test/SemaCXX/constant-expression-cxx1y.cpp

   1 // RUN: %clang_cc1 -std=c++1y -verify %s -fcxx-exceptions -triple=x86_64-linux-gnu
   2
   3 struct S {
   4   // dummy ctor to make this a literal type
   5   constexpr S(int);
   6
   7   S();
   8
   9   int arr[10];
  10
  11   constexpr int &get(int n) { return arr[n]; }
  12   constexpr const int &get(int n) const { return arr[n]; }
  13 };
  14
  15 S s = S();
  16 const S &sr = s;
  17 static_assert(&s.get(4) - &sr.get(2) == 2, "");
  18
  19 // Compound-statements can be used in constexpr functions.
  20 constexpr int e() {{{{}} return 5; }}
  21 static_assert(e() == 5, "");
  22
  23 // Types can be defined in constexpr functions.
  24 constexpr int f() {
  25   enum E { e1, e2, e3 };
  26
  27   struct S {
  28     constexpr S(E e) : e(e) {}
  29     constexpr int get() { return e; }
  30     E e;
  31   };
  32
  33   return S(e2).get();
  34 }
  35 static_assert(f() == 1, "");
  36
  37 // Variables can be declared in constexpr functions.
  38 constexpr int g(int k) {
  39   const int n = 9;
  40   int k2 = k * k;
  41   int k3 = k2 * k;
  42   return 3 * k3 + 5 * k2 + n * k - 20;
  43 }
  44 static_assert(g(2) == 42, "");
  45 constexpr int h(int n) {
  46   static const int m = n; // expected-error {{static variable not permitted in a constexpr function}}
  47   return m;
  48 }
  49 constexpr int i(int n) {
  50   thread_local const int m = n; // expected-error {{thread_local variable not permitted in a constexpr function}}
  51   return m;
  52 }
  53
  54 // if-statements can be used in constexpr functions.
  55 constexpr int j(int k) {
  56   if (k == 5)
  57     return 1;
  58   if (k == 1)
  59     return 5;
  60   else {
  61     if (int n = 2 * k - 4) {
  62       return n + 1;
  63       return 2;
  64     }
  65   }
  66 } // expected-note 2{{control reached end of constexpr function}}
  67 static_assert(j(0) == -3, "");
  68 static_assert(j(1) == 5, "");
  69 static_assert(j(2), ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call to 'j(2)'}}
  70 static_assert(j(3) == 3, "");
  71 static_assert(j(4) == 5, "");
  72 static_assert(j(5) == 1, "");
  73
  74 // There can be 0 return-statements.
  75 constexpr void k() {
  76 }
  77
  78 // If the return type is not 'void', no return statements => never a constant
  79 // expression, so still diagnose that case.
  80 [[noreturn]] constexpr int fn() { // expected-error {{no return statement in constexpr function}}
  81   fn();
  82 }
  83
  84 // We evaluate the body of a constexpr constructor, to check for side-effects.
  85 struct U {
  86   constexpr U(int n) {
  87     if (j(n)) {} // expected-note {{in call to 'j(2)'}}
  88   }
  89 };
  90 constexpr U u1{1};
  91 constexpr U u2{2}; // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call to 'U(2)'}}
  92
  93 // We allow expression-statements.
  94 constexpr int l(bool b) {
  95   if (b)
  96     throw "invalid value for b!"; // expected-note {{subexpression not valid}}
  97   return 5;
  98 }
  99 static_assert(l(false) == 5, "");
 100 static_assert(l(true), ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call to 'l(true)'}}
 101
 102 // Potential constant expression checking is still applied where possible.
 103 constexpr int htonl(int x) { // expected-error {{never produces a constant expression}}
 104   typedef unsigned char uchar;
 105   uchar arr[4] = { uchar(x >> 24), uchar(x >> 16), uchar(x >> 8), uchar(x) };
 106   return *reinterpret_cast<int*>(arr); // expected-note {{reinterpret_cast is not allowed in a constant expression}}
 107 }
 108
 109 constexpr int maybe_htonl(bool isBigEndian, int x) {
 110   if (isBigEndian)
 111     return x;
 112
 113   typedef unsigned char uchar;
 114   uchar arr[4] = { uchar(x >> 24), uchar(x >> 16), uchar(x >> 8), uchar(x) };
 115   return *reinterpret_cast<int*>(arr); // expected-note {{reinterpret_cast is not allowed in a constant expression}}
 116 }
 117
 118 constexpr int swapped = maybe_htonl(false, 123); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 119
 120 namespace NS {
 121   constexpr int n = 0;
 122 }
 123 constexpr int namespace_alias() {
 124   namespace N = NS;
 125   return N::n;
 126 }
 127
 128 namespace assign {
 129   constexpr int a = 0;
 130   const int b = 0;
 131   int c = 0; // expected-note {{here}}
 132
 133   constexpr void set(const int &a, int b) {
 134     const_cast<int&>(a) = b; // expected-note 3{{constant expression cannot modify an object that is visible outside that expression}}
 135   }
 136   constexpr int wrap(int a, int b) {
 137     set(a, b);
 138     return a;
 139   }
 140
 141   static_assert((set(a, 1), a) == 1, ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call to 'set(a, 1)'}}
 142   static_assert((set(b, 1), b) == 1, ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call to 'set(b, 1)'}}
 143   static_assert((set(c, 1), c) == 1, ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call to 'set(c, 1)'}}
 144
 145   static_assert(wrap(a, 1) == 1, "");
 146   static_assert(wrap(b, 1) == 1, "");
 147   static_assert(wrap(c, 1) == 1, ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{read of non-const variable 'c'}}
 148 }
 149
 150 namespace string_assign {
 151   template<typename T>
 152   constexpr void swap(T &a, T &b) {
 153     T tmp = a;
 154     a = b;
 155     b = tmp;
 156   }
 157   template<typename Iterator>
 158   constexpr void reverse(Iterator begin, Iterator end) {
 159     while (begin != end && begin != --end)
 160       swap(*begin++, *end);
 161   }
 162   template<typename Iterator1, typename Iterator2>
 163   constexpr bool equal(Iterator1 a, Iterator1 ae, Iterator2 b, Iterator2 be) {
 164     while (a != ae && b != be)
 165       if (*a++ != *b++)
 166         return false;
 167     return a == ae && b == be;
 168   }
 169   constexpr bool test1(int n) {
 170     char stuff[100] = "foobarfoo";
 171     const char stuff2[100] = "oofraboof";
 172     reverse(stuff, stuff + n); // expected-note {{cannot refer to element 101 of array of 100 elements}}
 173     return equal(stuff, stuff + n, stuff2, stuff2 + n);
 174   }
 175   static_assert(!test1(1), "");
 176   static_assert(test1(3), "");
 177   static_assert(!test1(6), "");
 178   static_assert(test1(9), "");
 179   static_assert(!test1(100), "");
 180   static_assert(!test1(101), ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call to 'test1(101)'}}
 181
 182   constexpr void f() { // expected-error{{constexpr function never produces a constant expression}} expected-note@+2{{assignment to dereferenced one-past-the-end pointer is not allowed in a constant expression}}
 183     char foo[10] = { "z" }; // expected-note {{here}}
 184     foo[10] = 'x'; // expected-warning {{past the end}}
 185   }
 186 }
 187
 188 namespace array_resize {
 189   constexpr int do_stuff(int k1, int k2) {
 190     int arr[1234] = { 1, 2, 3, 4 };
 191     arr[k1] = 5; // expected-note {{past-the-end}} expected-note {{cannot refer to element 1235}} expected-note {{cannot refer to element -1}}
 192     return arr[k2];
 193   }
 194   static_assert(do_stuff(1, 2) == 3, "");
 195   static_assert(do_stuff(0, 0) == 5, "");
 196   static_assert(do_stuff(1233, 1233) == 5, "");
 197   static_assert(do_stuff(1233, 0) == 1, "");
 198   static_assert(do_stuff(1234, 0) == 1, ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 199   static_assert(do_stuff(1235, 0) == 1, ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 200   static_assert(do_stuff(-1, 0) == 1, ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 201 }
 202
 203 namespace potential_const_expr {
 204   constexpr void set(int &n) { n = 1; }
 205   constexpr int div_zero_1() { int z = 0; set(z); return 100 / z; } // no error
 206   constexpr int div_zero_2() { // expected-error {{never produces a constant expression}}
 207     int z = 0;
 208     return 100 / (set(z), 0); // expected-note {{division by zero}}
 209   }
 210   int n; // expected-note {{declared here}}
 211   constexpr int ref() { // expected-error {{never produces a constant expression}}
 212     int &r = n;
 213     return r; // expected-note {{read of non-const variable 'n'}}
 214   }
 215 }
 216
 217 namespace subobject {
 218   union A { constexpr A() : y(5) {} int x, y; };
 219   struct B { A a; };
 220   struct C : B {};
 221   union D { constexpr D() : c() {} constexpr D(int n) : n(n) {} C c; int n; };
 222   constexpr void f(D &d) {
 223     d.c.a.y = 3;
 224     // expected-note@-1 {{cannot modify an object that is visible outside}}
 225     // expected-note@-2 {{assignment to member 'c' of union with active member 'n'}}
 226   }
 227   constexpr bool check(D &d) { return d.c.a.y == 3; }
 228
 229   constexpr bool g() { D d; f(d); return d.c.a.y == 3; }
 230   static_assert(g(), "");
 231
 232   D d;
 233   constexpr bool h() { f(d); return check(d); } // expected-note {{in call}}
 234   static_assert(h(), ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 235
 236   constexpr bool i() { D d(0); f(d); return check(d); } // expected-note {{in call}}
 237   static_assert(i(), ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 238
 239   constexpr bool j() { D d; d.c.a.x = 3; return check(d); } // expected-note {{assignment to member 'x' of union with active member 'y'}}
 240   static_assert(j(), ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 241 }
 242
 243 namespace lifetime {
 244   constexpr int &&id(int &&n) { return static_cast<int&&>(n); }
 245   constexpr int &&dead() { return id(0); } // expected-note {{temporary created here}}
 246   constexpr int bad() { int &&n = dead(); n = 1; return n; } // expected-note {{assignment to temporary whose lifetime has ended}}
 247   static_assert(bad(), ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 248 }
 249
 250 namespace const_modify {
 251   constexpr int modify(int &n) { return n = 1; } // expected-note 2 {{modification of object of const-qualified type 'const int'}}
 252   constexpr int test1() { int k = 0; return modify(k); }
 253   constexpr int test2() { const int k = 0; return modify(const_cast<int&>(k)); } // expected-note 2 {{in call}}
 254   static_assert(test1() == 1, "");
 255   static_assert(test2() == 1, ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 256   constexpr int i = test2(); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 257 }
 258
 259 namespace null {
 260   constexpr int test(int *p) {
 261     return *p = 123; // expected-note {{assignment to dereferenced null pointer}}
 262   }
 263   static_assert(test(0), ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 264 }
 265
 266 namespace incdec {
 267   template<typename T> constexpr T &ref(T &&r) { return r; }
 268   template<typename T> constexpr T postinc(T &&r) { return (r++, r); }
 269   template<typename T> constexpr T postdec(T &&r) { return (r--, r); }
 270
 271   static_assert(++ref(0) == 1, "");
 272   static_assert(ref(0)++ == 0, "");
 273   static_assert(postinc(0) == 1, "");
 274   static_assert(--ref(0) == -1, "");
 275   static_assert(ref(0)-- == 0, "");
 276   static_assert(postdec(0) == -1, "");
 277
 278   constexpr int overflow_int_inc_1 = ref(0x7fffffff)++; // expected-error {{constant}} expected-note {{2147483648}}
 279   constexpr int overflow_int_inc_1_ok = ref(0x7ffffffe)++;
 280   constexpr int overflow_int_inc_2 = ++ref(0x7fffffff); // expected-error {{constant}} expected-note {{2147483648}}
 281   constexpr int overflow_int_inc_2_ok = ++ref(0x7ffffffe);
 282
 283   // inc/dec on short can't overflow because we promote to int first
 284   static_assert(++ref<short>(0x7fff) == (int)0xffff8000u, "");
 285   static_assert(--ref<short>(0x8000) == 0x7fff, "");
 286
 287   // inc on bool sets to true
 288   static_assert(++ref(false), ""); // expected-warning {{deprecated}}
 289   static_assert(++ref(true), ""); // expected-warning {{deprecated}}
 290
 291   int arr[10];
 292   static_assert(++ref(&arr[0]) == &arr[1], "");
 293   static_assert(++ref(&arr[9]) == &arr[10], "");
 294   static_assert(++ref(&arr[10]) == &arr[11], ""); // expected-error {{constant}} expected-note {{cannot refer to element 11}}
 295   static_assert(ref(&arr[0])++ == &arr[0], "");
 296   static_assert(ref(&arr[10])++ == &arr[10], ""); // expected-error {{constant}} expected-note {{cannot refer to element 11}}
 297   static_assert(postinc(&arr[0]) == &arr[1], "");
 298   static_assert(--ref(&arr[10]) == &arr[9], "");
 299   static_assert(--ref(&arr[1]) == &arr[0], "");
 300   static_assert(--ref(&arr[0]) != &arr[0], ""); // expected-error {{constant}} expected-note {{cannot refer to element -1}}
 301   static_assert(ref(&arr[1])-- == &arr[1], "");
 302   static_assert(ref(&arr[0])-- == &arr[0], ""); // expected-error {{constant}} expected-note {{cannot refer to element -1}}
 303   static_assert(postdec(&arr[1]) == &arr[0], "");
 304
 305   int x;
 306   static_assert(++ref(&x) == &x + 1, "");
 307
 308   static_assert(++ref(0.0) == 1.0, "");
 309   static_assert(ref(0.0)++ == 0.0, "");
 310   static_assert(postinc(0.0) == 1.0, "");
 311   static_assert(--ref(0.0) == -1.0, "");
 312   static_assert(ref(0.0)-- == 0.0, "");
 313   static_assert(postdec(0.0) == -1.0, "");
 314
 315   static_assert(++ref(1e100) == 1e100, "");
 316   static_assert(--ref(1e100) == 1e100, "");
 317
 318   union U {
 319     int a, b;
 320   };
 321   constexpr int f(U u) {
 322     return ++u.b; // expected-note {{increment of member 'b' of union with active member 'a'}}
 323   }
 324   constexpr int wrong_member = f({0}); // expected-error {{constant}} expected-note {{in call to 'f({.a = 0})'}}
 325   constexpr int vol = --ref<volatile int>(0); // expected-error {{constant}} expected-note {{decrement of volatile-qualified}}
 326
 327   constexpr int incr(int k) {
 328     int x = k;
 329     if (x++ == 100)
 330       return x;
 331     return incr(x);
 332   }
 333   static_assert(incr(0) == 101, "");
 334 }
 335
 336 namespace compound_assign {
 337   constexpr bool test_int() {
 338     int a = 3;
 339     a += 6;
 340     if (a != 9) return false;
 341     a -= 2;
 342     if (a != 7) return false;
 343     a *= 3;
 344     if (a != 21) return false;
 345     if (&(a /= 10) != &a) return false;
 346     if (a != 2) return false;
 347     a <<= 3;
 348     if (a != 16) return false;
 349     a %= 6;
 350     if (a != 4) return false;
 351     a >>= 1;
 352     if (a != 2) return false;
 353     a ^= 10;
 354     if (a != 8) return false;
 355     a |= 5;
 356     if (a != 13) return false;
 357     a &= 14;
 358     if (a != 12) return false;
 359     return true;
 360   }
 361   static_assert(test_int(), "");
 362
 363   constexpr bool test_float() {
 364     float f = 123.;
 365     f *= 2;
 366     if (f != 246.) return false;
 367     if ((f -= 0.5) != 245.5) return false;
 368     if (f != 245.5) return false;
 369     f /= 0.5;
 370     if (f != 491.) return false;
 371     f += -40;
 372     if (f != 451.) return false;
 373     return true;
 374   }
 375   static_assert(test_float(), "");
 376
 377   constexpr bool test_ptr() {
 378     int arr[123] = {};
 379     int *p = arr;
 380     if ((p += 4) != &arr[4]) return false;
 381     if (p != &arr[4]) return false;
 382     p += -1;
 383     if (p != &arr[3]) return false;
 384     if ((p -= -10) != &arr[13]) return false;
 385     if (p != &arr[13]) return false;
 386     p -= 11;
 387     if (p != &arr[2]) return false;
 388     return true;
 389   }
 390   static_assert(test_ptr(), "");
 391
 392   template<typename T>
 393   constexpr bool test_overflow() {
 394     T a = 1;
 395     while (a != a / 2)
 396       a *= 2; // expected-note {{value 2147483648 is outside the range}} expected-note {{ 9223372036854775808 }} expected-note {{floating point arithmetic produces an infinity}}
 397     return true;
 398   }
 399
 400   static_assert(test_overflow<int>(), ""); // expected-error {{constant}} expected-note {{call}}
 401   static_assert(test_overflow<unsigned>(), ""); // ok, unsigned overflow is defined
 402   static_assert(test_overflow<short>(), ""); // ok, short is promoted to int before multiplication
 403   static_assert(test_overflow<unsigned short>(), ""); // ok
 404   static_assert(test_overflow<unsigned long long>(), ""); // ok
 405   static_assert(test_overflow<long long>(), ""); // expected-error {{constant}} expected-note {{call}}
 406   static_assert(test_overflow<float>(), ""); // expected-error {{constant}} expected-note {{call}}
 407
 408   constexpr short test_promotion(short k) {
 409     short s = k;
 410     s *= s;
 411     return s;
 412   }
 413   static_assert(test_promotion(100) == 10000, "");
 414   static_assert(test_promotion(200) == -25536, "");
 415   static_assert(test_promotion(256) == 0, "");
 416
 417   constexpr const char *test_bounds(const char *p, int o) {
 418     return p += o; // expected-note {{element 5 of}} expected-note {{element -1 of}} expected-note {{element 1000 of}}
 419   }
 420   static_assert(test_bounds("foo", 0)[0] == 'f', "");
 421   static_assert(test_bounds("foo", 3)[0] == 0, "");
 422   static_assert(test_bounds("foo", 4)[-3] == 'o', "");
 423   static_assert(test_bounds("foo" + 4, -4)[0] == 'f', "");
 424   static_assert(test_bounds("foo", 5) != 0, ""); // expected-error {{constant}} expected-note {{call}}
 425   static_assert(test_bounds("foo", -1) != 0, ""); // expected-error {{constant}} expected-note {{call}}
 426   static_assert(test_bounds("foo", 1000) != 0, ""); // expected-error {{constant}} expected-note {{call}}
 427 }
 428
 429 namespace loops {
 430   constexpr int fib_loop(int a) {
 431     int f_k = 0, f_k_plus_one = 1;
 432     for (int k = 1; k != a; ++k) {
 433       int f_k_plus_two = f_k + f_k_plus_one;
 434       f_k = f_k_plus_one;
 435       f_k_plus_one = f_k_plus_two;
 436     }
 437     return f_k_plus_one;
 438   }
 439   static_assert(fib_loop(46) == 1836311903, "");
 440
 441   constexpr bool breaks_work() {
 442     int a = 0;
 443     for (int n = 0; n != 100; ++n) {
 444       ++a;
 445       if (a == 5) continue;
 446       if ((a % 5) == 0) break;
 447     }
 448
 449     int b = 0;
 450     while (b != 17) {
 451       ++b;
 452       if (b == 6) continue;
 453       if ((b % 6) == 0) break;
 454     }
 455
 456     int c = 0;
 457     do {
 458       ++c;
 459       if (c == 7) continue;
 460       if ((c % 7) == 0) break;
 461     } while (c != 21);
 462
 463     return a == 10 && b == 12 && c == 14;
 464   }
 465   static_assert(breaks_work(), "");
 466
 467   void not_constexpr();
 468   constexpr bool no_cont_after_break() {
 469     for (;;) {
 470       break;
 471       not_constexpr();
 472     }
 473     while (true) {
 474       break;
 475       not_constexpr();
 476     }
 477     do {
 478       break;
 479       not_constexpr();
 480     } while (true);
 481     return true;
 482   }
 483   static_assert(no_cont_after_break(), "");
 484
 485   constexpr bool cond() {
 486     for (int a = 1; bool b = a != 3; ++a) {
 487       if (!b)
 488         return false;
 489     }
 490     while (bool b = true) {
 491       b = false;
 492       break;
 493     }
 494     return true;
 495   }
 496   static_assert(cond(), "");
 497
 498   constexpr int range_for() {
 499     int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
 500     int sum = 0;
 501     for (int x : arr)
 502       sum += x;
 503     return sum;
 504   }
 505   static_assert(range_for() == 15, "");
 506
 507   template<int...N> struct ints {};
 508   template<typename A, typename B> struct join_ints;
 509   template<int...As, int...Bs> struct join_ints<ints<As...>, ints<Bs...>> {
 510     using type = ints<As..., sizeof...(As) + Bs...>;
 511   };
 512   template<unsigned N> struct make_ints {
 513     using type = typename join_ints<typename make_ints<N/2>::type, typename make_ints<(N+1)/2>::type>::type;
 514   };
 515   template<> struct make_ints<0> { using type = ints<>; };
 516   template<> struct make_ints<1> { using type = ints<0>; };
 517
 518   struct ignore { template<typename ...Ts> constexpr ignore(Ts &&...) {} };
 519
 520   template<typename T, unsigned N> struct array {
 521     constexpr array() : arr{} {}
 522     template<typename ...X>
 523     constexpr array(X ...x) : arr{} {
 524       init(typename make_ints<sizeof...(X)>::type{}, x...);
 525     }
 526     template<int ...I, typename ...X> constexpr void init(ints<I...>, X ...x) {
 527       ignore{arr[I] = x ...};
 528     }
 529     T arr[N];
 530     struct iterator {
 531       T *p;
 532       constexpr explicit iterator(T *p) : p(p) {}
 533       constexpr bool operator!=(iterator o) { return p != o.p; }
 534       constexpr iterator &operator++() { ++p; return *this; }
 535       constexpr T &operator*() { return *p; }
 536     };
 537     constexpr iterator begin() { return iterator(arr); }
 538     constexpr iterator end() { return iterator(arr + N); }
 539   };
 540
 541   constexpr int range_for_2() {
 542     array<int, 5> arr { 1, 2, 3, 4, 5 };
 543     int sum = 0;
 544     for (int k : arr) {
 545       sum += k;
 546       if (sum > 8) break;
 547     }
 548     return sum;
 549   }
 550   static_assert(range_for_2() == 10, "");
 551 }
 552
 553 namespace assignment_op {
 554   struct A {
 555     constexpr A() : n(5) {}
 556     int n;
 557     struct B {
 558       int k = 1;
 559       union U {
 560         constexpr U() : y(4) {}
 561         int x;
 562         int y;
 563       } u;
 564     } b;
 565   };
 566   constexpr bool testA() {
 567     A a, b;
 568     a.n = 7;
 569     a.b.u.y = 5;
 570     b = a;
 571     return b.n == 7 && b.b.u.y == 5 && b.b.k == 1;
 572   }
 573   static_assert(testA(), "");
 574
 575   struct B {
 576     bool assigned = false;
 577     constexpr B &operator=(const B&) {
 578       assigned = true;
 579       return *this;
 580     }
 581   };
 582   struct C : B {
 583     B b;
 584     int n = 5;
 585   };
 586   constexpr bool testC() {
 587     C c, d;
 588     c.n = 7;
 589     d = c;
 590     c.n = 3;
 591     return d.n == 7 && d.assigned && d.b.assigned;
 592   }
 593   static_assert(testC(), "");
 594 }
 595
 596 namespace switch_stmt {
 597   constexpr int f(char k) {
 598     bool b = false;
 599     int z = 6;
 600     switch (k) {
 601       return -1;
 602     case 0:
 603       if (false) {
 604       case 1:
 605         z = 1;
 606         for (; b;) {
 607           return 5;
 608           while (0)
 609             case 2: return 2;
 610           case 7: z = 7;
 611           do case 6: {
 612             return z;
 613             if (false)
 614               case 3: return 3;
 615             case 4: z = 4;
 616           } while (1);
 617           case 5: b = true;
 618           case 9: z = 9;
 619         }
 620         return z;
 621       } else if (false) case 8: z = 8;
 622       else if (false) {
 623       case 10:
 624         z = -10;
 625         break;
 626       }
 627       else z = 0;
 628       return z;
 629     default:
 630       return -1;
 631     }
 632     return -z;
 633   }
 634   static_assert(f(0) == 0, "");
 635   static_assert(f(1) == 1, "");
 636   static_assert(f(2) == 2, "");
 637   static_assert(f(3) == 3, "");
 638   static_assert(f(4) == 4, "");
 639   static_assert(f(5) == 5, "");
 640   static_assert(f(6) == 6, "");
 641   static_assert(f(7) == 7, "");
 642   static_assert(f(8) == 8, "");
 643   static_assert(f(9) == 9, "");
 644   static_assert(f(10) == 10, "");
 645
 646   // Check that we can continue an outer loop from within a switch.
 647   constexpr bool contin() {
 648     for (int n = 0; n != 10; ++n) {
 649       switch (n) {
 650       case 0:
 651         ++n;
 652         continue;
 653       case 1:
 654         return false;
 655       case 2:
 656         return true;
 657       }
 658     }
 659     return false;
 660   }
 661   static_assert(contin(), "");
 662
 663   constexpr bool switch_into_for() {
 664     int n = 0;
 665     switch (n) {
 666       for (; n == 1; ++n) {
 667         return n == 1;
 668       case 0: ;
 669       }
 670     }
 671     return false;
 672   }
 673   static_assert(switch_into_for(), "");
 674
 675   constexpr void duff_copy(char *a, const char *b, int n) {
 676     switch ((n - 1) % 8 + 1) {
 677       for ( ; n; n = (n - 1) & ~7) {
 678       case 8: a[n-8] = b[n-8];
 679       case 7: a[n-7] = b[n-7];
 680       case 6: a[n-6] = b[n-6];
 681       case 5: a[n-5] = b[n-5];
 682       case 4: a[n-4] = b[n-4];
 683       case 3: a[n-3] = b[n-3];
 684       case 2: a[n-2] = b[n-2];
 685       case 1: a[n-1] = b[n-1];
 686       }
 687       case 0: ;
 688     }
 689   }
 690
 691   constexpr bool test_copy(const char *str, int n) {
 692     char buffer[16] = {};
 693     duff_copy(buffer, str, n);
 694     for (int i = 0; i != sizeof(buffer); ++i)
 695       if (buffer[i] != (i < n ? str[i] : 0))
 696         return false;
 697     return true;
 698   }
 699   static_assert(test_copy("foo", 0), "");
 700   static_assert(test_copy("foo", 1), "");
 701   static_assert(test_copy("foo", 2), "");
 702   static_assert(test_copy("hello world", 0), "");
 703   static_assert(test_copy("hello world", 7), "");
 704   static_assert(test_copy("hello world", 8), "");
 705   static_assert(test_copy("hello world", 9), "");
 706   static_assert(test_copy("hello world", 10), "");
 707   static_assert(test_copy("hello world", 10), "");
 708 }
 709
 710 namespace deduced_return_type {
 711   constexpr auto f() { return 0; }
 712   template<typename T> constexpr auto g(T t) { return t; }
 713   static_assert(f() == 0, "");
 714   static_assert(g(true), "");
 715 }
 716
 717 namespace modify_temporary_during_construction {
 718   struct A { int &&temporary; int x; int y; };
 719   constexpr int f(int &r) { r *= 9; return r - 12; }
 720   constexpr A a = { 6, f(a.temporary), a.temporary }; // expected-note {{temporary created here}}
 721   static_assert(a.x == 42, "");
 722   static_assert(a.y == 54, "");
 723   constexpr int k = a.temporary++; // expected-error {{constant expression}} expected-note {{outside the expression that created the temporary}}
 724 }
 725
 726 namespace std {
 727   typedef decltype(sizeof(int)) size_t;
 728
 729   template <class _E>
 730   class initializer_list
 731   {
 732     const _E* __begin_;
 733     size_t    __size_;
 734
 735     constexpr initializer_list(const _E* __b, size_t __s)
 736       : __begin_(__b),
 737         __size_(__s)
 738     {}
 739
 740   public:
 741     typedef _E        value_type;
 742     typedef const _E& reference;
 743     typedef const _E& const_reference;
 744     typedef size_t    size_type;
 745
 746     typedef const _E* iterator;
 747     typedef const _E* const_iterator;
 748
 749     constexpr initializer_list() : __begin_(nullptr), __size_(0) {}
 750
 751     constexpr size_t    size()  const {return __size_;}
 752     constexpr const _E* begin() const {return __begin_;}
 753     constexpr const _E* end()   const {return __begin_ + __size_;}
 754   };
 755 }
 756
 757 namespace InitializerList {
 758   constexpr int sum(std::initializer_list<int> ints) {
 759     int total = 0;
 760     for (int n : ints) total += n;
 761     return total;
 762   }
 763   static_assert(sum({1, 2, 3, 4, 5}) == 15, "");
 764 }
 765
 766 namespace StmtExpr {
 767   constexpr int f(int k) {
 768     switch (k) {
 769     case 0:
 770       return 0;
 771
 772       ({
 773         case 1: // expected-note {{not supported}}
 774           return 1;
 775       });
 776     }
 777   }
 778   static_assert(f(1) == 1, ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 779
 780   constexpr int g() { // expected-error {{never produces a constant}}
 781     return ({ int n; n; }); // expected-note {{object of type 'int' is not initialized}}
 782   }
 783
 784   // FIXME: We should handle the void statement expression case.
 785   constexpr int h() { // expected-error {{never produces a constant}}
 786     ({ if (true) {} }); // expected-note {{not supported}}
 787     return 0;
 788   }
 789 }
 790
 791 namespace VirtualFromBase {
 792   struct S1 {
 793     virtual int f() const;
 794   };
 795   struct S2 {
 796     virtual int f();
 797   };
 798   template <typename T> struct X : T {
 799     constexpr X() {}
 800     double d = 0.0;
 801     constexpr int f() { return sizeof(T); }
 802   };
 803
 804   // Non-virtual f(), OK.
 805   constexpr X<X<S1>> xxs1;
 806   constexpr X<S1> *p = const_cast<X<X<S1>>*>(&xxs1);
 807   static_assert(p->f() == sizeof(S1), "");
 808
 809   // Virtual f(), not OK.
 810   constexpr X<X<S2>> xxs2;
 811   constexpr X<S2> *q = const_cast<X<X<S2>>*>(&xxs2);
 812   static_assert(q->f() == sizeof(X<S2>), ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{virtual function call}}
 813 }
 814
 815 namespace Lifetime {
 816   constexpr int &get(int &&r) { return r; }
 817   constexpr int f() {
 818     int &r = get(123);
 819     return r; // expected-note {{read of object outside its lifetime}}
 820   }
 821   static_assert(f() == 123, ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 822
 823   constexpr int g() {
 824     int *p = 0;
 825     {
 826       int n = 0;
 827       p = &n;
 828       n = 42;
 829     }
 830     *p = 123; // expected-note {{assignment to object outside its lifetime}}
 831     return *p;
 832   }
 833   static_assert(g() == 42, ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 834
 835   constexpr int h(int n) {
 836     int *p[4] = {};
 837     int &&r = 1;
 838     p[0] = &r;
 839     while (int a = 1) {
 840       p[1] = &a;
 841       for (int b = 1; int c = 1; ) {
 842         p[2] = &b, p[3] = &c;
 843         break;
 844       }
 845       break;
 846     }
 847     *p[n] = 0; // expected-note 3{{assignment to object outside its lifetime}}
 848     return *p[n];
 849   }
 850   static_assert(h(0) == 0, ""); // ok, lifetime-extended
 851   static_assert(h(1) == 0, ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 852   static_assert(h(2) == 0, ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 853   static_assert(h(3) == 0, ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 854
 855   constexpr void lifetime_versus_loops() {
 856     int *p = 0;
 857     for (int i = 0; i != 2; ++i) {
 858       int *q = p;
 859       int n = 0;
 860       p = &n;
 861       if (i)
 862         // This modifies the 'n' from the previous iteration of the loop outside
 863         // its lifetime.
 864         ++*q; // expected-note {{increment of object outside its lifetime}}
 865     }
 866   }
 867   static_assert((lifetime_versus_loops(), true), ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 868 }
 869
 870 namespace Bitfields {
 871   struct A {
 872     bool b : 1;
 873     int n : 4;
 874     unsigned u : 5;
 875   };
 876   constexpr bool test() {
 877     A a {};
 878     a.b += 2;
 879     --a.n;
 880     --a.u;
 881     a.n = -a.n * 3;
 882     return a.b == false && a.n == 3 && a.u == 31;
 883   }
 884   static_assert(test(), "");
 885 }
 886
 887 namespace PR17615 {
 888   struct A {
 889     int &&r;
 890     constexpr A(int &&r) : r(static_cast<int &&>(r)) {}
 891     constexpr A() : A(0) {
 892       (void)+r; // expected-note {{outside its lifetime}}
 893     }
 894   };
 895   constexpr int k = A().r; // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call to}}
 896 }
 897
 898 namespace PR17331 {
 899   template<typename T, unsigned int N>
 900   constexpr T sum(const T (&arr)[N]) {
 901     T result = 0;
 902     for (T i : arr)
 903       result += i;
 904     return result;
 905   }
 906
 907   constexpr int ARR[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
 908   static_assert(sum(ARR) == 15, "");
 909 }
 910
 911 namespace EmptyClass {
 912   struct E1 {} e1;
 913   union E2 {} e2; // expected-note 4{{here}}
 914   struct E3 : E1 {} e3;
 915
 916   template<typename E>
 917   constexpr int f(E &a, int kind) {
 918     switch (kind) {
 919     case 0: { E e(a); return 0; } // expected-note {{read}} expected-note {{in call}}
 920     case 1: { E e(static_cast<E&&>(a)); return 0; } // expected-note {{read}} expected-note {{in call}}
 921     case 2: { E e; e = a; return 0; } // expected-note {{read}} expected-note {{in call}}
 922     case 3: { E e; e = static_cast<E&&>(a); return 0; } // expected-note {{read}} expected-note {{in call}}
 923     }
 924   }
 925   constexpr int test1 = f(e1, 0);
 926   constexpr int test2 = f(e2, 0); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 927   constexpr int test3 = f(e3, 0);
 928   constexpr int test4 = f(e1, 1);
 929   constexpr int test5 = f(e2, 1); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 930   constexpr int test6 = f(e3, 1);
 931   constexpr int test7 = f(e1, 2);
 932   constexpr int test8 = f(e2, 2); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 933   constexpr int test9 = f(e3, 2);
 934   constexpr int testa = f(e1, 3);
 935   constexpr int testb = f(e2, 3); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{in call}}
 936   constexpr int testc = f(e3, 3);
 937 }
 938
 939 namespace SpeculativeEvalWrites {
 940   // Ensure that we don't try to speculatively evaluate writes.
 941   constexpr int f() {
 942     int i = 0;
 943     int a = 0;
 944     // __builtin_object_size speculatively evaluates its first argument.
 945     __builtin_object_size((i = 1, &a), 0);
 946     return i;
 947   }
 948
 949   static_assert(!f(), "");
 950 }
 951
 952 namespace PR27989 {
 953   constexpr int f(int n) {
 954     int a = (n = 1, 0);
 955     return n;
 956   }
 957   static_assert(f(0) == 1, "");
 958 }
 959
 960 namespace const_char {
 961 template <int N>
 962 constexpr int sum(const char (&Arr)[N]) {
 963   int S = 0;
 964   for (unsigned I = 0; I != N; ++I)
 965     S += Arr[I]; // expected-note 2{{read of non-constexpr variable 'Cs' is not allowed}}
 966   return S;
 967 }
 968
 969 // As an extension, we support evaluating some things that are `const` as though
 970 // they were `constexpr` when folding, but it should not be allowed in normal
 971 // constexpr evaluation.
 972 const char Cs[] = {'a', 'b'};
 973 void foo() __attribute__((enable_if(sum(Cs) == 'a' + 'b', "")));
 974 void run() { foo(); }
 975
 976 static_assert(sum(Cs) == 'a' + 'b', ""); // expected-error{{not an integral constant expression}} expected-note{{in call to 'sum(Cs)'}}
 977 constexpr int S = sum(Cs); // expected-error{{must be initialized by a constant expression}} expected-note{{in call}}
 978 }
 979
 980 constexpr void PR28739(int n) { // expected-error {{never produces a constant}}
 981   int *p = &n;
 982   p += (__int128)(unsigned long)-1; // expected-note {{cannot refer to element 18446744073709551615 of non-array object in a constant expression}}
 983 }
 984
 985 constexpr void Void(int n) {
 986   void(n + 1);
 987   void();
 988 }
 989 constexpr int void_test = (Void(0), 1);
 990
 991 namespace PR19741 {
 992 constexpr void addone(int &m) { m++; }
 993
 994 struct S {
 995   int m = 0;
 996   constexpr S() { addone(m); }
 997 };
 998 constexpr bool evalS() {
 999   constexpr S s;
1000   return s.m == 1;
1001 }
1002 static_assert(evalS(), "");
1003
1004 struct Nested {
1005   struct First { int x = 42; };
1006   union {
1007     First first;
1008     int second;
1009   };
1010   int x;
1011   constexpr Nested(int x) : first(), x(x) { x = 4; }
1012   constexpr Nested() : Nested(42) {
1013     addone(first.x);
1014     x = 3;
1015   }
1016 };
1017 constexpr bool evalNested() {
1018   constexpr Nested N;
1019   return N.first.x == 43;
1020 }
1021 static_assert(evalNested(), "");
1022 } // namespace PR19741
1023
1024 namespace Mutable {
1025   struct A { mutable int n; }; // expected-note 2{{here}}
1026   constexpr int k = A{123}.n; // ok
1027   static_assert(k == 123, "");
1028
1029   struct Q { A &&a; int b = a.n; };
1030   constexpr Q q = { A{456} }; // expected-note {{temporary}}
1031   static_assert(q.b == 456, "");
1032   static_assert(q.a.n == 456, ""); // expected-error {{constant expression}} expected-note {{outside the expression that created the temporary}}
1033
1034   constexpr A a = {123};
1035   constexpr int m = a.n; // expected-error {{constant expression}} expected-note {{mutable}}
1036
1037   constexpr Q r = { static_cast<A&&>(const_cast<A&>(a)) }; // expected-error {{constant expression}} expected-note@-8 {{mutable}}
1038
1039   struct B {
1040     mutable int n; // expected-note {{here}}
1041     int m;
1042     constexpr B() : n(1), m(n) {} // ok
1043   };
1044   constexpr B b;
1045   constexpr int p = b.n; // expected-error {{constant expression}} expected-note {{mutable}}
1046 }
1047
1048 namespace IndirectFields {
1049
1050 // Reference indirect field.
1051 struct A {
1052   struct {
1053     union {
1054       int x = x = 3; // expected-note {{outside its lifetime}}
1055     };
1056   };
1057   constexpr A() {}
1058 };
1059 static_assert(A().x == 3, ""); // expected-error{{not an integral constant expression}} expected-note{{in call to 'A()'}}
1060
1061 // Reference another indirect field, with different 'this'.
1062 struct B {
1063   struct {
1064     union {
1065       int x = 3;
1066     };
1067     int y = x;
1068   };
1069   constexpr B() {}
1070 };
1071 static_assert(B().y == 3, "");
1072
1073 // Nested evaluation of indirect field initializers.
1074 struct C {
1075   union {
1076     int x = 1;
1077   };
1078 };
1079 struct D {
1080   struct {
1081     C c;
1082     int y = c.x + 1;
1083   };
1084 };
1085 static_assert(D().y == 2, "");
1086
1087 // Explicit 'this'.
1088 struct E {
1089   int n = 0;
1090   struct {
1091     void *x = this;
1092   };
1093   void *y = this;
1094 };
1095 constexpr E e1 = E();
1096 static_assert(e1.x != e1.y, "");
1097 constexpr E e2 = E{0};
1098 static_assert(e2.x != e2.y, "");
1099
1100 } // namespace IndirectFields