lib/Sema/SemaTemplateInstantiateDecl.cpp

   1 //===--- SemaTemplateInstantiateDecl.cpp - C++ Template Decl Instantiation ===/
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //===----------------------------------------------------------------------===/
   8 //
   9 //  This file implements C++ template instantiation for declarations.
  10 //
  11 //===----------------------------------------------------------------------===/
  12 #include "clang/Sema/SemaInternal.h"
  13 #include "clang/AST/ASTConsumer.h"
  14 #include "clang/AST/ASTContext.h"
  15 #include "clang/AST/ASTMutationListener.h"
  16 #include "clang/AST/DeclTemplate.h"
  17 #include "clang/AST/DeclVisitor.h"
  18 #include "clang/AST/DependentDiagnostic.h"
  19 #include "clang/AST/Expr.h"
  20 #include "clang/AST/ExprCXX.h"
  21 #include "clang/AST/TypeLoc.h"
  22 #include "clang/Sema/Initialization.h"
  23 #include "clang/Sema/Lookup.h"
  24 #include "clang/Sema/PrettyDeclStackTrace.h"
  25 #include "clang/Sema/Template.h"
  26
  27 using namespace clang;
  28
  29 static bool isDeclWithinFunction(const Decl *D) {
  30   const DeclContext *DC = D->getDeclContext();
  31   if (DC->isFunctionOrMethod())
  32     return true;
  33
  34   if (DC->isRecord())
  35     return cast<CXXRecordDecl>(DC)->isLocalClass();
  36
  37   return false;
  38 }
  39
  40 template<typename DeclT>
  41 static bool SubstQualifier(Sema &SemaRef, const DeclT *OldDecl, DeclT *NewDecl,
  42                            const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs) {
  43   if (!OldDecl->getQualifierLoc())
  44     return false;
  45
  46   assert((NewDecl->getFriendObjectKind() ||
  47           !OldDecl->getLexicalDeclContext()->isDependentContext()) &&
  48          "non-friend with qualified name defined in dependent context");
  49   Sema::ContextRAII SavedContext(
  50       SemaRef,
  51       const_cast<DeclContext *>(NewDecl->getFriendObjectKind()
  52                                     ? NewDecl->getLexicalDeclContext()
  53                                     : OldDecl->getLexicalDeclContext()));
  54
  55   NestedNameSpecifierLoc NewQualifierLoc
  56       = SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(OldDecl->getQualifierLoc(),
  57                                             TemplateArgs);
  58
  59   if (!NewQualifierLoc)
  60     return true;
  61
  62   NewDecl->setQualifierInfo(NewQualifierLoc);
  63   return false;
  64 }
  65
  66 bool TemplateDeclInstantiator::SubstQualifier(const DeclaratorDecl *OldDecl,
  67                                               DeclaratorDecl *NewDecl) {
  68   return ::SubstQualifier(SemaRef, OldDecl, NewDecl, TemplateArgs);
  69 }
  70
  71 bool TemplateDeclInstantiator::SubstQualifier(const TagDecl *OldDecl,
  72                                               TagDecl *NewDecl) {
  73   return ::SubstQualifier(SemaRef, OldDecl, NewDecl, TemplateArgs);
  74 }
  75
  76 // Include attribute instantiation code.
  77 #include "clang/Sema/AttrTemplateInstantiate.inc"
  78
  79 static void instantiateDependentAlignedAttr(
  80     Sema &S, const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
  81     const AlignedAttr *Aligned, Decl *New, bool IsPackExpansion) {
  82   if (Aligned->isAlignmentExpr()) {
  83     // The alignment expression is a constant expression.
  84     EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(
  85         S, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
  86     ExprResult Result = S.SubstExpr(Aligned->getAlignmentExpr(), TemplateArgs);
  87     if (!Result.isInvalid())
  88       S.AddAlignedAttr(Aligned->getLocation(), New, Result.getAs<Expr>(),
  89                        Aligned->getSpellingListIndex(), IsPackExpansion);
  90   } else {
  91     TypeSourceInfo *Result = S.SubstType(Aligned->getAlignmentType(),
  92                                          TemplateArgs, Aligned->getLocation(),
  93                                          DeclarationName());
  94     if (Result)
  95       S.AddAlignedAttr(Aligned->getLocation(), New, Result,
  96                        Aligned->getSpellingListIndex(), IsPackExpansion);
  97   }
  98 }
  99
 100 static void instantiateDependentAlignedAttr(
 101     Sema &S, const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 102     const AlignedAttr *Aligned, Decl *New) {
 103   if (!Aligned->isPackExpansion()) {
 104     instantiateDependentAlignedAttr(S, TemplateArgs, Aligned, New, false);
 105     return;
 106   }
 107
 108   SmallVector<UnexpandedParameterPack, 2> Unexpanded;
 109   if (Aligned->isAlignmentExpr())
 110     S.collectUnexpandedParameterPacks(Aligned->getAlignmentExpr(),
 111                                       Unexpanded);
 112   else
 113     S.collectUnexpandedParameterPacks(Aligned->getAlignmentType()->getTypeLoc(),
 114                                       Unexpanded);
 115   assert(!Unexpanded.empty() && "Pack expansion without parameter packs?");
 116
 117   // Determine whether we can expand this attribute pack yet.
 118   bool Expand = true, RetainExpansion = false;
 119   Optional<unsigned> NumExpansions;
 120   // FIXME: Use the actual location of the ellipsis.
 121   SourceLocation EllipsisLoc = Aligned->getLocation();
 122   if (S.CheckParameterPacksForExpansion(EllipsisLoc, Aligned->getRange(),
 123                                         Unexpanded, TemplateArgs, Expand,
 124                                         RetainExpansion, NumExpansions))
 125     return;
 126
 127   if (!Expand) {
 128     Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(S, -1);
 129     instantiateDependentAlignedAttr(S, TemplateArgs, Aligned, New, true);
 130   } else {
 131     for (unsigned I = 0; I != *NumExpansions; ++I) {
 132       Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(S, I);
 133       instantiateDependentAlignedAttr(S, TemplateArgs, Aligned, New, false);
 134     }
 135   }
 136 }
 137
 138 static void instantiateDependentAssumeAlignedAttr(
 139     Sema &S, const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 140     const AssumeAlignedAttr *Aligned, Decl *New) {
 141   // The alignment expression is a constant expression.
 142   EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(
 143       S, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
 144
 145   Expr *E, *OE = nullptr;
 146   ExprResult Result = S.SubstExpr(Aligned->getAlignment(), TemplateArgs);
 147   if (Result.isInvalid())
 148     return;
 149   E = Result.getAs<Expr>();
 150
 151   if (Aligned->getOffset()) {
 152     Result = S.SubstExpr(Aligned->getOffset(), TemplateArgs);
 153     if (Result.isInvalid())
 154       return;
 155     OE = Result.getAs<Expr>();
 156   }
 157
 158   S.AddAssumeAlignedAttr(Aligned->getLocation(), New, E, OE,
 159                          Aligned->getSpellingListIndex());
 160 }
 161
 162 static void instantiateDependentAlignValueAttr(
 163     Sema &S, const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 164     const AlignValueAttr *Aligned, Decl *New) {
 165   // The alignment expression is a constant expression.
 166   EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(
 167       S, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
 168   ExprResult Result = S.SubstExpr(Aligned->getAlignment(), TemplateArgs);
 169   if (!Result.isInvalid())
 170     S.AddAlignValueAttr(Aligned->getLocation(), New, Result.getAs<Expr>(),
 171                         Aligned->getSpellingListIndex());
 172 }
 173
 174 static void instantiateDependentAllocAlignAttr(
 175     Sema &S, const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 176     const AllocAlignAttr *Align, Decl *New) {
 177   Expr *Param = IntegerLiteral::Create(
 178       S.getASTContext(), llvm::APInt(64, Align->getParamIndex()),
 179       S.getASTContext().UnsignedLongLongTy, Align->getLocation());
 180   S.AddAllocAlignAttr(Align->getLocation(), New, Param,
 181                       Align->getSpellingListIndex());
 182 }
 183
 184 static Expr *instantiateDependentFunctionAttrCondition(
 185     Sema &S, const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 186     const Attr *A, Expr *OldCond, const Decl *Tmpl, FunctionDecl *New) {
 187   Expr *Cond = nullptr;
 188   {
 189     Sema::ContextRAII SwitchContext(S, New);
 190     EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(
 191         S, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
 192     ExprResult Result = S.SubstExpr(OldCond, TemplateArgs);
 193     if (Result.isInvalid())
 194       return nullptr;
 195     Cond = Result.getAs<Expr>();
 196   }
 197   if (!Cond->isTypeDependent()) {
 198     ExprResult Converted = S.PerformContextuallyConvertToBool(Cond);
 199     if (Converted.isInvalid())
 200       return nullptr;
 201     Cond = Converted.get();
 202   }
 203
 204   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Diags;
 205   if (OldCond->isValueDependent() && !Cond->isValueDependent() &&
 206       !Expr::isPotentialConstantExprUnevaluated(Cond, New, Diags)) {
 207     S.Diag(A->getLocation(), diag::err_attr_cond_never_constant_expr) << A;
 208     for (const auto &P : Diags)
 209       S.Diag(P.first, P.second);
 210     return nullptr;
 211   }
 212   return Cond;
 213 }
 214
 215 static void instantiateDependentEnableIfAttr(
 216     Sema &S, const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 217     const EnableIfAttr *EIA, const Decl *Tmpl, FunctionDecl *New) {
 218   Expr *Cond = instantiateDependentFunctionAttrCondition(
 219       S, TemplateArgs, EIA, EIA->getCond(), Tmpl, New);
 220
 221   if (Cond)
 222     New->addAttr(new (S.getASTContext()) EnableIfAttr(
 223         EIA->getLocation(), S.getASTContext(), Cond, EIA->getMessage(),
 224         EIA->getSpellingListIndex()));
 225 }
 226
 227 static void instantiateDependentDiagnoseIfAttr(
 228     Sema &S, const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 229     const DiagnoseIfAttr *DIA, const Decl *Tmpl, FunctionDecl *New) {
 230   Expr *Cond = instantiateDependentFunctionAttrCondition(
 231       S, TemplateArgs, DIA, DIA->getCond(), Tmpl, New);
 232
 233   if (Cond)
 234     New->addAttr(new (S.getASTContext()) DiagnoseIfAttr(
 235         DIA->getLocation(), S.getASTContext(), Cond, DIA->getMessage(),
 236         DIA->getDiagnosticType(), DIA->getArgDependent(), New,
 237         DIA->getSpellingListIndex()));
 238 }
 239
 240 // Constructs and adds to New a new instance of CUDALaunchBoundsAttr using
 241 // template A as the base and arguments from TemplateArgs.
 242 static void instantiateDependentCUDALaunchBoundsAttr(
 243     Sema &S, const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 244     const CUDALaunchBoundsAttr &Attr, Decl *New) {
 245   // The alignment expression is a constant expression.
 246   EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(
 247       S, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
 248
 249   ExprResult Result = S.SubstExpr(Attr.getMaxThreads(), TemplateArgs);
 250   if (Result.isInvalid())
 251     return;
 252   Expr *MaxThreads = Result.getAs<Expr>();
 253
 254   Expr *MinBlocks = nullptr;
 255   if (Attr.getMinBlocks()) {
 256     Result = S.SubstExpr(Attr.getMinBlocks(), TemplateArgs);
 257     if (Result.isInvalid())
 258       return;
 259     MinBlocks = Result.getAs<Expr>();
 260   }
 261
 262   S.AddLaunchBoundsAttr(Attr.getLocation(), New, MaxThreads, MinBlocks,
 263                         Attr.getSpellingListIndex());
 264 }
 265
 266 static void
 267 instantiateDependentModeAttr(Sema &S,
 268                              const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 269                              const ModeAttr &Attr, Decl *New) {
 270   S.AddModeAttr(Attr.getRange(), New, Attr.getMode(),
 271                 Attr.getSpellingListIndex(), /*InInstantiation=*/true);
 272 }
 273
 274 /// Instantiation of 'declare simd' attribute and its arguments.
 275 static void instantiateOMPDeclareSimdDeclAttr(
 276     Sema &S, const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 277     const OMPDeclareSimdDeclAttr &Attr, Decl *New) {
 278   // Allow 'this' in clauses with varlists.
 279   if (auto *FTD = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(New))
 280     New = FTD->getTemplatedDecl();
 281   auto *FD = cast<FunctionDecl>(New);
 282   auto *ThisContext = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(FD->getDeclContext());
 283   SmallVector<Expr *, 4> Uniforms, Aligneds, Alignments, Linears, Steps;
 284   SmallVector<unsigned, 4> LinModifiers;
 285
 286   auto &&Subst = [&](Expr *E) -> ExprResult {
 287     if (auto *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(E->IgnoreParenImpCasts()))
 288       if (auto *PVD = dyn_cast<ParmVarDecl>(DRE->getDecl())) {
 289         Sema::ContextRAII SavedContext(S, FD);
 290         LocalInstantiationScope Local(S);
 291         if (FD->getNumParams() > PVD->getFunctionScopeIndex())
 292           Local.InstantiatedLocal(
 293               PVD, FD->getParamDecl(PVD->getFunctionScopeIndex()));
 294         return S.SubstExpr(E, TemplateArgs);
 295       }
 296     Sema::CXXThisScopeRAII ThisScope(S, ThisContext, /*TypeQuals=*/0,
 297                                      FD->isCXXInstanceMember());
 298     return S.SubstExpr(E, TemplateArgs);
 299   };
 300
 301   ExprResult Simdlen;
 302   if (auto *E = Attr.getSimdlen())
 303     Simdlen = Subst(E);
 304
 305   if (Attr.uniforms_size() > 0) {
 306     for(auto *E : Attr.uniforms()) {
 307       ExprResult Inst = Subst(E);
 308       if (Inst.isInvalid())
 309         continue;
 310       Uniforms.push_back(Inst.get());
 311     }
 312   }
 313
 314   auto AI = Attr.alignments_begin();
 315   for (auto *E : Attr.aligneds()) {
 316     ExprResult Inst = Subst(E);
 317     if (Inst.isInvalid())
 318       continue;
 319     Aligneds.push_back(Inst.get());
 320     Inst = ExprEmpty();
 321     if (*AI)
 322       Inst = S.SubstExpr(*AI, TemplateArgs);
 323     Alignments.push_back(Inst.get());
 324     ++AI;
 325   }
 326
 327   auto SI = Attr.steps_begin();
 328   for (auto *E : Attr.linears()) {
 329     ExprResult Inst = Subst(E);
 330     if (Inst.isInvalid())
 331       continue;
 332     Linears.push_back(Inst.get());
 333     Inst = ExprEmpty();
 334     if (*SI)
 335       Inst = S.SubstExpr(*SI, TemplateArgs);
 336     Steps.push_back(Inst.get());
 337     ++SI;
 338   }
 339   LinModifiers.append(Attr.modifiers_begin(), Attr.modifiers_end());
 340   (void)S.ActOnOpenMPDeclareSimdDirective(
 341       S.ConvertDeclToDeclGroup(New), Attr.getBranchState(), Simdlen.get(),
 342       Uniforms, Aligneds, Alignments, Linears, LinModifiers, Steps,
 343       Attr.getRange());
 344 }
 345
 346 static bool DeclContainsAttr(const Decl *D, const Attr *NewAttr) {
 347   if (!D->hasAttrs() || NewAttr->duplicatesAllowed())
 348     return false;
 349   return llvm::find_if(D->getAttrs(), [NewAttr](const Attr *Attr) {
 350            return Attr->getKind() == NewAttr->getKind();
 351          }) != D->getAttrs().end();
 352 }
 353
 354 void Sema::InstantiateAttrsForDecl(
 355     const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs, const Decl *Tmpl,
 356     Decl *New, LateInstantiatedAttrVec *LateAttrs,
 357     LocalInstantiationScope *OuterMostScope) {
 358   if (NamedDecl *ND = dyn_cast<NamedDecl>(New)) {
 359     for (const auto *TmplAttr : Tmpl->attrs()) {
 360       // FIXME: If any of the special case versions from InstantiateAttrs become
 361       // applicable to template declaration, we'll need to add them here.
 362       CXXThisScopeRAII ThisScope(
 363           *this, dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(ND->getDeclContext()),
 364           /*TypeQuals*/ 0, ND->isCXXInstanceMember());
 365
 366       Attr *NewAttr = sema::instantiateTemplateAttributeForDecl(
 367           TmplAttr, Context, *this, TemplateArgs);
 368       if (NewAttr && !DeclContainsAttr(New, NewAttr))
 369         New->addAttr(NewAttr);
 370     }
 371   }
 372 }
 373
 374 void Sema::InstantiateAttrs(const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
 375                             const Decl *Tmpl, Decl *New,
 376                             LateInstantiatedAttrVec *LateAttrs,
 377                             LocalInstantiationScope *OuterMostScope) {
 378   for (const auto *TmplAttr : Tmpl->attrs()) {
 379     // FIXME: This should be generalized to more than just the AlignedAttr.
 380     const AlignedAttr *Aligned = dyn_cast<AlignedAttr>(TmplAttr);
 381     if (Aligned && Aligned->isAlignmentDependent()) {
 382       instantiateDependentAlignedAttr(*this, TemplateArgs, Aligned, New);
 383       continue;
 384     }
 385
 386     const AssumeAlignedAttr *AssumeAligned = dyn_cast<AssumeAlignedAttr>(TmplAttr);
 387     if (AssumeAligned) {
 388       instantiateDependentAssumeAlignedAttr(*this, TemplateArgs, AssumeAligned, New);
 389       continue;
 390     }
 391
 392     const AlignValueAttr *AlignValue = dyn_cast<AlignValueAttr>(TmplAttr);
 393     if (AlignValue) {
 394       instantiateDependentAlignValueAttr(*this, TemplateArgs, AlignValue, New);
 395       continue;
 396     }
 397
 398     if (const auto *AllocAlign = dyn_cast<AllocAlignAttr>(TmplAttr)) {
 399       instantiateDependentAllocAlignAttr(*this, TemplateArgs, AllocAlign, New);
 400       continue;
 401     }
 402
 403
 404     if (const auto *EnableIf = dyn_cast<EnableIfAttr>(TmplAttr)) {
 405       instantiateDependentEnableIfAttr(*this, TemplateArgs, EnableIf, Tmpl,
 406                                        cast<FunctionDecl>(New));
 407       continue;
 408     }
 409
 410     if (const auto *DiagnoseIf = dyn_cast<DiagnoseIfAttr>(TmplAttr)) {
 411       instantiateDependentDiagnoseIfAttr(*this, TemplateArgs, DiagnoseIf, Tmpl,
 412                                          cast<FunctionDecl>(New));
 413       continue;
 414     }
 415
 416     if (const CUDALaunchBoundsAttr *CUDALaunchBounds =
 417             dyn_cast<CUDALaunchBoundsAttr>(TmplAttr)) {
 418       instantiateDependentCUDALaunchBoundsAttr(*this, TemplateArgs,
 419                                                *CUDALaunchBounds, New);
 420       continue;
 421     }
 422
 423     if (const ModeAttr *Mode = dyn_cast<ModeAttr>(TmplAttr)) {
 424       instantiateDependentModeAttr(*this, TemplateArgs, *Mode, New);
 425       continue;
 426     }
 427
 428     if (const auto *OMPAttr = dyn_cast<OMPDeclareSimdDeclAttr>(TmplAttr)) {
 429       instantiateOMPDeclareSimdDeclAttr(*this, TemplateArgs, *OMPAttr, New);
 430       continue;
 431     }
 432
 433     // Existing DLL attribute on the instantiation takes precedence.
 434     if (TmplAttr->getKind() == attr::DLLExport ||
 435         TmplAttr->getKind() == attr::DLLImport) {
 436       if (New->hasAttr<DLLExportAttr>() || New->hasAttr<DLLImportAttr>()) {
 437         continue;
 438       }
 439     }
 440
 441     if (auto ABIAttr = dyn_cast<ParameterABIAttr>(TmplAttr)) {
 442       AddParameterABIAttr(ABIAttr->getRange(), New, ABIAttr->getABI(),
 443                           ABIAttr->getSpellingListIndex());
 444       continue;
 445     }
 446
 447     if (isa<NSConsumedAttr>(TmplAttr) || isa<CFConsumedAttr>(TmplAttr)) {
 448       AddNSConsumedAttr(TmplAttr->getRange(), New,
 449                         TmplAttr->getSpellingListIndex(),
 450                         isa<NSConsumedAttr>(TmplAttr),
 451                         /*template instantiation*/ true);
 452       continue;
 453     }
 454
 455     assert(!TmplAttr->isPackExpansion());
 456     if (TmplAttr->isLateParsed() && LateAttrs) {
 457       // Late parsed attributes must be instantiated and attached after the
 458       // enclosing class has been instantiated.  See Sema::InstantiateClass.
 459       LocalInstantiationScope *Saved = nullptr;
 460       if (CurrentInstantiationScope)
 461         Saved = CurrentInstantiationScope->cloneScopes(OuterMostScope);
 462       LateAttrs->push_back(LateInstantiatedAttribute(TmplAttr, Saved, New));
 463     } else {
 464       // Allow 'this' within late-parsed attributes.
 465       NamedDecl *ND = dyn_cast<NamedDecl>(New);
 466       CXXRecordDecl *ThisContext =
 467           dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(ND->getDeclContext());
 468       CXXThisScopeRAII ThisScope(*this, ThisContext, /*TypeQuals*/0,
 469                                  ND && ND->isCXXInstanceMember());
 470
 471       Attr *NewAttr = sema::instantiateTemplateAttribute(TmplAttr, Context,
 472                                                          *this, TemplateArgs);
 473
 474       if (NewAttr && !DeclContainsAttr(New, NewAttr))
 475         New->addAttr(NewAttr);
 476     }
 477   }
 478 }
 479
 480 /// Get the previous declaration of a declaration for the purposes of template
 481 /// instantiation. If this finds a previous declaration, then the previous
 482 /// declaration of the instantiation of D should be an instantiation of the
 483 /// result of this function.
 484 template<typename DeclT>
 485 static DeclT *getPreviousDeclForInstantiation(DeclT *D) {
 486   DeclT *Result = D->getPreviousDecl();
 487
 488   // If the declaration is within a class, and the previous declaration was
 489   // merged from a different definition of that class, then we don't have a
 490   // previous declaration for the purpose of template instantiation.
 491   if (Result && isa<CXXRecordDecl>(D->getDeclContext()) &&
 492       D->getLexicalDeclContext() != Result->getLexicalDeclContext())
 493     return nullptr;
 494
 495   return Result;
 496 }
 497
 498 Decl *
 499 TemplateDeclInstantiator::VisitTranslationUnitDecl(TranslationUnitDecl *D) {
 500   llvm_unreachable("Translation units cannot be instantiated");
 501 }
 502
 503 Decl *
 504 TemplateDeclInstantiator::VisitPragmaCommentDecl(PragmaCommentDecl *D) {
 505   llvm_unreachable("pragma comment cannot be instantiated");
 506 }
 507
 508 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitPragmaDetectMismatchDecl(
 509     PragmaDetectMismatchDecl *D) {
 510   llvm_unreachable("pragma comment cannot be instantiated");
 511 }
 512
 513 Decl *
 514 TemplateDeclInstantiator::VisitExternCContextDecl(ExternCContextDecl *D) {
 515   llvm_unreachable("extern \"C\" context cannot be instantiated");
 516 }
 517
 518 Decl *
 519 TemplateDeclInstantiator::VisitLabelDecl(LabelDecl *D) {
 520   LabelDecl *Inst = LabelDecl::Create(SemaRef.Context, Owner, D->getLocation(),
 521                                       D->getIdentifier());
 522   Owner->addDecl(Inst);
 523   return Inst;
 524 }
 525
 526 Decl *
 527 TemplateDeclInstantiator::VisitNamespaceDecl(NamespaceDecl *D) {
 528   llvm_unreachable("Namespaces cannot be instantiated");
 529 }
 530
 531 Decl *
 532 TemplateDeclInstantiator::VisitNamespaceAliasDecl(NamespaceAliasDecl *D) {
 533   NamespaceAliasDecl *Inst
 534     = NamespaceAliasDecl::Create(SemaRef.Context, Owner,
 535                                  D->getNamespaceLoc(),
 536                                  D->getAliasLoc(),
 537                                  D->getIdentifier(),
 538                                  D->getQualifierLoc(),
 539                                  D->getTargetNameLoc(),
 540                                  D->getNamespace());
 541   Owner->addDecl(Inst);
 542   return Inst;
 543 }
 544
 545 Decl *TemplateDeclInstantiator::InstantiateTypedefNameDecl(TypedefNameDecl *D,
 546                                                            bool IsTypeAlias) {
 547   bool Invalid = false;
 548   TypeSourceInfo *DI = D->getTypeSourceInfo();
 549   if (DI->getType()->isInstantiationDependentType() ||
 550       DI->getType()->isVariablyModifiedType()) {
 551     DI = SemaRef.SubstType(DI, TemplateArgs,
 552                            D->getLocation(), D->getDeclName());
 553     if (!DI) {
 554       Invalid = true;
 555       DI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(SemaRef.Context.IntTy);
 556     }
 557   } else {
 558     SemaRef.MarkDeclarationsReferencedInType(D->getLocation(), DI->getType());
 559   }
 560
 561   // HACK: g++ has a bug where it gets the value kind of ?: wrong.
 562   // libstdc++ relies upon this bug in its implementation of common_type.
 563   // If we happen to be processing that implementation, fake up the g++ ?:
 564   // semantics. See LWG issue 2141 for more information on the bug.
 565   const DecltypeType *DT = DI->getType()->getAs<DecltypeType>();
 566   CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D->getDeclContext());
 567   if (DT && RD && isa<ConditionalOperator>(DT->getUnderlyingExpr()) &&
 568       DT->isReferenceType() &&
 569       RD->getEnclosingNamespaceContext() == SemaRef.getStdNamespace() &&
 570       RD->getIdentifier() && RD->getIdentifier()->isStr("common_type") &&
 571       D->getIdentifier() && D->getIdentifier()->isStr("type") &&
 572       SemaRef.getSourceManager().isInSystemHeader(D->getLocStart()))
 573     // Fold it to the (non-reference) type which g++ would have produced.
 574     DI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(
 575       DI->getType().getNonReferenceType());
 576
 577   // Create the new typedef
 578   TypedefNameDecl *Typedef;
 579   if (IsTypeAlias)
 580     Typedef = TypeAliasDecl::Create(SemaRef.Context, Owner, D->getLocStart(),
 581                                     D->getLocation(), D->getIdentifier(), DI);
 582   else
 583     Typedef = TypedefDecl::Create(SemaRef.Context, Owner, D->getLocStart(),
 584                                   D->getLocation(), D->getIdentifier(), DI);
 585   if (Invalid)
 586     Typedef->setInvalidDecl();
 587
 588   // If the old typedef was the name for linkage purposes of an anonymous
 589   // tag decl, re-establish that relationship for the new typedef.
 590   if (const TagType *oldTagType = D->getUnderlyingType()->getAs<TagType>()) {
 591     TagDecl *oldTag = oldTagType->getDecl();
 592     if (oldTag->getTypedefNameForAnonDecl() == D && !Invalid) {
 593       TagDecl *newTag = DI->getType()->castAs<TagType>()->getDecl();
 594       assert(!newTag->hasNameForLinkage());
 595       newTag->setTypedefNameForAnonDecl(Typedef);
 596     }
 597   }
 598
 599   if (TypedefNameDecl *Prev = getPreviousDeclForInstantiation(D)) {
 600     NamedDecl *InstPrev = SemaRef.FindInstantiatedDecl(D->getLocation(), Prev,
 601                                                        TemplateArgs);
 602     if (!InstPrev)
 603       return nullptr;
 604
 605     TypedefNameDecl *InstPrevTypedef = cast<TypedefNameDecl>(InstPrev);
 606
 607     // If the typedef types are not identical, reject them.
 608     SemaRef.isIncompatibleTypedef(InstPrevTypedef, Typedef);
 609
 610     Typedef->setPreviousDecl(InstPrevTypedef);
 611   }
 612
 613   SemaRef.InstantiateAttrs(TemplateArgs, D, Typedef);
 614
 615   Typedef->setAccess(D->getAccess());
 616
 617   return Typedef;
 618 }
 619
 620 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitTypedefDecl(TypedefDecl *D) {
 621   Decl *Typedef = InstantiateTypedefNameDecl(D, /*IsTypeAlias=*/false);
 622   if (Typedef)
 623     Owner->addDecl(Typedef);
 624   return Typedef;
 625 }
 626
 627 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitTypeAliasDecl(TypeAliasDecl *D) {
 628   Decl *Typedef = InstantiateTypedefNameDecl(D, /*IsTypeAlias=*/true);
 629   if (Typedef)
 630     Owner->addDecl(Typedef);
 631   return Typedef;
 632 }
 633
 634 Decl *
 635 TemplateDeclInstantiator::VisitTypeAliasTemplateDecl(TypeAliasTemplateDecl *D) {
 636   // Create a local instantiation scope for this type alias template, which
 637   // will contain the instantiations of the template parameters.
 638   LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
 639
 640   TemplateParameterList *TempParams = D->getTemplateParameters();
 641   TemplateParameterList *InstParams = SubstTemplateParams(TempParams);
 642   if (!InstParams)
 643     return nullptr;
 644
 645   TypeAliasDecl *Pattern = D->getTemplatedDecl();
 646
 647   TypeAliasTemplateDecl *PrevAliasTemplate = nullptr;
 648   if (getPreviousDeclForInstantiation<TypedefNameDecl>(Pattern)) {
 649     DeclContext::lookup_result Found = Owner->lookup(Pattern->getDeclName());
 650     if (!Found.empty()) {
 651       PrevAliasTemplate = dyn_cast<TypeAliasTemplateDecl>(Found.front());
 652     }
 653   }
 654
 655   TypeAliasDecl *AliasInst = cast_or_null<TypeAliasDecl>(
 656     InstantiateTypedefNameDecl(Pattern, /*IsTypeAlias=*/true));
 657   if (!AliasInst)
 658     return nullptr;
 659
 660   TypeAliasTemplateDecl *Inst
 661     = TypeAliasTemplateDecl::Create(SemaRef.Context, Owner, D->getLocation(),
 662                                     D->getDeclName(), InstParams, AliasInst);
 663   AliasInst->setDescribedAliasTemplate(Inst);
 664   if (PrevAliasTemplate)
 665     Inst->setPreviousDecl(PrevAliasTemplate);
 666
 667   Inst->setAccess(D->getAccess());
 668
 669   if (!PrevAliasTemplate)
 670     Inst->setInstantiatedFromMemberTemplate(D);
 671
 672   Owner->addDecl(Inst);
 673
 674   return Inst;
 675 }
 676
 677 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitBindingDecl(BindingDecl *D) {
 678   auto *NewBD = BindingDecl::Create(SemaRef.Context, Owner, D->getLocation(),
 679                                     D->getIdentifier());
 680   SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, NewBD);
 681   return NewBD;
 682 }
 683
 684 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitDecompositionDecl(DecompositionDecl *D) {
 685   // Transform the bindings first.
 686   SmallVector<BindingDecl*, 16> NewBindings;
 687   for (auto *OldBD : D->bindings())
 688     NewBindings.push_back(cast<BindingDecl>(VisitBindingDecl(OldBD)));
 689   ArrayRef<BindingDecl*> NewBindingArray = NewBindings;
 690
 691   auto *NewDD = cast_or_null<DecompositionDecl>(
 692       VisitVarDecl(D, /*InstantiatingVarTemplate=*/false, &NewBindingArray));
 693
 694   if (!NewDD || NewDD->isInvalidDecl())
 695     for (auto *NewBD : NewBindings)
 696       NewBD->setInvalidDecl();
 697
 698   return NewDD;
 699 }
 700
 701 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitVarDecl(VarDecl *D) {
 702   return VisitVarDecl(D, /*InstantiatingVarTemplate=*/false);
 703 }
 704
 705 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitVarDecl(VarDecl *D,
 706                                              bool InstantiatingVarTemplate,
 707                                              ArrayRef<BindingDecl*> *Bindings) {
 708
 709   // Do substitution on the type of the declaration
 710   TypeSourceInfo *DI = SemaRef.SubstType(
 711       D->getTypeSourceInfo(), TemplateArgs, D->getTypeSpecStartLoc(),
 712       D->getDeclName(), /*AllowDeducedTST*/true);
 713   if (!DI)
 714     return nullptr;
 715
 716   if (DI->getType()->isFunctionType()) {
 717     SemaRef.Diag(D->getLocation(), diag::err_variable_instantiates_to_function)
 718       << D->isStaticDataMember() << DI->getType();
 719     return nullptr;
 720   }
 721
 722   DeclContext *DC = Owner;
 723   if (D->isLocalExternDecl())
 724     SemaRef.adjustContextForLocalExternDecl(DC);
 725
 726   // Build the instantiated declaration.
 727   VarDecl *Var;
 728   if (Bindings)
 729     Var = DecompositionDecl::Create(SemaRef.Context, DC, D->getInnerLocStart(),
 730                                     D->getLocation(), DI->getType(), DI,
 731                                     D->getStorageClass(), *Bindings);
 732   else
 733     Var = VarDecl::Create(SemaRef.Context, DC, D->getInnerLocStart(),
 734                           D->getLocation(), D->getIdentifier(), DI->getType(),
 735                           DI, D->getStorageClass());
 736
 737   // In ARC, infer 'retaining' for variables of retainable type.
 738   if (SemaRef.getLangOpts().ObjCAutoRefCount &&
 739       SemaRef.inferObjCARCLifetime(Var))
 740     Var->setInvalidDecl();
 741
 742   // Substitute the nested name specifier, if any.
 743   if (SubstQualifier(D, Var))
 744     return nullptr;
 745
 746   SemaRef.BuildVariableInstantiation(Var, D, TemplateArgs, LateAttrs, Owner,
 747                                      StartingScope, InstantiatingVarTemplate);
 748
 749   if (D->isNRVOVariable()) {
 750     QualType ReturnType = cast<FunctionDecl>(DC)->getReturnType();
 751     if (SemaRef.isCopyElisionCandidate(ReturnType, Var, false))
 752       Var->setNRVOVariable(true);
 753   }
 754
 755   Var->setImplicit(D->isImplicit());
 756
 757   return Var;
 758 }
 759
 760 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitAccessSpecDecl(AccessSpecDecl *D) {
 761   AccessSpecDecl* AD
 762     = AccessSpecDecl::Create(SemaRef.Context, D->getAccess(), Owner,
 763                              D->getAccessSpecifierLoc(), D->getColonLoc());
 764   Owner->addHiddenDecl(AD);
 765   return AD;
 766 }
 767
 768 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitFieldDecl(FieldDecl *D) {
 769   bool Invalid = false;
 770   TypeSourceInfo *DI = D->getTypeSourceInfo();
 771   if (DI->getType()->isInstantiationDependentType() ||
 772       DI->getType()->isVariablyModifiedType())  {
 773     DI = SemaRef.SubstType(DI, TemplateArgs,
 774                            D->getLocation(), D->getDeclName());
 775     if (!DI) {
 776       DI = D->getTypeSourceInfo();
 777       Invalid = true;
 778     } else if (DI->getType()->isFunctionType()) {
 779       // C++ [temp.arg.type]p3:
 780       //   If a declaration acquires a function type through a type
 781       //   dependent on a template-parameter and this causes a
 782       //   declaration that does not use the syntactic form of a
 783       //   function declarator to have function type, the program is
 784       //   ill-formed.
 785       SemaRef.Diag(D->getLocation(), diag::err_field_instantiates_to_function)
 786         << DI->getType();
 787       Invalid = true;
 788     }
 789   } else {
 790     SemaRef.MarkDeclarationsReferencedInType(D->getLocation(), DI->getType());
 791   }
 792
 793   Expr *BitWidth = D->getBitWidth();
 794   if (Invalid)
 795     BitWidth = nullptr;
 796   else if (BitWidth) {
 797     // The bit-width expression is a constant expression.
 798     EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(
 799         SemaRef, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
 800
 801     ExprResult InstantiatedBitWidth
 802       = SemaRef.SubstExpr(BitWidth, TemplateArgs);
 803     if (InstantiatedBitWidth.isInvalid()) {
 804       Invalid = true;
 805       BitWidth = nullptr;
 806     } else
 807       BitWidth = InstantiatedBitWidth.getAs<Expr>();
 808   }
 809
 810   FieldDecl *Field = SemaRef.CheckFieldDecl(D->getDeclName(),
 811                                             DI->getType(), DI,
 812                                             cast<RecordDecl>(Owner),
 813                                             D->getLocation(),
 814                                             D->isMutable(),
 815                                             BitWidth,
 816                                             D->getInClassInitStyle(),
 817                                             D->getInnerLocStart(),
 818                                             D->getAccess(),
 819                                             nullptr);
 820   if (!Field) {
 821     cast<Decl>(Owner)->setInvalidDecl();
 822     return nullptr;
 823   }
 824
 825   SemaRef.InstantiateAttrs(TemplateArgs, D, Field, LateAttrs, StartingScope);
 826
 827   if (Field->hasAttrs())
 828     SemaRef.CheckAlignasUnderalignment(Field);
 829
 830   if (Invalid)
 831     Field->setInvalidDecl();
 832
 833   if (!Field->getDeclName()) {
 834     // Keep track of where this decl came from.
 835     SemaRef.Context.setInstantiatedFromUnnamedFieldDecl(Field, D);
 836   }
 837   if (CXXRecordDecl *Parent= dyn_cast<CXXRecordDecl>(Field->getDeclContext())) {
 838     if (Parent->isAnonymousStructOrUnion() &&
 839         Parent->getRedeclContext()->isFunctionOrMethod())
 840       SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, Field);
 841   }
 842
 843   Field->setImplicit(D->isImplicit());
 844   Field->setAccess(D->getAccess());
 845   Owner->addDecl(Field);
 846
 847   return Field;
 848 }
 849
 850 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitMSPropertyDecl(MSPropertyDecl *D) {
 851   bool Invalid = false;
 852   TypeSourceInfo *DI = D->getTypeSourceInfo();
 853
 854   if (DI->getType()->isVariablyModifiedType()) {
 855     SemaRef.Diag(D->getLocation(), diag::err_property_is_variably_modified)
 856       << D;
 857     Invalid = true;
 858   } else if (DI->getType()->isInstantiationDependentType())  {
 859     DI = SemaRef.SubstType(DI, TemplateArgs,
 860                            D->getLocation(), D->getDeclName());
 861     if (!DI) {
 862       DI = D->getTypeSourceInfo();
 863       Invalid = true;
 864     } else if (DI->getType()->isFunctionType()) {
 865       // C++ [temp.arg.type]p3:
 866       //   If a declaration acquires a function type through a type
 867       //   dependent on a template-parameter and this causes a
 868       //   declaration that does not use the syntactic form of a
 869       //   function declarator to have function type, the program is
 870       //   ill-formed.
 871       SemaRef.Diag(D->getLocation(), diag::err_field_instantiates_to_function)
 872       << DI->getType();
 873       Invalid = true;
 874     }
 875   } else {
 876     SemaRef.MarkDeclarationsReferencedInType(D->getLocation(), DI->getType());
 877   }
 878
 879   MSPropertyDecl *Property = MSPropertyDecl::Create(
 880       SemaRef.Context, Owner, D->getLocation(), D->getDeclName(), DI->getType(),
 881       DI, D->getLocStart(), D->getGetterId(), D->getSetterId());
 882
 883   SemaRef.InstantiateAttrs(TemplateArgs, D, Property, LateAttrs,
 884                            StartingScope);
 885
 886   if (Invalid)
 887     Property->setInvalidDecl();
 888
 889   Property->setAccess(D->getAccess());
 890   Owner->addDecl(Property);
 891
 892   return Property;
 893 }
 894
 895 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitIndirectFieldDecl(IndirectFieldDecl *D) {
 896   NamedDecl **NamedChain =
 897     new (SemaRef.Context)NamedDecl*[D->getChainingSize()];
 898
 899   int i = 0;
 900   for (auto *PI : D->chain()) {
 901     NamedDecl *Next = SemaRef.FindInstantiatedDecl(D->getLocation(), PI,
 902                                               TemplateArgs);
 903     if (!Next)
 904       return nullptr;
 905
 906     NamedChain[i++] = Next;
 907   }
 908
 909   QualType T = cast<FieldDecl>(NamedChain[i-1])->getType();
 910   IndirectFieldDecl *IndirectField = IndirectFieldDecl::Create(
 911       SemaRef.Context, Owner, D->getLocation(), D->getIdentifier(), T,
 912       {NamedChain, D->getChainingSize()});
 913
 914   for (const auto *Attr : D->attrs())
 915     IndirectField->addAttr(Attr->clone(SemaRef.Context));
 916
 917   IndirectField->setImplicit(D->isImplicit());
 918   IndirectField->setAccess(D->getAccess());
 919   Owner->addDecl(IndirectField);
 920   return IndirectField;
 921 }
 922
 923 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitFriendDecl(FriendDecl *D) {
 924   // Handle friend type expressions by simply substituting template
 925   // parameters into the pattern type and checking the result.
 926   if (TypeSourceInfo *Ty = D->getFriendType()) {
 927     TypeSourceInfo *InstTy;
 928     // If this is an unsupported friend, don't bother substituting template
 929     // arguments into it. The actual type referred to won't be used by any
 930     // parts of Clang, and may not be valid for instantiating. Just use the
 931     // same info for the instantiated friend.
 932     if (D->isUnsupportedFriend()) {
 933       InstTy = Ty;
 934     } else {
 935       InstTy = SemaRef.SubstType(Ty, TemplateArgs,
 936                                  D->getLocation(), DeclarationName());
 937     }
 938     if (!InstTy)
 939       return nullptr;
 940
 941     FriendDecl *FD = SemaRef.CheckFriendTypeDecl(D->getLocStart(),
 942                                                  D->getFriendLoc(), InstTy);
 943     if (!FD)
 944       return nullptr;
 945
 946     FD->setAccess(AS_public);
 947     FD->setUnsupportedFriend(D->isUnsupportedFriend());
 948     Owner->addDecl(FD);
 949     return FD;
 950   }
 951
 952   NamedDecl *ND = D->getFriendDecl();
 953   assert(ND && "friend decl must be a decl or a type!");
 954
 955   // All of the Visit implementations for the various potential friend
 956   // declarations have to be carefully written to work for friend
 957   // objects, with the most important detail being that the target
 958   // decl should almost certainly not be placed in Owner.
 959   Decl *NewND = Visit(ND);
 960   if (!NewND) return nullptr;
 961
 962   FriendDecl *FD =
 963     FriendDecl::Create(SemaRef.Context, Owner, D->getLocation(),
 964                        cast<NamedDecl>(NewND), D->getFriendLoc());
 965   FD->setAccess(AS_public);
 966   FD->setUnsupportedFriend(D->isUnsupportedFriend());
 967   Owner->addDecl(FD);
 968   return FD;
 969 }
 970
 971 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitStaticAssertDecl(StaticAssertDecl *D) {
 972   Expr *AssertExpr = D->getAssertExpr();
 973
 974   // The expression in a static assertion is a constant expression.
 975   EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(
 976       SemaRef, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
 977
 978   ExprResult InstantiatedAssertExpr
 979     = SemaRef.SubstExpr(AssertExpr, TemplateArgs);
 980   if (InstantiatedAssertExpr.isInvalid())
 981     return nullptr;
 982
 983   return SemaRef.BuildStaticAssertDeclaration(D->getLocation(),
 984                                               InstantiatedAssertExpr.get(),
 985                                               D->getMessage(),
 986                                               D->getRParenLoc(),
 987                                               D->isFailed());
 988 }
 989
 990 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitEnumDecl(EnumDecl *D) {
 991   EnumDecl *PrevDecl = nullptr;
 992   if (EnumDecl *PatternPrev = getPreviousDeclForInstantiation(D)) {
 993     NamedDecl *Prev = SemaRef.FindInstantiatedDecl(D->getLocation(),
 994                                                    PatternPrev,
 995                                                    TemplateArgs);
 996     if (!Prev) return nullptr;
 997     PrevDecl = cast<EnumDecl>(Prev);
 998   }
 999
1000   EnumDecl *Enum = EnumDecl::Create(SemaRef.Context, Owner, D->getLocStart(),
1001                                     D->getLocation(), D->getIdentifier(),
1002                                     PrevDecl, D->isScoped(),
1003                                     D->isScopedUsingClassTag(), D->isFixed());
1004   if (D->isFixed()) {
1005     if (TypeSourceInfo *TI = D->getIntegerTypeSourceInfo()) {
1006       // If we have type source information for the underlying type, it means it
1007       // has been explicitly set by the user. Perform substitution on it before
1008       // moving on.
1009       SourceLocation UnderlyingLoc = TI->getTypeLoc().getBeginLoc();
1010       TypeSourceInfo *NewTI = SemaRef.SubstType(TI, TemplateArgs, UnderlyingLoc,
1011                                                 DeclarationName());
1012       if (!NewTI || SemaRef.CheckEnumUnderlyingType(NewTI))
1013         Enum->setIntegerType(SemaRef.Context.IntTy);
1014       else
1015         Enum->setIntegerTypeSourceInfo(NewTI);
1016     } else {
1017       assert(!D->getIntegerType()->isDependentType()
1018              && "Dependent type without type source info");
1019       Enum->setIntegerType(D->getIntegerType());
1020     }
1021   }
1022
1023   SemaRef.InstantiateAttrs(TemplateArgs, D, Enum);
1024
1025   Enum->setInstantiationOfMemberEnum(D, TSK_ImplicitInstantiation);
1026   Enum->setAccess(D->getAccess());
1027   // Forward the mangling number from the template to the instantiated decl.
1028   SemaRef.Context.setManglingNumber(Enum, SemaRef.Context.getManglingNumber(D));
1029   // See if the old tag was defined along with a declarator.
1030   // If it did, mark the new tag as being associated with that declarator.
1031   if (DeclaratorDecl *DD = SemaRef.Context.getDeclaratorForUnnamedTagDecl(D))
1032     SemaRef.Context.addDeclaratorForUnnamedTagDecl(Enum, DD);
1033   // See if the old tag was defined along with a typedef.
1034   // If it did, mark the new tag as being associated with that typedef.
1035   if (TypedefNameDecl *TND = SemaRef.Context.getTypedefNameForUnnamedTagDecl(D))
1036     SemaRef.Context.addTypedefNameForUnnamedTagDecl(Enum, TND);
1037   if (SubstQualifier(D, Enum)) return nullptr;
1038   Owner->addDecl(Enum);
1039
1040   EnumDecl *Def = D->getDefinition();
1041   if (Def && Def != D) {
1042     // If this is an out-of-line definition of an enum member template, check
1043     // that the underlying types match in the instantiation of both
1044     // declarations.
1045     if (TypeSourceInfo *TI = Def->getIntegerTypeSourceInfo()) {
1046       SourceLocation UnderlyingLoc = TI->getTypeLoc().getBeginLoc();
1047       QualType DefnUnderlying =
1048         SemaRef.SubstType(TI->getType(), TemplateArgs,
1049                           UnderlyingLoc, DeclarationName());
1050       SemaRef.CheckEnumRedeclaration(Def->getLocation(), Def->isScoped(),
1051                                      DefnUnderlying,
1052                                      /*EnumUnderlyingIsImplicit=*/false, Enum);
1053     }
1054   }
1055
1056   // C++11 [temp.inst]p1: The implicit instantiation of a class template
1057   // specialization causes the implicit instantiation of the declarations, but
1058   // not the definitions of scoped member enumerations.
1059   //
1060   // DR1484 clarifies that enumeration definitions inside of a template
1061   // declaration aren't considered entities that can be separately instantiated
1062   // from the rest of the entity they are declared inside of.
1063   if (isDeclWithinFunction(D) ? D == Def : Def && !Enum->isScoped()) {
1064     SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, Enum);
1065     InstantiateEnumDefinition(Enum, Def);
1066   }
1067
1068   return Enum;
1069 }
1070
1071 void TemplateDeclInstantiator::InstantiateEnumDefinition(
1072     EnumDecl *Enum, EnumDecl *Pattern) {
1073   Enum->startDefinition();
1074
1075   // Update the location to refer to the definition.
1076   Enum->setLocation(Pattern->getLocation());
1077
1078   SmallVector<Decl*, 4> Enumerators;
1079
1080   EnumConstantDecl *LastEnumConst = nullptr;
1081   for (auto *EC : Pattern->enumerators()) {
1082     // The specified value for the enumerator.
1083     ExprResult Value((Expr *)nullptr);
1084     if (Expr *UninstValue = EC->getInitExpr()) {
1085       // The enumerator's value expression is a constant expression.
1086       EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(
1087           SemaRef, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
1088
1089       Value = SemaRef.SubstExpr(UninstValue, TemplateArgs);
1090     }
1091
1092     // Drop the initial value and continue.
1093     bool isInvalid = false;
1094     if (Value.isInvalid()) {
1095       Value = nullptr;
1096       isInvalid = true;
1097     }
1098
1099     EnumConstantDecl *EnumConst
1100       = SemaRef.CheckEnumConstant(Enum, LastEnumConst,
1101                                   EC->getLocation(), EC->getIdentifier(),
1102                                   Value.get());
1103
1104     if (isInvalid) {
1105       if (EnumConst)
1106         EnumConst->setInvalidDecl();
1107       Enum->setInvalidDecl();
1108     }
1109
1110     if (EnumConst) {
1111       SemaRef.InstantiateAttrs(TemplateArgs, EC, EnumConst);
1112
1113       EnumConst->setAccess(Enum->getAccess());
1114       Enum->addDecl(EnumConst);
1115       Enumerators.push_back(EnumConst);
1116       LastEnumConst = EnumConst;
1117
1118       if (Pattern->getDeclContext()->isFunctionOrMethod() &&
1119           !Enum->isScoped()) {
1120         // If the enumeration is within a function or method, record the enum
1121         // constant as a local.
1122         SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(EC, EnumConst);
1123       }
1124     }
1125   }
1126
1127   SemaRef.ActOnEnumBody(Enum->getLocation(), Enum->getBraceRange(), Enum,
1128                         Enumerators,
1129                         nullptr, nullptr);
1130 }
1131
1132 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitEnumConstantDecl(EnumConstantDecl *D) {
1133   llvm_unreachable("EnumConstantDecls can only occur within EnumDecls.");
1134 }
1135
1136 Decl *
1137 TemplateDeclInstantiator::VisitBuiltinTemplateDecl(BuiltinTemplateDecl *D) {
1138   llvm_unreachable("BuiltinTemplateDecls cannot be instantiated.");
1139 }
1140
1141 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitClassTemplateDecl(ClassTemplateDecl *D) {
1142   bool isFriend = (D->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
1143
1144   // Create a local instantiation scope for this class template, which
1145   // will contain the instantiations of the template parameters.
1146   LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
1147   TemplateParameterList *TempParams = D->getTemplateParameters();
1148   TemplateParameterList *InstParams = SubstTemplateParams(TempParams);
1149   if (!InstParams)
1150     return nullptr;
1151
1152   CXXRecordDecl *Pattern = D->getTemplatedDecl();
1153
1154   // Instantiate the qualifier.  We have to do this first in case
1155   // we're a friend declaration, because if we are then we need to put
1156   // the new declaration in the appropriate context.
1157   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = Pattern->getQualifierLoc();
1158   if (QualifierLoc) {
1159     QualifierLoc = SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc,
1160                                                        TemplateArgs);
1161     if (!QualifierLoc)
1162       return nullptr;
1163   }
1164
1165   CXXRecordDecl *PrevDecl = nullptr;
1166   ClassTemplateDecl *PrevClassTemplate = nullptr;
1167
1168   if (!isFriend && getPreviousDeclForInstantiation(Pattern)) {
1169     DeclContext::lookup_result Found = Owner->lookup(Pattern->getDeclName());
1170     if (!Found.empty()) {
1171       PrevClassTemplate = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Found.front());
1172       if (PrevClassTemplate)
1173         PrevDecl = PrevClassTemplate->getTemplatedDecl();
1174     }
1175   }
1176
1177   // If this isn't a friend, then it's a member template, in which
1178   // case we just want to build the instantiation in the
1179   // specialization.  If it is a friend, we want to build it in
1180   // the appropriate context.
1181   DeclContext *DC = Owner;
1182   if (isFriend) {
1183     if (QualifierLoc) {
1184       CXXScopeSpec SS;
1185       SS.Adopt(QualifierLoc);
1186       DC = SemaRef.computeDeclContext(SS);
1187       if (!DC) return nullptr;
1188     } else {
1189       DC = SemaRef.FindInstantiatedContext(Pattern->getLocation(),
1190                                            Pattern->getDeclContext(),
1191                                            TemplateArgs);
1192     }
1193
1194     // Look for a previous declaration of the template in the owning
1195     // context.
1196     LookupResult R(SemaRef, Pattern->getDeclName(), Pattern->getLocation(),
1197                    Sema::LookupOrdinaryName, Sema::ForRedeclaration);
1198     SemaRef.LookupQualifiedName(R, DC);
1199
1200     if (R.isSingleResult()) {
1201       PrevClassTemplate = R.getAsSingle<ClassTemplateDecl>();
1202       if (PrevClassTemplate)
1203         PrevDecl = PrevClassTemplate->getTemplatedDecl();
1204     }
1205
1206     if (!PrevClassTemplate && QualifierLoc) {
1207       SemaRef.Diag(Pattern->getLocation(), diag::err_not_tag_in_scope)
1208         << D->getTemplatedDecl()->getTagKind() << Pattern->getDeclName() << DC
1209         << QualifierLoc.getSourceRange();
1210       return nullptr;
1211     }
1212
1213     bool AdoptedPreviousTemplateParams = false;
1214     if (PrevClassTemplate) {
1215       bool Complain = true;
1216
1217       // HACK: libstdc++ 4.2.1 contains an ill-formed friend class
1218       // template for struct std::tr1::__detail::_Map_base, where the
1219       // template parameters of the friend declaration don't match the
1220       // template parameters of the original declaration. In this one
1221       // case, we don't complain about the ill-formed friend
1222       // declaration.
1223       if (isFriend && Pattern->getIdentifier() &&
1224           Pattern->getIdentifier()->isStr("_Map_base") &&
1225           DC->isNamespace() &&
1226           cast<NamespaceDecl>(DC)->getIdentifier() &&
1227           cast<NamespaceDecl>(DC)->getIdentifier()->isStr("__detail")) {
1228         DeclContext *DCParent = DC->getParent();
1229         if (DCParent->isNamespace() &&
1230             cast<NamespaceDecl>(DCParent)->getIdentifier() &&
1231             cast<NamespaceDecl>(DCParent)->getIdentifier()->isStr("tr1")) {
1232           if (cast<Decl>(DCParent)->isInStdNamespace())
1233             Complain = false;
1234         }
1235       }
1236
1237       TemplateParameterList *PrevParams
1238         = PrevClassTemplate->getTemplateParameters();
1239
1240       // Make sure the parameter lists match.
1241       if (!SemaRef.TemplateParameterListsAreEqual(InstParams, PrevParams,
1242                                                   Complain,
1243                                                   Sema::TPL_TemplateMatch)) {
1244         if (Complain)
1245           return nullptr;
1246
1247         AdoptedPreviousTemplateParams = true;
1248         InstParams = PrevParams;
1249       }
1250
1251       // Do some additional validation, then merge default arguments
1252       // from the existing declarations.
1253       if (!AdoptedPreviousTemplateParams &&
1254           SemaRef.CheckTemplateParameterList(InstParams, PrevParams,
1255                                              Sema::TPC_ClassTemplate))
1256         return nullptr;
1257     }
1258   }
1259
1260   CXXRecordDecl *RecordInst
1261     = CXXRecordDecl::Create(SemaRef.Context, Pattern->getTagKind(), DC,
1262                             Pattern->getLocStart(), Pattern->getLocation(),
1263                             Pattern->getIdentifier(), PrevDecl,
1264                             /*DelayTypeCreation=*/true);
1265
1266   if (QualifierLoc)
1267     RecordInst->setQualifierInfo(QualifierLoc);
1268
1269   ClassTemplateDecl *Inst
1270     = ClassTemplateDecl::Create(SemaRef.Context, DC, D->getLocation(),
1271                                 D->getIdentifier(), InstParams, RecordInst);
1272   assert(!(isFriend && Owner->isDependentContext()));
1273   Inst->setPreviousDecl(PrevClassTemplate);
1274
1275   RecordInst->setDescribedClassTemplate(Inst);
1276
1277   if (isFriend) {
1278     if (PrevClassTemplate)
1279       Inst->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1280     else
1281       Inst->setAccess(D->getAccess());
1282
1283     Inst->setObjectOfFriendDecl();
1284     // TODO: do we want to track the instantiation progeny of this
1285     // friend target decl?
1286   } else {
1287     Inst->setAccess(D->getAccess());
1288     if (!PrevClassTemplate)
1289       Inst->setInstantiatedFromMemberTemplate(D);
1290   }
1291
1292   // Trigger creation of the type for the instantiation.
1293   SemaRef.Context.getInjectedClassNameType(RecordInst,
1294                                     Inst->getInjectedClassNameSpecialization());
1295
1296   // Finish handling of friends.
1297   if (isFriend) {
1298     DC->makeDeclVisibleInContext(Inst);
1299     Inst->setLexicalDeclContext(Owner);
1300     RecordInst->setLexicalDeclContext(Owner);
1301     return Inst;
1302   }
1303
1304   if (D->isOutOfLine()) {
1305     Inst->setLexicalDeclContext(D->getLexicalDeclContext());
1306     RecordInst->setLexicalDeclContext(D->getLexicalDeclContext());
1307   }
1308
1309   Owner->addDecl(Inst);
1310
1311   if (!PrevClassTemplate) {
1312     // Queue up any out-of-line partial specializations of this member
1313     // class template; the client will force their instantiation once
1314     // the enclosing class has been instantiated.
1315     SmallVector<ClassTemplatePartialSpecializationDecl *, 4> PartialSpecs;
1316     D->getPartialSpecializations(PartialSpecs);
1317     for (unsigned I = 0, N = PartialSpecs.size(); I != N; ++I)
1318       if (PartialSpecs[I]->getFirstDecl()->isOutOfLine())
1319         OutOfLinePartialSpecs.push_back(std::make_pair(Inst, PartialSpecs[I]));
1320   }
1321
1322   return Inst;
1323 }
1324
1325 Decl *
1326 TemplateDeclInstantiator::VisitClassTemplatePartialSpecializationDecl(
1327                                    ClassTemplatePartialSpecializationDecl *D) {
1328   ClassTemplateDecl *ClassTemplate = D->getSpecializedTemplate();
1329
1330   // Lookup the already-instantiated declaration in the instantiation
1331   // of the class template and return that.
1332   DeclContext::lookup_result Found
1333     = Owner->lookup(ClassTemplate->getDeclName());
1334   if (Found.empty())
1335     return nullptr;
1336
1337   ClassTemplateDecl *InstClassTemplate
1338     = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Found.front());
1339   if (!InstClassTemplate)
1340     return nullptr;
1341
1342   if (ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Result
1343         = InstClassTemplate->findPartialSpecInstantiatedFromMember(D))
1344     return Result;
1345
1346   return InstantiateClassTemplatePartialSpecialization(InstClassTemplate, D);
1347 }
1348
1349 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitVarTemplateDecl(VarTemplateDecl *D) {
1350   assert(D->getTemplatedDecl()->isStaticDataMember() &&
1351          "Only static data member templates are allowed.");
1352
1353   // Create a local instantiation scope for this variable template, which
1354   // will contain the instantiations of the template parameters.
1355   LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
1356   TemplateParameterList *TempParams = D->getTemplateParameters();
1357   TemplateParameterList *InstParams = SubstTemplateParams(TempParams);
1358   if (!InstParams)
1359     return nullptr;
1360
1361   VarDecl *Pattern = D->getTemplatedDecl();
1362   VarTemplateDecl *PrevVarTemplate = nullptr;
1363
1364   if (getPreviousDeclForInstantiation(Pattern)) {
1365     DeclContext::lookup_result Found = Owner->lookup(Pattern->getDeclName());
1366     if (!Found.empty())
1367       PrevVarTemplate = dyn_cast<VarTemplateDecl>(Found.front());
1368   }
1369
1370   VarDecl *VarInst =
1371       cast_or_null<VarDecl>(VisitVarDecl(Pattern,
1372                                          /*InstantiatingVarTemplate=*/true));
1373   if (!VarInst) return nullptr;
1374
1375   DeclContext *DC = Owner;
1376
1377   VarTemplateDecl *Inst = VarTemplateDecl::Create(
1378       SemaRef.Context, DC, D->getLocation(), D->getIdentifier(), InstParams,
1379       VarInst);
1380   VarInst->setDescribedVarTemplate(Inst);
1381   Inst->setPreviousDecl(PrevVarTemplate);
1382
1383   Inst->setAccess(D->getAccess());
1384   if (!PrevVarTemplate)
1385     Inst->setInstantiatedFromMemberTemplate(D);
1386
1387   if (D->isOutOfLine()) {
1388     Inst->setLexicalDeclContext(D->getLexicalDeclContext());
1389     VarInst->setLexicalDeclContext(D->getLexicalDeclContext());
1390   }
1391
1392   Owner->addDecl(Inst);
1393
1394   if (!PrevVarTemplate) {
1395     // Queue up any out-of-line partial specializations of this member
1396     // variable template; the client will force their instantiation once
1397     // the enclosing class has been instantiated.
1398     SmallVector<VarTemplatePartialSpecializationDecl *, 4> PartialSpecs;
1399     D->getPartialSpecializations(PartialSpecs);
1400     for (unsigned I = 0, N = PartialSpecs.size(); I != N; ++I)
1401       if (PartialSpecs[I]->getFirstDecl()->isOutOfLine())
1402         OutOfLineVarPartialSpecs.push_back(
1403             std::make_pair(Inst, PartialSpecs[I]));
1404   }
1405
1406   return Inst;
1407 }
1408
1409 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitVarTemplatePartialSpecializationDecl(
1410     VarTemplatePartialSpecializationDecl *D) {
1411   assert(D->isStaticDataMember() &&
1412          "Only static data member templates are allowed.");
1413
1414   VarTemplateDecl *VarTemplate = D->getSpecializedTemplate();
1415
1416   // Lookup the already-instantiated declaration and return that.
1417   DeclContext::lookup_result Found = Owner->lookup(VarTemplate->getDeclName());
1418   assert(!Found.empty() && "Instantiation found nothing?");
1419
1420   VarTemplateDecl *InstVarTemplate = dyn_cast<VarTemplateDecl>(Found.front());
1421   assert(InstVarTemplate && "Instantiation did not find a variable template?");
1422
1423   if (VarTemplatePartialSpecializationDecl *Result =
1424           InstVarTemplate->findPartialSpecInstantiatedFromMember(D))
1425     return Result;
1426
1427   return InstantiateVarTemplatePartialSpecialization(InstVarTemplate, D);
1428 }
1429
1430 Decl *
1431 TemplateDeclInstantiator::VisitFunctionTemplateDecl(FunctionTemplateDecl *D) {
1432   // Create a local instantiation scope for this function template, which
1433   // will contain the instantiations of the template parameters and then get
1434   // merged with the local instantiation scope for the function template
1435   // itself.
1436   LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
1437
1438   TemplateParameterList *TempParams = D->getTemplateParameters();
1439   TemplateParameterList *InstParams = SubstTemplateParams(TempParams);
1440   if (!InstParams)
1441     return nullptr;
1442
1443   FunctionDecl *Instantiated = nullptr;
1444   if (CXXMethodDecl *DMethod = dyn_cast<CXXMethodDecl>(D->getTemplatedDecl()))
1445     Instantiated = cast_or_null<FunctionDecl>(VisitCXXMethodDecl(DMethod,
1446                                                                  InstParams));
1447   else
1448     Instantiated = cast_or_null<FunctionDecl>(VisitFunctionDecl(
1449                                                           D->getTemplatedDecl(),
1450                                                                 InstParams));
1451
1452   if (!Instantiated)
1453     return nullptr;
1454
1455   // Link the instantiated function template declaration to the function
1456   // template from which it was instantiated.
1457   FunctionTemplateDecl *InstTemplate
1458     = Instantiated->getDescribedFunctionTemplate();
1459   InstTemplate->setAccess(D->getAccess());
1460   assert(InstTemplate &&
1461          "VisitFunctionDecl/CXXMethodDecl didn't create a template!");
1462
1463   bool isFriend = (InstTemplate->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
1464
1465   // Link the instantiation back to the pattern *unless* this is a
1466   // non-definition friend declaration.
1467   if (!InstTemplate->getInstantiatedFromMemberTemplate() &&
1468       !(isFriend && !D->getTemplatedDecl()->isThisDeclarationADefinition()))
1469     InstTemplate->setInstantiatedFromMemberTemplate(D);
1470
1471   // Make declarations visible in the appropriate context.
1472   if (!isFriend) {
1473     Owner->addDecl(InstTemplate);
1474   } else if (InstTemplate->getDeclContext()->isRecord() &&
1475              !getPreviousDeclForInstantiation(D)) {
1476     SemaRef.CheckFriendAccess(InstTemplate);
1477   }
1478
1479   return InstTemplate;
1480 }
1481
1482 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitCXXRecordDecl(CXXRecordDecl *D) {
1483   CXXRecordDecl *PrevDecl = nullptr;
1484   if (D->isInjectedClassName())
1485     PrevDecl = cast<CXXRecordDecl>(Owner);
1486   else if (CXXRecordDecl *PatternPrev = getPreviousDeclForInstantiation(D)) {
1487     NamedDecl *Prev = SemaRef.FindInstantiatedDecl(D->getLocation(),
1488                                                    PatternPrev,
1489                                                    TemplateArgs);
1490     if (!Prev) return nullptr;
1491     PrevDecl = cast<CXXRecordDecl>(Prev);
1492   }
1493
1494   CXXRecordDecl *Record
1495     = CXXRecordDecl::Create(SemaRef.Context, D->getTagKind(), Owner,
1496                             D->getLocStart(), D->getLocation(),
1497                             D->getIdentifier(), PrevDecl);
1498
1499   // Substitute the nested name specifier, if any.
1500   if (SubstQualifier(D, Record))
1501     return nullptr;
1502
1503   Record->setImplicit(D->isImplicit());
1504   // FIXME: Check against AS_none is an ugly hack to work around the issue that
1505   // the tag decls introduced by friend class declarations don't have an access
1506   // specifier. Remove once this area of the code gets sorted out.
1507   if (D->getAccess() != AS_none)
1508     Record->setAccess(D->getAccess());
1509   if (!D->isInjectedClassName())
1510     Record->setInstantiationOfMemberClass(D, TSK_ImplicitInstantiation);
1511
1512   // If the original function was part of a friend declaration,
1513   // inherit its namespace state.
1514   if (D->getFriendObjectKind())
1515     Record->setObjectOfFriendDecl();
1516
1517   // Make sure that anonymous structs and unions are recorded.
1518   if (D->isAnonymousStructOrUnion())
1519     Record->setAnonymousStructOrUnion(true);
1520
1521   if (D->isLocalClass())
1522     SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, Record);
1523
1524   // Forward the mangling number from the template to the instantiated decl.
1525   SemaRef.Context.setManglingNumber(Record,
1526                                     SemaRef.Context.getManglingNumber(D));
1527
1528   // See if the old tag was defined along with a declarator.
1529   // If it did, mark the new tag as being associated with that declarator.
1530   if (DeclaratorDecl *DD = SemaRef.Context.getDeclaratorForUnnamedTagDecl(D))
1531     SemaRef.Context.addDeclaratorForUnnamedTagDecl(Record, DD);
1532
1533   // See if the old tag was defined along with a typedef.
1534   // If it did, mark the new tag as being associated with that typedef.
1535   if (TypedefNameDecl *TND = SemaRef.Context.getTypedefNameForUnnamedTagDecl(D))
1536     SemaRef.Context.addTypedefNameForUnnamedTagDecl(Record, TND);
1537
1538   Owner->addDecl(Record);
1539
1540   // DR1484 clarifies that the members of a local class are instantiated as part
1541   // of the instantiation of their enclosing entity.
1542   if (D->isCompleteDefinition() && D->isLocalClass()) {
1543     Sema::LocalEagerInstantiationScope LocalInstantiations(SemaRef);
1544
1545     SemaRef.InstantiateClass(D->getLocation(), Record, D, TemplateArgs,
1546                              TSK_ImplicitInstantiation,
1547                              /*Complain=*/true);
1548
1549     // For nested local classes, we will instantiate the members when we
1550     // reach the end of the outermost (non-nested) local class.
1551     if (!D->isCXXClassMember())
1552       SemaRef.InstantiateClassMembers(D->getLocation(), Record, TemplateArgs,
1553                                       TSK_ImplicitInstantiation);
1554
1555     // This class may have local implicit instantiations that need to be
1556     // performed within this scope.
1557     LocalInstantiations.perform();
1558   }
1559
1560   SemaRef.DiagnoseUnusedNestedTypedefs(Record);
1561
1562   return Record;
1563 }
1564
1565 /// \brief Adjust the given function type for an instantiation of the
1566 /// given declaration, to cope with modifications to the function's type that
1567 /// aren't reflected in the type-source information.
1568 ///
1569 /// \param D The declaration we're instantiating.
1570 /// \param TInfo The already-instantiated type.
1571 static QualType adjustFunctionTypeForInstantiation(ASTContext &Context,
1572                                                    FunctionDecl *D,
1573                                                    TypeSourceInfo *TInfo) {
1574   const FunctionProtoType *OrigFunc
1575     = D->getType()->castAs<FunctionProtoType>();
1576   const FunctionProtoType *NewFunc
1577     = TInfo->getType()->castAs<FunctionProtoType>();
1578   if (OrigFunc->getExtInfo() == NewFunc->getExtInfo())
1579     return TInfo->getType();
1580
1581   FunctionProtoType::ExtProtoInfo NewEPI = NewFunc->getExtProtoInfo();
1582   NewEPI.ExtInfo = OrigFunc->getExtInfo();
1583   return Context.getFunctionType(NewFunc->getReturnType(),
1584                                  NewFunc->getParamTypes(), NewEPI);
1585 }
1586
1587 /// Normal class members are of more specific types and therefore
1588 /// don't make it here.  This function serves two purposes:
1589 ///   1) instantiating function templates
1590 ///   2) substituting friend declarations
1591 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitFunctionDecl(FunctionDecl *D,
1592                                        TemplateParameterList *TemplateParams) {
1593   // Check whether there is already a function template specialization for
1594   // this declaration.
1595   FunctionTemplateDecl *FunctionTemplate = D->getDescribedFunctionTemplate();
1596   if (FunctionTemplate && !TemplateParams) {
1597     ArrayRef<TemplateArgument> Innermost = TemplateArgs.getInnermost();
1598
1599     void *InsertPos = nullptr;
1600     FunctionDecl *SpecFunc
1601       = FunctionTemplate->findSpecialization(Innermost, InsertPos);
1602
1603     // If we already have a function template specialization, return it.
1604     if (SpecFunc)
1605       return SpecFunc;
1606   }
1607
1608   bool isFriend;
1609   if (FunctionTemplate)
1610     isFriend = (FunctionTemplate->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
1611   else
1612     isFriend = (D->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
1613
1614   bool MergeWithParentScope = (TemplateParams != nullptr) ||
1615     Owner->isFunctionOrMethod() ||
1616     !(isa<Decl>(Owner) &&
1617       cast<Decl>(Owner)->isDefinedOutsideFunctionOrMethod());
1618   LocalInstantiationScope Scope(SemaRef, MergeWithParentScope);
1619
1620   SmallVector<ParmVarDecl *, 4> Params;
1621   TypeSourceInfo *TInfo = SubstFunctionType(D, Params);
1622   if (!TInfo)
1623     return nullptr;
1624   QualType T = adjustFunctionTypeForInstantiation(SemaRef.Context, D, TInfo);
1625
1626   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = D->getQualifierLoc();
1627   if (QualifierLoc) {
1628     QualifierLoc = SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc,
1629                                                        TemplateArgs);
1630     if (!QualifierLoc)
1631       return nullptr;
1632   }
1633
1634   // If we're instantiating a local function declaration, put the result
1635   // in the enclosing namespace; otherwise we need to find the instantiated
1636   // context.
1637   DeclContext *DC;
1638   if (D->isLocalExternDecl()) {
1639     DC = Owner;
1640     SemaRef.adjustContextForLocalExternDecl(DC);
1641   } else if (isFriend && QualifierLoc) {
1642     CXXScopeSpec SS;
1643     SS.Adopt(QualifierLoc);
1644     DC = SemaRef.computeDeclContext(SS);
1645     if (!DC) return nullptr;
1646   } else {
1647     DC = SemaRef.FindInstantiatedContext(D->getLocation(), D->getDeclContext(),
1648                                          TemplateArgs);
1649   }
1650
1651   FunctionDecl *Function;
1652   if (auto *DGuide = dyn_cast<CXXDeductionGuideDecl>(D))
1653     Function = CXXDeductionGuideDecl::Create(
1654         SemaRef.Context, DC, D->getInnerLocStart(), DGuide->isExplicit(),
1655         D->getNameInfo(), T, TInfo, D->getSourceRange().getEnd());
1656   else {
1657     Function = FunctionDecl::Create(
1658         SemaRef.Context, DC, D->getInnerLocStart(), D->getNameInfo(), T, TInfo,
1659         D->getCanonicalDecl()->getStorageClass(), D->isInlineSpecified(),
1660         D->hasWrittenPrototype(), D->isConstexpr());
1661     Function->setRangeEnd(D->getSourceRange().getEnd());
1662   }
1663
1664   if (D->isInlined())
1665     Function->setImplicitlyInline();
1666
1667   if (QualifierLoc)
1668     Function->setQualifierInfo(QualifierLoc);
1669
1670   if (D->isLocalExternDecl())
1671     Function->setLocalExternDecl();
1672
1673   DeclContext *LexicalDC = Owner;
1674   if (!isFriend && D->isOutOfLine() && !D->isLocalExternDecl()) {
1675     assert(D->getDeclContext()->isFileContext());
1676     LexicalDC = D->getDeclContext();
1677   }
1678
1679   Function->setLexicalDeclContext(LexicalDC);
1680
1681   // Attach the parameters
1682   for (unsigned P = 0; P < Params.size(); ++P)
1683     if (Params[P])
1684       Params[P]->setOwningFunction(Function);
1685   Function->setParams(Params);
1686
1687   SourceLocation InstantiateAtPOI;
1688   if (TemplateParams) {
1689     // Our resulting instantiation is actually a function template, since we
1690     // are substituting only the outer template parameters. For example, given
1691     //
1692     //   template<typename T>
1693     //   struct X {
1694     //     template<typename U> friend void f(T, U);
1695     //   };
1696     //
1697     //   X<int> x;
1698     //
1699     // We are instantiating the friend function template "f" within X<int>,
1700     // which means substituting int for T, but leaving "f" as a friend function
1701     // template.
1702     // Build the function template itself.
1703     FunctionTemplate = FunctionTemplateDecl::Create(SemaRef.Context, DC,
1704                                                     Function->getLocation(),
1705                                                     Function->getDeclName(),
1706                                                     TemplateParams, Function);
1707     Function->setDescribedFunctionTemplate(FunctionTemplate);
1708
1709     FunctionTemplate->setLexicalDeclContext(LexicalDC);
1710
1711     if (isFriend && D->isThisDeclarationADefinition()) {
1712       FunctionTemplate->setInstantiatedFromMemberTemplate(
1713                                            D->getDescribedFunctionTemplate());
1714     }
1715   } else if (FunctionTemplate) {
1716     // Record this function template specialization.
1717     ArrayRef<TemplateArgument> Innermost = TemplateArgs.getInnermost();
1718     Function->setFunctionTemplateSpecialization(FunctionTemplate,
1719                             TemplateArgumentList::CreateCopy(SemaRef.Context,
1720                                                              Innermost),
1721                                                 /*InsertPos=*/nullptr);
1722   } else if (isFriend && D->isThisDeclarationADefinition()) {
1723     // Do not connect the friend to the template unless it's actually a
1724     // definition. We don't want non-template functions to be marked as being
1725     // template instantiations.
1726     Function->setInstantiationOfMemberFunction(D, TSK_ImplicitInstantiation);
1727   }
1728
1729   if (InitFunctionInstantiation(Function, D))
1730     Function->setInvalidDecl();
1731
1732   bool isExplicitSpecialization = false;
1733
1734   LookupResult Previous(
1735       SemaRef, Function->getDeclName(), SourceLocation(),
1736       D->isLocalExternDecl() ? Sema::LookupRedeclarationWithLinkage
1737                              : Sema::LookupOrdinaryName,
1738       Sema::ForRedeclaration);
1739
1740   if (DependentFunctionTemplateSpecializationInfo *Info
1741         = D->getDependentSpecializationInfo()) {
1742     assert(isFriend && "non-friend has dependent specialization info?");
1743
1744     // This needs to be set now for future sanity.
1745     Function->setObjectOfFriendDecl();
1746
1747     // Instantiate the explicit template arguments.
1748     TemplateArgumentListInfo ExplicitArgs(Info->getLAngleLoc(),
1749                                           Info->getRAngleLoc());
1750     if (SemaRef.Subst(Info->getTemplateArgs(), Info->getNumTemplateArgs(),
1751                       ExplicitArgs, TemplateArgs))
1752       return nullptr;
1753
1754     // Map the candidate templates to their instantiations.
1755     for (unsigned I = 0, E = Info->getNumTemplates(); I != E; ++I) {
1756       Decl *Temp = SemaRef.FindInstantiatedDecl(D->getLocation(),
1757                                                 Info->getTemplate(I),
1758                                                 TemplateArgs);
1759       if (!Temp) return nullptr;
1760
1761       Previous.addDecl(cast<FunctionTemplateDecl>(Temp));
1762     }
1763
1764     if (SemaRef.CheckFunctionTemplateSpecialization(Function,
1765                                                     &ExplicitArgs,
1766                                                     Previous))
1767       Function->setInvalidDecl();
1768
1769     isExplicitSpecialization = true;
1770
1771   } else if (TemplateParams || !FunctionTemplate) {
1772     // Look only into the namespace where the friend would be declared to
1773     // find a previous declaration. This is the innermost enclosing namespace,
1774     // as described in ActOnFriendFunctionDecl.
1775     SemaRef.LookupQualifiedName(Previous, DC);
1776
1777     // In C++, the previous declaration we find might be a tag type
1778     // (class or enum). In this case, the new declaration will hide the
1779     // tag type. Note that this does does not apply if we're declaring a
1780     // typedef (C++ [dcl.typedef]p4).
1781     if (Previous.isSingleTagDecl())
1782       Previous.clear();
1783   }
1784
1785   SemaRef.CheckFunctionDeclaration(/*Scope*/ nullptr, Function, Previous,
1786                                    isExplicitSpecialization);
1787
1788   NamedDecl *PrincipalDecl = (TemplateParams
1789                               ? cast<NamedDecl>(FunctionTemplate)
1790                               : Function);
1791
1792   // If the original function was part of a friend declaration,
1793   // inherit its namespace state and add it to the owner.
1794   if (isFriend) {
1795     PrincipalDecl->setObjectOfFriendDecl();
1796     DC->makeDeclVisibleInContext(PrincipalDecl);
1797
1798     bool QueuedInstantiation = false;
1799
1800     // C++11 [temp.friend]p4 (DR329):
1801     //   When a function is defined in a friend function declaration in a class
1802     //   template, the function is instantiated when the function is odr-used.
1803     //   The same restrictions on multiple declarations and definitions that
1804     //   apply to non-template function declarations and definitions also apply
1805     //   to these implicit definitions.
1806     if (D->isThisDeclarationADefinition()) {
1807       // Check for a function body.
1808       const FunctionDecl *Definition = nullptr;
1809       if (Function->isDefined(Definition) &&
1810           Definition->getTemplateSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
1811         SemaRef.Diag(Function->getLocation(), diag::err_redefinition)
1812             << Function->getDeclName();
1813         SemaRef.Diag(Definition->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1814       }
1815       // Check for redefinitions due to other instantiations of this or
1816       // a similar friend function.
1817       else for (auto R : Function->redecls()) {
1818         if (R == Function)
1819           continue;
1820
1821         // If some prior declaration of this function has been used, we need
1822         // to instantiate its definition.
1823         if (!QueuedInstantiation && R->isUsed(false)) {
1824           if (MemberSpecializationInfo *MSInfo =
1825                   Function->getMemberSpecializationInfo()) {
1826             if (MSInfo->getPointOfInstantiation().isInvalid()) {
1827               SourceLocation Loc = R->getLocation(); // FIXME
1828               MSInfo->setPointOfInstantiation(Loc);
1829               SemaRef.PendingLocalImplicitInstantiations.push_back(
1830                                                std::make_pair(Function, Loc));
1831               QueuedInstantiation = true;
1832             }
1833           }
1834         }
1835
1836         // If some prior declaration of this function was a friend with an
1837         // uninstantiated definition, reject it.
1838         if (R->getFriendObjectKind()) {
1839           if (const FunctionDecl *RPattern =
1840                   R->getTemplateInstantiationPattern()) {
1841             if (RPattern->isDefined(RPattern)) {
1842               SemaRef.Diag(Function->getLocation(), diag::err_redefinition)
1843                 << Function->getDeclName();
1844               SemaRef.Diag(R->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1845               break;
1846             }
1847           }
1848         }
1849       }
1850     }
1851
1852     // Check the template parameter list against the previous declaration. The
1853     // goal here is to pick up default arguments added since the friend was
1854     // declared; we know the template parameter lists match, since otherwise
1855     // we would not have picked this template as the previous declaration.
1856     if (TemplateParams && FunctionTemplate->getPreviousDecl()) {
1857       SemaRef.CheckTemplateParameterList(
1858           TemplateParams,
1859           FunctionTemplate->getPreviousDecl()->getTemplateParameters(),
1860           Function->isThisDeclarationADefinition()
1861               ? Sema::TPC_FriendFunctionTemplateDefinition
1862               : Sema::TPC_FriendFunctionTemplate);
1863     }
1864   }
1865
1866   if (Function->isLocalExternDecl() && !Function->getPreviousDecl())
1867     DC->makeDeclVisibleInContext(PrincipalDecl);
1868
1869   if (Function->isOverloadedOperator() && !DC->isRecord() &&
1870       PrincipalDecl->isInIdentifierNamespace(Decl::IDNS_Ordinary))
1871     PrincipalDecl->setNonMemberOperator();
1872
1873   assert(!D->isDefaulted() && "only methods should be defaulted");
1874   return Function;
1875 }
1876
1877 Decl *
1878 TemplateDeclInstantiator::VisitCXXMethodDecl(CXXMethodDecl *D,
1879                                       TemplateParameterList *TemplateParams,
1880                                       bool IsClassScopeSpecialization) {
1881   FunctionTemplateDecl *FunctionTemplate = D->getDescribedFunctionTemplate();
1882   if (FunctionTemplate && !TemplateParams) {
1883     // We are creating a function template specialization from a function
1884     // template. Check whether there is already a function template
1885     // specialization for this particular set of template arguments.
1886     ArrayRef<TemplateArgument> Innermost = TemplateArgs.getInnermost();
1887
1888     void *InsertPos = nullptr;
1889     FunctionDecl *SpecFunc
1890       = FunctionTemplate->findSpecialization(Innermost, InsertPos);
1891
1892     // If we already have a function template specialization, return it.
1893     if (SpecFunc)
1894       return SpecFunc;
1895   }
1896
1897   bool isFriend;
1898   if (FunctionTemplate)
1899     isFriend = (FunctionTemplate->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
1900   else
1901     isFriend = (D->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
1902
1903   bool MergeWithParentScope = (TemplateParams != nullptr) ||
1904     !(isa<Decl>(Owner) &&
1905       cast<Decl>(Owner)->isDefinedOutsideFunctionOrMethod());
1906   LocalInstantiationScope Scope(SemaRef, MergeWithParentScope);
1907
1908   // Instantiate enclosing template arguments for friends.
1909   SmallVector<TemplateParameterList *, 4> TempParamLists;
1910   unsigned NumTempParamLists = 0;
1911   if (isFriend && (NumTempParamLists = D->getNumTemplateParameterLists())) {
1912     TempParamLists.resize(NumTempParamLists);
1913     for (unsigned I = 0; I != NumTempParamLists; ++I) {
1914       TemplateParameterList *TempParams = D->getTemplateParameterList(I);
1915       TemplateParameterList *InstParams = SubstTemplateParams(TempParams);
1916       if (!InstParams)
1917         return nullptr;
1918       TempParamLists[I] = InstParams;
1919     }
1920   }
1921
1922   SmallVector<ParmVarDecl *, 4> Params;
1923   TypeSourceInfo *TInfo = SubstFunctionType(D, Params);
1924   if (!TInfo)
1925     return nullptr;
1926   QualType T = adjustFunctionTypeForInstantiation(SemaRef.Context, D, TInfo);
1927
1928   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = D->getQualifierLoc();
1929   if (QualifierLoc) {
1930     QualifierLoc = SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc,
1931                                                  TemplateArgs);
1932     if (!QualifierLoc)
1933       return nullptr;
1934   }
1935
1936   DeclContext *DC = Owner;
1937   if (isFriend) {
1938     if (QualifierLoc) {
1939       CXXScopeSpec SS;
1940       SS.Adopt(QualifierLoc);
1941       DC = SemaRef.computeDeclContext(SS);
1942
1943       if (DC && SemaRef.RequireCompleteDeclContext(SS, DC))
1944         return nullptr;
1945     } else {
1946       DC = SemaRef.FindInstantiatedContext(D->getLocation(),
1947                                            D->getDeclContext(),
1948                                            TemplateArgs);
1949     }
1950     if (!DC) return nullptr;
1951   }
1952
1953   // Build the instantiated method declaration.
1954   CXXRecordDecl *Record = cast<CXXRecordDecl>(DC);
1955   CXXMethodDecl *Method = nullptr;
1956
1957   SourceLocation StartLoc = D->getInnerLocStart();
1958   DeclarationNameInfo NameInfo
1959     = SemaRef.SubstDeclarationNameInfo(D->getNameInfo(), TemplateArgs);
1960   if (CXXConstructorDecl *Constructor = dyn_cast<CXXConstructorDecl>(D)) {
1961     Method = CXXConstructorDecl::Create(SemaRef.Context, Record,
1962                                         StartLoc, NameInfo, T, TInfo,
1963                                         Constructor->isExplicit(),
1964                                         Constructor->isInlineSpecified(),
1965                                         false, Constructor->isConstexpr());
1966     Method->setRangeEnd(Constructor->getLocEnd());
1967   } else if (CXXDestructorDecl *Destructor = dyn_cast<CXXDestructorDecl>(D)) {
1968     Method = CXXDestructorDecl::Create(SemaRef.Context, Record,
1969                                        StartLoc, NameInfo, T, TInfo,
1970                                        Destructor->isInlineSpecified(),
1971                                        false);
1972     Method->setRangeEnd(Destructor->getLocEnd());
1973   } else if (CXXConversionDecl *Conversion = dyn_cast<CXXConversionDecl>(D)) {
1974     Method = CXXConversionDecl::Create(SemaRef.Context, Record,
1975                                        StartLoc, NameInfo, T, TInfo,
1976                                        Conversion->isInlineSpecified(),
1977                                        Conversion->isExplicit(),
1978                                        Conversion->isConstexpr(),
1979                                        Conversion->getLocEnd());
1980   } else {
1981     StorageClass SC = D->isStatic() ? SC_Static : SC_None;
1982     Method = CXXMethodDecl::Create(SemaRef.Context, Record,
1983                                    StartLoc, NameInfo, T, TInfo,
1984                                    SC, D->isInlineSpecified(),
1985                                    D->isConstexpr(), D->getLocEnd());
1986   }
1987
1988   if (D->isInlined())
1989     Method->setImplicitlyInline();
1990
1991   if (QualifierLoc)
1992     Method->setQualifierInfo(QualifierLoc);
1993
1994   if (TemplateParams) {
1995     // Our resulting instantiation is actually a function template, since we
1996     // are substituting only the outer template parameters. For example, given
1997     //
1998     //   template<typename T>
1999     //   struct X {
2000     //     template<typename U> void f(T, U);
2001     //   };
2002     //
2003     //   X<int> x;
2004     //
2005     // We are instantiating the member template "f" within X<int>, which means
2006     // substituting int for T, but leaving "f" as a member function template.
2007     // Build the function template itself.
2008     FunctionTemplate = FunctionTemplateDecl::Create(SemaRef.Context, Record,
2009                                                     Method->getLocation(),
2010                                                     Method->getDeclName(),
2011                                                     TemplateParams, Method);
2012     if (isFriend) {
2013       FunctionTemplate->setLexicalDeclContext(Owner);
2014       FunctionTemplate->setObjectOfFriendDecl();
2015     } else if (D->isOutOfLine())
2016       FunctionTemplate->setLexicalDeclContext(D->getLexicalDeclContext());
2017     Method->setDescribedFunctionTemplate(FunctionTemplate);
2018   } else if (FunctionTemplate) {
2019     // Record this function template specialization.
2020     ArrayRef<TemplateArgument> Innermost = TemplateArgs.getInnermost();
2021     Method->setFunctionTemplateSpecialization(FunctionTemplate,
2022                          TemplateArgumentList::CreateCopy(SemaRef.Context,
2023                                                           Innermost),
2024                                               /*InsertPos=*/nullptr);
2025   } else if (!isFriend) {
2026     // Record that this is an instantiation of a member function.
2027     Method->setInstantiationOfMemberFunction(D, TSK_ImplicitInstantiation);
2028   }
2029
2030   // If we are instantiating a member function defined
2031   // out-of-line, the instantiation will have the same lexical
2032   // context (which will be a namespace scope) as the template.
2033   if (isFriend) {
2034     if (NumTempParamLists)
2035       Method->setTemplateParameterListsInfo(
2036           SemaRef.Context,
2037           llvm::makeArrayRef(TempParamLists.data(), NumTempParamLists));
2038
2039     Method->setLexicalDeclContext(Owner);
2040     Method->setObjectOfFriendDecl();
2041   } else if (D->isOutOfLine())
2042     Method->setLexicalDeclContext(D->getLexicalDeclContext());
2043
2044   // Attach the parameters
2045   for (unsigned P = 0; P < Params.size(); ++P)
2046     Params[P]->setOwningFunction(Method);
2047   Method->setParams(Params);
2048
2049   if (InitMethodInstantiation(Method, D))
2050     Method->setInvalidDecl();
2051
2052   LookupResult Previous(SemaRef, NameInfo, Sema::LookupOrdinaryName,
2053                         Sema::ForRedeclaration);
2054
2055   if (!FunctionTemplate || TemplateParams || isFriend) {
2056     SemaRef.LookupQualifiedName(Previous, Record);
2057
2058     // In C++, the previous declaration we find might be a tag type
2059     // (class or enum). In this case, the new declaration will hide the
2060     // tag type. Note that this does does not apply if we're declaring a
2061     // typedef (C++ [dcl.typedef]p4).
2062     if (Previous.isSingleTagDecl())
2063       Previous.clear();
2064   }
2065
2066   if (!IsClassScopeSpecialization)
2067     SemaRef.CheckFunctionDeclaration(nullptr, Method, Previous, false);
2068
2069   if (D->isPure())
2070     SemaRef.CheckPureMethod(Method, SourceRange());
2071
2072   // Propagate access.  For a non-friend declaration, the access is
2073   // whatever we're propagating from.  For a friend, it should be the
2074   // previous declaration we just found.
2075   if (isFriend && Method->getPreviousDecl())
2076     Method->setAccess(Method->getPreviousDecl()->getAccess());
2077   else
2078     Method->setAccess(D->getAccess());
2079   if (FunctionTemplate)
2080     FunctionTemplate->setAccess(Method->getAccess());
2081
2082   SemaRef.CheckOverrideControl(Method);
2083
2084   // If a function is defined as defaulted or deleted, mark it as such now.
2085   if (D->isExplicitlyDefaulted())
2086     SemaRef.SetDeclDefaulted(Method, Method->getLocation());
2087   if (D->isDeletedAsWritten())
2088     SemaRef.SetDeclDeleted(Method, Method->getLocation());
2089
2090   // If there's a function template, let our caller handle it.
2091   if (FunctionTemplate) {
2092     // do nothing
2093
2094   // Don't hide a (potentially) valid declaration with an invalid one.
2095   } else if (Method->isInvalidDecl() && !Previous.empty()) {
2096     // do nothing
2097
2098   // Otherwise, check access to friends and make them visible.
2099   } else if (isFriend) {
2100     // We only need to re-check access for methods which we didn't
2101     // manage to match during parsing.
2102     if (!D->getPreviousDecl())
2103       SemaRef.CheckFriendAccess(Method);
2104
2105     Record->makeDeclVisibleInContext(Method);
2106
2107   // Otherwise, add the declaration.  We don't need to do this for
2108   // class-scope specializations because we'll have matched them with
2109   // the appropriate template.
2110   } else if (!IsClassScopeSpecialization) {
2111     Owner->addDecl(Method);
2112   }
2113
2114   return Method;
2115 }
2116
2117 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitCXXConstructorDecl(CXXConstructorDecl *D) {
2118   return VisitCXXMethodDecl(D);
2119 }
2120
2121 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitCXXDestructorDecl(CXXDestructorDecl *D) {
2122   return VisitCXXMethodDecl(D);
2123 }
2124
2125 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitCXXConversionDecl(CXXConversionDecl *D) {
2126   return VisitCXXMethodDecl(D);
2127 }
2128
2129 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitParmVarDecl(ParmVarDecl *D) {
2130   return SemaRef.SubstParmVarDecl(D, TemplateArgs, /*indexAdjustment*/ 0, None,
2131                                   /*ExpectParameterPack=*/ false);
2132 }
2133
2134 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitTemplateTypeParmDecl(
2135                                                     TemplateTypeParmDecl *D) {
2136   // TODO: don't always clone when decls are refcounted.
2137   assert(D->getTypeForDecl()->isTemplateTypeParmType());
2138
2139   TemplateTypeParmDecl *Inst = TemplateTypeParmDecl::Create(
2140       SemaRef.Context, Owner, D->getLocStart(), D->getLocation(),
2141       D->getDepth() - TemplateArgs.getNumSubstitutedLevels(), D->getIndex(),
2142       D->getIdentifier(), D->wasDeclaredWithTypename(), D->isParameterPack());
2143   Inst->setAccess(AS_public);
2144
2145   if (D->hasDefaultArgument() && !D->defaultArgumentWasInherited()) {
2146     TypeSourceInfo *InstantiatedDefaultArg =
2147         SemaRef.SubstType(D->getDefaultArgumentInfo(), TemplateArgs,
2148                           D->getDefaultArgumentLoc(), D->getDeclName());
2149     if (InstantiatedDefaultArg)
2150       Inst->setDefaultArgument(InstantiatedDefaultArg);
2151   }
2152
2153   // Introduce this template parameter's instantiation into the instantiation
2154   // scope.
2155   SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, Inst);
2156
2157   return Inst;
2158 }
2159
2160 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitNonTypeTemplateParmDecl(
2161                                                  NonTypeTemplateParmDecl *D) {
2162   // Substitute into the type of the non-type template parameter.
2163   TypeLoc TL = D->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc();
2164   SmallVector<TypeSourceInfo *, 4> ExpandedParameterPackTypesAsWritten;
2165   SmallVector<QualType, 4> ExpandedParameterPackTypes;
2166   bool IsExpandedParameterPack = false;
2167   TypeSourceInfo *DI;
2168   QualType T;
2169   bool Invalid = false;
2170
2171   if (D->isExpandedParameterPack()) {
2172     // The non-type template parameter pack is an already-expanded pack
2173     // expansion of types. Substitute into each of the expanded types.
2174     ExpandedParameterPackTypes.reserve(D->getNumExpansionTypes());
2175     ExpandedParameterPackTypesAsWritten.reserve(D->getNumExpansionTypes());
2176     for (unsigned I = 0, N = D->getNumExpansionTypes(); I != N; ++I) {
2177       TypeSourceInfo *NewDI =
2178           SemaRef.SubstType(D->getExpansionTypeSourceInfo(I), TemplateArgs,
2179                             D->getLocation(), D->getDeclName());
2180       if (!NewDI)
2181         return nullptr;
2182
2183       QualType NewT =
2184           SemaRef.CheckNonTypeTemplateParameterType(NewDI, D->getLocation());
2185       if (NewT.isNull())
2186         return nullptr;
2187
2188       ExpandedParameterPackTypesAsWritten.push_back(NewDI);
2189       ExpandedParameterPackTypes.push_back(NewT);
2190     }
2191
2192     IsExpandedParameterPack = true;
2193     DI = D->getTypeSourceInfo();
2194     T = DI->getType();
2195   } else if (D->isPackExpansion()) {
2196     // The non-type template parameter pack's type is a pack expansion of types.
2197     // Determine whether we need to expand this parameter pack into separate
2198     // types.
2199     PackExpansionTypeLoc Expansion = TL.castAs<PackExpansionTypeLoc>();
2200     TypeLoc Pattern = Expansion.getPatternLoc();
2201     SmallVector<UnexpandedParameterPack, 2> Unexpanded;
2202     SemaRef.collectUnexpandedParameterPacks(Pattern, Unexpanded);
2203
2204     // Determine whether the set of unexpanded parameter packs can and should
2205     // be expanded.
2206     bool Expand = true;
2207     bool RetainExpansion = false;
2208     Optional<unsigned> OrigNumExpansions
2209       = Expansion.getTypePtr()->getNumExpansions();
2210     Optional<unsigned> NumExpansions = OrigNumExpansions;
2211     if (SemaRef.CheckParameterPacksForExpansion(Expansion.getEllipsisLoc(),
2212                                                 Pattern.getSourceRange(),
2213                                                 Unexpanded,
2214                                                 TemplateArgs,
2215                                                 Expand, RetainExpansion,
2216                                                 NumExpansions))
2217       return nullptr;
2218
2219     if (Expand) {
2220       for (unsigned I = 0; I != *NumExpansions; ++I) {
2221         Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(SemaRef, I);
2222         TypeSourceInfo *NewDI = SemaRef.SubstType(Pattern, TemplateArgs,
2223                                                   D->getLocation(),
2224                                                   D->getDeclName());
2225         if (!NewDI)
2226           return nullptr;
2227
2228         QualType NewT =
2229             SemaRef.CheckNonTypeTemplateParameterType(NewDI, D->getLocation());
2230         if (NewT.isNull())
2231           return nullptr;
2232
2233         ExpandedParameterPackTypesAsWritten.push_back(NewDI);
2234         ExpandedParameterPackTypes.push_back(NewT);
2235       }
2236
2237       // Note that we have an expanded parameter pack. The "type" of this
2238       // expanded parameter pack is the original expansion type, but callers
2239       // will end up using the expanded parameter pack types for type-checking.
2240       IsExpandedParameterPack = true;
2241       DI = D->getTypeSourceInfo();
2242       T = DI->getType();
2243     } else {
2244       // We cannot fully expand the pack expansion now, so substitute into the
2245       // pattern and create a new pack expansion type.
2246       Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(SemaRef, -1);
2247       TypeSourceInfo *NewPattern = SemaRef.SubstType(Pattern, TemplateArgs,
2248                                                      D->getLocation(),
2249                                                      D->getDeclName());
2250       if (!NewPattern)
2251         return nullptr;
2252
2253       SemaRef.CheckNonTypeTemplateParameterType(NewPattern, D->getLocation());
2254       DI = SemaRef.CheckPackExpansion(NewPattern, Expansion.getEllipsisLoc(),
2255                                       NumExpansions);
2256       if (!DI)
2257         return nullptr;
2258
2259       T = DI->getType();
2260     }
2261   } else {
2262     // Simple case: substitution into a parameter that is not a parameter pack.
2263     DI = SemaRef.SubstType(D->getTypeSourceInfo(), TemplateArgs,
2264                            D->getLocation(), D->getDeclName());
2265     if (!DI)
2266       return nullptr;
2267
2268     // Check that this type is acceptable for a non-type template parameter.
2269     T = SemaRef.CheckNonTypeTemplateParameterType(DI, D->getLocation());
2270     if (T.isNull()) {
2271       T = SemaRef.Context.IntTy;
2272       Invalid = true;
2273     }
2274   }
2275
2276   NonTypeTemplateParmDecl *Param;
2277   if (IsExpandedParameterPack)
2278     Param = NonTypeTemplateParmDecl::Create(
2279         SemaRef.Context, Owner, D->getInnerLocStart(), D->getLocation(),
2280         D->getDepth() - TemplateArgs.getNumSubstitutedLevels(),
2281         D->getPosition(), D->getIdentifier(), T, DI, ExpandedParameterPackTypes,
2282         ExpandedParameterPackTypesAsWritten);
2283   else
2284     Param = NonTypeTemplateParmDecl::Create(
2285         SemaRef.Context, Owner, D->getInnerLocStart(), D->getLocation(),
2286         D->getDepth() - TemplateArgs.getNumSubstitutedLevels(),
2287         D->getPosition(), D->getIdentifier(), T, D->isParameterPack(), DI);
2288
2289   Param->setAccess(AS_public);
2290   if (Invalid)
2291     Param->setInvalidDecl();
2292
2293   if (D->hasDefaultArgument() && !D->defaultArgumentWasInherited()) {
2294     EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(
2295         SemaRef, Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated);
2296     ExprResult Value = SemaRef.SubstExpr(D->getDefaultArgument(), TemplateArgs);
2297     if (!Value.isInvalid())
2298       Param->setDefaultArgument(Value.get());
2299   }
2300
2301   // Introduce this template parameter's instantiation into the instantiation
2302   // scope.
2303   SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, Param);
2304   return Param;
2305 }
2306
2307 static void collectUnexpandedParameterPacks(
2308     Sema &S,
2309     TemplateParameterList *Params,
2310     SmallVectorImpl<UnexpandedParameterPack> &Unexpanded) {
2311   for (const auto &P : *Params) {
2312     if (P->isTemplateParameterPack())
2313       continue;
2314     if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(P))
2315       S.collectUnexpandedParameterPacks(NTTP->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc(),
2316                                         Unexpanded);
2317     if (TemplateTemplateParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(P))
2318       collectUnexpandedParameterPacks(S, TTP->getTemplateParameters(),
2319                                       Unexpanded);
2320   }
2321 }
2322
2323 Decl *
2324 TemplateDeclInstantiator::VisitTemplateTemplateParmDecl(
2325                                                   TemplateTemplateParmDecl *D) {
2326   // Instantiate the template parameter list of the template template parameter.
2327   TemplateParameterList *TempParams = D->getTemplateParameters();
2328   TemplateParameterList *InstParams;
2329   SmallVector<TemplateParameterList*, 8> ExpandedParams;
2330
2331   bool IsExpandedParameterPack = false;
2332
2333   if (D->isExpandedParameterPack()) {
2334     // The template template parameter pack is an already-expanded pack
2335     // expansion of template parameters. Substitute into each of the expanded
2336     // parameters.
2337     ExpandedParams.reserve(D->getNumExpansionTemplateParameters());
2338     for (unsigned I = 0, N = D->getNumExpansionTemplateParameters();
2339          I != N; ++I) {
2340       LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
2341       TemplateParameterList *Expansion =
2342         SubstTemplateParams(D->getExpansionTemplateParameters(I));
2343       if (!Expansion)
2344         return nullptr;
2345       ExpandedParams.push_back(Expansion);
2346     }
2347
2348     IsExpandedParameterPack = true;
2349     InstParams = TempParams;
2350   } else if (D->isPackExpansion()) {
2351     // The template template parameter pack expands to a pack of template
2352     // template parameters. Determine whether we need to expand this parameter
2353     // pack into separate parameters.
2354     SmallVector<UnexpandedParameterPack, 2> Unexpanded;
2355     collectUnexpandedParameterPacks(SemaRef, D->getTemplateParameters(),
2356                                     Unexpanded);
2357
2358     // Determine whether the set of unexpanded parameter packs can and should
2359     // be expanded.
2360     bool Expand = true;
2361     bool RetainExpansion = false;
2362     Optional<unsigned> NumExpansions;
2363     if (SemaRef.CheckParameterPacksForExpansion(D->getLocation(),
2364                                                 TempParams->getSourceRange(),
2365                                                 Unexpanded,
2366                                                 TemplateArgs,
2367                                                 Expand, RetainExpansion,
2368                                                 NumExpansions))
2369       return nullptr;
2370
2371     if (Expand) {
2372       for (unsigned I = 0; I != *NumExpansions; ++I) {
2373         Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(SemaRef, I);
2374         LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
2375         TemplateParameterList *Expansion = SubstTemplateParams(TempParams);
2376         if (!Expansion)
2377           return nullptr;
2378         ExpandedParams.push_back(Expansion);
2379       }
2380
2381       // Note that we have an expanded parameter pack. The "type" of this
2382       // expanded parameter pack is the original expansion type, but callers
2383       // will end up using the expanded parameter pack types for type-checking.
2384       IsExpandedParameterPack = true;
2385       InstParams = TempParams;
2386     } else {
2387       // We cannot fully expand the pack expansion now, so just substitute
2388       // into the pattern.
2389       Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(SemaRef, -1);
2390
2391       LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
2392       InstParams = SubstTemplateParams(TempParams);
2393       if (!InstParams)
2394         return nullptr;
2395     }
2396   } else {
2397     // Perform the actual substitution of template parameters within a new,
2398     // local instantiation scope.
2399     LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
2400     InstParams = SubstTemplateParams(TempParams);
2401     if (!InstParams)
2402       return nullptr;
2403   }
2404
2405   // Build the template template parameter.
2406   TemplateTemplateParmDecl *Param;
2407   if (IsExpandedParameterPack)
2408     Param = TemplateTemplateParmDecl::Create(
2409         SemaRef.Context, Owner, D->getLocation(),
2410         D->getDepth() - TemplateArgs.getNumSubstitutedLevels(),
2411         D->getPosition(), D->getIdentifier(), InstParams, ExpandedParams);
2412   else
2413     Param = TemplateTemplateParmDecl::Create(
2414         SemaRef.Context, Owner, D->getLocation(),
2415         D->getDepth() - TemplateArgs.getNumSubstitutedLevels(),
2416         D->getPosition(), D->isParameterPack(), D->getIdentifier(), InstParams);
2417   if (D->hasDefaultArgument() && !D->defaultArgumentWasInherited()) {
2418     NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc =
2419         D->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc();
2420     QualifierLoc =
2421         SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc, TemplateArgs);
2422     TemplateName TName = SemaRef.SubstTemplateName(
2423         QualifierLoc, D->getDefaultArgument().getArgument().getAsTemplate(),
2424         D->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc(), TemplateArgs);
2425     if (!TName.isNull())
2426       Param->setDefaultArgument(
2427           SemaRef.Context,
2428           TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(TName),
2429                               D->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc(),
2430                               D->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc()));
2431   }
2432   Param->setAccess(AS_public);
2433
2434   // Introduce this template parameter's instantiation into the instantiation
2435   // scope.
2436   SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, Param);
2437
2438   return Param;
2439 }
2440
2441 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitUsingDirectiveDecl(UsingDirectiveDecl *D) {
2442   // Using directives are never dependent (and never contain any types or
2443   // expressions), so they require no explicit instantiation work.
2444
2445   UsingDirectiveDecl *Inst
2446     = UsingDirectiveDecl::Create(SemaRef.Context, Owner, D->getLocation(),
2447                                  D->getNamespaceKeyLocation(),
2448                                  D->getQualifierLoc(),
2449                                  D->getIdentLocation(),
2450                                  D->getNominatedNamespace(),
2451                                  D->getCommonAncestor());
2452
2453   // Add the using directive to its declaration context
2454   // only if this is not a function or method.
2455   if (!Owner->isFunctionOrMethod())
2456     Owner->addDecl(Inst);
2457
2458   return Inst;
2459 }
2460
2461 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitUsingDecl(UsingDecl *D) {
2462
2463   // The nested name specifier may be dependent, for example
2464   //     template <typename T> struct t {
2465   //       struct s1 { T f1(); };
2466   //       struct s2 : s1 { using s1::f1; };
2467   //     };
2468   //     template struct t<int>;
2469   // Here, in using s1::f1, s1 refers to t<T>::s1;
2470   // we need to substitute for t<int>::s1.
2471   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc
2472     = SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(D->getQualifierLoc(),
2473                                           TemplateArgs);
2474   if (!QualifierLoc)
2475     return nullptr;
2476
2477   // For an inheriting constructor declaration, the name of the using
2478   // declaration is the name of a constructor in this class, not in the
2479   // base class.
2480   DeclarationNameInfo NameInfo = D->getNameInfo();
2481   if (NameInfo.getName().getNameKind() == DeclarationName::CXXConstructorName)
2482     if (auto *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(SemaRef.CurContext))
2483       NameInfo.setName(SemaRef.Context.DeclarationNames.getCXXConstructorName(
2484           SemaRef.Context.getCanonicalType(SemaRef.Context.getRecordType(RD))));
2485
2486   // We only need to do redeclaration lookups if we're in a class
2487   // scope (in fact, it's not really even possible in non-class
2488   // scopes).
2489   bool CheckRedeclaration = Owner->isRecord();
2490
2491   LookupResult Prev(SemaRef, NameInfo, Sema::LookupUsingDeclName,
2492                     Sema::ForRedeclaration);
2493
2494   UsingDecl *NewUD = UsingDecl::Create(SemaRef.Context, Owner,
2495                                        D->getUsingLoc(),
2496                                        QualifierLoc,
2497                                        NameInfo,
2498                                        D->hasTypename());
2499
2500   CXXScopeSpec SS;
2501   SS.Adopt(QualifierLoc);
2502   if (CheckRedeclaration) {
2503     Prev.setHideTags(false);
2504     SemaRef.LookupQualifiedName(Prev, Owner);
2505
2506     // Check for invalid redeclarations.
2507     if (SemaRef.CheckUsingDeclRedeclaration(D->getUsingLoc(),
2508                                             D->hasTypename(), SS,
2509                                             D->getLocation(), Prev))
2510       NewUD->setInvalidDecl();
2511
2512   }
2513
2514   if (!NewUD->isInvalidDecl() &&
2515       SemaRef.CheckUsingDeclQualifier(D->getUsingLoc(), D->hasTypename(),
2516                                       SS, NameInfo, D->getLocation()))
2517     NewUD->setInvalidDecl();
2518
2519   SemaRef.Context.setInstantiatedFromUsingDecl(NewUD, D);
2520   NewUD->setAccess(D->getAccess());
2521   Owner->addDecl(NewUD);
2522
2523   // Don't process the shadow decls for an invalid decl.
2524   if (NewUD->isInvalidDecl())
2525     return NewUD;
2526
2527   if (NameInfo.getName().getNameKind() == DeclarationName::CXXConstructorName)
2528     SemaRef.CheckInheritingConstructorUsingDecl(NewUD);
2529
2530   bool isFunctionScope = Owner->isFunctionOrMethod();
2531
2532   // Process the shadow decls.
2533   for (auto *Shadow : D->shadows()) {
2534     // FIXME: UsingShadowDecl doesn't preserve its immediate target, so
2535     // reconstruct it in the case where it matters.
2536     NamedDecl *OldTarget = Shadow->getTargetDecl();
2537     if (auto *CUSD = dyn_cast<ConstructorUsingShadowDecl>(Shadow))
2538       if (auto *BaseShadow = CUSD->getNominatedBaseClassShadowDecl())
2539         OldTarget = BaseShadow;
2540
2541     NamedDecl *InstTarget =
2542         cast_or_null<NamedDecl>(SemaRef.FindInstantiatedDecl(
2543             Shadow->getLocation(), OldTarget, TemplateArgs));
2544     if (!InstTarget)
2545       return nullptr;
2546
2547     UsingShadowDecl *PrevDecl = nullptr;
2548     if (CheckRedeclaration) {
2549       if (SemaRef.CheckUsingShadowDecl(NewUD, InstTarget, Prev, PrevDecl))
2550         continue;
2551     } else if (UsingShadowDecl *OldPrev =
2552                    getPreviousDeclForInstantiation(Shadow)) {
2553       PrevDecl = cast_or_null<UsingShadowDecl>(SemaRef.FindInstantiatedDecl(
2554           Shadow->getLocation(), OldPrev, TemplateArgs));
2555     }
2556
2557     UsingShadowDecl *InstShadow =
2558         SemaRef.BuildUsingShadowDecl(/*Scope*/nullptr, NewUD, InstTarget,
2559                                      PrevDecl);
2560     SemaRef.Context.setInstantiatedFromUsingShadowDecl(InstShadow, Shadow);
2561
2562     if (isFunctionScope)
2563       SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(Shadow, InstShadow);
2564   }
2565
2566   return NewUD;
2567 }
2568
2569 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitUsingShadowDecl(UsingShadowDecl *D) {
2570   // Ignore these;  we handle them in bulk when processing the UsingDecl.
2571   return nullptr;
2572 }
2573
2574 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitConstructorUsingShadowDecl(
2575     ConstructorUsingShadowDecl *D) {
2576   // Ignore these;  we handle them in bulk when processing the UsingDecl.
2577   return nullptr;
2578 }
2579
2580 template <typename T>
2581 Decl *TemplateDeclInstantiator::instantiateUnresolvedUsingDecl(
2582     T *D, bool InstantiatingPackElement) {
2583   // If this is a pack expansion, expand it now.
2584   if (D->isPackExpansion() && !InstantiatingPackElement) {
2585     SmallVector<UnexpandedParameterPack, 2> Unexpanded;
2586     SemaRef.collectUnexpandedParameterPacks(D->getQualifierLoc(), Unexpanded);
2587     SemaRef.collectUnexpandedParameterPacks(D->getNameInfo(), Unexpanded);
2588
2589     // Determine whether the set of unexpanded parameter packs can and should
2590     // be expanded.
2591     bool Expand = true;
2592     bool RetainExpansion = false;
2593     Optional<unsigned> NumExpansions;
2594     if (SemaRef.CheckParameterPacksForExpansion(
2595           D->getEllipsisLoc(), D->getSourceRange(), Unexpanded, TemplateArgs,
2596             Expand, RetainExpansion, NumExpansions))
2597       return nullptr;
2598
2599     // This declaration cannot appear within a function template signature,
2600     // so we can't have a partial argument list for a parameter pack.
2601     assert(!RetainExpansion &&
2602            "should never need to retain an expansion for UsingPackDecl");
2603
2604     if (!Expand) {
2605       // We cannot fully expand the pack expansion now, so substitute into the
2606       // pattern and create a new pack expansion.
2607       Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(SemaRef, -1);
2608       return instantiateUnresolvedUsingDecl(D, true);
2609     }
2610
2611     // Within a function, we don't have any normal way to check for conflicts
2612     // between shadow declarations from different using declarations in the
2613     // same pack expansion, but this is always ill-formed because all expansions
2614     // must produce (conflicting) enumerators.
2615     //
2616     // Sadly we can't just reject this in the template definition because it
2617     // could be valid if the pack is empty or has exactly one expansion.
2618     if (D->getDeclContext()->isFunctionOrMethod() && *NumExpansions > 1) {
2619       SemaRef.Diag(D->getEllipsisLoc(),
2620                    diag::err_using_decl_redeclaration_expansion);
2621       return nullptr;
2622     }
2623
2624     // Instantiate the slices of this pack and build a UsingPackDecl.
2625     SmallVector<NamedDecl*, 8> Expansions;
2626     for (unsigned I = 0; I != *NumExpansions; ++I) {
2627       Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(SemaRef, I);
2628       Decl *Slice = instantiateUnresolvedUsingDecl(D, true);
2629       if (!Slice)
2630         return nullptr;
2631       // Note that we can still get unresolved using declarations here, if we
2632       // had arguments for all packs but the pattern also contained other
2633       // template arguments (this only happens during partial substitution, eg
2634       // into the body of a generic lambda in a function template).
2635       Expansions.push_back(cast<NamedDecl>(Slice));
2636     }
2637
2638     auto *NewD = SemaRef.BuildUsingPackDecl(D, Expansions);
2639     if (isDeclWithinFunction(D))
2640       SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, NewD);
2641     return NewD;
2642   }
2643
2644   UnresolvedUsingTypenameDecl *TD = dyn_cast<UnresolvedUsingTypenameDecl>(D);
2645   SourceLocation TypenameLoc = TD ? TD->getTypenameLoc() : SourceLocation();
2646
2647   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc
2648     = SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(D->getQualifierLoc(),
2649                                           TemplateArgs);
2650   if (!QualifierLoc)
2651     return nullptr;
2652
2653   CXXScopeSpec SS;
2654   SS.Adopt(QualifierLoc);
2655
2656   DeclarationNameInfo NameInfo
2657     = SemaRef.SubstDeclarationNameInfo(D->getNameInfo(), TemplateArgs);
2658
2659   // Produce a pack expansion only if we're not instantiating a particular
2660   // slice of a pack expansion.
2661   bool InstantiatingSlice = D->getEllipsisLoc().isValid() &&
2662                             SemaRef.ArgumentPackSubstitutionIndex != -1;
2663   SourceLocation EllipsisLoc =
2664       InstantiatingSlice ? SourceLocation() : D->getEllipsisLoc();
2665
2666   NamedDecl *UD = SemaRef.BuildUsingDeclaration(
2667       /*Scope*/ nullptr, D->getAccess(), D->getUsingLoc(),
2668       /*HasTypename*/ TD, TypenameLoc, SS, NameInfo, EllipsisLoc, nullptr,
2669       /*IsInstantiation*/ true);
2670   if (UD)
2671     SemaRef.Context.setInstantiatedFromUsingDecl(UD, D);
2672
2673   return UD;
2674 }
2675
2676 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitUnresolvedUsingTypenameDecl(
2677     UnresolvedUsingTypenameDecl *D) {
2678   return instantiateUnresolvedUsingDecl(D);
2679 }
2680
2681 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitUnresolvedUsingValueDecl(
2682     UnresolvedUsingValueDecl *D) {
2683   return instantiateUnresolvedUsingDecl(D);
2684 }
2685
2686 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitUsingPackDecl(UsingPackDecl *D) {
2687   SmallVector<NamedDecl*, 8> Expansions;
2688   for (auto *UD : D->expansions()) {
2689     if (auto *NewUD =
2690             SemaRef.FindInstantiatedDecl(D->getLocation(), UD, TemplateArgs))
2691       Expansions.push_back(cast<NamedDecl>(NewUD));
2692     else
2693       return nullptr;
2694   }
2695
2696   auto *NewD = SemaRef.BuildUsingPackDecl(D, Expansions);
2697   if (isDeclWithinFunction(D))
2698     SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, NewD);
2699   return NewD;
2700 }
2701
2702 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitClassScopeFunctionSpecializationDecl(
2703                                      ClassScopeFunctionSpecializationDecl *Decl) {
2704   CXXMethodDecl *OldFD = Decl->getSpecialization();
2705   CXXMethodDecl *NewFD =
2706     cast_or_null<CXXMethodDecl>(VisitCXXMethodDecl(OldFD, nullptr, true));
2707   if (!NewFD)
2708     return nullptr;
2709
2710   LookupResult Previous(SemaRef, NewFD->getNameInfo(), Sema::LookupOrdinaryName,
2711                         Sema::ForRedeclaration);
2712
2713   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs;
2714   TemplateArgumentListInfo *TemplateArgsPtr = nullptr;
2715   if (Decl->hasExplicitTemplateArgs()) {
2716     TemplateArgs = Decl->templateArgs();
2717     TemplateArgsPtr = &TemplateArgs;
2718   }
2719
2720   SemaRef.LookupQualifiedName(Previous, SemaRef.CurContext);
2721   if (SemaRef.CheckFunctionTemplateSpecialization(NewFD, TemplateArgsPtr,
2722                                                   Previous)) {
2723     NewFD->setInvalidDecl();
2724     return NewFD;
2725   }
2726
2727   // Associate the specialization with the pattern.
2728   FunctionDecl *Specialization = cast<FunctionDecl>(Previous.getFoundDecl());
2729   assert(Specialization && "Class scope Specialization is null");
2730   SemaRef.Context.setClassScopeSpecializationPattern(Specialization, OldFD);
2731
2732   return NewFD;
2733 }
2734
2735 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitOMPThreadPrivateDecl(
2736                                      OMPThreadPrivateDecl *D) {
2737   SmallVector<Expr *, 5> Vars;
2738   for (auto *I : D->varlists()) {
2739     Expr *Var = SemaRef.SubstExpr(I, TemplateArgs).get();
2740     assert(isa<DeclRefExpr>(Var) && "threadprivate arg is not a DeclRefExpr");
2741     Vars.push_back(Var);
2742   }
2743
2744   OMPThreadPrivateDecl *TD =
2745     SemaRef.CheckOMPThreadPrivateDecl(D->getLocation(), Vars);
2746
2747   TD->setAccess(AS_public);
2748   Owner->addDecl(TD);
2749
2750   return TD;
2751 }
2752
2753 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitOMPDeclareReductionDecl(
2754     OMPDeclareReductionDecl *D) {
2755   // Instantiate type and check if it is allowed.
2756   QualType SubstReductionType = SemaRef.ActOnOpenMPDeclareReductionType(
2757       D->getLocation(),
2758       ParsedType::make(SemaRef.SubstType(D->getType(), TemplateArgs,
2759                                          D->getLocation(), DeclarationName())));
2760   if (SubstReductionType.isNull())
2761     return nullptr;
2762   bool IsCorrect = !SubstReductionType.isNull();
2763   // Create instantiated copy.
2764   std::pair<QualType, SourceLocation> ReductionTypes[] = {
2765       std::make_pair(SubstReductionType, D->getLocation())};
2766   auto *PrevDeclInScope = D->getPrevDeclInScope();
2767   if (PrevDeclInScope && !PrevDeclInScope->isInvalidDecl()) {
2768     PrevDeclInScope = cast<OMPDeclareReductionDecl>(
2769         SemaRef.CurrentInstantiationScope->findInstantiationOf(PrevDeclInScope)
2770             ->get<Decl *>());
2771   }
2772   auto DRD = SemaRef.ActOnOpenMPDeclareReductionDirectiveStart(
2773       /*S=*/nullptr, Owner, D->getDeclName(), ReductionTypes, D->getAccess(),
2774       PrevDeclInScope);
2775   auto *NewDRD = cast<OMPDeclareReductionDecl>(DRD.get().getSingleDecl());
2776   if (isDeclWithinFunction(NewDRD))
2777     SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, NewDRD);
2778   Expr *SubstCombiner = nullptr;
2779   Expr *SubstInitializer = nullptr;
2780   // Combiners instantiation sequence.
2781   if (D->getCombiner()) {
2782     SemaRef.ActOnOpenMPDeclareReductionCombinerStart(
2783         /*S=*/nullptr, NewDRD);
2784     const char *Names[] = {"omp_in", "omp_out"};
2785     for (auto &Name : Names) {
2786       DeclarationName DN(&SemaRef.Context.Idents.get(Name));
2787       auto OldLookup = D->lookup(DN);
2788       auto Lookup = NewDRD->lookup(DN);
2789       if (!OldLookup.empty() && !Lookup.empty()) {
2790         assert(Lookup.size() == 1 && OldLookup.size() == 1);
2791         SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(OldLookup.front(),
2792                                                              Lookup.front());
2793       }
2794     }
2795     SubstCombiner = SemaRef.SubstExpr(D->getCombiner(), TemplateArgs).get();
2796     SemaRef.ActOnOpenMPDeclareReductionCombinerEnd(NewDRD, SubstCombiner);
2797     // Initializers instantiation sequence.
2798     if (D->getInitializer()) {
2799       SemaRef.ActOnOpenMPDeclareReductionInitializerStart(
2800           /*S=*/nullptr, NewDRD);
2801       const char *Names[] = {"omp_orig", "omp_priv"};
2802       for (auto &Name : Names) {
2803         DeclarationName DN(&SemaRef.Context.Idents.get(Name));
2804         auto OldLookup = D->lookup(DN);
2805         auto Lookup = NewDRD->lookup(DN);
2806         if (!OldLookup.empty() && !Lookup.empty()) {
2807           assert(Lookup.size() == 1 && OldLookup.size() == 1);
2808           SemaRef.CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(
2809               OldLookup.front(), Lookup.front());
2810         }
2811       }
2812       SubstInitializer =
2813           SemaRef.SubstExpr(D->getInitializer(), TemplateArgs).get();
2814       SemaRef.ActOnOpenMPDeclareReductionInitializerEnd(NewDRD,
2815                                                         SubstInitializer);
2816     }
2817     IsCorrect = IsCorrect && SubstCombiner &&
2818                 (!D->getInitializer() || SubstInitializer);
2819   } else
2820     IsCorrect = false;
2821
2822   (void)SemaRef.ActOnOpenMPDeclareReductionDirectiveEnd(/*S=*/nullptr, DRD,
2823                                                         IsCorrect);
2824
2825   return NewDRD;
2826 }
2827
2828 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitOMPCapturedExprDecl(
2829     OMPCapturedExprDecl * /*D*/) {
2830   llvm_unreachable("Should not be met in templates");
2831 }
2832
2833 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitFunctionDecl(FunctionDecl *D) {
2834   return VisitFunctionDecl(D, nullptr);
2835 }
2836
2837 Decl *
2838 TemplateDeclInstantiator::VisitCXXDeductionGuideDecl(CXXDeductionGuideDecl *D) {
2839   return VisitFunctionDecl(D, nullptr);
2840 }
2841
2842 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitCXXMethodDecl(CXXMethodDecl *D) {
2843   return VisitCXXMethodDecl(D, nullptr);
2844 }
2845
2846 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitRecordDecl(RecordDecl *D) {
2847   llvm_unreachable("There are only CXXRecordDecls in C++");
2848 }
2849
2850 Decl *
2851 TemplateDeclInstantiator::VisitClassTemplateSpecializationDecl(
2852     ClassTemplateSpecializationDecl *D) {
2853   // As a MS extension, we permit class-scope explicit specialization
2854   // of member class templates.
2855   ClassTemplateDecl *ClassTemplate = D->getSpecializedTemplate();
2856   assert(ClassTemplate->getDeclContext()->isRecord() &&
2857          D->getTemplateSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization &&
2858          "can only instantiate an explicit specialization "
2859          "for a member class template");
2860
2861   // Lookup the already-instantiated declaration in the instantiation
2862   // of the class template. FIXME: Diagnose or assert if this fails?
2863   DeclContext::lookup_result Found
2864     = Owner->lookup(ClassTemplate->getDeclName());
2865   if (Found.empty())
2866     return nullptr;
2867   ClassTemplateDecl *InstClassTemplate
2868     = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Found.front());
2869   if (!InstClassTemplate)
2870     return nullptr;
2871
2872   // Substitute into the template arguments of the class template explicit
2873   // specialization.
2874   TemplateSpecializationTypeLoc Loc = D->getTypeAsWritten()->getTypeLoc().
2875                                         castAs<TemplateSpecializationTypeLoc>();
2876   TemplateArgumentListInfo InstTemplateArgs(Loc.getLAngleLoc(),
2877                                             Loc.getRAngleLoc());
2878   SmallVector<TemplateArgumentLoc, 4> ArgLocs;
2879   for (unsigned I = 0; I != Loc.getNumArgs(); ++I)
2880     ArgLocs.push_back(Loc.getArgLoc(I));
2881   if (SemaRef.Subst(ArgLocs.data(), ArgLocs.size(),
2882                     InstTemplateArgs, TemplateArgs))
2883     return nullptr;
2884
2885   // Check that the template argument list is well-formed for this
2886   // class template.
2887   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
2888   if (SemaRef.CheckTemplateArgumentList(InstClassTemplate,
2889                                         D->getLocation(),
2890                                         InstTemplateArgs,
2891                                         false,
2892                                         Converted))
2893     return nullptr;
2894
2895   // Figure out where to insert this class template explicit specialization
2896   // in the member template's set of class template explicit specializations.
2897   void *InsertPos = nullptr;
2898   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl =
2899       InstClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
2900
2901   // Check whether we've already seen a conflicting instantiation of this
2902   // declaration (for instance, if there was a prior implicit instantiation).
2903   bool Ignored;
2904   if (PrevDecl &&
2905       SemaRef.CheckSpecializationInstantiationRedecl(D->getLocation(),
2906                                                      D->getSpecializationKind(),
2907                                                      PrevDecl,
2908                                                      PrevDecl->getSpecializationKind(),
2909                                                      PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
2910                                                      Ignored))
2911     return nullptr;
2912
2913   // If PrevDecl was a definition and D is also a definition, diagnose.
2914   // This happens in cases like:
2915   //
2916   //   template<typename T, typename U>
2917   //   struct Outer {
2918   //     template<typename X> struct Inner;
2919   //     template<> struct Inner<T> {};
2920   //     template<> struct Inner<U> {};
2921   //   };
2922   //
2923   //   Outer<int, int> outer; // error: the explicit specializations of Inner
2924   //                          // have the same signature.
2925   if (PrevDecl && PrevDecl->getDefinition() &&
2926       D->isThisDeclarationADefinition()) {
2927     SemaRef.Diag(D->getLocation(), diag::err_redefinition) << PrevDecl;
2928     SemaRef.Diag(PrevDecl->getDefinition()->getLocation(),
2929                  diag::note_previous_definition);
2930     return nullptr;
2931   }
2932
2933   // Create the class template partial specialization declaration.
2934   ClassTemplateSpecializationDecl *InstD
2935     = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(SemaRef.Context,
2936                                               D->getTagKind(),
2937                                               Owner,
2938                                               D->getLocStart(),
2939                                               D->getLocation(),
2940                                               InstClassTemplate,
2941                                               Converted,
2942                                               PrevDecl);
2943
2944   // Add this partial specialization to the set of class template partial
2945   // specializations.
2946   if (!PrevDecl)
2947     InstClassTemplate->AddSpecialization(InstD, InsertPos);
2948
2949   // Substitute the nested name specifier, if any.
2950   if (SubstQualifier(D, InstD))
2951     return nullptr;
2952
2953   // Build the canonical type that describes the converted template
2954   // arguments of the class template explicit specialization.
2955   QualType CanonType = SemaRef.Context.getTemplateSpecializationType(
2956       TemplateName(InstClassTemplate), Converted,
2957       SemaRef.Context.getRecordType(InstD));
2958
2959   // Build the fully-sugared type for this class template
2960   // specialization as the user wrote in the specialization
2961   // itself. This means that we'll pretty-print the type retrieved
2962   // from the specialization's declaration the way that the user
2963   // actually wrote the specialization, rather than formatting the
2964   // name based on the "canonical" representation used to store the
2965   // template arguments in the specialization.
2966   TypeSourceInfo *WrittenTy = SemaRef.Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(
2967       TemplateName(InstClassTemplate), D->getLocation(), InstTemplateArgs,
2968       CanonType);
2969
2970   InstD->setAccess(D->getAccess());
2971   InstD->setInstantiationOfMemberClass(D, TSK_ImplicitInstantiation);
2972   InstD->setSpecializationKind(D->getSpecializationKind());
2973   InstD->setTypeAsWritten(WrittenTy);
2974   InstD->setExternLoc(D->getExternLoc());
2975   InstD->setTemplateKeywordLoc(D->getTemplateKeywordLoc());
2976
2977   Owner->addDecl(InstD);
2978
2979   // Instantiate the members of the class-scope explicit specialization eagerly.
2980   // We don't have support for lazy instantiation of an explicit specialization
2981   // yet, and MSVC eagerly instantiates in this case.
2982   if (D->isThisDeclarationADefinition() &&
2983       SemaRef.InstantiateClass(D->getLocation(), InstD, D, TemplateArgs,
2984                                TSK_ImplicitInstantiation,
2985                                /*Complain=*/true))
2986     return nullptr;
2987
2988   return InstD;
2989 }
2990
2991 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitVarTemplateSpecializationDecl(
2992     VarTemplateSpecializationDecl *D) {
2993
2994   TemplateArgumentListInfo VarTemplateArgsInfo;
2995   VarTemplateDecl *VarTemplate = D->getSpecializedTemplate();
2996   assert(VarTemplate &&
2997          "A template specialization without specialized template?");
2998
2999   // Substitute the current template arguments.
3000   const TemplateArgumentListInfo &TemplateArgsInfo = D->getTemplateArgsInfo();
3001   VarTemplateArgsInfo.setLAngleLoc(TemplateArgsInfo.getLAngleLoc());
3002   VarTemplateArgsInfo.setRAngleLoc(TemplateArgsInfo.getRAngleLoc());
3003
3004   if (SemaRef.Subst(TemplateArgsInfo.getArgumentArray(),
3005                     TemplateArgsInfo.size(), VarTemplateArgsInfo, TemplateArgs))
3006     return nullptr;
3007
3008   // Check that the template argument list is well-formed for this template.
3009   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3010   if (SemaRef.CheckTemplateArgumentList(
3011           VarTemplate, VarTemplate->getLocStart(),
3012           const_cast<TemplateArgumentListInfo &>(VarTemplateArgsInfo), false,
3013           Converted))
3014     return nullptr;
3015
3016   // Find the variable template specialization declaration that
3017   // corresponds to these arguments.
3018   void *InsertPos = nullptr;
3019   if (VarTemplateSpecializationDecl *VarSpec = VarTemplate->findSpecialization(
3020           Converted, InsertPos))
3021     // If we already have a variable template specialization, return it.
3022     return VarSpec;
3023
3024   return VisitVarTemplateSpecializationDecl(VarTemplate, D, InsertPos,
3025                                             VarTemplateArgsInfo, Converted);
3026 }
3027
3028 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitVarTemplateSpecializationDecl(
3029     VarTemplateDecl *VarTemplate, VarDecl *D, void *InsertPos,
3030     const TemplateArgumentListInfo &TemplateArgsInfo,
3031     ArrayRef<TemplateArgument> Converted) {
3032
3033   // Do substitution on the type of the declaration
3034   TypeSourceInfo *DI =
3035       SemaRef.SubstType(D->getTypeSourceInfo(), TemplateArgs,
3036                         D->getTypeSpecStartLoc(), D->getDeclName());
3037   if (!DI)
3038     return nullptr;
3039
3040   if (DI->getType()->isFunctionType()) {
3041     SemaRef.Diag(D->getLocation(), diag::err_variable_instantiates_to_function)
3042         << D->isStaticDataMember() << DI->getType();
3043     return nullptr;
3044   }
3045
3046   // Build the instantiated declaration
3047   VarTemplateSpecializationDecl *Var = VarTemplateSpecializationDecl::Create(
3048       SemaRef.Context, Owner, D->getInnerLocStart(), D->getLocation(),
3049       VarTemplate, DI->getType(), DI, D->getStorageClass(), Converted);
3050   Var->setTemplateArgsInfo(TemplateArgsInfo);
3051   if (InsertPos)
3052     VarTemplate->AddSpecialization(Var, InsertPos);
3053
3054   // Substitute the nested name specifier, if any.
3055   if (SubstQualifier(D, Var))
3056     return nullptr;
3057
3058   SemaRef.BuildVariableInstantiation(Var, D, TemplateArgs, LateAttrs,
3059                                      Owner, StartingScope);
3060
3061   return Var;
3062 }
3063
3064 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitObjCAtDefsFieldDecl(ObjCAtDefsFieldDecl *D) {
3065   llvm_unreachable("@defs is not supported in Objective-C++");
3066 }
3067
3068 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitFriendTemplateDecl(FriendTemplateDecl *D) {
3069   // FIXME: We need to be able to instantiate FriendTemplateDecls.
3070   unsigned DiagID = SemaRef.getDiagnostics().getCustomDiagID(
3071                                                DiagnosticsEngine::Error,
3072                                                "cannot instantiate %0 yet");
3073   SemaRef.Diag(D->getLocation(), DiagID)
3074     << D->getDeclKindName();
3075
3076   return nullptr;
3077 }
3078
3079 Decl *TemplateDeclInstantiator::VisitDecl(Decl *D) {
3080   llvm_unreachable("Unexpected decl");
3081 }
3082
3083 Decl *Sema::SubstDecl(Decl *D, DeclContext *Owner,
3084                       const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs) {
3085   TemplateDeclInstantiator Instantiator(*this, Owner, TemplateArgs);
3086   if (D->isInvalidDecl())
3087     return nullptr;
3088
3089   return Instantiator.Visit(D);
3090 }
3091
3092 /// \brief Instantiates a nested template parameter list in the current
3093 /// instantiation context.
3094 ///
3095 /// \param L The parameter list to instantiate
3096 ///
3097 /// \returns NULL if there was an error
3098 TemplateParameterList *
3099 TemplateDeclInstantiator::SubstTemplateParams(TemplateParameterList *L) {
3100   // Get errors for all the parameters before bailing out.
3101   bool Invalid = false;
3102
3103   unsigned N = L->size();
3104   typedef SmallVector<NamedDecl *, 8> ParamVector;
3105   ParamVector Params;
3106   Params.reserve(N);
3107   for (auto &P : *L) {
3108     NamedDecl *D = cast_or_null<NamedDecl>(Visit(P));
3109     Params.push_back(D);
3110     Invalid = Invalid || !D || D->isInvalidDecl();
3111   }
3112
3113   // Clean up if we had an error.
3114   if (Invalid)
3115     return nullptr;
3116
3117   // Note: we substitute into associated constraints later
3118   Expr *const UninstantiatedRequiresClause = L->getRequiresClause();
3119
3120   TemplateParameterList *InstL
3121     = TemplateParameterList::Create(SemaRef.Context, L->getTemplateLoc(),
3122                                     L->getLAngleLoc(), Params,
3123                                     L->getRAngleLoc(),
3124                                     UninstantiatedRequiresClause);
3125   return InstL;
3126 }
3127
3128 /// \brief Instantiate the declaration of a class template partial
3129 /// specialization.
3130 ///
3131 /// \param ClassTemplate the (instantiated) class template that is partially
3132 // specialized by the instantiation of \p PartialSpec.
3133 ///
3134 /// \param PartialSpec the (uninstantiated) class template partial
3135 /// specialization that we are instantiating.
3136 ///
3137 /// \returns The instantiated partial specialization, if successful; otherwise,
3138 /// NULL to indicate an error.
3139 ClassTemplatePartialSpecializationDecl *
3140 TemplateDeclInstantiator::InstantiateClassTemplatePartialSpecialization(
3141                                             ClassTemplateDecl *ClassTemplate,
3142                           ClassTemplatePartialSpecializationDecl *PartialSpec) {
3143   // Create a local instantiation scope for this class template partial
3144   // specialization, which will contain the instantiations of the template
3145   // parameters.
3146   LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
3147
3148   // Substitute into the template parameters of the class template partial
3149   // specialization.
3150   TemplateParameterList *TempParams = PartialSpec->getTemplateParameters();
3151   TemplateParameterList *InstParams = SubstTemplateParams(TempParams);
3152   if (!InstParams)
3153     return nullptr;
3154
3155   // Substitute into the template arguments of the class template partial
3156   // specialization.
3157   const ASTTemplateArgumentListInfo *TemplArgInfo
3158     = PartialSpec->getTemplateArgsAsWritten();
3159   TemplateArgumentListInfo InstTemplateArgs(TemplArgInfo->LAngleLoc,
3160                                             TemplArgInfo->RAngleLoc);
3161   if (SemaRef.Subst(TemplArgInfo->getTemplateArgs(),
3162                     TemplArgInfo->NumTemplateArgs,
3163                     InstTemplateArgs, TemplateArgs))
3164     return nullptr;
3165
3166   // Check that the template argument list is well-formed for this
3167   // class template.
3168   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3169   if (SemaRef.CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate,
3170                                         PartialSpec->getLocation(),
3171                                         InstTemplateArgs,
3172                                         false,
3173                                         Converted))
3174     return nullptr;
3175
3176   // Check these arguments are valid for a template partial specialization.
3177   if (SemaRef.CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
3178           PartialSpec->getLocation(), ClassTemplate, InstTemplateArgs.size(),
3179           Converted))
3180     return nullptr;
3181
3182   // Figure out where to insert this class template partial specialization
3183   // in the member template's set of class template partial specializations.
3184   void *InsertPos = nullptr;
3185   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl
3186     = ClassTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
3187
3188   // Build the canonical type that describes the converted template
3189   // arguments of the class template partial specialization.
3190   QualType CanonType
3191     = SemaRef.Context.getTemplateSpecializationType(TemplateName(ClassTemplate),
3192                                                     Converted);
3193
3194   // Build the fully-sugared type for this class template
3195   // specialization as the user wrote in the specialization
3196   // itself. This means that we'll pretty-print the type retrieved
3197   // from the specialization's declaration the way that the user
3198   // actually wrote the specialization, rather than formatting the
3199   // name based on the "canonical" representation used to store the
3200   // template arguments in the specialization.
3201   TypeSourceInfo *WrittenTy
3202     = SemaRef.Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(
3203                                                     TemplateName(ClassTemplate),
3204                                                     PartialSpec->getLocation(),
3205                                                     InstTemplateArgs,
3206                                                     CanonType);
3207
3208   if (PrevDecl) {
3209     // We've already seen a partial specialization with the same template
3210     // parameters and template arguments. This can happen, for example, when
3211     // substituting the outer template arguments ends up causing two
3212     // class template partial specializations of a member class template
3213     // to have identical forms, e.g.,
3214     //
3215     //   template<typename T, typename U>
3216     //   struct Outer {
3217     //     template<typename X, typename Y> struct Inner;
3218     //     template<typename Y> struct Inner<T, Y>;
3219     //     template<typename Y> struct Inner<U, Y>;
3220     //   };
3221     //
3222     //   Outer<int, int> outer; // error: the partial specializations of Inner
3223     //                          // have the same signature.
3224     SemaRef.Diag(PartialSpec->getLocation(), diag::err_partial_spec_redeclared)
3225       << WrittenTy->getType();
3226     SemaRef.Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_prev_partial_spec_here)
3227       << SemaRef.Context.getTypeDeclType(PrevDecl);
3228     return nullptr;
3229   }
3230
3231
3232   // Create the class template partial specialization declaration.
3233   ClassTemplatePartialSpecializationDecl *InstPartialSpec
3234     = ClassTemplatePartialSpecializationDecl::Create(SemaRef.Context,
3235                                                      PartialSpec->getTagKind(),
3236                                                      Owner,
3237                                                      PartialSpec->getLocStart(),
3238                                                      PartialSpec->getLocation(),
3239                                                      InstParams,
3240                                                      ClassTemplate,
3241                                                      Converted,
3242                                                      InstTemplateArgs,
3243                                                      CanonType,
3244                                                      nullptr);
3245   // Substitute the nested name specifier, if any.
3246   if (SubstQualifier(PartialSpec, InstPartialSpec))
3247     return nullptr;
3248
3249   InstPartialSpec->setInstantiatedFromMember(PartialSpec);
3250   InstPartialSpec->setTypeAsWritten(WrittenTy);
3251
3252   // Check the completed partial specialization.
3253   SemaRef.CheckTemplatePartialSpecialization(InstPartialSpec);
3254
3255   // Add this partial specialization to the set of class template partial
3256   // specializations.
3257   ClassTemplate->AddPartialSpecialization(InstPartialSpec,
3258                                           /*InsertPos=*/nullptr);
3259   return InstPartialSpec;
3260 }
3261
3262 /// \brief Instantiate the declaration of a variable template partial
3263 /// specialization.
3264 ///
3265 /// \param VarTemplate the (instantiated) variable template that is partially
3266 /// specialized by the instantiation of \p PartialSpec.
3267 ///
3268 /// \param PartialSpec the (uninstantiated) variable template partial
3269 /// specialization that we are instantiating.
3270 ///
3271 /// \returns The instantiated partial specialization, if successful; otherwise,
3272 /// NULL to indicate an error.
3273 VarTemplatePartialSpecializationDecl *
3274 TemplateDeclInstantiator::InstantiateVarTemplatePartialSpecialization(
3275     VarTemplateDecl *VarTemplate,
3276     VarTemplatePartialSpecializationDecl *PartialSpec) {
3277   // Create a local instantiation scope for this variable template partial
3278   // specialization, which will contain the instantiations of the template
3279   // parameters.
3280   LocalInstantiationScope Scope(SemaRef);
3281
3282   // Substitute into the template parameters of the variable template partial
3283   // specialization.
3284   TemplateParameterList *TempParams = PartialSpec->getTemplateParameters();
3285   TemplateParameterList *InstParams = SubstTemplateParams(TempParams);
3286   if (!InstParams)
3287     return nullptr;
3288
3289   // Substitute into the template arguments of the variable template partial
3290   // specialization.
3291   const ASTTemplateArgumentListInfo *TemplArgInfo
3292     = PartialSpec->getTemplateArgsAsWritten();
3293   TemplateArgumentListInfo InstTemplateArgs(TemplArgInfo->LAngleLoc,
3294                                             TemplArgInfo->RAngleLoc);
3295   if (SemaRef.Subst(TemplArgInfo->getTemplateArgs(),
3296                     TemplArgInfo->NumTemplateArgs,
3297                     InstTemplateArgs, TemplateArgs))
3298     return nullptr;
3299
3300   // Check that the template argument list is well-formed for this
3301   // class template.
3302   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
3303   if (SemaRef.CheckTemplateArgumentList(VarTemplate, PartialSpec->getLocation(),
3304                                         InstTemplateArgs, false, Converted))
3305     return nullptr;
3306
3307   // Check these arguments are valid for a template partial specialization.
3308   if (SemaRef.CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
3309           PartialSpec->getLocation(), VarTemplate, InstTemplateArgs.size(),
3310           Converted))
3311     return nullptr;
3312
3313   // Figure out where to insert this variable template partial specialization
3314   // in the member template's set of variable template partial specializations.
3315   void *InsertPos = nullptr;
3316   VarTemplateSpecializationDecl *PrevDecl =
3317       VarTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
3318
3319   // Build the canonical type that describes the converted template
3320   // arguments of the variable template partial specialization.
3321   QualType CanonType = SemaRef.Context.getTemplateSpecializationType(
3322       TemplateName(VarTemplate), Converted);
3323
3324   // Build the fully-sugared type for this variable template
3325   // specialization as the user wrote in the specialization
3326   // itself. This means that we'll pretty-print the type retrieved
3327   // from the specialization's declaration the way that the user
3328   // actually wrote the specialization, rather than formatting the
3329   // name based on the "canonical" representation used to store the
3330   // template arguments in the specialization.
3331   TypeSourceInfo *WrittenTy = SemaRef.Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(
3332       TemplateName(VarTemplate), PartialSpec->getLocation(), InstTemplateArgs,
3333       CanonType);
3334
3335   if (PrevDecl) {
3336     // We've already seen a partial specialization with the same template
3337     // parameters and template arguments. This can happen, for example, when
3338     // substituting the outer template arguments ends up causing two
3339     // variable template partial specializations of a member variable template
3340     // to have identical forms, e.g.,
3341     //
3342     //   template<typename T, typename U>
3343     //   struct Outer {
3344     //     template<typename X, typename Y> pair<X,Y> p;
3345     //     template<typename Y> pair<T, Y> p;
3346     //     template<typename Y> pair<U, Y> p;
3347     //   };
3348     //
3349     //   Outer<int, int> outer; // error: the partial specializations of Inner
3350     //                          // have the same signature.
3351     SemaRef.Diag(PartialSpec->getLocation(),
3352                  diag::err_var_partial_spec_redeclared)
3353         << WrittenTy->getType();
3354     SemaRef.Diag(PrevDecl->getLocation(),
3355                  diag::note_var_prev_partial_spec_here);
3356     return nullptr;
3357   }
3358
3359   // Do substitution on the type of the declaration
3360   TypeSourceInfo *DI = SemaRef.SubstType(
3361       PartialSpec->getTypeSourceInfo(), TemplateArgs,
3362       PartialSpec->getTypeSpecStartLoc(), PartialSpec->getDeclName());
3363   if (!DI)
3364     return nullptr;
3365
3366   if (DI->getType()->isFunctionType()) {
3367     SemaRef.Diag(PartialSpec->getLocation(),
3368                  diag::err_variable_instantiates_to_function)
3369         << PartialSpec->isStaticDataMember() << DI->getType();
3370     return nullptr;
3371   }
3372
3373   // Create the variable template partial specialization declaration.
3374   VarTemplatePartialSpecializationDecl *InstPartialSpec =
3375       VarTemplatePartialSpecializationDecl::Create(
3376           SemaRef.Context, Owner, PartialSpec->getInnerLocStart(),
3377           PartialSpec->getLocation(), InstParams, VarTemplate, DI->getType(),
3378           DI, PartialSpec->getStorageClass(), Converted, InstTemplateArgs);
3379
3380   // Substitute the nested name specifier, if any.
3381   if (SubstQualifier(PartialSpec, InstPartialSpec))
3382     return nullptr;
3383
3384   InstPartialSpec->setInstantiatedFromMember(PartialSpec);
3385   InstPartialSpec->setTypeAsWritten(WrittenTy);
3386
3387   // Check the completed partial specialization.
3388   SemaRef.CheckTemplatePartialSpecialization(InstPartialSpec);
3389
3390   // Add this partial specialization to the set of variable template partial
3391   // specializations. The instantiation of the initializer is not necessary.
3392   VarTemplate->AddPartialSpecialization(InstPartialSpec, /*InsertPos=*/nullptr);
3393
3394   SemaRef.BuildVariableInstantiation(InstPartialSpec, PartialSpec, TemplateArgs,
3395                                      LateAttrs, Owner, StartingScope);
3396
3397   return InstPartialSpec;
3398 }
3399
3400 TypeSourceInfo*
3401 TemplateDeclInstantiator::SubstFunctionType(FunctionDecl *D,
3402                               SmallVectorImpl<ParmVarDecl *> &Params) {
3403   TypeSourceInfo *OldTInfo = D->getTypeSourceInfo();
3404   assert(OldTInfo && "substituting function without type source info");
3405   assert(Params.empty() && "parameter vector is non-empty at start");
3406
3407   CXXRecordDecl *ThisContext = nullptr;
3408   unsigned ThisTypeQuals = 0;
3409   if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(D)) {
3410     ThisContext = cast<CXXRecordDecl>(Owner);
3411     ThisTypeQuals = Method->getTypeQualifiers();
3412   }
3413
3414   TypeSourceInfo *NewTInfo
3415     = SemaRef.SubstFunctionDeclType(OldTInfo, TemplateArgs,
3416                                     D->getTypeSpecStartLoc(),
3417                                     D->getDeclName(),
3418                                     ThisContext, ThisTypeQuals);
3419   if (!NewTInfo)
3420     return nullptr;
3421
3422   TypeLoc OldTL = OldTInfo->getTypeLoc().IgnoreParens();
3423   if (FunctionProtoTypeLoc OldProtoLoc = OldTL.getAs<FunctionProtoTypeLoc>()) {
3424     if (NewTInfo != OldTInfo) {
3425       // Get parameters from the new type info.
3426       TypeLoc NewTL = NewTInfo->getTypeLoc().IgnoreParens();
3427       FunctionProtoTypeLoc NewProtoLoc = NewTL.castAs<FunctionProtoTypeLoc>();
3428       unsigned NewIdx = 0;
3429       for (unsigned OldIdx = 0, NumOldParams = OldProtoLoc.getNumParams();
3430            OldIdx != NumOldParams; ++OldIdx) {
3431         ParmVarDecl *OldParam = OldProtoLoc.getParam(OldIdx);
3432         LocalInstantiationScope *Scope = SemaRef.CurrentInstantiationScope;
3433
3434         Optional<unsigned> NumArgumentsInExpansion;
3435         if (OldParam->isParameterPack())
3436           NumArgumentsInExpansion =
3437               SemaRef.getNumArgumentsInExpansion(OldParam->getType(),
3438                                                  TemplateArgs);
3439         if (!NumArgumentsInExpansion) {
3440           // Simple case: normal parameter, or a parameter pack that's
3441           // instantiated to a (still-dependent) parameter pack.
3442           ParmVarDecl *NewParam = NewProtoLoc.getParam(NewIdx++);
3443           Params.push_back(NewParam);
3444           Scope->InstantiatedLocal(OldParam, NewParam);
3445         } else {
3446           // Parameter pack expansion: make the instantiation an argument pack.
3447           Scope->MakeInstantiatedLocalArgPack(OldParam);
3448           for (unsigned I = 0; I != *NumArgumentsInExpansion; ++I) {
3449             ParmVarDecl *NewParam = NewProtoLoc.getParam(NewIdx++);
3450             Params.push_back(NewParam);
3451             Scope->InstantiatedLocalPackArg(OldParam, NewParam);
3452           }
3453         }
3454       }
3455     } else {
3456       // The function type itself was not dependent and therefore no
3457       // substitution occurred. However, we still need to instantiate
3458       // the function parameters themselves.
3459       const FunctionProtoType *OldProto =
3460           cast<FunctionProtoType>(OldProtoLoc.getType());
3461       for (unsigned i = 0, i_end = OldProtoLoc.getNumParams(); i != i_end;
3462            ++i) {
3463         ParmVarDecl *OldParam = OldProtoLoc.getParam(i);
3464         if (!OldParam) {
3465           Params.push_back(SemaRef.BuildParmVarDeclForTypedef(
3466               D, D->getLocation(), OldProto->getParamType(i)));
3467           continue;
3468         }
3469
3470         ParmVarDecl *Parm =
3471             cast_or_null<ParmVarDecl>(VisitParmVarDecl(OldParam));
3472         if (!Parm)
3473           return nullptr;
3474         Params.push_back(Parm);
3475       }
3476     }
3477   } else {
3478     // If the type of this function, after ignoring parentheses, is not
3479     // *directly* a function type, then we're instantiating a function that
3480     // was declared via a typedef or with attributes, e.g.,
3481     //
3482     //   typedef int functype(int, int);
3483     //   functype func;
3484     //   int __cdecl meth(int, int);
3485     //
3486     // In this case, we'll just go instantiate the ParmVarDecls that we
3487     // synthesized in the method declaration.
3488     SmallVector<QualType, 4> ParamTypes;
3489     Sema::ExtParameterInfoBuilder ExtParamInfos;
3490     if (SemaRef.SubstParmTypes(D->getLocation(), D->parameters(), nullptr,
3491                                TemplateArgs, ParamTypes, &Params,
3492                                ExtParamInfos))
3493       return nullptr;
3494   }
3495
3496   return NewTInfo;
3497 }
3498
3499 /// Introduce the instantiated function parameters into the local
3500 /// instantiation scope, and set the parameter names to those used
3501 /// in the template.
3502 static bool addInstantiatedParametersToScope(Sema &S, FunctionDecl *Function,
3503                                              const FunctionDecl *PatternDecl,
3504                                              LocalInstantiationScope &Scope,
3505                            const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs) {
3506   unsigned FParamIdx = 0;
3507   for (unsigned I = 0, N = PatternDecl->getNumParams(); I != N; ++I) {
3508     const ParmVarDecl *PatternParam = PatternDecl->getParamDecl(I);
3509     if (!PatternParam->isParameterPack()) {
3510       // Simple case: not a parameter pack.
3511       assert(FParamIdx < Function->getNumParams());
3512       ParmVarDecl *FunctionParam = Function->getParamDecl(FParamIdx);
3513       FunctionParam->setDeclName(PatternParam->getDeclName());
3514       // If the parameter's type is not dependent, update it to match the type
3515       // in the pattern. They can differ in top-level cv-qualifiers, and we want
3516       // the pattern's type here. If the type is dependent, they can't differ,
3517       // per core issue 1668. Substitute into the type from the pattern, in case
3518       // it's instantiation-dependent.
3519       // FIXME: Updating the type to work around this is at best fragile.
3520       if (!PatternDecl->getType()->isDependentType()) {
3521         QualType T = S.SubstType(PatternParam->getType(), TemplateArgs,
3522                                  FunctionParam->getLocation(),
3523                                  FunctionParam->getDeclName());
3524         if (T.isNull())
3525           return true;
3526         FunctionParam->setType(T);
3527       }
3528
3529       Scope.InstantiatedLocal(PatternParam, FunctionParam);
3530       ++FParamIdx;
3531       continue;
3532     }
3533
3534     // Expand the parameter pack.
3535     Scope.MakeInstantiatedLocalArgPack(PatternParam);
3536     Optional<unsigned> NumArgumentsInExpansion
3537       = S.getNumArgumentsInExpansion(PatternParam->getType(), TemplateArgs);
3538     assert(NumArgumentsInExpansion &&
3539            "should only be called when all template arguments are known");
3540     QualType PatternType =
3541         PatternParam->getType()->castAs<PackExpansionType>()->getPattern();
3542     for (unsigned Arg = 0; Arg < *NumArgumentsInExpansion; ++Arg) {
3543       ParmVarDecl *FunctionParam = Function->getParamDecl(FParamIdx);
3544       FunctionParam->setDeclName(PatternParam->getDeclName());
3545       if (!PatternDecl->getType()->isDependentType()) {
3546         Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(S, Arg);
3547         QualType T = S.SubstType(PatternType, TemplateArgs,
3548                                  FunctionParam->getLocation(),
3549                                  FunctionParam->getDeclName());
3550         if (T.isNull())
3551           return true;
3552         FunctionParam->setType(T);
3553       }
3554
3555       Scope.InstantiatedLocalPackArg(PatternParam, FunctionParam);
3556       ++FParamIdx;
3557     }
3558   }
3559
3560   return false;
3561 }
3562
3563 void Sema::InstantiateExceptionSpec(SourceLocation PointOfInstantiation,
3564                                     FunctionDecl *Decl) {
3565   const FunctionProtoType *Proto = Decl->getType()->castAs<FunctionProtoType>();
3566   if (Proto->getExceptionSpecType() != EST_Uninstantiated)
3567     return;
3568
3569   InstantiatingTemplate Inst(*this, PointOfInstantiation, Decl,
3570                              InstantiatingTemplate::ExceptionSpecification());
3571   if (Inst.isInvalid()) {
3572     // We hit the instantiation depth limit. Clear the exception specification
3573     // so that our callers don't have to cope with EST_Uninstantiated.
3574     UpdateExceptionSpec(Decl, EST_None);
3575     return;
3576   }
3577   if (Inst.isAlreadyInstantiating()) {
3578     // This exception specification indirectly depends on itself. Reject.
3579     // FIXME: Corresponding rule in the standard?
3580     Diag(PointOfInstantiation, diag::err_exception_spec_cycle) << Decl;
3581     UpdateExceptionSpec(Decl, EST_None);
3582     return;
3583   }
3584
3585   // Enter the scope of this instantiation. We don't use
3586   // PushDeclContext because we don't have a scope.
3587   Sema::ContextRAII savedContext(*this, Decl);
3588   LocalInstantiationScope Scope(*this);
3589
3590   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgs =
3591     getTemplateInstantiationArgs(Decl, nullptr, /*RelativeToPrimary*/true);
3592
3593   FunctionDecl *Template = Proto->getExceptionSpecTemplate();
3594   if (addInstantiatedParametersToScope(*this, Decl, Template, Scope,
3595                                        TemplateArgs)) {
3596     UpdateExceptionSpec(Decl, EST_None);
3597     return;
3598   }
3599
3600   SubstExceptionSpec(Decl, Template->getType()->castAs<FunctionProtoType>(),
3601                      TemplateArgs);
3602 }
3603
3604 /// \brief Initializes the common fields of an instantiation function
3605 /// declaration (New) from the corresponding fields of its template (Tmpl).
3606 ///
3607 /// \returns true if there was an error
3608 bool
3609 TemplateDeclInstantiator::InitFunctionInstantiation(FunctionDecl *New,
3610                                                     FunctionDecl *Tmpl) {
3611   if (Tmpl->isDeleted())
3612     New->setDeletedAsWritten();
3613
3614   New->setImplicit(Tmpl->isImplicit());
3615
3616   // Forward the mangling number from the template to the instantiated decl.
3617   SemaRef.Context.setManglingNumber(New,
3618                                     SemaRef.Context.getManglingNumber(Tmpl));
3619
3620   // If we are performing substituting explicitly-specified template arguments
3621   // or deduced template arguments into a function template and we reach this
3622   // point, we are now past the point where SFINAE applies and have committed
3623   // to keeping the new function template specialization. We therefore
3624   // convert the active template instantiation for the function template
3625   // into a template instantiation for this specific function template
3626   // specialization, which is not a SFINAE context, so that we diagnose any
3627   // further errors in the declaration itself.
3628   typedef Sema::CodeSynthesisContext ActiveInstType;
3629   ActiveInstType &ActiveInst = SemaRef.CodeSynthesisContexts.back();
3630   if (ActiveInst.Kind == ActiveInstType::ExplicitTemplateArgumentSubstitution ||
3631       ActiveInst.Kind == ActiveInstType::DeducedTemplateArgumentSubstitution) {
3632     if (FunctionTemplateDecl *FunTmpl
3633           = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(ActiveInst.Entity)) {
3634       assert(FunTmpl->getTemplatedDecl() == Tmpl &&
3635              "Deduction from the wrong function template?");
3636       (void) FunTmpl;
3637       ActiveInst.Kind = ActiveInstType::TemplateInstantiation;
3638       ActiveInst.Entity = New;
3639     }
3640   }
3641
3642   const FunctionProtoType *Proto = Tmpl->getType()->getAs<FunctionProtoType>();
3643   assert(Proto && "Function template without prototype?");
3644
3645   if (Proto->hasExceptionSpec() || Proto->getNoReturnAttr()) {
3646     FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI = Proto->getExtProtoInfo();
3647
3648     // DR1330: In C++11, defer instantiation of a non-trivial
3649     // exception specification.
3650     // DR1484: Local classes and their members are instantiated along with the
3651     // containing function.
3652     if (SemaRef.getLangOpts().CPlusPlus11 &&
3653         EPI.ExceptionSpec.Type != EST_None &&
3654         EPI.ExceptionSpec.Type != EST_DynamicNone &&
3655         EPI.ExceptionSpec.Type != EST_BasicNoexcept &&
3656         !Tmpl->isLexicallyWithinFunctionOrMethod()) {
3657       FunctionDecl *ExceptionSpecTemplate = Tmpl;
3658       if (EPI.ExceptionSpec.Type == EST_Uninstantiated)
3659         ExceptionSpecTemplate = EPI.ExceptionSpec.SourceTemplate;
3660       ExceptionSpecificationType NewEST = EST_Uninstantiated;
3661       if (EPI.ExceptionSpec.Type == EST_Unevaluated)
3662         NewEST = EST_Unevaluated;
3663
3664       // Mark the function has having an uninstantiated exception specification.
3665       const FunctionProtoType *NewProto
3666         = New->getType()->getAs<FunctionProtoType>();
3667       assert(NewProto && "Template instantiation without function prototype?");
3668       EPI = NewProto->getExtProtoInfo();
3669       EPI.ExceptionSpec.Type = NewEST;
3670       EPI.ExceptionSpec.SourceDecl = New;
3671       EPI.ExceptionSpec.SourceTemplate = ExceptionSpecTemplate;
3672       New->setType(SemaRef.Context.getFunctionType(
3673           NewProto->getReturnType(), NewProto->getParamTypes(), EPI));
3674     } else {
3675       Sema::ContextRAII SwitchContext(SemaRef, New);
3676       SemaRef.SubstExceptionSpec(New, Proto, TemplateArgs);
3677     }
3678   }
3679
3680   // Get the definition. Leaves the variable unchanged if undefined.
3681   const FunctionDecl *Definition = Tmpl;
3682   Tmpl->isDefined(Definition);
3683
3684   SemaRef.InstantiateAttrs(TemplateArgs, Definition, New,
3685                            LateAttrs, StartingScope);
3686
3687   return false;
3688 }
3689
3690 /// \brief Initializes common fields of an instantiated method
3691 /// declaration (New) from the corresponding fields of its template
3692 /// (Tmpl).
3693 ///
3694 /// \returns true if there was an error
3695 bool
3696 TemplateDeclInstantiator::InitMethodInstantiation(CXXMethodDecl *New,
3697                                                   CXXMethodDecl *Tmpl) {
3698   if (InitFunctionInstantiation(New, Tmpl))
3699     return true;
3700
3701   New->setAccess(Tmpl->getAccess());
3702   if (Tmpl->isVirtualAsWritten())
3703     New->setVirtualAsWritten(true);
3704
3705   // FIXME: New needs a pointer to Tmpl
3706   return false;
3707 }
3708
3709 /// In the MS ABI, we need to instantiate default arguments of dllexported
3710 /// default constructors along with the constructor definition. This allows IR
3711 /// gen to emit a constructor closure which calls the default constructor with
3712 /// its default arguments.
3713 static void InstantiateDefaultCtorDefaultArgs(Sema &S,
3714                                               CXXConstructorDecl *Ctor) {
3715   assert(S.Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft() &&
3716          Ctor->isDefaultConstructor());
3717   unsigned NumParams = Ctor->getNumParams();
3718   if (NumParams == 0)
3719     return;
3720   DLLExportAttr *Attr = Ctor->getAttr<DLLExportAttr>();
3721   if (!Attr)
3722     return;
3723   for (unsigned I = 0; I != NumParams; ++I) {
3724     (void)S.CheckCXXDefaultArgExpr(Attr->getLocation(), Ctor,
3725                                    Ctor->getParamDecl(I));
3726     S.DiscardCleanupsInEvaluationContext();
3727   }
3728 }
3729
3730 /// \brief Instantiate the definition of the given function from its
3731 /// template.
3732 ///
3733 /// \param PointOfInstantiation the point at which the instantiation was
3734 /// required. Note that this is not precisely a "point of instantiation"
3735 /// for the function, but it's close.
3736 ///
3737 /// \param Function the already-instantiated declaration of a
3738 /// function template specialization or member function of a class template
3739 /// specialization.
3740 ///
3741 /// \param Recursive if true, recursively instantiates any functions that
3742 /// are required by this instantiation.
3743 ///
3744 /// \param DefinitionRequired if true, then we are performing an explicit
3745 /// instantiation where the body of the function is required. Complain if
3746 /// there is no such body.
3747 void Sema::InstantiateFunctionDefinition(SourceLocation PointOfInstantiation,
3748                                          FunctionDecl *Function,
3749                                          bool Recursive,
3750                                          bool DefinitionRequired,
3751                                          bool AtEndOfTU) {
3752   if (Function->isInvalidDecl() || Function->isDefined())
3753     return;
3754
3755   // Never instantiate an explicit specialization except if it is a class scope
3756   // explicit specialization.
3757   TemplateSpecializationKind TSK = Function->getTemplateSpecializationKind();
3758   if (TSK == TSK_ExplicitSpecialization &&
3759       !Function->getClassScopeSpecializationPattern())
3760     return;
3761
3762   // Find the function body that we'll be substituting.
3763   const FunctionDecl *PatternDecl = Function->getTemplateInstantiationPattern();
3764   assert(PatternDecl && "instantiating a non-template");
3765
3766   const FunctionDecl *PatternDef = PatternDecl->getDefinition();
3767   Stmt *Pattern = nullptr;
3768   if (PatternDef) {
3769     Pattern = PatternDef->getBody(PatternDef);
3770     PatternDecl = PatternDef;
3771   }
3772
3773   // FIXME: We need to track the instantiation stack in order to know which
3774   // definitions should be visible within this instantiation.
3775   if (DiagnoseUninstantiableTemplate(PointOfInstantiation, Function,
3776                                 Function->getInstantiatedFromMemberFunction(),
3777                                      PatternDecl, PatternDef, TSK,
3778                                      /*Complain*/DefinitionRequired)) {
3779     if (DefinitionRequired)
3780       Function->setInvalidDecl();
3781     else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition) {
3782       // Try again at the end of the translation unit (at which point a
3783       // definition will be required).
3784       assert(!Recursive);
3785       PendingInstantiations.push_back(
3786         std::make_pair(Function, PointOfInstantiation));
3787     } else if (TSK == TSK_ImplicitInstantiation) {
3788       if (AtEndOfTU && !getDiagnostics().hasErrorOccurred()) {
3789         Diag(PointOfInstantiation, diag::warn_func_template_missing)
3790           << Function;
3791         Diag(PatternDecl->getLocation(), diag::note_forward_template_decl);
3792         if (getLangOpts().CPlusPlus11)
3793           Diag(PointOfInstantiation, diag::note_inst_declaration_hint)
3794             << Function;
3795       }
3796     }
3797
3798     return;
3799   }
3800
3801   // Postpone late parsed template instantiations.
3802   if (PatternDecl->isLateTemplateParsed() &&
3803       !LateTemplateParser) {
3804     PendingInstantiations.push_back(
3805       std::make_pair(Function, PointOfInstantiation));
3806     return;
3807   }
3808
3809   // If we're performing recursive template instantiation, create our own
3810   // queue of pending implicit instantiations that we will instantiate later,
3811   // while we're still within our own instantiation context.
3812   // This has to happen before LateTemplateParser below is called, so that
3813   // it marks vtables used in late parsed templates as used.
3814   GlobalEagerInstantiationScope GlobalInstantiations(*this,
3815                                                      /*Enabled=*/Recursive);
3816   LocalEagerInstantiationScope LocalInstantiations(*this);
3817
3818   // Call the LateTemplateParser callback if there is a need to late parse
3819   // a templated function definition.
3820   if (!Pattern && PatternDecl->isLateTemplateParsed() &&
3821       LateTemplateParser) {
3822     // FIXME: Optimize to allow individual templates to be deserialized.
3823     if (PatternDecl->isFromASTFile())
3824       ExternalSource->ReadLateParsedTemplates(LateParsedTemplateMap);
3825
3826     auto LPTIter = LateParsedTemplateMap.find(PatternDecl);
3827     assert(LPTIter != LateParsedTemplateMap.end() &&
3828            "missing LateParsedTemplate");
3829     LateTemplateParser(OpaqueParser, *LPTIter->second);
3830     Pattern = PatternDecl->getBody(PatternDecl);
3831   }
3832
3833   // Note, we should never try to instantiate a deleted function template.
3834   assert((Pattern || PatternDecl->isDefaulted()) &&
3835          "unexpected kind of function template definition");
3836
3837   // C++1y [temp.explicit]p10:
3838   //   Except for inline functions, declarations with types deduced from their
3839   //   initializer or return value, and class template specializations, other
3840   //   explicit instantiation declarations have the effect of suppressing the
3841   //   implicit instantiation of the entity to which they refer.
3842   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
3843       !PatternDecl->isInlined() &&
3844       !PatternDecl->getReturnType()->getContainedAutoType())
3845     return;
3846
3847   if (PatternDecl->isInlined()) {
3848     // Function, and all later redeclarations of it (from imported modules,
3849     // for instance), are now implicitly inline.
3850     for (auto *D = Function->getMostRecentDecl(); /**/;
3851          D = D->getPreviousDecl()) {
3852       D->setImplicitlyInline();
3853       if (D == Function)
3854         break;
3855     }
3856   }
3857
3858   InstantiatingTemplate Inst(*this, PointOfInstantiation, Function);
3859   if (Inst.isInvalid() || Inst.isAlreadyInstantiating())
3860     return;
3861   PrettyDeclStackTraceEntry CrashInfo(*this, Function, SourceLocation(),
3862                                       "instantiating function definition");
3863
3864   // The instantiation is visible here, even if it was first declared in an
3865   // unimported module.
3866   Function->setHidden(false);
3867
3868   // Copy the inner loc start from the pattern.
3869   Function->setInnerLocStart(PatternDecl->getInnerLocStart());
3870
3871   EnterExpressionEvaluationContext EvalContext(
3872       *this, Sema::ExpressionEvaluationContext::PotentiallyEvaluated);
3873
3874   // Introduce a new scope where local variable instantiations will be
3875   // recorded, unless we're actually a member function within a local
3876   // class, in which case we need to merge our results with the parent
3877   // scope (of the enclosing function).
3878   bool MergeWithParentScope = false;
3879   if (CXXRecordDecl *Rec = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Function->getDeclContext()))
3880     MergeWithParentScope = Rec->isLocalClass();
3881
3882   LocalInstantiationScope Scope(*this, MergeWithParentScope);
3883
3884   if (PatternDecl->isDefaulted())
3885     SetDeclDefaulted(Function, PatternDecl->getLocation());
3886   else {
3887     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgs =
3888       getTemplateInstantiationArgs(Function, nullptr, false, PatternDecl);
3889
3890     // Substitute into the qualifier; we can get a substitution failure here
3891     // through evil use of alias templates.
3892     // FIXME: Is CurContext correct for this? Should we go to the (instantiation
3893     // of the) lexical context of the pattern?
3894     SubstQualifier(*this, PatternDecl, Function, TemplateArgs);
3895
3896     ActOnStartOfFunctionDef(nullptr, Function);
3897
3898     // Enter the scope of this instantiation. We don't use
3899     // PushDeclContext because we don't have a scope.
3900     Sema::ContextRAII savedContext(*this, Function);
3901
3902     if (addInstantiatedParametersToScope(*this, Function, PatternDecl, Scope,
3903                                          TemplateArgs))
3904       return;
3905
3906     if (CXXConstructorDecl *Ctor = dyn_cast<CXXConstructorDecl>(Function)) {
3907       // If this is a constructor, instantiate the member initializers.
3908       InstantiateMemInitializers(Ctor, cast<CXXConstructorDecl>(PatternDecl),
3909                                  TemplateArgs);
3910
3911       // If this is an MS ABI dllexport default constructor, instantiate any
3912       // default arguments.
3913       if (Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft() &&
3914           Ctor->isDefaultConstructor()) {
3915         InstantiateDefaultCtorDefaultArgs(*this, Ctor);
3916       }
3917     }
3918
3919     // Instantiate the function body.
3920     StmtResult Body = SubstStmt(Pattern, TemplateArgs);
3921
3922     if (Body.isInvalid())
3923       Function->setInvalidDecl();
3924
3925     // FIXME: finishing the function body while in an expression evaluation
3926     // context seems wrong. Investigate more.
3927     ActOnFinishFunctionBody(Function, Body.get(),
3928                             /*IsInstantiation=*/true);
3929
3930     PerformDependentDiagnostics(PatternDecl, TemplateArgs);
3931
3932     if (auto *Listener = getASTMutationListener())
3933       Listener->FunctionDefinitionInstantiated(Function);
3934
3935     savedContext.pop();
3936   }
3937
3938   DeclGroupRef DG(Function);
3939   Consumer.HandleTopLevelDecl(DG);
3940
3941   // This class may have local implicit instantiations that need to be
3942   // instantiation within this scope.
3943   LocalInstantiations.perform();
3944   Scope.Exit();
3945   GlobalInstantiations.perform();
3946 }
3947
3948 VarTemplateSpecializationDecl *Sema::BuildVarTemplateInstantiation(
3949     VarTemplateDecl *VarTemplate, VarDecl *FromVar,
3950     const TemplateArgumentList &TemplateArgList,
3951     const TemplateArgumentListInfo &TemplateArgsInfo,
3952     SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
3953     SourceLocation PointOfInstantiation, void *InsertPos,
3954     LateInstantiatedAttrVec *LateAttrs,
3955     LocalInstantiationScope *StartingScope) {
3956   if (FromVar->isInvalidDecl())
3957     return nullptr;
3958
3959   InstantiatingTemplate Inst(*this, PointOfInstantiation, FromVar);
3960   if (Inst.isInvalid())
3961     return nullptr;
3962
3963   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3964   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgList);
3965
3966   // Instantiate the first declaration of the variable template: for a partial
3967   // specialization of a static data member template, the first declaration may
3968   // or may not be the declaration in the class; if it's in the class, we want
3969   // to instantiate a member in the class (a declaration), and if it's outside,
3970   // we want to instantiate a definition.
3971   //
3972   // If we're instantiating an explicitly-specialized member template or member
3973   // partial specialization, don't do this. The member specialization completely
3974   // replaces the original declaration in this case.
3975   bool IsMemberSpec = false;
3976   if (VarTemplatePartialSpecializationDecl *PartialSpec =
3977           dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(FromVar))
3978     IsMemberSpec = PartialSpec->isMemberSpecialization();
3979   else if (VarTemplateDecl *FromTemplate = FromVar->getDescribedVarTemplate())
3980     IsMemberSpec = FromTemplate->isMemberSpecialization();
3981   if (!IsMemberSpec)
3982     FromVar = FromVar->getFirstDecl();
3983
3984   MultiLevelTemplateArgumentList MultiLevelList(TemplateArgList);
3985   TemplateDeclInstantiator Instantiator(*this, FromVar->getDeclContext(),
3986                                         MultiLevelList);
3987
3988   // TODO: Set LateAttrs and StartingScope ...
3989
3990   return cast_or_null<VarTemplateSpecializationDecl>(
3991       Instantiator.VisitVarTemplateSpecializationDecl(
3992           VarTemplate, FromVar, InsertPos, TemplateArgsInfo, Converted));
3993 }
3994
3995 /// \brief Instantiates a variable template specialization by completing it
3996 /// with appropriate type information and initializer.
3997 VarTemplateSpecializationDecl *Sema::CompleteVarTemplateSpecializationDecl(
3998     VarTemplateSpecializationDecl *VarSpec, VarDecl *PatternDecl,
3999     const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs) {
4000
4001   // Do substitution on the type of the declaration
4002   TypeSourceInfo *DI =
4003       SubstType(PatternDecl->getTypeSourceInfo(), TemplateArgs,
4004                 PatternDecl->getTypeSpecStartLoc(), PatternDecl->getDeclName());
4005   if (!DI)
4006     return nullptr;
4007
4008   // Update the type of this variable template specialization.
4009   VarSpec->setType(DI->getType());
4010
4011   // Instantiate the initializer.
4012   InstantiateVariableInitializer(VarSpec, PatternDecl, TemplateArgs);
4013
4014   return VarSpec;
4015 }
4016
4017 /// BuildVariableInstantiation - Used after a new variable has been created.
4018 /// Sets basic variable data and decides whether to postpone the
4019 /// variable instantiation.
4020 void Sema::BuildVariableInstantiation(
4021     VarDecl *NewVar, VarDecl *OldVar,
4022     const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
4023     LateInstantiatedAttrVec *LateAttrs, DeclContext *Owner,
4024     LocalInstantiationScope *StartingScope,
4025     bool InstantiatingVarTemplate) {
4026
4027   // If we are instantiating a local extern declaration, the
4028   // instantiation belongs lexically to the containing function.
4029   // If we are instantiating a static data member defined
4030   // out-of-line, the instantiation will have the same lexical
4031   // context (which will be a namespace scope) as the template.
4032   if (OldVar->isLocalExternDecl()) {
4033     NewVar->setLocalExternDecl();
4034     NewVar->setLexicalDeclContext(Owner);
4035   } else if (OldVar->isOutOfLine())
4036     NewVar->setLexicalDeclContext(OldVar->getLexicalDeclContext());
4037   NewVar->setTSCSpec(OldVar->getTSCSpec());
4038   NewVar->setInitStyle(OldVar->getInitStyle());
4039   NewVar->setCXXForRangeDecl(OldVar->isCXXForRangeDecl());
4040   NewVar->setConstexpr(OldVar->isConstexpr());
4041   NewVar->setInitCapture(OldVar->isInitCapture());
4042   NewVar->setPreviousDeclInSameBlockScope(
4043       OldVar->isPreviousDeclInSameBlockScope());
4044   NewVar->setAccess(OldVar->getAccess());
4045
4046   if (!OldVar->isStaticDataMember()) {
4047     if (OldVar->isUsed(false))
4048       NewVar->setIsUsed();
4049     NewVar->setReferenced(OldVar->isReferenced());
4050   }
4051
4052   InstantiateAttrs(TemplateArgs, OldVar, NewVar, LateAttrs, StartingScope);
4053
4054   LookupResult Previous(
4055       *this, NewVar->getDeclName(), NewVar->getLocation(),
4056       NewVar->isLocalExternDecl() ? Sema::LookupRedeclarationWithLinkage
4057                                   : Sema::LookupOrdinaryName,
4058       Sema::ForRedeclaration);
4059
4060   if (NewVar->isLocalExternDecl() && OldVar->getPreviousDecl() &&
4061       (!OldVar->getPreviousDecl()->getDeclContext()->isDependentContext() ||
4062        OldVar->getPreviousDecl()->getDeclContext()==OldVar->getDeclContext())) {
4063     // We have a previous declaration. Use that one, so we merge with the
4064     // right type.
4065     if (NamedDecl *NewPrev = FindInstantiatedDecl(
4066             NewVar->getLocation(), OldVar->getPreviousDecl(), TemplateArgs))
4067       Previous.addDecl(NewPrev);
4068   } else if (!isa<VarTemplateSpecializationDecl>(NewVar) &&
4069              OldVar->hasLinkage())
4070     LookupQualifiedName(Previous, NewVar->getDeclContext(), false);
4071   CheckVariableDeclaration(NewVar, Previous);
4072
4073   if (!InstantiatingVarTemplate) {
4074     NewVar->getLexicalDeclContext()->addHiddenDecl(NewVar);
4075     if (!NewVar->isLocalExternDecl() || !NewVar->getPreviousDecl())
4076       NewVar->getDeclContext()->makeDeclVisibleInContext(NewVar);
4077   }
4078
4079   if (!OldVar->isOutOfLine()) {
4080     if (NewVar->getDeclContext()->isFunctionOrMethod())
4081       CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(OldVar, NewVar);
4082   }
4083
4084   // Link instantiations of static data members back to the template from
4085   // which they were instantiated.
4086   if (NewVar->isStaticDataMember() && !InstantiatingVarTemplate)
4087     NewVar->setInstantiationOfStaticDataMember(OldVar,
4088                                                TSK_ImplicitInstantiation);
4089
4090   // Forward the mangling number from the template to the instantiated decl.
4091   Context.setManglingNumber(NewVar, Context.getManglingNumber(OldVar));
4092   Context.setStaticLocalNumber(NewVar, Context.getStaticLocalNumber(OldVar));
4093
4094   // Delay instantiation of the initializer for variable templates or inline
4095   // static data members until a definition of the variable is needed. We need
4096   // it right away if the type contains 'auto'.
4097   if ((!isa<VarTemplateSpecializationDecl>(NewVar) &&
4098        !InstantiatingVarTemplate &&
4099        !(OldVar->isInline() && OldVar->isThisDeclarationADefinition())) ||
4100       NewVar->getType()->isUndeducedType())
4101     InstantiateVariableInitializer(NewVar, OldVar, TemplateArgs);
4102
4103   // Diagnose unused local variables with dependent types, where the diagnostic
4104   // will have been deferred.
4105   if (!NewVar->isInvalidDecl() &&
4106       NewVar->getDeclContext()->isFunctionOrMethod() &&
4107       OldVar->getType()->isDependentType())
4108     DiagnoseUnusedDecl(NewVar);
4109 }
4110
4111 /// \brief Instantiate the initializer of a variable.
4112 void Sema::InstantiateVariableInitializer(
4113     VarDecl *Var, VarDecl *OldVar,
4114     const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs) {
4115   // We propagate the 'inline' flag with the initializer, because it
4116   // would otherwise imply that the variable is a definition for a
4117   // non-static data member.
4118   if (OldVar->isInlineSpecified())
4119     Var->setInlineSpecified();
4120   else if (OldVar->isInline())
4121     Var->setImplicitlyInline();
4122
4123   if (OldVar->getInit()) {
4124     if (Var->isStaticDataMember() && !OldVar->isOutOfLine())
4125       PushExpressionEvaluationContext(
4126           Sema::ExpressionEvaluationContext::ConstantEvaluated, OldVar);
4127     else
4128       PushExpressionEvaluationContext(
4129           Sema::ExpressionEvaluationContext::PotentiallyEvaluated, OldVar);
4130
4131     // Instantiate the initializer.
4132     ExprResult Init;
4133
4134     {
4135       ContextRAII SwitchContext(*this, Var->getDeclContext());
4136       Init = SubstInitializer(OldVar->getInit(), TemplateArgs,
4137                               OldVar->getInitStyle() == VarDecl::CallInit);
4138     }
4139
4140     if (!Init.isInvalid()) {
4141       Expr *InitExpr = Init.get();
4142
4143       if (Var->hasAttr<DLLImportAttr>() &&
4144           (!InitExpr ||
4145            !InitExpr->isConstantInitializer(getASTContext(), false))) {
4146         // Do not dynamically initialize dllimport variables.
4147       } else if (InitExpr) {
4148         bool DirectInit = OldVar->isDirectInit();
4149         AddInitializerToDecl(Var, InitExpr, DirectInit);
4150       } else
4151         ActOnUninitializedDecl(Var);
4152     } else {
4153       // FIXME: Not too happy about invalidating the declaration
4154       // because of a bogus initializer.
4155       Var->setInvalidDecl();
4156     }
4157
4158     PopExpressionEvaluationContext();
4159   } else {
4160     if (Var->isStaticDataMember()) {
4161       if (!Var->isOutOfLine())
4162         return;
4163
4164       // If the declaration inside the class had an initializer, don't add
4165       // another one to the out-of-line definition.
4166       if (OldVar->getFirstDecl()->hasInit())
4167         return;
4168     }
4169
4170     // We'll add an initializer to a for-range declaration later.
4171     if (Var->isCXXForRangeDecl())
4172       return;
4173
4174     ActOnUninitializedDecl(Var);
4175   }
4176 }
4177
4178 /// \brief Instantiate the definition of the given variable from its
4179 /// template.
4180 ///
4181 /// \param PointOfInstantiation the point at which the instantiation was
4182 /// required. Note that this is not precisely a "point of instantiation"
4183 /// for the function, but it's close.
4184 ///
4185 /// \param Var the already-instantiated declaration of a static member
4186 /// variable of a class template specialization.
4187 ///
4188 /// \param Recursive if true, recursively instantiates any functions that
4189 /// are required by this instantiation.
4190 ///
4191 /// \param DefinitionRequired if true, then we are performing an explicit
4192 /// instantiation where an out-of-line definition of the member variable
4193 /// is required. Complain if there is no such definition.
4194 void Sema::InstantiateStaticDataMemberDefinition(
4195                                           SourceLocation PointOfInstantiation,
4196                                                  VarDecl *Var,
4197                                                  bool Recursive,
4198                                                  bool DefinitionRequired) {
4199   InstantiateVariableDefinition(PointOfInstantiation, Var, Recursive,
4200                                 DefinitionRequired);
4201 }
4202
4203 void Sema::InstantiateVariableDefinition(SourceLocation PointOfInstantiation,
4204                                          VarDecl *Var, bool Recursive,
4205                                       bool DefinitionRequired, bool AtEndOfTU) {
4206   if (Var->isInvalidDecl())
4207     return;
4208
4209   VarTemplateSpecializationDecl *VarSpec =
4210       dyn_cast<VarTemplateSpecializationDecl>(Var);
4211   VarDecl *PatternDecl = nullptr, *Def = nullptr;
4212   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgs =
4213       getTemplateInstantiationArgs(Var);
4214
4215   if (VarSpec) {
4216     // If this is a variable template specialization, make sure that it is
4217     // non-dependent, then find its instantiation pattern.
4218     bool InstantiationDependent = false;
4219     assert(!TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
4220                VarSpec->getTemplateArgsInfo(), InstantiationDependent) &&
4221            "Only instantiate variable template specializations that are "
4222            "not type-dependent");
4223     (void)InstantiationDependent;
4224
4225     // Find the variable initialization that we'll be substituting. If the
4226     // pattern was instantiated from a member template, look back further to
4227     // find the real pattern.
4228     assert(VarSpec->getSpecializedTemplate() &&
4229            "Specialization without specialized template?");
4230     llvm::PointerUnion<VarTemplateDecl *,
4231                        VarTemplatePartialSpecializationDecl *> PatternPtr =
4232         VarSpec->getSpecializedTemplateOrPartial();
4233     if (PatternPtr.is<VarTemplatePartialSpecializationDecl *>()) {
4234       VarTemplatePartialSpecializationDecl *Tmpl =
4235           PatternPtr.get<VarTemplatePartialSpecializationDecl *>();
4236       while (VarTemplatePartialSpecializationDecl *From =
4237                  Tmpl->getInstantiatedFromMember()) {
4238         if (Tmpl->isMemberSpecialization())
4239           break;
4240
4241         Tmpl = From;
4242       }
4243       PatternDecl = Tmpl;
4244     } else {
4245       VarTemplateDecl *Tmpl = PatternPtr.get<VarTemplateDecl *>();
4246       while (VarTemplateDecl *From =
4247                  Tmpl->getInstantiatedFromMemberTemplate()) {
4248         if (Tmpl->isMemberSpecialization())
4249           break;
4250
4251         Tmpl = From;
4252       }
4253       PatternDecl = Tmpl->getTemplatedDecl();
4254     }
4255
4256     // If this is a static data member template, there might be an
4257     // uninstantiated initializer on the declaration. If so, instantiate
4258     // it now.
4259     if (PatternDecl->isStaticDataMember() &&
4260         (PatternDecl = PatternDecl->getFirstDecl())->hasInit() &&
4261         !Var->hasInit()) {
4262       // FIXME: Factor out the duplicated instantiation context setup/tear down
4263       // code here.
4264       InstantiatingTemplate Inst(*this, PointOfInstantiation, Var);
4265       if (Inst.isInvalid() || Inst.isAlreadyInstantiating())
4266         return;
4267       PrettyDeclStackTraceEntry CrashInfo(*this, Var, SourceLocation(),
4268                                           "instantiating variable initializer");
4269
4270       // The instantiation is visible here, even if it was first declared in an
4271       // unimported module.
4272       Var->setHidden(false);
4273
4274       // If we're performing recursive template instantiation, create our own
4275       // queue of pending implicit instantiations that we will instantiate
4276       // later, while we're still within our own instantiation context.
4277       GlobalEagerInstantiationScope GlobalInstantiations(*this,
4278                                                          /*Enabled=*/Recursive);
4279       LocalInstantiationScope Local(*this);
4280       LocalEagerInstantiationScope LocalInstantiations(*this);
4281
4282       // Enter the scope of this instantiation. We don't use
4283       // PushDeclContext because we don't have a scope.
4284       ContextRAII PreviousContext(*this, Var->getDeclContext());
4285       InstantiateVariableInitializer(Var, PatternDecl, TemplateArgs);
4286       PreviousContext.pop();
4287
4288       // FIXME: Need to inform the ASTConsumer that we instantiated the
4289       // initializer?
4290
4291       // This variable may have local implicit instantiations that need to be
4292       // instantiated within this scope.
4293       LocalInstantiations.perform();
4294       Local.Exit();
4295       GlobalInstantiations.perform();
4296     }
4297
4298     // Find actual definition
4299     Def = PatternDecl->getDefinition(getASTContext());
4300   } else {
4301     // If this is a static data member, find its out-of-line definition.
4302     assert(Var->isStaticDataMember() && "not a static data member?");
4303     PatternDecl = Var->getInstantiatedFromStaticDataMember();
4304
4305     assert(PatternDecl && "data member was not instantiated from a template?");
4306     assert(PatternDecl->isStaticDataMember() && "not a static data member?");
4307     Def = PatternDecl->getDefinition();
4308   }
4309
4310   TemplateSpecializationKind TSK = Var->getTemplateSpecializationKind();
4311
4312   // If we don't have a definition of the variable template, we won't perform
4313   // any instantiation. Rather, we rely on the user to instantiate this
4314   // definition (or provide a specialization for it) in another translation
4315   // unit.
4316   if (!Def && !DefinitionRequired) {
4317     if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition) {
4318       PendingInstantiations.push_back(
4319         std::make_pair(Var, PointOfInstantiation));
4320     } else if (TSK == TSK_ImplicitInstantiation) {
4321       // Warn about missing definition at the end of translation unit.
4322       if (AtEndOfTU && !getDiagnostics().hasErrorOccurred()) {
4323         Diag(PointOfInstantiation, diag::warn_var_template_missing)
4324           << Var;
4325         Diag(PatternDecl->getLocation(), diag::note_forward_template_decl);
4326         if (getLangOpts().CPlusPlus11)
4327           Diag(PointOfInstantiation, diag::note_inst_declaration_hint) << Var;
4328       }
4329       return;
4330     }
4331
4332   }
4333
4334   // FIXME: We need to track the instantiation stack in order to know which
4335   // definitions should be visible within this instantiation.
4336   // FIXME: Produce diagnostics when Var->getInstantiatedFromStaticDataMember().
4337   if (DiagnoseUninstantiableTemplate(PointOfInstantiation, Var,
4338                                      /*InstantiatedFromMember*/false,
4339                                      PatternDecl, Def, TSK,
4340                                      /*Complain*/DefinitionRequired))
4341     return;
4342
4343
4344   // Never instantiate an explicit specialization.
4345   if (TSK == TSK_ExplicitSpecialization)
4346     return;
4347
4348   // C++11 [temp.explicit]p10:
4349   //   Except for inline functions, [...] explicit instantiation declarations
4350   //   have the effect of suppressing the implicit instantiation of the entity
4351   //   to which they refer.
4352   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration)
4353     return;
4354
4355   // Make sure to pass the instantiated variable to the consumer at the end.
4356   struct PassToConsumerRAII {
4357     ASTConsumer &Consumer;
4358     VarDecl *Var;
4359
4360     PassToConsumerRAII(ASTConsumer &Consumer, VarDecl *Var)
4361       : Consumer(Consumer), Var(Var) { }
4362
4363     ~PassToConsumerRAII() {
4364       Consumer.HandleCXXStaticMemberVarInstantiation(Var);
4365     }
4366   } PassToConsumerRAII(Consumer, Var);
4367
4368   // If we already have a definition, we're done.
4369   if (VarDecl *Def = Var->getDefinition()) {
4370     // We may be explicitly instantiating something we've already implicitly
4371     // instantiated.
4372     Def->setTemplateSpecializationKind(Var->getTemplateSpecializationKind(),
4373                                        PointOfInstantiation);
4374     return;
4375   }
4376
4377   InstantiatingTemplate Inst(*this, PointOfInstantiation, Var);
4378   if (Inst.isInvalid() || Inst.isAlreadyInstantiating())
4379     return;
4380   PrettyDeclStackTraceEntry CrashInfo(*this, Var, SourceLocation(),
4381                                       "instantiating variable definition");
4382
4383   // If we're performing recursive template instantiation, create our own
4384   // queue of pending implicit instantiations that we will instantiate later,
4385   // while we're still within our own instantiation context.
4386   GlobalEagerInstantiationScope GlobalInstantiations(*this,
4387                                                      /*Enabled=*/Recursive);
4388
4389   // Enter the scope of this instantiation. We don't use
4390   // PushDeclContext because we don't have a scope.
4391   ContextRAII PreviousContext(*this, Var->getDeclContext());
4392   LocalInstantiationScope Local(*this);
4393
4394   LocalEagerInstantiationScope LocalInstantiations(*this);
4395
4396   VarDecl *OldVar = Var;
4397   if (Def->isStaticDataMember() && !Def->isOutOfLine()) {
4398     // We're instantiating an inline static data member whose definition was
4399     // provided inside the class.
4400     // FIXME: Update record?
4401     InstantiateVariableInitializer(Var, Def, TemplateArgs);
4402   } else if (!VarSpec) {
4403     Var = cast_or_null<VarDecl>(SubstDecl(Def, Var->getDeclContext(),
4404                                           TemplateArgs));
4405   } else if (Var->isStaticDataMember() &&
4406              Var->getLexicalDeclContext()->isRecord()) {
4407     // We need to instantiate the definition of a static data member template,
4408     // and all we have is the in-class declaration of it. Instantiate a separate
4409     // declaration of the definition.
4410     TemplateDeclInstantiator Instantiator(*this, Var->getDeclContext(),
4411                                           TemplateArgs);
4412     Var = cast_or_null<VarDecl>(Instantiator.VisitVarTemplateSpecializationDecl(
4413         VarSpec->getSpecializedTemplate(), Def, nullptr,
4414         VarSpec->getTemplateArgsInfo(), VarSpec->getTemplateArgs().asArray()));
4415     if (Var) {
4416       llvm::PointerUnion<VarTemplateDecl *,
4417                          VarTemplatePartialSpecializationDecl *> PatternPtr =
4418           VarSpec->getSpecializedTemplateOrPartial();
4419       if (VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial =
4420           PatternPtr.dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl *>())
4421         cast<VarTemplateSpecializationDecl>(Var)->setInstantiationOf(
4422             Partial, &VarSpec->getTemplateInstantiationArgs());
4423
4424       // Merge the definition with the declaration.
4425       LookupResult R(*this, Var->getDeclName(), Var->getLocation(),
4426                      LookupOrdinaryName, ForRedeclaration);
4427       R.addDecl(OldVar);
4428       MergeVarDecl(Var, R);
4429
4430       // Attach the initializer.
4431       InstantiateVariableInitializer(Var, Def, TemplateArgs);
4432     }
4433   } else
4434     // Complete the existing variable's definition with an appropriately
4435     // substituted type and initializer.
4436     Var = CompleteVarTemplateSpecializationDecl(VarSpec, Def, TemplateArgs);
4437
4438   PreviousContext.pop();
4439
4440   if (Var) {
4441     PassToConsumerRAII.Var = Var;
4442     Var->setTemplateSpecializationKind(OldVar->getTemplateSpecializationKind(),
4443                                        OldVar->getPointOfInstantiation());
4444   }
4445
4446   // This variable may have local implicit instantiations that need to be
4447   // instantiated within this scope.
4448   LocalInstantiations.perform();
4449   Local.Exit();
4450   GlobalInstantiations.perform();
4451 }
4452
4453 void
4454 Sema::InstantiateMemInitializers(CXXConstructorDecl *New,
4455                                  const CXXConstructorDecl *Tmpl,
4456                            const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs) {
4457
4458   SmallVector<CXXCtorInitializer*, 4> NewInits;
4459   bool AnyErrors = Tmpl->isInvalidDecl();
4460
4461   // Instantiate all the initializers.
4462   for (const auto *Init : Tmpl->inits()) {
4463     // Only instantiate written initializers, let Sema re-construct implicit
4464     // ones.
4465     if (!Init->isWritten())
4466       continue;
4467
4468     SourceLocation EllipsisLoc;
4469
4470     if (Init->isPackExpansion()) {
4471       // This is a pack expansion. We should expand it now.
4472       TypeLoc BaseTL = Init->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc();
4473       SmallVector<UnexpandedParameterPack, 4> Unexpanded;
4474       collectUnexpandedParameterPacks(BaseTL, Unexpanded);
4475       collectUnexpandedParameterPacks(Init->getInit(), Unexpanded);
4476       bool ShouldExpand = false;
4477       bool RetainExpansion = false;
4478       Optional<unsigned> NumExpansions;
4479       if (CheckParameterPacksForExpansion(Init->getEllipsisLoc(),
4480                                           BaseTL.getSourceRange(),
4481                                           Unexpanded,
4482                                           TemplateArgs, ShouldExpand,
4483                                           RetainExpansion,
4484                                           NumExpansions)) {
4485         AnyErrors = true;
4486         New->setInvalidDecl();
4487         continue;
4488       }
4489       assert(ShouldExpand && "Partial instantiation of base initializer?");
4490
4491       // Loop over all of the arguments in the argument pack(s),
4492       for (unsigned I = 0; I != *NumExpansions; ++I) {
4493         Sema::ArgumentPackSubstitutionIndexRAII SubstIndex(*this, I);
4494
4495         // Instantiate the initializer.
4496         ExprResult TempInit = SubstInitializer(Init->getInit(), TemplateArgs,
4497                                                /*CXXDirectInit=*/true);
4498         if (TempInit.isInvalid()) {
4499           AnyErrors = true;
4500           break;
4501         }
4502
4503         // Instantiate the base type.
4504         TypeSourceInfo *BaseTInfo = SubstType(Init->getTypeSourceInfo(),
4505                                               TemplateArgs,
4506                                               Init->getSourceLocation(),
4507                                               New->getDeclName());
4508         if (!BaseTInfo) {
4509           AnyErrors = true;
4510           break;
4511         }
4512
4513         // Build the initializer.
4514         MemInitResult NewInit = BuildBaseInitializer(BaseTInfo->getType(),
4515                                                      BaseTInfo, TempInit.get(),
4516                                                      New->getParent(),
4517                                                      SourceLocation());
4518         if (NewInit.isInvalid()) {
4519           AnyErrors = true;
4520           break;
4521         }
4522
4523         NewInits.push_back(NewInit.get());
4524       }
4525
4526       continue;
4527     }
4528
4529     // Instantiate the initializer.
4530     ExprResult TempInit = SubstInitializer(Init->getInit(), TemplateArgs,
4531                                            /*CXXDirectInit=*/true);
4532     if (TempInit.isInvalid()) {
4533       AnyErrors = true;
4534       continue;
4535     }
4536
4537     MemInitResult NewInit;
4538     if (Init->isDelegatingInitializer() || Init->isBaseInitializer()) {
4539       TypeSourceInfo *TInfo = SubstType(Init->getTypeSourceInfo(),
4540                                         TemplateArgs,
4541                                         Init->getSourceLocation(),
4542                                         New->getDeclName());
4543       if (!TInfo) {
4544         AnyErrors = true;
4545         New->setInvalidDecl();
4546         continue;
4547       }
4548
4549       if (Init->isBaseInitializer())
4550         NewInit = BuildBaseInitializer(TInfo->getType(), TInfo, TempInit.get(),
4551                                        New->getParent(), EllipsisLoc);
4552       else
4553         NewInit = BuildDelegatingInitializer(TInfo, TempInit.get(),
4554                                   cast<CXXRecordDecl>(CurContext->getParent()));
4555     } else if (Init->isMemberInitializer()) {
4556       FieldDecl *Member = cast_or_null<FieldDecl>(FindInstantiatedDecl(
4557                                                      Init->getMemberLocation(),
4558                                                      Init->getMember(),
4559                                                      TemplateArgs));
4560       if (!Member) {
4561         AnyErrors = true;
4562         New->setInvalidDecl();
4563         continue;
4564       }
4565
4566       NewInit = BuildMemberInitializer(Member, TempInit.get(),
4567                                        Init->getSourceLocation());
4568     } else if (Init->isIndirectMemberInitializer()) {
4569       IndirectFieldDecl *IndirectMember =
4570          cast_or_null<IndirectFieldDecl>(FindInstantiatedDecl(
4571                                  Init->getMemberLocation(),
4572                                  Init->getIndirectMember(), TemplateArgs));
4573
4574       if (!IndirectMember) {
4575         AnyErrors = true;
4576         New->setInvalidDecl();
4577         continue;
4578       }
4579
4580       NewInit = BuildMemberInitializer(IndirectMember, TempInit.get(),
4581                                        Init->getSourceLocation());
4582     }
4583
4584     if (NewInit.isInvalid()) {
4585       AnyErrors = true;
4586       New->setInvalidDecl();
4587     } else {
4588       NewInits.push_back(NewInit.get());
4589     }
4590   }
4591
4592   // Assign all the initializers to the new constructor.
4593   ActOnMemInitializers(New,
4594                        /*FIXME: ColonLoc */
4595                        SourceLocation(),
4596                        NewInits,
4597                        AnyErrors);
4598 }
4599
4600 // TODO: this could be templated if the various decl types used the
4601 // same method name.
4602 static bool isInstantiationOf(ClassTemplateDecl *Pattern,
4603                               ClassTemplateDecl *Instance) {
4604   Pattern = Pattern->getCanonicalDecl();
4605
4606   do {
4607     Instance = Instance->getCanonicalDecl();
4608     if (Pattern == Instance) return true;
4609     Instance = Instance->getInstantiatedFromMemberTemplate();
4610   } while (Instance);
4611
4612   return false;
4613 }
4614
4615 static bool isInstantiationOf(FunctionTemplateDecl *Pattern,
4616                               FunctionTemplateDecl *Instance) {
4617   Pattern = Pattern->getCanonicalDecl();
4618
4619   do {
4620     Instance = Instance->getCanonicalDecl();
4621     if (Pattern == Instance) return true;
4622     Instance = Instance->getInstantiatedFromMemberTemplate();
4623   } while (Instance);
4624
4625   return false;
4626 }
4627
4628 static bool
4629 isInstantiationOf(ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Pattern,
4630                   ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Instance) {
4631   Pattern
4632     = cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Pattern->getCanonicalDecl());
4633   do {
4634     Instance = cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(
4635                                                 Instance->getCanonicalDecl());
4636     if (Pattern == Instance)
4637       return true;
4638     Instance = Instance->getInstantiatedFromMember();
4639   } while (Instance);
4640
4641   return false;
4642 }
4643
4644 static bool isInstantiationOf(CXXRecordDecl *Pattern,
4645                               CXXRecordDecl *Instance) {
4646   Pattern = Pattern->getCanonicalDecl();
4647
4648   do {
4649     Instance = Instance->getCanonicalDecl();
4650     if (Pattern == Instance) return true;
4651     Instance = Instance->getInstantiatedFromMemberClass();
4652   } while (Instance);
4653
4654   return false;
4655 }
4656
4657 static bool isInstantiationOf(FunctionDecl *Pattern,
4658                               FunctionDecl *Instance) {
4659   Pattern = Pattern->getCanonicalDecl();
4660
4661   do {
4662     Instance = Instance->getCanonicalDecl();
4663     if (Pattern == Instance) return true;
4664     Instance = Instance->getInstantiatedFromMemberFunction();
4665   } while (Instance);
4666
4667   return false;
4668 }
4669
4670 static bool isInstantiationOf(EnumDecl *Pattern,
4671                               EnumDecl *Instance) {
4672   Pattern = Pattern->getCanonicalDecl();
4673
4674   do {
4675     Instance = Instance->getCanonicalDecl();
4676     if (Pattern == Instance) return true;
4677     Instance = Instance->getInstantiatedFromMemberEnum();
4678   } while (Instance);
4679
4680   return false;
4681 }
4682
4683 static bool isInstantiationOf(UsingShadowDecl *Pattern,
4684                               UsingShadowDecl *Instance,
4685                               ASTContext &C) {
4686   return declaresSameEntity(C.getInstantiatedFromUsingShadowDecl(Instance),
4687                             Pattern);
4688 }
4689
4690 static bool isInstantiationOf(UsingDecl *Pattern, UsingDecl *Instance,
4691                               ASTContext &C) {
4692   return declaresSameEntity(C.getInstantiatedFromUsingDecl(Instance), Pattern);
4693 }
4694
4695 template<typename T>
4696 static bool isInstantiationOfUnresolvedUsingDecl(T *Pattern, Decl *Other,
4697                                                  ASTContext &Ctx) {
4698   // An unresolved using declaration can instantiate to an unresolved using
4699   // declaration, or to a using declaration or a using declaration pack.
4700   //
4701   // Multiple declarations can claim to be instantiated from an unresolved
4702   // using declaration if it's a pack expansion. We want the UsingPackDecl
4703   // in that case, not the individual UsingDecls within the pack.
4704   bool OtherIsPackExpansion;
4705   NamedDecl *OtherFrom;
4706   if (auto *OtherUUD = dyn_cast<T>(Other)) {
4707     OtherIsPackExpansion = OtherUUD->isPackExpansion();
4708     OtherFrom = Ctx.getInstantiatedFromUsingDecl(OtherUUD);
4709   } else if (auto *OtherUPD = dyn_cast<UsingPackDecl>(Other)) {
4710     OtherIsPackExpansion = true;
4711     OtherFrom = OtherUPD->getInstantiatedFromUsingDecl();
4712   } else if (auto *OtherUD = dyn_cast<UsingDecl>(Other)) {
4713     OtherIsPackExpansion = false;
4714     OtherFrom = Ctx.getInstantiatedFromUsingDecl(OtherUD);
4715   } else {
4716     return false;
4717   }
4718   return Pattern->isPackExpansion() == OtherIsPackExpansion &&
4719          declaresSameEntity(OtherFrom, Pattern);
4720 }
4721
4722 static bool isInstantiationOfStaticDataMember(VarDecl *Pattern,
4723                                               VarDecl *Instance) {
4724   assert(Instance->isStaticDataMember());
4725
4726   Pattern = Pattern->getCanonicalDecl();
4727
4728   do {
4729     Instance = Instance->getCanonicalDecl();
4730     if (Pattern == Instance) return true;
4731     Instance = Instance->getInstantiatedFromStaticDataMember();
4732   } while (Instance);
4733
4734   return false;
4735 }
4736
4737 // Other is the prospective instantiation
4738 // D is the prospective pattern
4739 static bool isInstantiationOf(ASTContext &Ctx, NamedDecl *D, Decl *Other) {
4740   if (auto *UUD = dyn_cast<UnresolvedUsingTypenameDecl>(D))
4741     return isInstantiationOfUnresolvedUsingDecl(UUD, Other, Ctx);
4742
4743   if (auto *UUD = dyn_cast<UnresolvedUsingValueDecl>(D))
4744     return isInstantiationOfUnresolvedUsingDecl(UUD, Other, Ctx);
4745
4746   if (D->getKind() != Other->getKind())
4747     return false;
4748
4749   if (auto *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Other))
4750     return isInstantiationOf(cast<CXXRecordDecl>(D), Record);
4751
4752   if (auto *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(Other))
4753     return isInstantiationOf(cast<FunctionDecl>(D), Function);
4754
4755   if (auto *Enum = dyn_cast<EnumDecl>(Other))
4756     return isInstantiationOf(cast<EnumDecl>(D), Enum);
4757
4758   if (auto *Var = dyn_cast<VarDecl>(Other))
4759     if (Var->isStaticDataMember())
4760       return isInstantiationOfStaticDataMember(cast<VarDecl>(D), Var);
4761
4762   if (auto *Temp = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Other))
4763     return isInstantiationOf(cast<ClassTemplateDecl>(D), Temp);
4764
4765   if (auto *Temp = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Other))
4766     return isInstantiationOf(cast<FunctionTemplateDecl>(D), Temp);
4767
4768   if (auto *PartialSpec =
4769           dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Other))
4770     return isInstantiationOf(cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(D),
4771                              PartialSpec);
4772
4773   if (auto *Field = dyn_cast<FieldDecl>(Other)) {
4774     if (!Field->getDeclName()) {
4775       // This is an unnamed field.
4776       return declaresSameEntity(Ctx.getInstantiatedFromUnnamedFieldDecl(Field),
4777                                 cast<FieldDecl>(D));
4778     }
4779   }
4780
4781   if (auto *Using = dyn_cast<UsingDecl>(Other))
4782     return isInstantiationOf(cast<UsingDecl>(D), Using, Ctx);
4783
4784   if (auto *Shadow = dyn_cast<UsingShadowDecl>(Other))
4785     return isInstantiationOf(cast<UsingShadowDecl>(D), Shadow, Ctx);
4786
4787   return D->getDeclName() &&
4788          D->getDeclName() == cast<NamedDecl>(Other)->getDeclName();
4789 }
4790
4791 template<typename ForwardIterator>
4792 static NamedDecl *findInstantiationOf(ASTContext &Ctx,
4793                                       NamedDecl *D,
4794                                       ForwardIterator first,
4795                                       ForwardIterator last) {
4796   for (; first != last; ++first)
4797     if (isInstantiationOf(Ctx, D, *first))
4798       return cast<NamedDecl>(*first);
4799
4800   return nullptr;
4801 }
4802
4803 /// \brief Finds the instantiation of the given declaration context
4804 /// within the current instantiation.
4805 ///
4806 /// \returns NULL if there was an error
4807 DeclContext *Sema::FindInstantiatedContext(SourceLocation Loc, DeclContext* DC,
4808                           const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs) {
4809   if (NamedDecl *D = dyn_cast<NamedDecl>(DC)) {
4810     Decl* ID = FindInstantiatedDecl(Loc, D, TemplateArgs, true);
4811     return cast_or_null<DeclContext>(ID);
4812   } else return DC;
4813 }
4814
4815 /// \brief Find the instantiation of the given declaration within the
4816 /// current instantiation.
4817 ///
4818 /// This routine is intended to be used when \p D is a declaration
4819 /// referenced from within a template, that needs to mapped into the
4820 /// corresponding declaration within an instantiation. For example,
4821 /// given:
4822 ///
4823 /// \code
4824 /// template<typename T>
4825 /// struct X {
4826 ///   enum Kind {
4827 ///     KnownValue = sizeof(T)
4828 ///   };
4829 ///
4830 ///   bool getKind() const { return KnownValue; }
4831 /// };
4832 ///
4833 /// template struct X<int>;
4834 /// \endcode
4835 ///
4836 /// In the instantiation of <tt>X<int>::getKind()</tt>, we need to map the
4837 /// \p EnumConstantDecl for \p KnownValue (which refers to
4838 /// <tt>X<T>::<Kind>::KnownValue</tt>) to its instantiation
4839 /// (<tt>X<int>::<Kind>::KnownValue</tt>). \p FindInstantiatedDecl performs
4840 /// this mapping from within the instantiation of <tt>X<int></tt>.
4841 NamedDecl *Sema::FindInstantiatedDecl(SourceLocation Loc, NamedDecl *D,
4842                           const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs,
4843                           bool FindingInstantiatedContext) {
4844   DeclContext *ParentDC = D->getDeclContext();
4845   // FIXME: Parmeters of pointer to functions (y below) that are themselves
4846   // parameters (p below) can have their ParentDC set to the translation-unit
4847   // - thus we can not consistently check if the ParentDC of such a parameter
4848   // is Dependent or/and a FunctionOrMethod.
4849   // For e.g. this code, during Template argument deduction tries to
4850   // find an instantiated decl for (T y) when the ParentDC for y is
4851   // the translation unit.
4852   //   e.g. template <class T> void Foo(auto (*p)(T y) -> decltype(y())) {}
4853   //   float baz(float(*)()) { return 0.0; }
4854   //   Foo(baz);
4855   // The better fix here is perhaps to ensure that a ParmVarDecl, by the time
4856   // it gets here, always has a FunctionOrMethod as its ParentDC??
4857   // For now:
4858   //  - as long as we have a ParmVarDecl whose parent is non-dependent and
4859   //    whose type is not instantiation dependent, do nothing to the decl
4860   //  - otherwise find its instantiated decl.
4861   if (isa<ParmVarDecl>(D) && !ParentDC->isDependentContext() &&
4862       !cast<ParmVarDecl>(D)->getType()->isInstantiationDependentType())
4863     return D;
4864   if (isa<ParmVarDecl>(D) || isa<NonTypeTemplateParmDecl>(D) ||
4865       isa<TemplateTypeParmDecl>(D) || isa<TemplateTemplateParmDecl>(D) ||
4866       (ParentDC->isFunctionOrMethod() && ParentDC->isDependentContext()) ||
4867       (isa<CXXRecordDecl>(D) && cast<CXXRecordDecl>(D)->isLambda())) {
4868     // D is a local of some kind. Look into the map of local
4869     // declarations to their instantiations.
4870     if (CurrentInstantiationScope) {
4871       if (auto Found = CurrentInstantiationScope->findInstantiationOf(D)) {
4872         if (Decl *FD = Found->dyn_cast<Decl *>())
4873           return cast<NamedDecl>(FD);
4874
4875         int PackIdx = ArgumentPackSubstitutionIndex;
4876         assert(PackIdx != -1 &&
4877                "found declaration pack but not pack expanding");
4878         typedef LocalInstantiationScope::DeclArgumentPack DeclArgumentPack;
4879         return cast<NamedDecl>((*Found->get<DeclArgumentPack *>())[PackIdx]);
4880       }
4881     }
4882
4883     // If we're performing a partial substitution during template argument
4884     // deduction, we may not have values for template parameters yet. They
4885     // just map to themselves.
4886     if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(D) || isa<TemplateTypeParmDecl>(D) ||
4887         isa<TemplateTemplateParmDecl>(D))
4888       return D;
4889
4890     if (D->isInvalidDecl())
4891       return nullptr;
4892
4893     // Normally this function only searches for already instantiated declaration
4894     // however we have to make an exclusion for local types used before
4895     // definition as in the code:
4896     //
4897     //   template<typename T> void f1() {
4898     //     void g1(struct x1);
4899     //     struct x1 {};
4900     //   }
4901     //
4902     // In this case instantiation of the type of 'g1' requires definition of
4903     // 'x1', which is defined later. Error recovery may produce an enum used
4904     // before definition. In these cases we need to instantiate relevant
4905     // declarations here.
4906     bool NeedInstantiate = false;
4907     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D))
4908       NeedInstantiate = RD->isLocalClass();
4909     else
4910       NeedInstantiate = isa<EnumDecl>(D);
4911     if (NeedInstantiate) {
4912       Decl *Inst = SubstDecl(D, CurContext, TemplateArgs);
4913       CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, Inst);
4914       return cast<TypeDecl>(Inst);
4915     }
4916
4917     // If we didn't find the decl, then we must have a label decl that hasn't
4918     // been found yet.  Lazily instantiate it and return it now.
4919     assert(isa<LabelDecl>(D));
4920
4921     Decl *Inst = SubstDecl(D, CurContext, TemplateArgs);
4922     assert(Inst && "Failed to instantiate label??");
4923
4924     CurrentInstantiationScope->InstantiatedLocal(D, Inst);
4925     return cast<LabelDecl>(Inst);
4926   }
4927
4928   // For variable template specializations, update those that are still
4929   // type-dependent.
4930   if (VarTemplateSpecializationDecl *VarSpec =
4931           dyn_cast<VarTemplateSpecializationDecl>(D)) {
4932     bool InstantiationDependent = false;
4933     const TemplateArgumentListInfo &VarTemplateArgs =
4934         VarSpec->getTemplateArgsInfo();
4935     if (TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
4936             VarTemplateArgs, InstantiationDependent))
4937       D = cast<NamedDecl>(
4938           SubstDecl(D, VarSpec->getDeclContext(), TemplateArgs));
4939     return D;
4940   }
4941
4942   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D)) {
4943     if (!Record->isDependentContext())
4944       return D;
4945
4946     // Determine whether this record is the "templated" declaration describing
4947     // a class template or class template partial specialization.
4948     ClassTemplateDecl *ClassTemplate = Record->getDescribedClassTemplate();
4949     if (ClassTemplate)
4950       ClassTemplate = ClassTemplate->getCanonicalDecl();
4951     else if (ClassTemplatePartialSpecializationDecl *PartialSpec
4952                = dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record))
4953       ClassTemplate = PartialSpec->getSpecializedTemplate()->getCanonicalDecl();
4954
4955     // Walk the current context to find either the record or an instantiation of
4956     // it.
4957     DeclContext *DC = CurContext;
4958     while (!DC->isFileContext()) {
4959       // If we're performing substitution while we're inside the template
4960       // definition, we'll find our own context. We're done.
4961       if (DC->Equals(Record))
4962         return Record;
4963
4964       if (CXXRecordDecl *InstRecord = dyn_cast<CXXRecordDecl>(DC)) {
4965         // Check whether we're in the process of instantiating a class template
4966         // specialization of the template we're mapping.
4967         if (ClassTemplateSpecializationDecl *InstSpec
4968                       = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(InstRecord)){
4969           ClassTemplateDecl *SpecTemplate = InstSpec->getSpecializedTemplate();
4970           if (ClassTemplate && isInstantiationOf(ClassTemplate, SpecTemplate))
4971             return InstRecord;
4972         }
4973
4974         // Check whether we're in the process of instantiating a member class.
4975         if (isInstantiationOf(Record, InstRecord))
4976           return InstRecord;
4977       }
4978
4979       // Move to the outer template scope.
4980       if (FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(DC)) {
4981         if (FD->getFriendObjectKind() && FD->getDeclContext()->isFileContext()){
4982           DC = FD->getLexicalDeclContext();
4983           continue;
4984         }
4985         // An implicit deduction guide acts as if it's within the class template
4986         // specialization described by its name and first N template params.
4987         auto *Guide = dyn_cast<CXXDeductionGuideDecl>(FD);
4988         if (Guide && Guide->isImplicit()) {
4989           TemplateDecl *TD = Guide->getDeducedTemplate();
4990           // Convert the arguments to an "as-written" list.
4991           TemplateArgumentListInfo Args(Loc, Loc);
4992           for (TemplateArgument Arg : TemplateArgs.getInnermost().take_front(
4993                                         TD->getTemplateParameters()->size())) {
4994             ArrayRef<TemplateArgument> Unpacked(Arg);
4995             if (Arg.getKind() == TemplateArgument::Pack)
4996               Unpacked = Arg.pack_elements();
4997             for (TemplateArgument UnpackedArg : Unpacked)
4998               Args.addArgument(
4999                   getTrivialTemplateArgumentLoc(UnpackedArg, QualType(), Loc));
5000           }
5001           QualType T = CheckTemplateIdType(TemplateName(TD), Loc, Args);
5002           if (T.isNull())
5003             return nullptr;
5004           auto *SubstRecord = T->getAsCXXRecordDecl();
5005           assert(SubstRecord && "class template id not a class type?");
5006           // Check that this template-id names the primary template and not a
5007           // partial or explicit specialization. (In the latter cases, it's
5008           // meaningless to attempt to find an instantiation of D within the
5009           // specialization.)
5010           // FIXME: The standard doesn't say what should happen here.
5011           if (FindingInstantiatedContext &&
5012               usesPartialOrExplicitSpecialization(
5013                   Loc, cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(SubstRecord))) {
5014             Diag(Loc, diag::err_specialization_not_primary_template)
5015               << T << (SubstRecord->getTemplateSpecializationKind() ==
5016                            TSK_ExplicitSpecialization);
5017             return nullptr;
5018           }
5019           DC = SubstRecord;
5020           continue;
5021         }
5022       }
5023
5024       DC = DC->getParent();
5025     }
5026
5027     // Fall through to deal with other dependent record types (e.g.,
5028     // anonymous unions in class templates).
5029   }
5030
5031   if (!ParentDC->isDependentContext())
5032     return D;
5033
5034   ParentDC = FindInstantiatedContext(Loc, ParentDC, TemplateArgs);
5035   if (!ParentDC)
5036     return nullptr;
5037
5038   if (ParentDC != D->getDeclContext()) {
5039     // We performed some kind of instantiation in the parent context,
5040     // so now we need to look into the instantiated parent context to
5041     // find the instantiation of the declaration D.
5042
5043     // If our context used to be dependent, we may need to instantiate
5044     // it before performing lookup into that context.
5045     bool IsBeingInstantiated = false;
5046     if (CXXRecordDecl *Spec = dyn_cast<CXXRecordDecl>(ParentDC)) {
5047       if (!Spec->isDependentContext()) {
5048         QualType T = Context.getTypeDeclType(Spec);
5049         const RecordType *Tag = T->getAs<RecordType>();
5050         assert(Tag && "type of non-dependent record is not a RecordType");
5051         if (Tag->isBeingDefined())
5052           IsBeingInstantiated = true;
5053         if (!Tag->isBeingDefined() &&
5054             RequireCompleteType(Loc, T, diag::err_incomplete_type))
5055           return nullptr;
5056
5057         ParentDC = Tag->getDecl();
5058       }
5059     }
5060
5061     NamedDecl *Result = nullptr;
5062     // FIXME: If the name is a dependent name, this lookup won't necessarily
5063     // find it. Does that ever matter?
5064     if (auto Name = D->getDeclName()) {
5065       DeclarationNameInfo NameInfo(Name, D->getLocation());
5066       Name = SubstDeclarationNameInfo(NameInfo, TemplateArgs).getName();
5067       if (!Name)
5068         return nullptr;
5069       DeclContext::lookup_result Found = ParentDC->lookup(Name);
5070       Result = findInstantiationOf(Context, D, Found.begin(), Found.end());
5071     } else {
5072       // Since we don't have a name for the entity we're looking for,
5073       // our only option is to walk through all of the declarations to
5074       // find that name. This will occur in a few cases:
5075       //
5076       //   - anonymous struct/union within a template
5077       //   - unnamed class/struct/union/enum within a template
5078       //
5079       // FIXME: Find a better way to find these instantiations!
5080       Result = findInstantiationOf(Context, D,
5081                                    ParentDC->decls_begin(),
5082                                    ParentDC->decls_end());
5083     }
5084
5085     if (!Result) {
5086       if (isa<UsingShadowDecl>(D)) {
5087         // UsingShadowDecls can instantiate to nothing because of using hiding.
5088       } else if (Diags.hasErrorOccurred()) {
5089         // We've already complained about something, so most likely this
5090         // declaration failed to instantiate. There's no point in complaining
5091         // further, since this is normal in invalid code.
5092       } else if (IsBeingInstantiated) {
5093         // The class in which this member exists is currently being
5094         // instantiated, and we haven't gotten around to instantiating this
5095         // member yet. This can happen when the code uses forward declarations
5096         // of member classes, and introduces ordering dependencies via
5097         // template instantiation.
5098         Diag(Loc, diag::err_member_not_yet_instantiated)
5099           << D->getDeclName()
5100           << Context.getTypeDeclType(cast<CXXRecordDecl>(ParentDC));
5101         Diag(D->getLocation(), diag::note_non_instantiated_member_here);
5102       } else if (EnumConstantDecl *ED = dyn_cast<EnumConstantDecl>(D)) {
5103         // This enumeration constant was found when the template was defined,
5104         // but can't be found in the instantiation. This can happen if an
5105         // unscoped enumeration member is explicitly specialized.
5106         EnumDecl *Enum = cast<EnumDecl>(ED->getLexicalDeclContext());
5107         EnumDecl *Spec = cast<EnumDecl>(FindInstantiatedDecl(Loc, Enum,
5108                                                              TemplateArgs));
5109         assert(Spec->getTemplateSpecializationKind() ==
5110                  TSK_ExplicitSpecialization);
5111         Diag(Loc, diag::err_enumerator_does_not_exist)
5112           << D->getDeclName()
5113           << Context.getTypeDeclType(cast<TypeDecl>(Spec->getDeclContext()));
5114         Diag(Spec->getLocation(), diag::note_enum_specialized_here)
5115           << Context.getTypeDeclType(Spec);
5116       } else {
5117         // We should have found something, but didn't.
5118         llvm_unreachable("Unable to find instantiation of declaration!");
5119       }
5120     }
5121
5122     D = Result;
5123   }
5124
5125   return D;
5126 }
5127
5128 /// \brief Performs template instantiation for all implicit template
5129 /// instantiations we have seen until this point.
5130 void Sema::PerformPendingInstantiations(bool LocalOnly) {
5131   while (!PendingLocalImplicitInstantiations.empty() ||
5132          (!LocalOnly && !PendingInstantiations.empty())) {
5133     PendingImplicitInstantiation Inst;
5134
5135     if (PendingLocalImplicitInstantiations.empty()) {
5136       Inst = PendingInstantiations.front();
5137       PendingInstantiations.pop_front();
5138     } else {
5139       Inst = PendingLocalImplicitInstantiations.front();
5140       PendingLocalImplicitInstantiations.pop_front();
5141     }
5142
5143     // Instantiate function definitions
5144     if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(Inst.first)) {
5145       bool DefinitionRequired = Function->getTemplateSpecializationKind() ==
5146                                 TSK_ExplicitInstantiationDefinition;
5147       InstantiateFunctionDefinition(/*FIXME:*/Inst.second, Function, true,
5148                                     DefinitionRequired, true);
5149       continue;
5150     }
5151
5152     // Instantiate variable definitions
5153     VarDecl *Var = cast<VarDecl>(Inst.first);
5154
5155     assert((Var->isStaticDataMember() ||
5156             isa<VarTemplateSpecializationDecl>(Var)) &&
5157            "Not a static data member, nor a variable template"
5158            " specialization?");
5159
5160     // Don't try to instantiate declarations if the most recent redeclaration
5161     // is invalid.
5162     if (Var->getMostRecentDecl()->isInvalidDecl())
5163       continue;
5164
5165     // Check if the most recent declaration has changed the specialization kind
5166     // and removed the need for implicit instantiation.
5167     switch (Var->getMostRecentDecl()->getTemplateSpecializationKind()) {
5168     case TSK_Undeclared:
5169       llvm_unreachable("Cannot instantitiate an undeclared specialization.");
5170     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
5171     case TSK_ExplicitSpecialization:
5172       continue;  // No longer need to instantiate this type.
5173     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
5174       // We only need an instantiation if the pending instantiation *is* the
5175       // explicit instantiation.
5176       if (Var != Var->getMostRecentDecl()) continue;
5177     case TSK_ImplicitInstantiation:
5178       break;
5179     }
5180
5181     PrettyDeclStackTraceEntry CrashInfo(*this, Var, SourceLocation(),
5182                                         "instantiating variable definition");
5183     bool DefinitionRequired = Var->getTemplateSpecializationKind() ==
5184                               TSK_ExplicitInstantiationDefinition;
5185
5186     // Instantiate static data member definitions or variable template
5187     // specializations.
5188     InstantiateVariableDefinition(/*FIXME:*/ Inst.second, Var, true,
5189                                   DefinitionRequired, true);
5190   }
5191 }
5192
5193 void Sema::PerformDependentDiagnostics(const DeclContext *Pattern,
5194                        const MultiLevelTemplateArgumentList &TemplateArgs) {
5195   for (auto DD : Pattern->ddiags()) {
5196     switch (DD->getKind()) {
5197     case DependentDiagnostic::Access:
5198       HandleDependentAccessCheck(*DD, TemplateArgs);
5199       break;
5200     }
5201   }
5202 }