
1229   //   -- [...] ;
1230   switch (Arg.getKind()) {
1231     case TemplateArgument::Null:
1232       break;
1233
1234     case TemplateArgument::Type:
1235       // [...] the namespaces and classes associated with the types of the
1236       // template arguments provided for template type parameters (excluding
1237       // template template parameters)
1238       addAssociatedClassesAndNamespaces(Arg.getAsType(), Context,
1239                                         AssociatedNamespaces,
1240                                         AssociatedClasses);
1241       break;
1242
1243     case TemplateArgument::Template: {
1244       // [...] the namespaces in which any template template arguments are
1245       // defined; and the classes in which any member templates used as
1246       // template template arguments are defined.
1247       TemplateName Template = Arg.getAsTemplate();
1248       if (ClassTemplateDecl *ClassTemplate
1249                  = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Template.getAsTemplateDecl())) {
1250         DeclContext *Ctx = ClassTemplate->getDeclContext();
1251         if (CXXRecordDecl *EnclosingClass = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx))
1252           AssociatedClasses.insert(EnclosingClass);
1253         // Add the associated namespace for this class.
1254         while (Ctx->isRecord())
1255           Ctx = Ctx->getParent();
1256         CollectNamespace(AssociatedNamespaces, Ctx);
1257       }
1258       break;
1259     }
1260
1261     case TemplateArgument::Declaration:
1262     case TemplateArgument::Integral:
1263     case TemplateArgument::Expression:
1264       // [Note: non-type template arguments do not contribute to the set of
1265       //  associated namespaces. ]
1266       break;
1267
1268     case TemplateArgument::Pack:
1269       for (TemplateArgument::pack_iterator P = Arg.pack_begin(),
1270                                         PEnd = Arg.pack_end();
1271            P != PEnd; ++P)
1272         addAssociatedClassesAndNamespaces(*P, Context,
1273                                           AssociatedNamespaces,
1274                                           AssociatedClasses);
1275       break;
1276   }
1277 }
1278
1279 // \brief Add the associated classes and namespaces for
1280 // argument-dependent lookup with an argument of class type
1281 // (C++ [basic.lookup.koenig]p2).
1282 static void
1283 addAssociatedClassesAndNamespaces(CXXRecordDecl *Class,
1284                                   ASTContext &Context,
1285                             Sema::AssociatedNamespaceSet &AssociatedNamespaces,
1286                             Sema::AssociatedClassSet &AssociatedClasses) {
1287   // C++ [basic.lookup.koenig]p2:
1288   //   [...]
1289   //     -- If T is a class type (including unions), its associated
1290   //        classes are: the class itself; the class of which it is a
1291   //        member, if any; and its direct and indirect base
1292   //        classes. Its associated namespaces are the namespaces in
1293   //        which its associated classes are defined.
1294
1295   // Add the class of which it is a member, if any.
1296   DeclContext *Ctx = Class->getDeclContext();
1297   if (CXXRecordDecl *EnclosingClass = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx))
1298     AssociatedClasses.insert(EnclosingClass);
1299   // Add the associated namespace for this class.
1300   while (Ctx->isRecord())
1301     Ctx = Ctx->getParent();
1302   CollectNamespace(AssociatedNamespaces, Ctx);
1303
1304   // Add the class itself. If we've already seen this class, we don't
1305   // need to visit base classes.
1306   if (!AssociatedClasses.insert(Class))
1307     return;
1308
1309   // -- If T is a template-id, its associated namespaces and classes are
1310   //    the namespace in which the template is defined; for member
1311   //    templates, the member template’s class; the namespaces and classes
1312   //    associated with the types of the template arguments provided for
1313   //    template type parameters (excluding template template parameters); the
1314   //    namespaces in which any template template arguments are defined; and
1315   //    the classes in which any member templates used as template template
1316   //    arguments are defined. [Note: non-type template arguments do not
1317   //    contribute to the set of associated namespaces. ]
1318   if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
1319         = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Class)) {
1320     DeclContext *Ctx = Spec->getSpecializedTemplate()->getDeclContext();
1321     if (CXXRecordDecl *EnclosingClass = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx))
1322       AssociatedClasses.insert(EnclosingClass);
1323     // Add the associated namespace for this class.
1324     while (Ctx->isRecord())
1325       Ctx = Ctx->getParent();
1326     CollectNamespace(AssociatedNamespaces, Ctx);
1327
1328     const TemplateArgumentList &TemplateArgs = Spec->getTemplateArgs();
1329     for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
1330       addAssociatedClassesAndNamespaces(TemplateArgs[I], Context,
1331                                         AssociatedNamespaces,
1332                                         AssociatedClasses);
1333   }
1334
1335   // Add direct and indirect base classes along with their associated
1336   // namespaces.
1337   llvm::SmallVector<CXXRecordDecl *, 32> Bases;
1338   Bases.push_back(Class);
1339   while (!Bases.empty()) {
1340     // Pop this class off the stack.
1341     Class = Bases.back();
1342     Bases.pop_back();
1343
1344     // Visit the base classes.
1345     for (CXXRecordDecl::base_class_iterator Base = Class->bases_begin(),
1346                                          BaseEnd = Class->bases_end();
1347          Base != BaseEnd; ++Base) {
1348       const RecordType *BaseType = Base->getType()->getAs<RecordType>();
1349       // In dependent contexts, we do ADL twice, and the first time around,
1350       // the base type might be a dependent TemplateSpecializationType, or a
1351       // TemplateTypeParmType. If that happens, simply ignore it.
1352       // FIXME: If we want to support export, we probably need to add the
1353       // namespace of the template in a TemplateSpecializationType, or even
1354       // the classes and namespaces of known non-dependent arguments.
1355       if (!BaseType)
1356         continue;
1357       CXXRecordDecl *BaseDecl = cast<CXXRecordDecl>(BaseType->getDecl());
1358       if (AssociatedClasses.insert(BaseDecl)) {
1359         // Find the associated namespace for this base class.
1360         DeclContext *BaseCtx = BaseDecl->getDeclContext();
1361         while (BaseCtx->isRecord())
1362           BaseCtx = BaseCtx->getParent();
1363         CollectNamespace(AssociatedNamespaces, BaseCtx);
1364
1365         // Make sure we visit the bases of this base class.
1366         if (BaseDecl->bases_begin() != BaseDecl->bases_end())
1367           Bases.push_back(BaseDecl);
1368       }
1369     }
1370   }
1371 }
1372
1373 // \brief Add the associated classes and namespaces for
1374 // argument-dependent lookup with an argument of type T
1375 // (C++ [basic.lookup.koenig]p2).
1376 static void
1377 addAssociatedClassesAndNamespaces(QualType T,
1378                                   ASTContext &Context,
1379                             Sema::AssociatedNamespaceSet &AssociatedNamespaces,
1380                                   Sema::AssociatedClassSet &AssociatedClasses) {
1381   // C++ [basic.lookup.koenig]p2:
1382   //
1383   //   For each argument type T in the function call, there is a set
1384   //   of zero or more associated namespaces and a set of zero or more
1385   //   associated classes to be considered. The sets of namespaces and
1386   //   classes is determined entirely by the types of the function
1387   //   arguments (and the namespace of any template template
1388   //   argument). Typedef names and using-declarations used to specify
1389   //   the types do not contribute to this set. The sets of namespaces
1390   //   and classes are determined in the following way:
1391   T = Context.getCanonicalType(T).getUnqualifiedType();
1392
1393   //    -- If T is a pointer to U or an array of U, its associated
1394   //       namespaces and classes are those associated with U.
1395   //
1396   // We handle this by unwrapping pointer and array types immediately,
1397   // to avoid unnecessary recursion.
1398   while (true) {
1399     if (const PointerType *Ptr = T->getAs<PointerType>())
1400       T = Ptr->getPointeeType();
1401     else if (const ArrayType *Ptr = Context.getAsArrayType(T))
1402       T = Ptr->getElementType();
1403     else
1404       break;
1405   }
1406
1407   //     -- If T is a fundamental type, its associated sets of
1408   //        namespaces and classes are both empty.
1409   if (T->getAs<BuiltinType>())
1410     return;
1411
1412   //     -- If T is a class type (including unions), its associated
1413   //        classes are: the class itself; the class of which it is a
1414   //        member, if any; and its direct and indirect base
1415   //        classes. Its associated namespaces are the namespaces in
1416   //        which its associated classes are defined.
1417   if (const RecordType *ClassType = T->getAs<RecordType>())
1418     if (CXXRecordDecl *ClassDecl
1419         = dyn_cast<CXXRecordDecl>(ClassType->getDecl())) {
1420       addAssociatedClassesAndNamespaces(ClassDecl, Context,
1421                                         AssociatedNamespaces,
1422                                         AssociatedClasses);
1423       return;
1424     }
1425
1426   //     -- If T is an enumeration type, its associated namespace is
1427   //        the namespace in which it is defined. If it is class
1428   //        member, its associated class is the member’s class; else
1429   //        it has no associated class.
1430   if (const EnumType *EnumT = T->getAs<EnumType>()) {
1431     EnumDecl *Enum = EnumT->getDecl();
1432
1433     DeclContext *Ctx = Enum->getDeclContext();
1434     if (CXXRecordDecl *EnclosingClass = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx))
1435       AssociatedClasses.insert(EnclosingClass);
1436
1437     // Add the associated namespace for this class.
1438     while (Ctx->isRecord())
1439       Ctx = Ctx->getParent();
1440     CollectNamespace(AssociatedNamespaces, Ctx);
1441
1442     return;
1443   }
1444
1445   //     -- If T is a function type, its associated namespaces and
1446   //        classes are those associated with the function parameter
1447   //        types and those associated with the return type.
1448   if (const FunctionType *FnType = T->getAs<FunctionType>()) {
1449     // Return type
1450     addAssociatedClassesAndNamespaces(FnType->getResultType(),
1451                                       Context,
1452                                       AssociatedNamespaces, AssociatedClasses);
1453
1454     const FunctionProtoType *Proto = dyn_cast<FunctionProtoType>(FnType);
1455     if (!Proto)
1456       return;
1457
1458     // Argument types
1459     for (FunctionProtoType::arg_type_iterator Arg = Proto->arg_type_begin(),
1460                                            ArgEnd = Proto->arg_type_end();
1461          Arg != ArgEnd; ++Arg)
1462       addAssociatedClassesAndNamespaces(*Arg, Context,
1463                                         AssociatedNamespaces, AssociatedClasses);
1464
1465     return;
1466   }
1467
1468   //     -- If T is a pointer to a member function of a class X, its
1469   //        associated namespaces and classes are those associated
1470   //        with the function parameter types and return type,
1471   //        together with those associated with X.
1472   //
1473   //     -- If T is a pointer to a data member of class X, its
1474   //        associated namespaces and classes are those associated
1475   //        with the member type together with those associated with
1476   //        X.
1477   if (const MemberPointerType *MemberPtr = T->getAs<MemberPointerType>()) {
1478     // Handle the type that the pointer to member points to.
1479     addAssociatedClassesAndNamespaces(MemberPtr->getPointeeType(),
1480                                       Context,
1481                                       AssociatedNamespaces,
1482                                       AssociatedClasses);
1483
1484     // Handle the class type into which this points.
1485     if (const RecordType *Class = MemberPtr->getClass()->getAs<RecordType>())
1486       addAssociatedClassesAndNamespaces(cast<CXXRecordDecl>(Class->getDecl()),
1487                                         Context,
1488                                         AssociatedNamespaces,
1489                                         AssociatedClasses);
1490
1491     return;
1492   }
1493
1494   // FIXME: What about block pointers?
1495   // FIXME: What about Objective-C message sends?
1496 }
1497
1498 /// \brief Find the associated classes and namespaces for
1499 /// argument-dependent lookup for a call with the given set of
1500 /// arguments.
1501 ///
1502 /// This routine computes the sets of associated classes and associated
1503 /// namespaces searched by argument-dependent lookup
1504 /// (C++ [basic.lookup.argdep]) for a given set of arguments.
1505 void
1506 Sema::FindAssociatedClassesAndNamespaces(Expr **Args, unsigned NumArgs,
1507                                  AssociatedNamespaceSet &AssociatedNamespaces,
1508                                  AssociatedClassSet &AssociatedClasses) {
1509   AssociatedNamespaces.clear();
1510   AssociatedClasses.clear();
1511
1512   // C++ [basic.lookup.koenig]p2:
1513   //   For each argument type T in the function call, there is a set
1514   //   of zero or more associated namespaces and a set of zero or more
1515   //   associated classes to be considered. The sets of namespaces and
1516   //   classes is determined entirely by the types of the function
1517   //   arguments (and the namespace of any template template
1518   //   argument).
1519   for (unsigned ArgIdx = 0; ArgIdx != NumArgs; ++ArgIdx) {
1520     Expr *Arg = Args[ArgIdx];
1521
1522     if (Arg->getType() != Context.OverloadTy) {
1523       addAssociatedClassesAndNamespaces(Arg->getType(), Context,
1524                                         AssociatedNamespaces,
1525                                         AssociatedClasses);
1526       continue;
1527     }
1528
1529     // [...] In addition, if the argument is the name or address of a
1530     // set of overloaded functions and/or function templates, its
1531     // associated classes and namespaces are the union of those
1532     // associated with each of the members of the set: the namespace
1533     // in which the function or function template is defined and the
1534     // classes and namespaces associated with its (non-dependent)
1535     // parameter types and return type.
1536     Arg = Arg->IgnoreParens();
1537     if (UnaryOperator *unaryOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg))
1538       if (unaryOp->getOpcode() == UnaryOperator::AddrOf)
1539         Arg = unaryOp->getSubExpr();
1540
1541     // TODO: avoid the copies.  This should be easy when the cases
1542     // share a storage implementation.
1543     llvm::SmallVector<NamedDecl*, 8> Functions;
1544
1545     if (UnresolvedLookupExpr *ULE = dyn_cast<UnresolvedLookupExpr>(Arg))
1546       Functions.append(ULE->decls_begin(), ULE->decls_end());
1547     else
1548       continue;
1549
1550     for (llvm::SmallVectorImpl<NamedDecl*>::iterator I = Functions.begin(),
1551            E = Functions.end(); I != E; ++I) {
1552       FunctionDecl *FDecl = dyn_cast<FunctionDecl>(*I);
1553       if (!FDecl)
1554         FDecl = cast<FunctionTemplateDecl>(*I)->getTemplatedDecl();
1555
1556       // Add the namespace in which this function was defined. Note
1557       // that, if this is a member function, we do *not* consider the
1558       // enclosing namespace of its class.
1559       DeclContext *Ctx = FDecl->getDeclContext();
1560       CollectNamespace(AssociatedNamespaces, Ctx);
1561
1562       // Add the classes and namespaces associated with the parameter
1563       // types and return type of this function.
1564       addAssociatedClassesAndNamespaces(FDecl->getType(), Context,
1565                                         AssociatedNamespaces,
1566                                         AssociatedClasses);
1567     }
1568   }
1569 }
1570
1571 /// IsAcceptableNonMemberOperatorCandidate - Determine whether Fn is
1572 /// an acceptable non-member overloaded operator for a call whose
1573 /// arguments have types T1 (and, if non-empty, T2). This routine
1574 /// implements the check in C++ [over.match.oper]p3b2 concerning
1575 /// enumeration types.
1576 static bool
1577 IsAcceptableNonMemberOperatorCandidate(FunctionDecl *Fn,
1578                                        QualType T1, QualType T2,
1579                                        ASTContext &Context) {
1580   if (T1->isDependentType() || (!T2.isNull() && T2->isDependentType()))
1581     return true;
1582
1583   if (T1->isRecordType() || (!T2.isNull() && T2->isRecordType()))
1584     return true;
1585
1586   const FunctionProtoType *Proto = Fn->getType()->getAs<FunctionProtoType>();
1587   if (Proto->getNumArgs() < 1)
1588     return false;
1589
1590   if (T1->isEnumeralType()) {
1591     QualType ArgType = Proto->getArgType(0).getNonReferenceType();
1592     if (Context.hasSameUnqualifiedType(T1, ArgType))
1593       return true;
1594   }
1595
1596   if (Proto->getNumArgs() < 2)
1597     return false;
1598
1599   if (!T2.isNull() && T2->isEnumeralType()) {
1600     QualType ArgType = Proto->getArgType(1).getNonReferenceType();
1601     if (Context.hasSameUnqualifiedType(T2, ArgType))
1602       return true;
1603   }
1604
1605   return false;
1606 }
1607
1608 NamedDecl *Sema::LookupSingleName(Scope *S, DeclarationName Name,
1609                                   LookupNameKind NameKind,
1610                                   RedeclarationKind Redecl) {
1611   LookupResult R(*this, Name, SourceLocation(), NameKind, Redecl);
1612   LookupName(R, S);
1613   return R.getAsSingleDecl(Context);
1614 }
1615
1616 /// \brief Find the protocol with the given name, if any.
1617 ObjCProtocolDecl *Sema::LookupProtocol(IdentifierInfo *II) {
1618   Decl *D = LookupSingleName(TUScope, II, LookupObjCProtocolName);
1619   return cast_or_null<ObjCProtocolDecl>(D);
1620 }
1621
1622 /// \brief Find the Objective-C category implementation with the given
1623 /// name, if any.
1624 ObjCCategoryImplDecl *Sema::LookupObjCCategoryImpl(IdentifierInfo *II) {
1625   Decl *D = LookupSingleName(TUScope, II, LookupObjCCategoryImplName);
1626   return cast_or_null<ObjCCategoryImplDecl>(D);
1627 }
1628
1629 void Sema::LookupOverloadedOperatorName(OverloadedOperatorKind Op, Scope *S,
1630                                         QualType T1, QualType T2,
1631                                         FunctionSet &Functions) {
1632   // C++ [over.match.oper]p3:
1633   //     -- The set of non-member candidates is the result of the
1634   //        unqualified lookup of operator@ in the context of the
1635   //        expression according to the usual rules for name lookup in
1636   //        unqualified function calls (3.4.2) except that all member
1637   //        functions are ignored. However, if no operand has a class
1638   //        type, only those non-member functions in the lookup set
1639   //        that have a first parameter of type T1 or "reference to
1640   //        (possibly cv-qualified) T1", when T1 is an enumeration
1641   //        type, or (if there is a right operand) a second parameter
1642   //        of type T2 or "reference to (possibly cv-qualified) T2",
1643   //        when T2 is an enumeration type, are candidate functions.
1644   DeclarationName OpName = Context.DeclarationNames.getCXXOperatorName(Op);
1645   LookupResult Operators(*this, OpName, SourceLocation(), LookupOperatorName);
1646   LookupName(Operators, S);
1647
1648   assert(!Operators.isAmbiguous() && "Operator lookup cannot be ambiguous");
1649
1650   if (Operators.empty())
1651     return;
1652
1653   for (LookupResult::iterator Op = Operators.begin(), OpEnd = Operators.end();
1654        Op != OpEnd; ++Op) {
1655     if (FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(*Op)) {
1656       if (IsAcceptableNonMemberOperatorCandidate(FD, T1, T2, Context))
1657         Functions.insert(FD); // FIXME: canonical FD
1658     } else if (FunctionTemplateDecl *FunTmpl
1659                  = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(*Op)) {
1660       // FIXME: friend operators?
1661       // FIXME: do we need to check IsAcceptableNonMemberOperatorCandidate,
1662       // later?
1663       if (!FunTmpl->getDeclContext()->isRecord())
1664         Functions.insert(FunTmpl);
1665     }
1666   }
1667 }
1668
1669 static void CollectFunctionDecl(Sema::FunctionSet &Functions,
1670                                 Decl *D) {
1671   if (FunctionDecl *Func = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
1672     Functions.insert(Func);
1673   else if (FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(D))
1674     Functions.insert(FunTmpl);
1675 }
1676
1677 void Sema::ArgumentDependentLookup(DeclarationName Name, bool Operator,
1678                                    Expr **Args, unsigned NumArgs,
1679                                    FunctionSet &Functions) {
1680   // Find all of the associated namespaces and classes based on the
1681   // arguments we have.
1682   AssociatedNamespaceSet AssociatedNamespaces;
1683   AssociatedClassSet AssociatedClasses;
1684   FindAssociatedClassesAndNamespaces(Args, NumArgs,
1685                                      AssociatedNamespaces,
1686                                      AssociatedClasses);
1687
1688   QualType T1, T2;
1689   if (Operator) {
1690     T1 = Args[0]->getType();
1691     if (NumArgs >= 2)
1692       T2 = Args[1]->getType();
1693   }
1694
1695   // C++ [basic.lookup.argdep]p3:
1696   //   Let X be the lookup set produced by unqualified lookup (3.4.1)
1697   //   and let Y be the lookup set produced by argument dependent
1698   //   lookup (defined as follows). If X contains [...] then Y is
1699   //   empty. Otherwise Y is the set of declarations found in the
1700   //   namespaces associated with the argument types as described
1701   //   below. The set of declarations found by the lookup of the name
1702   //   is the union of X and Y.
1703   //
1704   // Here, we compute Y and add its members to the overloaded
1705   // candidate set.
1706   for (AssociatedNamespaceSet::iterator NS = AssociatedNamespaces.begin(),
1707                                      NSEnd = AssociatedNamespaces.end();
1708        NS != NSEnd; ++NS) {
1709     //   When considering an associated namespace, the lookup is the
1710     //   same as the lookup performed when the associated namespace is
1711     //   used as a qualifier (3.4.3.2) except that:
1712     //
1713     //     -- Any using-directives in the associated namespace are
1714     //        ignored.
1715     //
1716     //     -- Any namespace-scope friend functions declared in
1717     //        associated classes are visible within their respective
1718     //        namespaces even if they are not visible during an ordinary
1719     //        lookup (11.4).
1720     DeclContext::lookup_iterator I, E;
1721     for (llvm::tie(I, E) = (*NS)->lookup(Name); I != E; ++I) {
1722       Decl *D = *I;
1723       // If the only declaration here is an ordinary friend, consider
1724       // it only if it was declared in an associated classes.
1725       if (D->getIdentifierNamespace() == Decl::IDNS_OrdinaryFriend) {
1726         DeclContext *LexDC = D->getLexicalDeclContext();
1727         if (!AssociatedClasses.count(cast<CXXRecordDecl>(LexDC)))
1728           continue;
1729       }
1730
1731       FunctionDecl *Fn;
1732       if (!Operator || !(Fn = dyn_cast<FunctionDecl>(D)) ||
1733           IsAcceptableNonMemberOperatorCandidate(Fn, T1, T2, Context))
1734         CollectFunctionDecl(Functions, D);
1735     }
1736   }
1737 }