]> granicus.if.org Git - clang/blob - lib/AST/ExprConstant.cpp
[OPENMP] Initial support for 'task_reduction' clause.
[clang] / lib / AST / ExprConstant.cpp
1 //===--- ExprConstant.cpp - Expression Constant Evaluator -----------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements the Expr constant evaluator.
11 //
12 // Constant expression evaluation produces four main results:
13 //
14 //  * A success/failure flag indicating whether constant folding was successful.
15 //    This is the 'bool' return value used by most of the code in this file. A
16 //    'false' return value indicates that constant folding has failed, and any
17 //    appropriate diagnostic has already been produced.
18 //
19 //  * An evaluated result, valid only if constant folding has not failed.
20 //
21 //  * A flag indicating if evaluation encountered (unevaluated) side-effects.
22 //    These arise in cases such as (sideEffect(), 0) and (sideEffect() || 1),
23 //    where it is possible to determine the evaluated result regardless.
24 //
25 //  * A set of notes indicating why the evaluation was not a constant expression
26 //    (under the C++11 / C++1y rules only, at the moment), or, if folding failed
27 //    too, why the expression could not be folded.
28 //
29 // If we are checking for a potential constant expression, failure to constant
30 // fold a potential constant sub-expression will be indicated by a 'false'
31 // return value (the expression could not be folded) and no diagnostic (the
32 // expression is not necessarily non-constant).
33 //
34 //===----------------------------------------------------------------------===//
35
36 #include "clang/AST/APValue.h"
37 #include "clang/AST/ASTContext.h"
38 #include "clang/AST/ASTDiagnostic.h"
39 #include "clang/AST/ASTLambda.h"
40 #include "clang/AST/CharUnits.h"
41 #include "clang/AST/Expr.h"
42 #include "clang/AST/RecordLayout.h"
43 #include "clang/AST/StmtVisitor.h"
44 #include "clang/AST/TypeLoc.h"
45 #include "clang/Basic/Builtins.h"
46 #include "clang/Basic/TargetInfo.h"
47 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
48 #include <cstring>
49 #include <functional>
50
51 using namespace clang;
52 using llvm::APSInt;
53 using llvm::APFloat;
54
55 static bool IsGlobalLValue(APValue::LValueBase B);
56
57 namespace {
58   struct LValue;
59   struct CallStackFrame;
60   struct EvalInfo;
61
62   static QualType getType(APValue::LValueBase B) {
63     if (!B) return QualType();
64     if (const ValueDecl *D = B.dyn_cast<const ValueDecl*>())
65       return D->getType();
66
67     const Expr *Base = B.get<const Expr*>();
68
69     // For a materialized temporary, the type of the temporary we materialized
70     // may not be the type of the expression.
71     if (const MaterializeTemporaryExpr *MTE =
72             dyn_cast<MaterializeTemporaryExpr>(Base)) {
73       SmallVector<const Expr *, 2> CommaLHSs;
74       SmallVector<SubobjectAdjustment, 2> Adjustments;
75       const Expr *Temp = MTE->GetTemporaryExpr();
76       const Expr *Inner = Temp->skipRValueSubobjectAdjustments(CommaLHSs,
77                                                                Adjustments);
78       // Keep any cv-qualifiers from the reference if we generated a temporary
79       // for it directly. Otherwise use the type after adjustment.
80       if (!Adjustments.empty())
81         return Inner->getType();
82     }
83
84     return Base->getType();
85   }
86
87   /// Get an LValue path entry, which is known to not be an array index, as a
88   /// field or base class.
89   static
90   APValue::BaseOrMemberType getAsBaseOrMember(APValue::LValuePathEntry E) {
91     APValue::BaseOrMemberType Value;
92     Value.setFromOpaqueValue(E.BaseOrMember);
93     return Value;
94   }
95
96   /// Get an LValue path entry, which is known to not be an array index, as a
97   /// field declaration.
98   static const FieldDecl *getAsField(APValue::LValuePathEntry E) {
99     return dyn_cast<FieldDecl>(getAsBaseOrMember(E).getPointer());
100   }
101   /// Get an LValue path entry, which is known to not be an array index, as a
102   /// base class declaration.
103   static const CXXRecordDecl *getAsBaseClass(APValue::LValuePathEntry E) {
104     return dyn_cast<CXXRecordDecl>(getAsBaseOrMember(E).getPointer());
105   }
106   /// Determine whether this LValue path entry for a base class names a virtual
107   /// base class.
108   static bool isVirtualBaseClass(APValue::LValuePathEntry E) {
109     return getAsBaseOrMember(E).getInt();
110   }
111
112   /// Given a CallExpr, try to get the alloc_size attribute. May return null.
113   static const AllocSizeAttr *getAllocSizeAttr(const CallExpr *CE) {
114     const FunctionDecl *Callee = CE->getDirectCallee();
115     return Callee ? Callee->getAttr<AllocSizeAttr>() : nullptr;
116   }
117
118   /// Attempts to unwrap a CallExpr (with an alloc_size attribute) from an Expr.
119   /// This will look through a single cast.
120   ///
121   /// Returns null if we couldn't unwrap a function with alloc_size.
122   static const CallExpr *tryUnwrapAllocSizeCall(const Expr *E) {
123     if (!E->getType()->isPointerType())
124       return nullptr;
125
126     E = E->IgnoreParens();
127     // If we're doing a variable assignment from e.g. malloc(N), there will
128     // probably be a cast of some kind. Ignore it.
129     if (const auto *Cast = dyn_cast<CastExpr>(E))
130       E = Cast->getSubExpr()->IgnoreParens();
131
132     if (const auto *CE = dyn_cast<CallExpr>(E))
133       return getAllocSizeAttr(CE) ? CE : nullptr;
134     return nullptr;
135   }
136
137   /// Determines whether or not the given Base contains a call to a function
138   /// with the alloc_size attribute.
139   static bool isBaseAnAllocSizeCall(APValue::LValueBase Base) {
140     const auto *E = Base.dyn_cast<const Expr *>();
141     return E && E->getType()->isPointerType() && tryUnwrapAllocSizeCall(E);
142   }
143
144   /// Determines if an LValue with the given LValueBase will have an unsized
145   /// array in its designator.
146   /// Find the path length and type of the most-derived subobject in the given
147   /// path, and find the size of the containing array, if any.
148   static unsigned
149   findMostDerivedSubobject(ASTContext &Ctx, APValue::LValueBase Base,
150                            ArrayRef<APValue::LValuePathEntry> Path,
151                            uint64_t &ArraySize, QualType &Type, bool &IsArray) {
152     // This only accepts LValueBases from APValues, and APValues don't support
153     // arrays that lack size info.
154     assert(!isBaseAnAllocSizeCall(Base) &&
155            "Unsized arrays shouldn't appear here");
156     unsigned MostDerivedLength = 0;
157     Type = getType(Base);
158
159     for (unsigned I = 0, N = Path.size(); I != N; ++I) {
160       if (Type->isArrayType()) {
161         const ConstantArrayType *CAT =
162             cast<ConstantArrayType>(Ctx.getAsArrayType(Type));
163         Type = CAT->getElementType();
164         ArraySize = CAT->getSize().getZExtValue();
165         MostDerivedLength = I + 1;
166         IsArray = true;
167       } else if (Type->isAnyComplexType()) {
168         const ComplexType *CT = Type->castAs<ComplexType>();
169         Type = CT->getElementType();
170         ArraySize = 2;
171         MostDerivedLength = I + 1;
172         IsArray = true;
173       } else if (const FieldDecl *FD = getAsField(Path[I])) {
174         Type = FD->getType();
175         ArraySize = 0;
176         MostDerivedLength = I + 1;
177         IsArray = false;
178       } else {
179         // Path[I] describes a base class.
180         ArraySize = 0;
181         IsArray = false;
182       }
183     }
184     return MostDerivedLength;
185   }
186
187   // The order of this enum is important for diagnostics.
188   enum CheckSubobjectKind {
189     CSK_Base, CSK_Derived, CSK_Field, CSK_ArrayToPointer, CSK_ArrayIndex,
190     CSK_This, CSK_Real, CSK_Imag
191   };
192
193   /// A path from a glvalue to a subobject of that glvalue.
194   struct SubobjectDesignator {
195     /// True if the subobject was named in a manner not supported by C++11. Such
196     /// lvalues can still be folded, but they are not core constant expressions
197     /// and we cannot perform lvalue-to-rvalue conversions on them.
198     unsigned Invalid : 1;
199
200     /// Is this a pointer one past the end of an object?
201     unsigned IsOnePastTheEnd : 1;
202
203     /// Indicator of whether the first entry is an unsized array.
204     unsigned FirstEntryIsAnUnsizedArray : 1;
205
206     /// Indicator of whether the most-derived object is an array element.
207     unsigned MostDerivedIsArrayElement : 1;
208
209     /// The length of the path to the most-derived object of which this is a
210     /// subobject.
211     unsigned MostDerivedPathLength : 28;
212
213     /// The size of the array of which the most-derived object is an element.
214     /// This will always be 0 if the most-derived object is not an array
215     /// element. 0 is not an indicator of whether or not the most-derived object
216     /// is an array, however, because 0-length arrays are allowed.
217     ///
218     /// If the current array is an unsized array, the value of this is
219     /// undefined.
220     uint64_t MostDerivedArraySize;
221
222     /// The type of the most derived object referred to by this address.
223     QualType MostDerivedType;
224
225     typedef APValue::LValuePathEntry PathEntry;
226
227     /// The entries on the path from the glvalue to the designated subobject.
228     SmallVector<PathEntry, 8> Entries;
229
230     SubobjectDesignator() : Invalid(true) {}
231
232     explicit SubobjectDesignator(QualType T)
233         : Invalid(false), IsOnePastTheEnd(false),
234           FirstEntryIsAnUnsizedArray(false), MostDerivedIsArrayElement(false),
235           MostDerivedPathLength(0), MostDerivedArraySize(0),
236           MostDerivedType(T) {}
237
238     SubobjectDesignator(ASTContext &Ctx, const APValue &V)
239         : Invalid(!V.isLValue() || !V.hasLValuePath()), IsOnePastTheEnd(false),
240           FirstEntryIsAnUnsizedArray(false), MostDerivedIsArrayElement(false),
241           MostDerivedPathLength(0), MostDerivedArraySize(0) {
242       assert(V.isLValue() && "Non-LValue used to make an LValue designator?");
243       if (!Invalid) {
244         IsOnePastTheEnd = V.isLValueOnePastTheEnd();
245         ArrayRef<PathEntry> VEntries = V.getLValuePath();
246         Entries.insert(Entries.end(), VEntries.begin(), VEntries.end());
247         if (V.getLValueBase()) {
248           bool IsArray = false;
249           MostDerivedPathLength = findMostDerivedSubobject(
250               Ctx, V.getLValueBase(), V.getLValuePath(), MostDerivedArraySize,
251               MostDerivedType, IsArray);
252           MostDerivedIsArrayElement = IsArray;
253         }
254       }
255     }
256
257     void setInvalid() {
258       Invalid = true;
259       Entries.clear();
260     }
261
262     /// Determine whether the most derived subobject is an array without a
263     /// known bound.
264     bool isMostDerivedAnUnsizedArray() const {
265       assert(!Invalid && "Calling this makes no sense on invalid designators");
266       return Entries.size() == 1 && FirstEntryIsAnUnsizedArray;
267     }
268
269     /// Determine what the most derived array's size is. Results in an assertion
270     /// failure if the most derived array lacks a size.
271     uint64_t getMostDerivedArraySize() const {
272       assert(!isMostDerivedAnUnsizedArray() && "Unsized array has no size");
273       return MostDerivedArraySize;
274     }
275
276     /// Determine whether this is a one-past-the-end pointer.
277     bool isOnePastTheEnd() const {
278       assert(!Invalid);
279       if (IsOnePastTheEnd)
280         return true;
281       if (!isMostDerivedAnUnsizedArray() && MostDerivedIsArrayElement &&
282           Entries[MostDerivedPathLength - 1].ArrayIndex == MostDerivedArraySize)
283         return true;
284       return false;
285     }
286
287     /// Check that this refers to a valid subobject.
288     bool isValidSubobject() const {
289       if (Invalid)
290         return false;
291       return !isOnePastTheEnd();
292     }
293     /// Check that this refers to a valid subobject, and if not, produce a
294     /// relevant diagnostic and set the designator as invalid.
295     bool checkSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E, CheckSubobjectKind CSK);
296
297     /// Update this designator to refer to the first element within this array.
298     void addArrayUnchecked(const ConstantArrayType *CAT) {
299       PathEntry Entry;
300       Entry.ArrayIndex = 0;
301       Entries.push_back(Entry);
302
303       // This is a most-derived object.
304       MostDerivedType = CAT->getElementType();
305       MostDerivedIsArrayElement = true;
306       MostDerivedArraySize = CAT->getSize().getZExtValue();
307       MostDerivedPathLength = Entries.size();
308     }
309     /// Update this designator to refer to the first element within the array of
310     /// elements of type T. This is an array of unknown size.
311     void addUnsizedArrayUnchecked(QualType ElemTy) {
312       PathEntry Entry;
313       Entry.ArrayIndex = 0;
314       Entries.push_back(Entry);
315
316       MostDerivedType = ElemTy;
317       MostDerivedIsArrayElement = true;
318       // The value in MostDerivedArraySize is undefined in this case. So, set it
319       // to an arbitrary value that's likely to loudly break things if it's
320       // used.
321       MostDerivedArraySize = std::numeric_limits<uint64_t>::max() / 2;
322       MostDerivedPathLength = Entries.size();
323     }
324     /// Update this designator to refer to the given base or member of this
325     /// object.
326     void addDeclUnchecked(const Decl *D, bool Virtual = false) {
327       PathEntry Entry;
328       APValue::BaseOrMemberType Value(D, Virtual);
329       Entry.BaseOrMember = Value.getOpaqueValue();
330       Entries.push_back(Entry);
331
332       // If this isn't a base class, it's a new most-derived object.
333       if (const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(D)) {
334         MostDerivedType = FD->getType();
335         MostDerivedIsArrayElement = false;
336         MostDerivedArraySize = 0;
337         MostDerivedPathLength = Entries.size();
338       }
339     }
340     /// Update this designator to refer to the given complex component.
341     void addComplexUnchecked(QualType EltTy, bool Imag) {
342       PathEntry Entry;
343       Entry.ArrayIndex = Imag;
344       Entries.push_back(Entry);
345
346       // This is technically a most-derived object, though in practice this
347       // is unlikely to matter.
348       MostDerivedType = EltTy;
349       MostDerivedIsArrayElement = true;
350       MostDerivedArraySize = 2;
351       MostDerivedPathLength = Entries.size();
352     }
353     void diagnosePointerArithmetic(EvalInfo &Info, const Expr *E,
354                                    const APSInt &N);
355     /// Add N to the address of this subobject.
356     void adjustIndex(EvalInfo &Info, const Expr *E, APSInt N) {
357       if (Invalid || !N) return;
358       uint64_t TruncatedN = N.extOrTrunc(64).getZExtValue();
359       if (isMostDerivedAnUnsizedArray()) {
360         // Can't verify -- trust that the user is doing the right thing (or if
361         // not, trust that the caller will catch the bad behavior).
362         // FIXME: Should we reject if this overflows, at least?
363         Entries.back().ArrayIndex += TruncatedN;
364         return;
365       }
366
367       // [expr.add]p4: For the purposes of these operators, a pointer to a
368       // nonarray object behaves the same as a pointer to the first element of
369       // an array of length one with the type of the object as its element type.
370       bool IsArray = MostDerivedPathLength == Entries.size() &&
371                      MostDerivedIsArrayElement;
372       uint64_t ArrayIndex =
373           IsArray ? Entries.back().ArrayIndex : (uint64_t)IsOnePastTheEnd;
374       uint64_t ArraySize =
375           IsArray ? getMostDerivedArraySize() : (uint64_t)1;
376
377       if (N < -(int64_t)ArrayIndex || N > ArraySize - ArrayIndex) {
378         // Calculate the actual index in a wide enough type, so we can include
379         // it in the note.
380         N = N.extend(std::max<unsigned>(N.getBitWidth() + 1, 65));
381         (llvm::APInt&)N += ArrayIndex;
382         assert(N.ugt(ArraySize) && "bounds check failed for in-bounds index");
383         diagnosePointerArithmetic(Info, E, N);
384         setInvalid();
385         return;
386       }
387
388       ArrayIndex += TruncatedN;
389       assert(ArrayIndex <= ArraySize &&
390              "bounds check succeeded for out-of-bounds index");
391
392       if (IsArray)
393         Entries.back().ArrayIndex = ArrayIndex;
394       else
395         IsOnePastTheEnd = (ArrayIndex != 0);
396     }
397   };
398
399   /// A stack frame in the constexpr call stack.
400   struct CallStackFrame {
401     EvalInfo &Info;
402
403     /// Parent - The caller of this stack frame.
404     CallStackFrame *Caller;
405
406     /// Callee - The function which was called.
407     const FunctionDecl *Callee;
408
409     /// This - The binding for the this pointer in this call, if any.
410     const LValue *This;
411
412     /// Arguments - Parameter bindings for this function call, indexed by
413     /// parameters' function scope indices.
414     APValue *Arguments;
415
416     // Note that we intentionally use std::map here so that references to
417     // values are stable.
418     typedef std::map<const void*, APValue> MapTy;
419     typedef MapTy::const_iterator temp_iterator;
420     /// Temporaries - Temporary lvalues materialized within this stack frame.
421     MapTy Temporaries;
422
423     /// CallLoc - The location of the call expression for this call.
424     SourceLocation CallLoc;
425
426     /// Index - The call index of this call.
427     unsigned Index;
428
429     // FIXME: Adding this to every 'CallStackFrame' may have a nontrivial impact
430     // on the overall stack usage of deeply-recursing constexpr evaluataions.
431     // (We should cache this map rather than recomputing it repeatedly.)
432     // But let's try this and see how it goes; we can look into caching the map
433     // as a later change.
434
435     /// LambdaCaptureFields - Mapping from captured variables/this to
436     /// corresponding data members in the closure class.
437     llvm::DenseMap<const VarDecl *, FieldDecl *> LambdaCaptureFields;
438     FieldDecl *LambdaThisCaptureField;
439
440     CallStackFrame(EvalInfo &Info, SourceLocation CallLoc,
441                    const FunctionDecl *Callee, const LValue *This,
442                    APValue *Arguments);
443     ~CallStackFrame();
444
445     APValue *getTemporary(const void *Key) {
446       MapTy::iterator I = Temporaries.find(Key);
447       return I == Temporaries.end() ? nullptr : &I->second;
448     }
449     APValue &createTemporary(const void *Key, bool IsLifetimeExtended);
450   };
451
452   /// Temporarily override 'this'.
453   class ThisOverrideRAII {
454   public:
455     ThisOverrideRAII(CallStackFrame &Frame, const LValue *NewThis, bool Enable)
456         : Frame(Frame), OldThis(Frame.This) {
457       if (Enable)
458         Frame.This = NewThis;
459     }
460     ~ThisOverrideRAII() {
461       Frame.This = OldThis;
462     }
463   private:
464     CallStackFrame &Frame;
465     const LValue *OldThis;
466   };
467
468   /// A partial diagnostic which we might know in advance that we are not going
469   /// to emit.
470   class OptionalDiagnostic {
471     PartialDiagnostic *Diag;
472
473   public:
474     explicit OptionalDiagnostic(PartialDiagnostic *Diag = nullptr)
475       : Diag(Diag) {}
476
477     template<typename T>
478     OptionalDiagnostic &operator<<(const T &v) {
479       if (Diag)
480         *Diag << v;
481       return *this;
482     }
483
484     OptionalDiagnostic &operator<<(const APSInt &I) {
485       if (Diag) {
486         SmallVector<char, 32> Buffer;
487         I.toString(Buffer);
488         *Diag << StringRef(Buffer.data(), Buffer.size());
489       }
490       return *this;
491     }
492
493     OptionalDiagnostic &operator<<(const APFloat &F) {
494       if (Diag) {
495         // FIXME: Force the precision of the source value down so we don't
496         // print digits which are usually useless (we don't really care here if
497         // we truncate a digit by accident in edge cases).  Ideally,
498         // APFloat::toString would automatically print the shortest 
499         // representation which rounds to the correct value, but it's a bit
500         // tricky to implement.
501         unsigned precision =
502             llvm::APFloat::semanticsPrecision(F.getSemantics());
503         precision = (precision * 59 + 195) / 196;
504         SmallVector<char, 32> Buffer;
505         F.toString(Buffer, precision);
506         *Diag << StringRef(Buffer.data(), Buffer.size());
507       }
508       return *this;
509     }
510   };
511
512   /// A cleanup, and a flag indicating whether it is lifetime-extended.
513   class Cleanup {
514     llvm::PointerIntPair<APValue*, 1, bool> Value;
515
516   public:
517     Cleanup(APValue *Val, bool IsLifetimeExtended)
518         : Value(Val, IsLifetimeExtended) {}
519
520     bool isLifetimeExtended() const { return Value.getInt(); }
521     void endLifetime() {
522       *Value.getPointer() = APValue();
523     }
524   };
525
526   /// EvalInfo - This is a private struct used by the evaluator to capture
527   /// information about a subexpression as it is folded.  It retains information
528   /// about the AST context, but also maintains information about the folded
529   /// expression.
530   ///
531   /// If an expression could be evaluated, it is still possible it is not a C
532   /// "integer constant expression" or constant expression.  If not, this struct
533   /// captures information about how and why not.
534   ///
535   /// One bit of information passed *into* the request for constant folding
536   /// indicates whether the subexpression is "evaluated" or not according to C
537   /// rules.  For example, the RHS of (0 && foo()) is not evaluated.  We can
538   /// evaluate the expression regardless of what the RHS is, but C only allows
539   /// certain things in certain situations.
540   struct LLVM_ALIGNAS(/*alignof(uint64_t)*/ 8) EvalInfo {
541     ASTContext &Ctx;
542
543     /// EvalStatus - Contains information about the evaluation.
544     Expr::EvalStatus &EvalStatus;
545
546     /// CurrentCall - The top of the constexpr call stack.
547     CallStackFrame *CurrentCall;
548
549     /// CallStackDepth - The number of calls in the call stack right now.
550     unsigned CallStackDepth;
551
552     /// NextCallIndex - The next call index to assign.
553     unsigned NextCallIndex;
554
555     /// StepsLeft - The remaining number of evaluation steps we're permitted
556     /// to perform. This is essentially a limit for the number of statements
557     /// we will evaluate.
558     unsigned StepsLeft;
559
560     /// BottomFrame - The frame in which evaluation started. This must be
561     /// initialized after CurrentCall and CallStackDepth.
562     CallStackFrame BottomFrame;
563
564     /// A stack of values whose lifetimes end at the end of some surrounding
565     /// evaluation frame.
566     llvm::SmallVector<Cleanup, 16> CleanupStack;
567
568     /// EvaluatingDecl - This is the declaration whose initializer is being
569     /// evaluated, if any.
570     APValue::LValueBase EvaluatingDecl;
571
572     /// EvaluatingDeclValue - This is the value being constructed for the
573     /// declaration whose initializer is being evaluated, if any.
574     APValue *EvaluatingDeclValue;
575
576     /// The current array initialization index, if we're performing array
577     /// initialization.
578     uint64_t ArrayInitIndex = -1;
579
580     /// HasActiveDiagnostic - Was the previous diagnostic stored? If so, further
581     /// notes attached to it will also be stored, otherwise they will not be.
582     bool HasActiveDiagnostic;
583
584     /// \brief Have we emitted a diagnostic explaining why we couldn't constant
585     /// fold (not just why it's not strictly a constant expression)?
586     bool HasFoldFailureDiagnostic;
587
588     /// \brief Whether or not we're currently speculatively evaluating.
589     bool IsSpeculativelyEvaluating;
590
591     enum EvaluationMode {
592       /// Evaluate as a constant expression. Stop if we find that the expression
593       /// is not a constant expression.
594       EM_ConstantExpression,
595
596       /// Evaluate as a potential constant expression. Keep going if we hit a
597       /// construct that we can't evaluate yet (because we don't yet know the
598       /// value of something) but stop if we hit something that could never be
599       /// a constant expression.
600       EM_PotentialConstantExpression,
601
602       /// Fold the expression to a constant. Stop if we hit a side-effect that
603       /// we can't model.
604       EM_ConstantFold,
605
606       /// Evaluate the expression looking for integer overflow and similar
607       /// issues. Don't worry about side-effects, and try to visit all
608       /// subexpressions.
609       EM_EvaluateForOverflow,
610
611       /// Evaluate in any way we know how. Don't worry about side-effects that
612       /// can't be modeled.
613       EM_IgnoreSideEffects,
614
615       /// Evaluate as a constant expression. Stop if we find that the expression
616       /// is not a constant expression. Some expressions can be retried in the
617       /// optimizer if we don't constant fold them here, but in an unevaluated
618       /// context we try to fold them immediately since the optimizer never
619       /// gets a chance to look at it.
620       EM_ConstantExpressionUnevaluated,
621
622       /// Evaluate as a potential constant expression. Keep going if we hit a
623       /// construct that we can't evaluate yet (because we don't yet know the
624       /// value of something) but stop if we hit something that could never be
625       /// a constant expression. Some expressions can be retried in the
626       /// optimizer if we don't constant fold them here, but in an unevaluated
627       /// context we try to fold them immediately since the optimizer never
628       /// gets a chance to look at it.
629       EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated,
630
631       /// Evaluate as a constant expression. In certain scenarios, if:
632       /// - we find a MemberExpr with a base that can't be evaluated, or
633       /// - we find a variable initialized with a call to a function that has
634       ///   the alloc_size attribute on it
635       /// then we may consider evaluation to have succeeded.
636       ///
637       /// In either case, the LValue returned shall have an invalid base; in the
638       /// former, the base will be the invalid MemberExpr, in the latter, the
639       /// base will be either the alloc_size CallExpr or a CastExpr wrapping
640       /// said CallExpr.
641       EM_OffsetFold,
642     } EvalMode;
643
644     /// Are we checking whether the expression is a potential constant
645     /// expression?
646     bool checkingPotentialConstantExpression() const {
647       return EvalMode == EM_PotentialConstantExpression ||
648              EvalMode == EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated;
649     }
650
651     /// Are we checking an expression for overflow?
652     // FIXME: We should check for any kind of undefined or suspicious behavior
653     // in such constructs, not just overflow.
654     bool checkingForOverflow() { return EvalMode == EM_EvaluateForOverflow; }
655
656     EvalInfo(const ASTContext &C, Expr::EvalStatus &S, EvaluationMode Mode)
657       : Ctx(const_cast<ASTContext &>(C)), EvalStatus(S), CurrentCall(nullptr),
658         CallStackDepth(0), NextCallIndex(1),
659         StepsLeft(getLangOpts().ConstexprStepLimit),
660         BottomFrame(*this, SourceLocation(), nullptr, nullptr, nullptr),
661         EvaluatingDecl((const ValueDecl *)nullptr),
662         EvaluatingDeclValue(nullptr), HasActiveDiagnostic(false),
663         HasFoldFailureDiagnostic(false), IsSpeculativelyEvaluating(false),
664         EvalMode(Mode) {}
665
666     void setEvaluatingDecl(APValue::LValueBase Base, APValue &Value) {
667       EvaluatingDecl = Base;
668       EvaluatingDeclValue = &Value;
669     }
670
671     const LangOptions &getLangOpts() const { return Ctx.getLangOpts(); }
672
673     bool CheckCallLimit(SourceLocation Loc) {
674       // Don't perform any constexpr calls (other than the call we're checking)
675       // when checking a potential constant expression.
676       if (checkingPotentialConstantExpression() && CallStackDepth > 1)
677         return false;
678       if (NextCallIndex == 0) {
679         // NextCallIndex has wrapped around.
680         FFDiag(Loc, diag::note_constexpr_call_limit_exceeded);
681         return false;
682       }
683       if (CallStackDepth <= getLangOpts().ConstexprCallDepth)
684         return true;
685       FFDiag(Loc, diag::note_constexpr_depth_limit_exceeded)
686         << getLangOpts().ConstexprCallDepth;
687       return false;
688     }
689
690     CallStackFrame *getCallFrame(unsigned CallIndex) {
691       assert(CallIndex && "no call index in getCallFrame");
692       // We will eventually hit BottomFrame, which has Index 1, so Frame can't
693       // be null in this loop.
694       CallStackFrame *Frame = CurrentCall;
695       while (Frame->Index > CallIndex)
696         Frame = Frame->Caller;
697       return (Frame->Index == CallIndex) ? Frame : nullptr;
698     }
699
700     bool nextStep(const Stmt *S) {
701       if (!StepsLeft) {
702         FFDiag(S->getLocStart(), diag::note_constexpr_step_limit_exceeded);
703         return false;
704       }
705       --StepsLeft;
706       return true;
707     }
708
709   private:
710     /// Add a diagnostic to the diagnostics list.
711     PartialDiagnostic &addDiag(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId) {
712       PartialDiagnostic PD(DiagId, Ctx.getDiagAllocator());
713       EvalStatus.Diag->push_back(std::make_pair(Loc, PD));
714       return EvalStatus.Diag->back().second;
715     }
716
717     /// Add notes containing a call stack to the current point of evaluation.
718     void addCallStack(unsigned Limit);
719
720   private:
721     OptionalDiagnostic Diag(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId,
722                             unsigned ExtraNotes, bool IsCCEDiag) {
723     
724       if (EvalStatus.Diag) {
725         // If we have a prior diagnostic, it will be noting that the expression
726         // isn't a constant expression. This diagnostic is more important,
727         // unless we require this evaluation to produce a constant expression.
728         //
729         // FIXME: We might want to show both diagnostics to the user in
730         // EM_ConstantFold mode.
731         if (!EvalStatus.Diag->empty()) {
732           switch (EvalMode) {
733           case EM_ConstantFold:
734           case EM_IgnoreSideEffects:
735           case EM_EvaluateForOverflow:
736             if (!HasFoldFailureDiagnostic)
737               break;
738             // We've already failed to fold something. Keep that diagnostic.
739             LLVM_FALLTHROUGH;
740           case EM_ConstantExpression:
741           case EM_PotentialConstantExpression:
742           case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
743           case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
744           case EM_OffsetFold:
745             HasActiveDiagnostic = false;
746             return OptionalDiagnostic();
747           }
748         }
749
750         unsigned CallStackNotes = CallStackDepth - 1;
751         unsigned Limit = Ctx.getDiagnostics().getConstexprBacktraceLimit();
752         if (Limit)
753           CallStackNotes = std::min(CallStackNotes, Limit + 1);
754         if (checkingPotentialConstantExpression())
755           CallStackNotes = 0;
756
757         HasActiveDiagnostic = true;
758         HasFoldFailureDiagnostic = !IsCCEDiag;
759         EvalStatus.Diag->clear();
760         EvalStatus.Diag->reserve(1 + ExtraNotes + CallStackNotes);
761         addDiag(Loc, DiagId);
762         if (!checkingPotentialConstantExpression())
763           addCallStack(Limit);
764         return OptionalDiagnostic(&(*EvalStatus.Diag)[0].second);
765       }
766       HasActiveDiagnostic = false;
767       return OptionalDiagnostic();
768     }
769   public:
770     // Diagnose that the evaluation could not be folded (FF => FoldFailure)
771     OptionalDiagnostic
772     FFDiag(SourceLocation Loc,
773           diag::kind DiagId = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
774           unsigned ExtraNotes = 0) {
775       return Diag(Loc, DiagId, ExtraNotes, false);
776     }
777     
778     OptionalDiagnostic FFDiag(const Expr *E, diag::kind DiagId
779                               = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
780                             unsigned ExtraNotes = 0) {
781       if (EvalStatus.Diag)
782         return Diag(E->getExprLoc(), DiagId, ExtraNotes, /*IsCCEDiag*/false);
783       HasActiveDiagnostic = false;
784       return OptionalDiagnostic();
785     }
786
787     /// Diagnose that the evaluation does not produce a C++11 core constant
788     /// expression.
789     ///
790     /// FIXME: Stop evaluating if we're in EM_ConstantExpression or
791     /// EM_PotentialConstantExpression mode and we produce one of these.
792     OptionalDiagnostic CCEDiag(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId
793                                  = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
794                                unsigned ExtraNotes = 0) {
795       // Don't override a previous diagnostic. Don't bother collecting
796       // diagnostics if we're evaluating for overflow.
797       if (!EvalStatus.Diag || !EvalStatus.Diag->empty()) {
798         HasActiveDiagnostic = false;
799         return OptionalDiagnostic();
800       }
801       return Diag(Loc, DiagId, ExtraNotes, true);
802     }
803     OptionalDiagnostic CCEDiag(const Expr *E, diag::kind DiagId
804                                  = diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr,
805                                unsigned ExtraNotes = 0) {
806       return CCEDiag(E->getExprLoc(), DiagId, ExtraNotes);
807     }
808     /// Add a note to a prior diagnostic.
809     OptionalDiagnostic Note(SourceLocation Loc, diag::kind DiagId) {
810       if (!HasActiveDiagnostic)
811         return OptionalDiagnostic();
812       return OptionalDiagnostic(&addDiag(Loc, DiagId));
813     }
814
815     /// Add a stack of notes to a prior diagnostic.
816     void addNotes(ArrayRef<PartialDiagnosticAt> Diags) {
817       if (HasActiveDiagnostic) {
818         EvalStatus.Diag->insert(EvalStatus.Diag->end(),
819                                 Diags.begin(), Diags.end());
820       }
821     }
822
823     /// Should we continue evaluation after encountering a side-effect that we
824     /// couldn't model?
825     bool keepEvaluatingAfterSideEffect() {
826       switch (EvalMode) {
827       case EM_PotentialConstantExpression:
828       case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
829       case EM_EvaluateForOverflow:
830       case EM_IgnoreSideEffects:
831         return true;
832
833       case EM_ConstantExpression:
834       case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
835       case EM_ConstantFold:
836       case EM_OffsetFold:
837         return false;
838       }
839       llvm_unreachable("Missed EvalMode case");
840     }
841
842     /// Note that we have had a side-effect, and determine whether we should
843     /// keep evaluating.
844     bool noteSideEffect() {
845       EvalStatus.HasSideEffects = true;
846       return keepEvaluatingAfterSideEffect();
847     }
848
849     /// Should we continue evaluation after encountering undefined behavior?
850     bool keepEvaluatingAfterUndefinedBehavior() {
851       switch (EvalMode) {
852       case EM_EvaluateForOverflow:
853       case EM_IgnoreSideEffects:
854       case EM_ConstantFold:
855       case EM_OffsetFold:
856         return true;
857
858       case EM_PotentialConstantExpression:
859       case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
860       case EM_ConstantExpression:
861       case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
862         return false;
863       }
864       llvm_unreachable("Missed EvalMode case");
865     }
866
867     /// Note that we hit something that was technically undefined behavior, but
868     /// that we can evaluate past it (such as signed overflow or floating-point
869     /// division by zero.)
870     bool noteUndefinedBehavior() {
871       EvalStatus.HasUndefinedBehavior = true;
872       return keepEvaluatingAfterUndefinedBehavior();
873     }
874
875     /// Should we continue evaluation as much as possible after encountering a
876     /// construct which can't be reduced to a value?
877     bool keepEvaluatingAfterFailure() {
878       if (!StepsLeft)
879         return false;
880
881       switch (EvalMode) {
882       case EM_PotentialConstantExpression:
883       case EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
884       case EM_EvaluateForOverflow:
885         return true;
886
887       case EM_ConstantExpression:
888       case EM_ConstantExpressionUnevaluated:
889       case EM_ConstantFold:
890       case EM_IgnoreSideEffects:
891       case EM_OffsetFold:
892         return false;
893       }
894       llvm_unreachable("Missed EvalMode case");
895     }
896
897     /// Notes that we failed to evaluate an expression that other expressions
898     /// directly depend on, and determine if we should keep evaluating. This
899     /// should only be called if we actually intend to keep evaluating.
900     ///
901     /// Call noteSideEffect() instead if we may be able to ignore the value that
902     /// we failed to evaluate, e.g. if we failed to evaluate Foo() in:
903     ///
904     /// (Foo(), 1)      // use noteSideEffect
905     /// (Foo() || true) // use noteSideEffect
906     /// Foo() + 1       // use noteFailure
907     LLVM_NODISCARD bool noteFailure() {
908       // Failure when evaluating some expression often means there is some
909       // subexpression whose evaluation was skipped. Therefore, (because we
910       // don't track whether we skipped an expression when unwinding after an
911       // evaluation failure) every evaluation failure that bubbles up from a
912       // subexpression implies that a side-effect has potentially happened. We
913       // skip setting the HasSideEffects flag to true until we decide to
914       // continue evaluating after that point, which happens here.
915       bool KeepGoing = keepEvaluatingAfterFailure();
916       EvalStatus.HasSideEffects |= KeepGoing;
917       return KeepGoing;
918     }
919
920     class ArrayInitLoopIndex {
921       EvalInfo &Info;
922       uint64_t OuterIndex;
923
924     public:
925       ArrayInitLoopIndex(EvalInfo &Info)
926           : Info(Info), OuterIndex(Info.ArrayInitIndex) {
927         Info.ArrayInitIndex = 0;
928       }
929       ~ArrayInitLoopIndex() { Info.ArrayInitIndex = OuterIndex; }
930
931       operator uint64_t&() { return Info.ArrayInitIndex; }
932     };
933   };
934
935   /// Object used to treat all foldable expressions as constant expressions.
936   struct FoldConstant {
937     EvalInfo &Info;
938     bool Enabled;
939     bool HadNoPriorDiags;
940     EvalInfo::EvaluationMode OldMode;
941
942     explicit FoldConstant(EvalInfo &Info, bool Enabled)
943       : Info(Info),
944         Enabled(Enabled),
945         HadNoPriorDiags(Info.EvalStatus.Diag &&
946                         Info.EvalStatus.Diag->empty() &&
947                         !Info.EvalStatus.HasSideEffects),
948         OldMode(Info.EvalMode) {
949       if (Enabled &&
950           (Info.EvalMode == EvalInfo::EM_ConstantExpression ||
951            Info.EvalMode == EvalInfo::EM_ConstantExpressionUnevaluated))
952         Info.EvalMode = EvalInfo::EM_ConstantFold;
953     }
954     void keepDiagnostics() { Enabled = false; }
955     ~FoldConstant() {
956       if (Enabled && HadNoPriorDiags && !Info.EvalStatus.Diag->empty() &&
957           !Info.EvalStatus.HasSideEffects)
958         Info.EvalStatus.Diag->clear();
959       Info.EvalMode = OldMode;
960     }
961   };
962
963   /// RAII object used to treat the current evaluation as the correct pointer
964   /// offset fold for the current EvalMode
965   struct FoldOffsetRAII {
966     EvalInfo &Info;
967     EvalInfo::EvaluationMode OldMode;
968     explicit FoldOffsetRAII(EvalInfo &Info)
969         : Info(Info), OldMode(Info.EvalMode) {
970       if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
971         Info.EvalMode = EvalInfo::EM_OffsetFold;
972     }
973
974     ~FoldOffsetRAII() { Info.EvalMode = OldMode; }
975   };
976
977   /// RAII object used to optionally suppress diagnostics and side-effects from
978   /// a speculative evaluation.
979   class SpeculativeEvaluationRAII {
980     /// Pair of EvalInfo, and a bit that stores whether or not we were
981     /// speculatively evaluating when we created this RAII.
982     llvm::PointerIntPair<EvalInfo *, 1, bool> InfoAndOldSpecEval;
983     Expr::EvalStatus Old;
984
985     void moveFromAndCancel(SpeculativeEvaluationRAII &&Other) {
986       InfoAndOldSpecEval = Other.InfoAndOldSpecEval;
987       Old = Other.Old;
988       Other.InfoAndOldSpecEval.setPointer(nullptr);
989     }
990
991     void maybeRestoreState() {
992       EvalInfo *Info = InfoAndOldSpecEval.getPointer();
993       if (!Info)
994         return;
995
996       Info->EvalStatus = Old;
997       Info->IsSpeculativelyEvaluating = InfoAndOldSpecEval.getInt();
998     }
999
1000   public:
1001     SpeculativeEvaluationRAII() = default;
1002
1003     SpeculativeEvaluationRAII(
1004         EvalInfo &Info, SmallVectorImpl<PartialDiagnosticAt> *NewDiag = nullptr)
1005         : InfoAndOldSpecEval(&Info, Info.IsSpeculativelyEvaluating),
1006           Old(Info.EvalStatus) {
1007       Info.EvalStatus.Diag = NewDiag;
1008       Info.IsSpeculativelyEvaluating = true;
1009     }
1010
1011     SpeculativeEvaluationRAII(const SpeculativeEvaluationRAII &Other) = delete;
1012     SpeculativeEvaluationRAII(SpeculativeEvaluationRAII &&Other) {
1013       moveFromAndCancel(std::move(Other));
1014     }
1015
1016     SpeculativeEvaluationRAII &operator=(SpeculativeEvaluationRAII &&Other) {
1017       maybeRestoreState();
1018       moveFromAndCancel(std::move(Other));
1019       return *this;
1020     }
1021
1022     ~SpeculativeEvaluationRAII() { maybeRestoreState(); }
1023   };
1024
1025   /// RAII object wrapping a full-expression or block scope, and handling
1026   /// the ending of the lifetime of temporaries created within it.
1027   template<bool IsFullExpression>
1028   class ScopeRAII {
1029     EvalInfo &Info;
1030     unsigned OldStackSize;
1031   public:
1032     ScopeRAII(EvalInfo &Info)
1033         : Info(Info), OldStackSize(Info.CleanupStack.size()) {}
1034     ~ScopeRAII() {
1035       // Body moved to a static method to encourage the compiler to inline away
1036       // instances of this class.
1037       cleanup(Info, OldStackSize);
1038     }
1039   private:
1040     static void cleanup(EvalInfo &Info, unsigned OldStackSize) {
1041       unsigned NewEnd = OldStackSize;
1042       for (unsigned I = OldStackSize, N = Info.CleanupStack.size();
1043            I != N; ++I) {
1044         if (IsFullExpression && Info.CleanupStack[I].isLifetimeExtended()) {
1045           // Full-expression cleanup of a lifetime-extended temporary: nothing
1046           // to do, just move this cleanup to the right place in the stack.
1047           std::swap(Info.CleanupStack[I], Info.CleanupStack[NewEnd]);
1048           ++NewEnd;
1049         } else {
1050           // End the lifetime of the object.
1051           Info.CleanupStack[I].endLifetime();
1052         }
1053       }
1054       Info.CleanupStack.erase(Info.CleanupStack.begin() + NewEnd,
1055                               Info.CleanupStack.end());
1056     }
1057   };
1058   typedef ScopeRAII<false> BlockScopeRAII;
1059   typedef ScopeRAII<true> FullExpressionRAII;
1060 }
1061
1062 bool SubobjectDesignator::checkSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1063                                          CheckSubobjectKind CSK) {
1064   if (Invalid)
1065     return false;
1066   if (isOnePastTheEnd()) {
1067     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_past_end_subobject)
1068       << CSK;
1069     setInvalid();
1070     return false;
1071   }
1072   return true;
1073 }
1074
1075 void SubobjectDesignator::diagnosePointerArithmetic(EvalInfo &Info,
1076                                                     const Expr *E,
1077                                                     const APSInt &N) {
1078   // If we're complaining, we must be able to statically determine the size of
1079   // the most derived array.
1080   if (MostDerivedPathLength == Entries.size() && MostDerivedIsArrayElement)
1081     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_array_index)
1082       << N << /*array*/ 0
1083       << static_cast<unsigned>(getMostDerivedArraySize());
1084   else
1085     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_array_index)
1086       << N << /*non-array*/ 1;
1087   setInvalid();
1088 }
1089
1090 CallStackFrame::CallStackFrame(EvalInfo &Info, SourceLocation CallLoc,
1091                                const FunctionDecl *Callee, const LValue *This,
1092                                APValue *Arguments)
1093     : Info(Info), Caller(Info.CurrentCall), Callee(Callee), This(This),
1094       Arguments(Arguments), CallLoc(CallLoc), Index(Info.NextCallIndex++) {
1095   Info.CurrentCall = this;
1096   ++Info.CallStackDepth;
1097 }
1098
1099 CallStackFrame::~CallStackFrame() {
1100   assert(Info.CurrentCall == this && "calls retired out of order");
1101   --Info.CallStackDepth;
1102   Info.CurrentCall = Caller;
1103 }
1104
1105 APValue &CallStackFrame::createTemporary(const void *Key,
1106                                          bool IsLifetimeExtended) {
1107   APValue &Result = Temporaries[Key];
1108   assert(Result.isUninit() && "temporary created multiple times");
1109   Info.CleanupStack.push_back(Cleanup(&Result, IsLifetimeExtended));
1110   return Result;
1111 }
1112
1113 static void describeCall(CallStackFrame *Frame, raw_ostream &Out);
1114
1115 void EvalInfo::addCallStack(unsigned Limit) {
1116   // Determine which calls to skip, if any.
1117   unsigned ActiveCalls = CallStackDepth - 1;
1118   unsigned SkipStart = ActiveCalls, SkipEnd = SkipStart;
1119   if (Limit && Limit < ActiveCalls) {
1120     SkipStart = Limit / 2 + Limit % 2;
1121     SkipEnd = ActiveCalls - Limit / 2;
1122   }
1123
1124   // Walk the call stack and add the diagnostics.
1125   unsigned CallIdx = 0;
1126   for (CallStackFrame *Frame = CurrentCall; Frame != &BottomFrame;
1127        Frame = Frame->Caller, ++CallIdx) {
1128     // Skip this call?
1129     if (CallIdx >= SkipStart && CallIdx < SkipEnd) {
1130       if (CallIdx == SkipStart) {
1131         // Note that we're skipping calls.
1132         addDiag(Frame->CallLoc, diag::note_constexpr_calls_suppressed)
1133           << unsigned(ActiveCalls - Limit);
1134       }
1135       continue;
1136     }
1137
1138     // Use a different note for an inheriting constructor, because from the
1139     // user's perspective it's not really a function at all.
1140     if (auto *CD = dyn_cast_or_null<CXXConstructorDecl>(Frame->Callee)) {
1141       if (CD->isInheritingConstructor()) {
1142         addDiag(Frame->CallLoc, diag::note_constexpr_inherited_ctor_call_here)
1143           << CD->getParent();
1144         continue;
1145       }
1146     }
1147
1148     SmallVector<char, 128> Buffer;
1149     llvm::raw_svector_ostream Out(Buffer);
1150     describeCall(Frame, Out);
1151     addDiag(Frame->CallLoc, diag::note_constexpr_call_here) << Out.str();
1152   }
1153 }
1154
1155 namespace {
1156   struct ComplexValue {
1157   private:
1158     bool IsInt;
1159
1160   public:
1161     APSInt IntReal, IntImag;
1162     APFloat FloatReal, FloatImag;
1163
1164     ComplexValue() : FloatReal(APFloat::Bogus()), FloatImag(APFloat::Bogus()) {}
1165
1166     void makeComplexFloat() { IsInt = false; }
1167     bool isComplexFloat() const { return !IsInt; }
1168     APFloat &getComplexFloatReal() { return FloatReal; }
1169     APFloat &getComplexFloatImag() { return FloatImag; }
1170
1171     void makeComplexInt() { IsInt = true; }
1172     bool isComplexInt() const { return IsInt; }
1173     APSInt &getComplexIntReal() { return IntReal; }
1174     APSInt &getComplexIntImag() { return IntImag; }
1175
1176     void moveInto(APValue &v) const {
1177       if (isComplexFloat())
1178         v = APValue(FloatReal, FloatImag);
1179       else
1180         v = APValue(IntReal, IntImag);
1181     }
1182     void setFrom(const APValue &v) {
1183       assert(v.isComplexFloat() || v.isComplexInt());
1184       if (v.isComplexFloat()) {
1185         makeComplexFloat();
1186         FloatReal = v.getComplexFloatReal();
1187         FloatImag = v.getComplexFloatImag();
1188       } else {
1189         makeComplexInt();
1190         IntReal = v.getComplexIntReal();
1191         IntImag = v.getComplexIntImag();
1192       }
1193     }
1194   };
1195
1196   struct LValue {
1197     APValue::LValueBase Base;
1198     CharUnits Offset;
1199     unsigned InvalidBase : 1;
1200     unsigned CallIndex : 31;
1201     SubobjectDesignator Designator;
1202     bool IsNullPtr;
1203
1204     const APValue::LValueBase getLValueBase() const { return Base; }
1205     CharUnits &getLValueOffset() { return Offset; }
1206     const CharUnits &getLValueOffset() const { return Offset; }
1207     unsigned getLValueCallIndex() const { return CallIndex; }
1208     SubobjectDesignator &getLValueDesignator() { return Designator; }
1209     const SubobjectDesignator &getLValueDesignator() const { return Designator;}
1210     bool isNullPointer() const { return IsNullPtr;}
1211
1212     void moveInto(APValue &V) const {
1213       if (Designator.Invalid)
1214         V = APValue(Base, Offset, APValue::NoLValuePath(), CallIndex,
1215                     IsNullPtr);
1216       else {
1217         assert(!InvalidBase && "APValues can't handle invalid LValue bases");
1218         assert(!Designator.FirstEntryIsAnUnsizedArray &&
1219                "Unsized array with a valid base?");
1220         V = APValue(Base, Offset, Designator.Entries,
1221                     Designator.IsOnePastTheEnd, CallIndex, IsNullPtr);
1222       }
1223     }
1224     void setFrom(ASTContext &Ctx, const APValue &V) {
1225       assert(V.isLValue() && "Setting LValue from a non-LValue?");
1226       Base = V.getLValueBase();
1227       Offset = V.getLValueOffset();
1228       InvalidBase = false;
1229       CallIndex = V.getLValueCallIndex();
1230       Designator = SubobjectDesignator(Ctx, V);
1231       IsNullPtr = V.isNullPointer();
1232     }
1233
1234     void set(APValue::LValueBase B, unsigned I = 0, bool BInvalid = false) {
1235 #ifndef NDEBUG
1236       // We only allow a few types of invalid bases. Enforce that here.
1237       if (BInvalid) {
1238         const auto *E = B.get<const Expr *>();
1239         assert((isa<MemberExpr>(E) || tryUnwrapAllocSizeCall(E)) &&
1240                "Unexpected type of invalid base");
1241       }
1242 #endif
1243
1244       Base = B;
1245       Offset = CharUnits::fromQuantity(0);
1246       InvalidBase = BInvalid;
1247       CallIndex = I;
1248       Designator = SubobjectDesignator(getType(B));
1249       IsNullPtr = false;
1250     }
1251
1252     void setNull(QualType PointerTy, uint64_t TargetVal) {
1253       Base = (Expr *)nullptr;
1254       Offset = CharUnits::fromQuantity(TargetVal);
1255       InvalidBase = false;
1256       CallIndex = 0;
1257       Designator = SubobjectDesignator(PointerTy->getPointeeType());
1258       IsNullPtr = true;
1259     }
1260
1261     void setInvalid(APValue::LValueBase B, unsigned I = 0) {
1262       set(B, I, true);
1263     }
1264
1265     // Check that this LValue is not based on a null pointer. If it is, produce
1266     // a diagnostic and mark the designator as invalid.
1267     bool checkNullPointer(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1268                           CheckSubobjectKind CSK) {
1269       if (Designator.Invalid)
1270         return false;
1271       if (IsNullPtr) {
1272         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_null_subobject)
1273           << CSK;
1274         Designator.setInvalid();
1275         return false;
1276       }
1277       return true;
1278     }
1279
1280     // Check this LValue refers to an object. If not, set the designator to be
1281     // invalid and emit a diagnostic.
1282     bool checkSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E, CheckSubobjectKind CSK) {
1283       return (CSK == CSK_ArrayToPointer || checkNullPointer(Info, E, CSK)) &&
1284              Designator.checkSubobject(Info, E, CSK);
1285     }
1286
1287     void addDecl(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1288                  const Decl *D, bool Virtual = false) {
1289       if (checkSubobject(Info, E, isa<FieldDecl>(D) ? CSK_Field : CSK_Base))
1290         Designator.addDeclUnchecked(D, Virtual);
1291     }
1292     void addUnsizedArray(EvalInfo &Info, QualType ElemTy) {
1293       assert(Designator.Entries.empty() && getType(Base)->isPointerType());
1294       assert(isBaseAnAllocSizeCall(Base) &&
1295              "Only alloc_size bases can have unsized arrays");
1296       Designator.FirstEntryIsAnUnsizedArray = true;
1297       Designator.addUnsizedArrayUnchecked(ElemTy);
1298     }
1299     void addArray(EvalInfo &Info, const Expr *E, const ConstantArrayType *CAT) {
1300       if (checkSubobject(Info, E, CSK_ArrayToPointer))
1301         Designator.addArrayUnchecked(CAT);
1302     }
1303     void addComplex(EvalInfo &Info, const Expr *E, QualType EltTy, bool Imag) {
1304       if (checkSubobject(Info, E, Imag ? CSK_Imag : CSK_Real))
1305         Designator.addComplexUnchecked(EltTy, Imag);
1306     }
1307     void clearIsNullPointer() {
1308       IsNullPtr = false;
1309     }
1310     void adjustOffsetAndIndex(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1311                               const APSInt &Index, CharUnits ElementSize) {
1312       // An index of 0 has no effect. (In C, adding 0 to a null pointer is UB,
1313       // but we're not required to diagnose it and it's valid in C++.)
1314       if (!Index)
1315         return;
1316
1317       // Compute the new offset in the appropriate width, wrapping at 64 bits.
1318       // FIXME: When compiling for a 32-bit target, we should use 32-bit
1319       // offsets.
1320       uint64_t Offset64 = Offset.getQuantity();
1321       uint64_t ElemSize64 = ElementSize.getQuantity();
1322       uint64_t Index64 = Index.extOrTrunc(64).getZExtValue();
1323       Offset = CharUnits::fromQuantity(Offset64 + ElemSize64 * Index64);
1324
1325       if (checkNullPointer(Info, E, CSK_ArrayIndex))
1326         Designator.adjustIndex(Info, E, Index);
1327       clearIsNullPointer();
1328     }
1329     void adjustOffset(CharUnits N) {
1330       Offset += N;
1331       if (N.getQuantity())
1332         clearIsNullPointer();
1333     }
1334   };
1335
1336   struct MemberPtr {
1337     MemberPtr() {}
1338     explicit MemberPtr(const ValueDecl *Decl) :
1339       DeclAndIsDerivedMember(Decl, false), Path() {}
1340
1341     /// The member or (direct or indirect) field referred to by this member
1342     /// pointer, or 0 if this is a null member pointer.
1343     const ValueDecl *getDecl() const {
1344       return DeclAndIsDerivedMember.getPointer();
1345     }
1346     /// Is this actually a member of some type derived from the relevant class?
1347     bool isDerivedMember() const {
1348       return DeclAndIsDerivedMember.getInt();
1349     }
1350     /// Get the class which the declaration actually lives in.
1351     const CXXRecordDecl *getContainingRecord() const {
1352       return cast<CXXRecordDecl>(
1353           DeclAndIsDerivedMember.getPointer()->getDeclContext());
1354     }
1355
1356     void moveInto(APValue &V) const {
1357       V = APValue(getDecl(), isDerivedMember(), Path);
1358     }
1359     void setFrom(const APValue &V) {
1360       assert(V.isMemberPointer());
1361       DeclAndIsDerivedMember.setPointer(V.getMemberPointerDecl());
1362       DeclAndIsDerivedMember.setInt(V.isMemberPointerToDerivedMember());
1363       Path.clear();
1364       ArrayRef<const CXXRecordDecl*> P = V.getMemberPointerPath();
1365       Path.insert(Path.end(), P.begin(), P.end());
1366     }
1367
1368     /// DeclAndIsDerivedMember - The member declaration, and a flag indicating
1369     /// whether the member is a member of some class derived from the class type
1370     /// of the member pointer.
1371     llvm::PointerIntPair<const ValueDecl*, 1, bool> DeclAndIsDerivedMember;
1372     /// Path - The path of base/derived classes from the member declaration's
1373     /// class (exclusive) to the class type of the member pointer (inclusive).
1374     SmallVector<const CXXRecordDecl*, 4> Path;
1375
1376     /// Perform a cast towards the class of the Decl (either up or down the
1377     /// hierarchy).
1378     bool castBack(const CXXRecordDecl *Class) {
1379       assert(!Path.empty());
1380       const CXXRecordDecl *Expected;
1381       if (Path.size() >= 2)
1382         Expected = Path[Path.size() - 2];
1383       else
1384         Expected = getContainingRecord();
1385       if (Expected->getCanonicalDecl() != Class->getCanonicalDecl()) {
1386         // C++11 [expr.static.cast]p12: In a conversion from (D::*) to (B::*),
1387         // if B does not contain the original member and is not a base or
1388         // derived class of the class containing the original member, the result
1389         // of the cast is undefined.
1390         // C++11 [conv.mem]p2 does not cover this case for a cast from (B::*) to
1391         // (D::*). We consider that to be a language defect.
1392         return false;
1393       }
1394       Path.pop_back();
1395       return true;
1396     }
1397     /// Perform a base-to-derived member pointer cast.
1398     bool castToDerived(const CXXRecordDecl *Derived) {
1399       if (!getDecl())
1400         return true;
1401       if (!isDerivedMember()) {
1402         Path.push_back(Derived);
1403         return true;
1404       }
1405       if (!castBack(Derived))
1406         return false;
1407       if (Path.empty())
1408         DeclAndIsDerivedMember.setInt(false);
1409       return true;
1410     }
1411     /// Perform a derived-to-base member pointer cast.
1412     bool castToBase(const CXXRecordDecl *Base) {
1413       if (!getDecl())
1414         return true;
1415       if (Path.empty())
1416         DeclAndIsDerivedMember.setInt(true);
1417       if (isDerivedMember()) {
1418         Path.push_back(Base);
1419         return true;
1420       }
1421       return castBack(Base);
1422     }
1423   };
1424
1425   /// Compare two member pointers, which are assumed to be of the same type.
1426   static bool operator==(const MemberPtr &LHS, const MemberPtr &RHS) {
1427     if (!LHS.getDecl() || !RHS.getDecl())
1428       return !LHS.getDecl() && !RHS.getDecl();
1429     if (LHS.getDecl()->getCanonicalDecl() != RHS.getDecl()->getCanonicalDecl())
1430       return false;
1431     return LHS.Path == RHS.Path;
1432   }
1433 }
1434
1435 static bool Evaluate(APValue &Result, EvalInfo &Info, const Expr *E);
1436 static bool EvaluateInPlace(APValue &Result, EvalInfo &Info,
1437                             const LValue &This, const Expr *E,
1438                             bool AllowNonLiteralTypes = false);
1439 static bool EvaluateLValue(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info,
1440                            bool InvalidBaseOK = false);
1441 static bool EvaluatePointer(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info,
1442                             bool InvalidBaseOK = false);
1443 static bool EvaluateMemberPointer(const Expr *E, MemberPtr &Result,
1444                                   EvalInfo &Info);
1445 static bool EvaluateTemporary(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info);
1446 static bool EvaluateInteger(const Expr *E, APSInt &Result, EvalInfo &Info);
1447 static bool EvaluateIntegerOrLValue(const Expr *E, APValue &Result,
1448                                     EvalInfo &Info);
1449 static bool EvaluateFloat(const Expr *E, APFloat &Result, EvalInfo &Info);
1450 static bool EvaluateComplex(const Expr *E, ComplexValue &Res, EvalInfo &Info);
1451 static bool EvaluateAtomic(const Expr *E, const LValue *This, APValue &Result,
1452                            EvalInfo &Info);
1453 static bool EvaluateAsRValue(EvalInfo &Info, const Expr *E, APValue &Result);
1454
1455 //===----------------------------------------------------------------------===//
1456 // Misc utilities
1457 //===----------------------------------------------------------------------===//
1458
1459 /// Negate an APSInt in place, converting it to a signed form if necessary, and
1460 /// preserving its value (by extending by up to one bit as needed).
1461 static void negateAsSigned(APSInt &Int) {
1462   if (Int.isUnsigned() || Int.isMinSignedValue()) {
1463     Int = Int.extend(Int.getBitWidth() + 1);
1464     Int.setIsSigned(true);
1465   }
1466   Int = -Int;
1467 }
1468
1469 /// Produce a string describing the given constexpr call.
1470 static void describeCall(CallStackFrame *Frame, raw_ostream &Out) {
1471   unsigned ArgIndex = 0;
1472   bool IsMemberCall = isa<CXXMethodDecl>(Frame->Callee) &&
1473                       !isa<CXXConstructorDecl>(Frame->Callee) &&
1474                       cast<CXXMethodDecl>(Frame->Callee)->isInstance();
1475
1476   if (!IsMemberCall)
1477     Out << *Frame->Callee << '(';
1478
1479   if (Frame->This && IsMemberCall) {
1480     APValue Val;
1481     Frame->This->moveInto(Val);
1482     Val.printPretty(Out, Frame->Info.Ctx,
1483                     Frame->This->Designator.MostDerivedType);
1484     // FIXME: Add parens around Val if needed.
1485     Out << "->" << *Frame->Callee << '(';
1486     IsMemberCall = false;
1487   }
1488
1489   for (FunctionDecl::param_const_iterator I = Frame->Callee->param_begin(),
1490        E = Frame->Callee->param_end(); I != E; ++I, ++ArgIndex) {
1491     if (ArgIndex > (unsigned)IsMemberCall)
1492       Out << ", ";
1493
1494     const ParmVarDecl *Param = *I;
1495     const APValue &Arg = Frame->Arguments[ArgIndex];
1496     Arg.printPretty(Out, Frame->Info.Ctx, Param->getType());
1497
1498     if (ArgIndex == 0 && IsMemberCall)
1499       Out << "->" << *Frame->Callee << '(';
1500   }
1501
1502   Out << ')';
1503 }
1504
1505 /// Evaluate an expression to see if it had side-effects, and discard its
1506 /// result.
1507 /// \return \c true if the caller should keep evaluating.
1508 static bool EvaluateIgnoredValue(EvalInfo &Info, const Expr *E) {
1509   APValue Scratch;
1510   if (!Evaluate(Scratch, Info, E))
1511     // We don't need the value, but we might have skipped a side effect here.
1512     return Info.noteSideEffect();
1513   return true;
1514 }
1515
1516 /// Should this call expression be treated as a string literal?
1517 static bool IsStringLiteralCall(const CallExpr *E) {
1518   unsigned Builtin = E->getBuiltinCallee();
1519   return (Builtin == Builtin::BI__builtin___CFStringMakeConstantString ||
1520           Builtin == Builtin::BI__builtin___NSStringMakeConstantString);
1521 }
1522
1523 static bool IsGlobalLValue(APValue::LValueBase B) {
1524   // C++11 [expr.const]p3 An address constant expression is a prvalue core
1525   // constant expression of pointer type that evaluates to...
1526
1527   // ... a null pointer value, or a prvalue core constant expression of type
1528   // std::nullptr_t.
1529   if (!B) return true;
1530
1531   if (const ValueDecl *D = B.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
1532     // ... the address of an object with static storage duration,
1533     if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D))
1534       return VD->hasGlobalStorage();
1535     // ... the address of a function,
1536     return isa<FunctionDecl>(D);
1537   }
1538
1539   const Expr *E = B.get<const Expr*>();
1540   switch (E->getStmtClass()) {
1541   default:
1542     return false;
1543   case Expr::CompoundLiteralExprClass: {
1544     const CompoundLiteralExpr *CLE = cast<CompoundLiteralExpr>(E);
1545     return CLE->isFileScope() && CLE->isLValue();
1546   }
1547   case Expr::MaterializeTemporaryExprClass:
1548     // A materialized temporary might have been lifetime-extended to static
1549     // storage duration.
1550     return cast<MaterializeTemporaryExpr>(E)->getStorageDuration() == SD_Static;
1551   // A string literal has static storage duration.
1552   case Expr::StringLiteralClass:
1553   case Expr::PredefinedExprClass:
1554   case Expr::ObjCStringLiteralClass:
1555   case Expr::ObjCEncodeExprClass:
1556   case Expr::CXXTypeidExprClass:
1557   case Expr::CXXUuidofExprClass:
1558     return true;
1559   case Expr::CallExprClass:
1560     return IsStringLiteralCall(cast<CallExpr>(E));
1561   // For GCC compatibility, &&label has static storage duration.
1562   case Expr::AddrLabelExprClass:
1563     return true;
1564   // A Block literal expression may be used as the initialization value for
1565   // Block variables at global or local static scope.
1566   case Expr::BlockExprClass:
1567     return !cast<BlockExpr>(E)->getBlockDecl()->hasCaptures();
1568   case Expr::ImplicitValueInitExprClass:
1569     // FIXME:
1570     // We can never form an lvalue with an implicit value initialization as its
1571     // base through expression evaluation, so these only appear in one case: the
1572     // implicit variable declaration we invent when checking whether a constexpr
1573     // constructor can produce a constant expression. We must assume that such
1574     // an expression might be a global lvalue.
1575     return true;
1576   }
1577 }
1578
1579 static void NoteLValueLocation(EvalInfo &Info, APValue::LValueBase Base) {
1580   assert(Base && "no location for a null lvalue");
1581   const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1582   if (VD)
1583     Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
1584   else
1585     Info.Note(Base.get<const Expr*>()->getExprLoc(),
1586               diag::note_constexpr_temporary_here);
1587 }
1588
1589 /// Check that this reference or pointer core constant expression is a valid
1590 /// value for an address or reference constant expression. Return true if we
1591 /// can fold this expression, whether or not it's a constant expression.
1592 static bool CheckLValueConstantExpression(EvalInfo &Info, SourceLocation Loc,
1593                                           QualType Type, const LValue &LVal) {
1594   bool IsReferenceType = Type->isReferenceType();
1595
1596   APValue::LValueBase Base = LVal.getLValueBase();
1597   const SubobjectDesignator &Designator = LVal.getLValueDesignator();
1598
1599   // Check that the object is a global. Note that the fake 'this' object we
1600   // manufacture when checking potential constant expressions is conservatively
1601   // assumed to be global here.
1602   if (!IsGlobalLValue(Base)) {
1603     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
1604       const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1605       Info.FFDiag(Loc, diag::note_constexpr_non_global, 1)
1606         << IsReferenceType << !Designator.Entries.empty()
1607         << !!VD << VD;
1608       NoteLValueLocation(Info, Base);
1609     } else {
1610       Info.FFDiag(Loc);
1611     }
1612     // Don't allow references to temporaries to escape.
1613     return false;
1614   }
1615   assert((Info.checkingPotentialConstantExpression() ||
1616           LVal.getLValueCallIndex() == 0) &&
1617          "have call index for global lvalue");
1618
1619   if (const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
1620     if (const VarDecl *Var = dyn_cast<const VarDecl>(VD)) {
1621       // Check if this is a thread-local variable.
1622       if (Var->getTLSKind())
1623         return false;
1624
1625       // A dllimport variable never acts like a constant.
1626       if (Var->hasAttr<DLLImportAttr>())
1627         return false;
1628     }
1629     if (const auto *FD = dyn_cast<const FunctionDecl>(VD)) {
1630       // __declspec(dllimport) must be handled very carefully:
1631       // We must never initialize an expression with the thunk in C++.
1632       // Doing otherwise would allow the same id-expression to yield
1633       // different addresses for the same function in different translation
1634       // units.  However, this means that we must dynamically initialize the
1635       // expression with the contents of the import address table at runtime.
1636       //
1637       // The C language has no notion of ODR; furthermore, it has no notion of
1638       // dynamic initialization.  This means that we are permitted to
1639       // perform initialization with the address of the thunk.
1640       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus && FD->hasAttr<DLLImportAttr>())
1641         return false;
1642     }
1643   }
1644
1645   // Allow address constant expressions to be past-the-end pointers. This is
1646   // an extension: the standard requires them to point to an object.
1647   if (!IsReferenceType)
1648     return true;
1649
1650   // A reference constant expression must refer to an object.
1651   if (!Base) {
1652     // FIXME: diagnostic
1653     Info.CCEDiag(Loc);
1654     return true;
1655   }
1656
1657   // Does this refer one past the end of some object?
1658   if (!Designator.Invalid && Designator.isOnePastTheEnd()) {
1659     const ValueDecl *VD = Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1660     Info.FFDiag(Loc, diag::note_constexpr_past_end, 1)
1661       << !Designator.Entries.empty() << !!VD << VD;
1662     NoteLValueLocation(Info, Base);
1663   }
1664
1665   return true;
1666 }
1667
1668 /// Member pointers are constant expressions unless they point to a
1669 /// non-virtual dllimport member function.
1670 static bool CheckMemberPointerConstantExpression(EvalInfo &Info,
1671                                                  SourceLocation Loc,
1672                                                  QualType Type,
1673                                                  const APValue &Value) {
1674   const ValueDecl *Member = Value.getMemberPointerDecl();
1675   const auto *FD = dyn_cast_or_null<CXXMethodDecl>(Member);
1676   if (!FD)
1677     return true;
1678   return FD->isVirtual() || !FD->hasAttr<DLLImportAttr>();
1679 }
1680
1681 /// Check that this core constant expression is of literal type, and if not,
1682 /// produce an appropriate diagnostic.
1683 static bool CheckLiteralType(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1684                              const LValue *This = nullptr) {
1685   if (!E->isRValue() || E->getType()->isLiteralType(Info.Ctx))
1686     return true;
1687
1688   // C++1y: A constant initializer for an object o [...] may also invoke
1689   // constexpr constructors for o and its subobjects even if those objects
1690   // are of non-literal class types.
1691   //
1692   // C++11 missed this detail for aggregates, so classes like this:
1693   //   struct foo_t { union { int i; volatile int j; } u; };
1694   // are not (obviously) initializable like so:
1695   //   __attribute__((__require_constant_initialization__))
1696   //   static const foo_t x = {{0}};
1697   // because "i" is a subobject with non-literal initialization (due to the
1698   // volatile member of the union). See:
1699   //   http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_active.html#1677
1700   // Therefore, we use the C++1y behavior.
1701   if (This && Info.EvaluatingDecl == This->getLValueBase())
1702     return true;
1703
1704   // Prvalue constant expressions must be of literal types.
1705   if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
1706     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_nonliteral)
1707       << E->getType();
1708   else
1709     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
1710   return false;
1711 }
1712
1713 /// Check that this core constant expression value is a valid value for a
1714 /// constant expression. If not, report an appropriate diagnostic. Does not
1715 /// check that the expression is of literal type.
1716 static bool CheckConstantExpression(EvalInfo &Info, SourceLocation DiagLoc,
1717                                     QualType Type, const APValue &Value) {
1718   if (Value.isUninit()) {
1719     Info.FFDiag(DiagLoc, diag::note_constexpr_uninitialized)
1720       << true << Type;
1721     return false;
1722   }
1723
1724   // We allow _Atomic(T) to be initialized from anything that T can be
1725   // initialized from.
1726   if (const AtomicType *AT = Type->getAs<AtomicType>())
1727     Type = AT->getValueType();
1728
1729   // Core issue 1454: For a literal constant expression of array or class type,
1730   // each subobject of its value shall have been initialized by a constant
1731   // expression.
1732   if (Value.isArray()) {
1733     QualType EltTy = Type->castAsArrayTypeUnsafe()->getElementType();
1734     for (unsigned I = 0, N = Value.getArrayInitializedElts(); I != N; ++I) {
1735       if (!CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, EltTy,
1736                                    Value.getArrayInitializedElt(I)))
1737         return false;
1738     }
1739     if (!Value.hasArrayFiller())
1740       return true;
1741     return CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, EltTy,
1742                                    Value.getArrayFiller());
1743   }
1744   if (Value.isUnion() && Value.getUnionField()) {
1745     return CheckConstantExpression(Info, DiagLoc,
1746                                    Value.getUnionField()->getType(),
1747                                    Value.getUnionValue());
1748   }
1749   if (Value.isStruct()) {
1750     RecordDecl *RD = Type->castAs<RecordType>()->getDecl();
1751     if (const CXXRecordDecl *CD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD)) {
1752       unsigned BaseIndex = 0;
1753       for (CXXRecordDecl::base_class_const_iterator I = CD->bases_begin(),
1754              End = CD->bases_end(); I != End; ++I, ++BaseIndex) {
1755         if (!CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, I->getType(),
1756                                      Value.getStructBase(BaseIndex)))
1757           return false;
1758       }
1759     }
1760     for (const auto *I : RD->fields()) {
1761       if (!CheckConstantExpression(Info, DiagLoc, I->getType(),
1762                                    Value.getStructField(I->getFieldIndex())))
1763         return false;
1764     }
1765   }
1766
1767   if (Value.isLValue()) {
1768     LValue LVal;
1769     LVal.setFrom(Info.Ctx, Value);
1770     return CheckLValueConstantExpression(Info, DiagLoc, Type, LVal);
1771   }
1772
1773   if (Value.isMemberPointer())
1774     return CheckMemberPointerConstantExpression(Info, DiagLoc, Type, Value);
1775
1776   // Everything else is fine.
1777   return true;
1778 }
1779
1780 static const ValueDecl *GetLValueBaseDecl(const LValue &LVal) {
1781   return LVal.Base.dyn_cast<const ValueDecl*>();
1782 }
1783
1784 static bool IsLiteralLValue(const LValue &Value) {
1785   if (Value.CallIndex)
1786     return false;
1787   const Expr *E = Value.Base.dyn_cast<const Expr*>();
1788   return E && !isa<MaterializeTemporaryExpr>(E);
1789 }
1790
1791 static bool IsWeakLValue(const LValue &Value) {
1792   const ValueDecl *Decl = GetLValueBaseDecl(Value);
1793   return Decl && Decl->isWeak();
1794 }
1795
1796 static bool isZeroSized(const LValue &Value) {
1797   const ValueDecl *Decl = GetLValueBaseDecl(Value);
1798   if (Decl && isa<VarDecl>(Decl)) {
1799     QualType Ty = Decl->getType();
1800     if (Ty->isArrayType())
1801       return Ty->isIncompleteType() ||
1802              Decl->getASTContext().getTypeSize(Ty) == 0;
1803   }
1804   return false;
1805 }
1806
1807 static bool EvalPointerValueAsBool(const APValue &Value, bool &Result) {
1808   // A null base expression indicates a null pointer.  These are always
1809   // evaluatable, and they are false unless the offset is zero.
1810   if (!Value.getLValueBase()) {
1811     Result = !Value.getLValueOffset().isZero();
1812     return true;
1813   }
1814
1815   // We have a non-null base.  These are generally known to be true, but if it's
1816   // a weak declaration it can be null at runtime.
1817   Result = true;
1818   const ValueDecl *Decl = Value.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl*>();
1819   return !Decl || !Decl->isWeak();
1820 }
1821
1822 static bool HandleConversionToBool(const APValue &Val, bool &Result) {
1823   switch (Val.getKind()) {
1824   case APValue::Uninitialized:
1825     return false;
1826   case APValue::Int:
1827     Result = Val.getInt().getBoolValue();
1828     return true;
1829   case APValue::Float:
1830     Result = !Val.getFloat().isZero();
1831     return true;
1832   case APValue::ComplexInt:
1833     Result = Val.getComplexIntReal().getBoolValue() ||
1834              Val.getComplexIntImag().getBoolValue();
1835     return true;
1836   case APValue::ComplexFloat:
1837     Result = !Val.getComplexFloatReal().isZero() ||
1838              !Val.getComplexFloatImag().isZero();
1839     return true;
1840   case APValue::LValue:
1841     return EvalPointerValueAsBool(Val, Result);
1842   case APValue::MemberPointer:
1843     Result = Val.getMemberPointerDecl();
1844     return true;
1845   case APValue::Vector:
1846   case APValue::Array:
1847   case APValue::Struct:
1848   case APValue::Union:
1849   case APValue::AddrLabelDiff:
1850     return false;
1851   }
1852
1853   llvm_unreachable("unknown APValue kind");
1854 }
1855
1856 static bool EvaluateAsBooleanCondition(const Expr *E, bool &Result,
1857                                        EvalInfo &Info) {
1858   assert(E->isRValue() && "missing lvalue-to-rvalue conv in bool condition");
1859   APValue Val;
1860   if (!Evaluate(Val, Info, E))
1861     return false;
1862   return HandleConversionToBool(Val, Result);
1863 }
1864
1865 template<typename T>
1866 static bool HandleOverflow(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1867                            const T &SrcValue, QualType DestType) {
1868   Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_overflow)
1869     << SrcValue << DestType;
1870   return Info.noteUndefinedBehavior();
1871 }
1872
1873 static bool HandleFloatToIntCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1874                                  QualType SrcType, const APFloat &Value,
1875                                  QualType DestType, APSInt &Result) {
1876   unsigned DestWidth = Info.Ctx.getIntWidth(DestType);
1877   // Determine whether we are converting to unsigned or signed.
1878   bool DestSigned = DestType->isSignedIntegerOrEnumerationType();
1879
1880   Result = APSInt(DestWidth, !DestSigned);
1881   bool ignored;
1882   if (Value.convertToInteger(Result, llvm::APFloat::rmTowardZero, &ignored)
1883       & APFloat::opInvalidOp)
1884     return HandleOverflow(Info, E, Value, DestType);
1885   return true;
1886 }
1887
1888 static bool HandleFloatToFloatCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1889                                    QualType SrcType, QualType DestType,
1890                                    APFloat &Result) {
1891   APFloat Value = Result;
1892   bool ignored;
1893   if (Result.convert(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(DestType),
1894                      APFloat::rmNearestTiesToEven, &ignored)
1895       & APFloat::opOverflow)
1896     return HandleOverflow(Info, E, Value, DestType);
1897   return true;
1898 }
1899
1900 static APSInt HandleIntToIntCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1901                                  QualType DestType, QualType SrcType,
1902                                  const APSInt &Value) {
1903   unsigned DestWidth = Info.Ctx.getIntWidth(DestType);
1904   APSInt Result = Value;
1905   // Figure out if this is a truncate, extend or noop cast.
1906   // If the input is signed, do a sign extend, noop, or truncate.
1907   Result = Result.extOrTrunc(DestWidth);
1908   Result.setIsUnsigned(DestType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType());
1909   return Result;
1910 }
1911
1912 static bool HandleIntToFloatCast(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1913                                  QualType SrcType, const APSInt &Value,
1914                                  QualType DestType, APFloat &Result) {
1915   Result = APFloat(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(DestType), 1);
1916   if (Result.convertFromAPInt(Value, Value.isSigned(),
1917                               APFloat::rmNearestTiesToEven)
1918       & APFloat::opOverflow)
1919     return HandleOverflow(Info, E, Value, DestType);
1920   return true;
1921 }
1922
1923 static bool truncateBitfieldValue(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1924                                   APValue &Value, const FieldDecl *FD) {
1925   assert(FD->isBitField() && "truncateBitfieldValue on non-bitfield");
1926
1927   if (!Value.isInt()) {
1928     // Trying to store a pointer-cast-to-integer into a bitfield.
1929     // FIXME: In this case, we should provide the diagnostic for casting
1930     // a pointer to an integer.
1931     assert(Value.isLValue() && "integral value neither int nor lvalue?");
1932     Info.FFDiag(E);
1933     return false;
1934   }
1935
1936   APSInt &Int = Value.getInt();
1937   unsigned OldBitWidth = Int.getBitWidth();
1938   unsigned NewBitWidth = FD->getBitWidthValue(Info.Ctx);
1939   if (NewBitWidth < OldBitWidth)
1940     Int = Int.trunc(NewBitWidth).extend(OldBitWidth);
1941   return true;
1942 }
1943
1944 static bool EvalAndBitcastToAPInt(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1945                                   llvm::APInt &Res) {
1946   APValue SVal;
1947   if (!Evaluate(SVal, Info, E))
1948     return false;
1949   if (SVal.isInt()) {
1950     Res = SVal.getInt();
1951     return true;
1952   }
1953   if (SVal.isFloat()) {
1954     Res = SVal.getFloat().bitcastToAPInt();
1955     return true;
1956   }
1957   if (SVal.isVector()) {
1958     QualType VecTy = E->getType();
1959     unsigned VecSize = Info.Ctx.getTypeSize(VecTy);
1960     QualType EltTy = VecTy->castAs<VectorType>()->getElementType();
1961     unsigned EltSize = Info.Ctx.getTypeSize(EltTy);
1962     bool BigEndian = Info.Ctx.getTargetInfo().isBigEndian();
1963     Res = llvm::APInt::getNullValue(VecSize);
1964     for (unsigned i = 0; i < SVal.getVectorLength(); i++) {
1965       APValue &Elt = SVal.getVectorElt(i);
1966       llvm::APInt EltAsInt;
1967       if (Elt.isInt()) {
1968         EltAsInt = Elt.getInt();
1969       } else if (Elt.isFloat()) {
1970         EltAsInt = Elt.getFloat().bitcastToAPInt();
1971       } else {
1972         // Don't try to handle vectors of anything other than int or float
1973         // (not sure if it's possible to hit this case).
1974         Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
1975         return false;
1976       }
1977       unsigned BaseEltSize = EltAsInt.getBitWidth();
1978       if (BigEndian)
1979         Res |= EltAsInt.zextOrTrunc(VecSize).rotr(i*EltSize+BaseEltSize);
1980       else
1981         Res |= EltAsInt.zextOrTrunc(VecSize).rotl(i*EltSize);
1982     }
1983     return true;
1984   }
1985   // Give up if the input isn't an int, float, or vector.  For example, we
1986   // reject "(v4i16)(intptr_t)&a".
1987   Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
1988   return false;
1989 }
1990
1991 /// Perform the given integer operation, which is known to need at most BitWidth
1992 /// bits, and check for overflow in the original type (if that type was not an
1993 /// unsigned type).
1994 template<typename Operation>
1995 static bool CheckedIntArithmetic(EvalInfo &Info, const Expr *E,
1996                                  const APSInt &LHS, const APSInt &RHS,
1997                                  unsigned BitWidth, Operation Op,
1998                                  APSInt &Result) {
1999   if (LHS.isUnsigned()) {
2000     Result = Op(LHS, RHS);
2001     return true;
2002   }
2003
2004   APSInt Value(Op(LHS.extend(BitWidth), RHS.extend(BitWidth)), false);
2005   Result = Value.trunc(LHS.getBitWidth());
2006   if (Result.extend(BitWidth) != Value) {
2007     if (Info.checkingForOverflow())
2008       Info.Ctx.getDiagnostics().Report(E->getExprLoc(),
2009                                        diag::warn_integer_constant_overflow)
2010           << Result.toString(10) << E->getType();
2011     else
2012       return HandleOverflow(Info, E, Value, E->getType());
2013   }
2014   return true;
2015 }
2016
2017 /// Perform the given binary integer operation.
2018 static bool handleIntIntBinOp(EvalInfo &Info, const Expr *E, const APSInt &LHS,
2019                               BinaryOperatorKind Opcode, APSInt RHS,
2020                               APSInt &Result) {
2021   switch (Opcode) {
2022   default:
2023     Info.FFDiag(E);
2024     return false;
2025   case BO_Mul:
2026     return CheckedIntArithmetic(Info, E, LHS, RHS, LHS.getBitWidth() * 2,
2027                                 std::multiplies<APSInt>(), Result);
2028   case BO_Add:
2029     return CheckedIntArithmetic(Info, E, LHS, RHS, LHS.getBitWidth() + 1,
2030                                 std::plus<APSInt>(), Result);
2031   case BO_Sub:
2032     return CheckedIntArithmetic(Info, E, LHS, RHS, LHS.getBitWidth() + 1,
2033                                 std::minus<APSInt>(), Result);
2034   case BO_And: Result = LHS & RHS; return true;
2035   case BO_Xor: Result = LHS ^ RHS; return true;
2036   case BO_Or:  Result = LHS | RHS; return true;
2037   case BO_Div:
2038   case BO_Rem:
2039     if (RHS == 0) {
2040       Info.FFDiag(E, diag::note_expr_divide_by_zero);
2041       return false;
2042     }
2043     Result = (Opcode == BO_Rem ? LHS % RHS : LHS / RHS);
2044     // Check for overflow case: INT_MIN / -1 or INT_MIN % -1. APSInt supports
2045     // this operation and gives the two's complement result.
2046     if (RHS.isNegative() && RHS.isAllOnesValue() &&
2047         LHS.isSigned() && LHS.isMinSignedValue())
2048       return HandleOverflow(Info, E, -LHS.extend(LHS.getBitWidth() + 1),
2049                             E->getType());
2050     return true;
2051   case BO_Shl: {
2052     if (Info.getLangOpts().OpenCL)
2053       // OpenCL 6.3j: shift values are effectively % word size of LHS.
2054       RHS &= APSInt(llvm::APInt(RHS.getBitWidth(),
2055                     static_cast<uint64_t>(LHS.getBitWidth() - 1)),
2056                     RHS.isUnsigned());
2057     else if (RHS.isSigned() && RHS.isNegative()) {
2058       // During constant-folding, a negative shift is an opposite shift. Such
2059       // a shift is not a constant expression.
2060       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_negative_shift) << RHS;
2061       RHS = -RHS;
2062       goto shift_right;
2063     }
2064   shift_left:
2065     // C++11 [expr.shift]p1: Shift width must be less than the bit width of
2066     // the shifted type.
2067     unsigned SA = (unsigned) RHS.getLimitedValue(LHS.getBitWidth()-1);
2068     if (SA != RHS) {
2069       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_large_shift)
2070         << RHS << E->getType() << LHS.getBitWidth();
2071     } else if (LHS.isSigned()) {
2072       // C++11 [expr.shift]p2: A signed left shift must have a non-negative
2073       // operand, and must not overflow the corresponding unsigned type.
2074       if (LHS.isNegative())
2075         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_lshift_of_negative) << LHS;
2076       else if (LHS.countLeadingZeros() < SA)
2077         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_lshift_discards);
2078     }
2079     Result = LHS << SA;
2080     return true;
2081   }
2082   case BO_Shr: {
2083     if (Info.getLangOpts().OpenCL)
2084       // OpenCL 6.3j: shift values are effectively % word size of LHS.
2085       RHS &= APSInt(llvm::APInt(RHS.getBitWidth(),
2086                     static_cast<uint64_t>(LHS.getBitWidth() - 1)),
2087                     RHS.isUnsigned());
2088     else if (RHS.isSigned() && RHS.isNegative()) {
2089       // During constant-folding, a negative shift is an opposite shift. Such a
2090       // shift is not a constant expression.
2091       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_negative_shift) << RHS;
2092       RHS = -RHS;
2093       goto shift_left;
2094     }
2095   shift_right:
2096     // C++11 [expr.shift]p1: Shift width must be less than the bit width of the
2097     // shifted type.
2098     unsigned SA = (unsigned) RHS.getLimitedValue(LHS.getBitWidth()-1);
2099     if (SA != RHS)
2100       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_large_shift)
2101         << RHS << E->getType() << LHS.getBitWidth();
2102     Result = LHS >> SA;
2103     return true;
2104   }
2105
2106   case BO_LT: Result = LHS < RHS; return true;
2107   case BO_GT: Result = LHS > RHS; return true;
2108   case BO_LE: Result = LHS <= RHS; return true;
2109   case BO_GE: Result = LHS >= RHS; return true;
2110   case BO_EQ: Result = LHS == RHS; return true;
2111   case BO_NE: Result = LHS != RHS; return true;
2112   }
2113 }
2114
2115 /// Perform the given binary floating-point operation, in-place, on LHS.
2116 static bool handleFloatFloatBinOp(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2117                                   APFloat &LHS, BinaryOperatorKind Opcode,
2118                                   const APFloat &RHS) {
2119   switch (Opcode) {
2120   default:
2121     Info.FFDiag(E);
2122     return false;
2123   case BO_Mul:
2124     LHS.multiply(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2125     break;
2126   case BO_Add:
2127     LHS.add(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2128     break;
2129   case BO_Sub:
2130     LHS.subtract(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2131     break;
2132   case BO_Div:
2133     LHS.divide(RHS, APFloat::rmNearestTiesToEven);
2134     break;
2135   }
2136
2137   if (LHS.isInfinity() || LHS.isNaN()) {
2138     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_float_arithmetic) << LHS.isNaN();
2139     return Info.noteUndefinedBehavior();
2140   }
2141   return true;
2142 }
2143
2144 /// Cast an lvalue referring to a base subobject to a derived class, by
2145 /// truncating the lvalue's path to the given length.
2146 static bool CastToDerivedClass(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &Result,
2147                                const RecordDecl *TruncatedType,
2148                                unsigned TruncatedElements) {
2149   SubobjectDesignator &D = Result.Designator;
2150
2151   // Check we actually point to a derived class object.
2152   if (TruncatedElements == D.Entries.size())
2153     return true;
2154   assert(TruncatedElements >= D.MostDerivedPathLength &&
2155          "not casting to a derived class");
2156   if (!Result.checkSubobject(Info, E, CSK_Derived))
2157     return false;
2158
2159   // Truncate the path to the subobject, and remove any derived-to-base offsets.
2160   const RecordDecl *RD = TruncatedType;
2161   for (unsigned I = TruncatedElements, N = D.Entries.size(); I != N; ++I) {
2162     if (RD->isInvalidDecl()) return false;
2163     const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
2164     const CXXRecordDecl *Base = getAsBaseClass(D.Entries[I]);
2165     if (isVirtualBaseClass(D.Entries[I]))
2166       Result.Offset -= Layout.getVBaseClassOffset(Base);
2167     else
2168       Result.Offset -= Layout.getBaseClassOffset(Base);
2169     RD = Base;
2170   }
2171   D.Entries.resize(TruncatedElements);
2172   return true;
2173 }
2174
2175 static bool HandleLValueDirectBase(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &Obj,
2176                                    const CXXRecordDecl *Derived,
2177                                    const CXXRecordDecl *Base,
2178                                    const ASTRecordLayout *RL = nullptr) {
2179   if (!RL) {
2180     if (Derived->isInvalidDecl()) return false;
2181     RL = &Info.Ctx.getASTRecordLayout(Derived);
2182   }
2183
2184   Obj.getLValueOffset() += RL->getBaseClassOffset(Base);
2185   Obj.addDecl(Info, E, Base, /*Virtual*/ false);
2186   return true;
2187 }
2188
2189 static bool HandleLValueBase(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &Obj,
2190                              const CXXRecordDecl *DerivedDecl,
2191                              const CXXBaseSpecifier *Base) {
2192   const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base->getType()->getAsCXXRecordDecl();
2193
2194   if (!Base->isVirtual())
2195     return HandleLValueDirectBase(Info, E, Obj, DerivedDecl, BaseDecl);
2196
2197   SubobjectDesignator &D = Obj.Designator;
2198   if (D.Invalid)
2199     return false;
2200
2201   // Extract most-derived object and corresponding type.
2202   DerivedDecl = D.MostDerivedType->getAsCXXRecordDecl();
2203   if (!CastToDerivedClass(Info, E, Obj, DerivedDecl, D.MostDerivedPathLength))
2204     return false;
2205
2206   // Find the virtual base class.
2207   if (DerivedDecl->isInvalidDecl()) return false;
2208   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(DerivedDecl);
2209   Obj.getLValueOffset() += Layout.getVBaseClassOffset(BaseDecl);
2210   Obj.addDecl(Info, E, BaseDecl, /*Virtual*/ true);
2211   return true;
2212 }
2213
2214 static bool HandleLValueBasePath(EvalInfo &Info, const CastExpr *E,
2215                                  QualType Type, LValue &Result) {
2216   for (CastExpr::path_const_iterator PathI = E->path_begin(),
2217                                      PathE = E->path_end();
2218        PathI != PathE; ++PathI) {
2219     if (!HandleLValueBase(Info, E, Result, Type->getAsCXXRecordDecl(),
2220                           *PathI))
2221       return false;
2222     Type = (*PathI)->getType();
2223   }
2224   return true;
2225 }
2226
2227 /// Update LVal to refer to the given field, which must be a member of the type
2228 /// currently described by LVal.
2229 static bool HandleLValueMember(EvalInfo &Info, const Expr *E, LValue &LVal,
2230                                const FieldDecl *FD,
2231                                const ASTRecordLayout *RL = nullptr) {
2232   if (!RL) {
2233     if (FD->getParent()->isInvalidDecl()) return false;
2234     RL = &Info.Ctx.getASTRecordLayout(FD->getParent());
2235   }
2236
2237   unsigned I = FD->getFieldIndex();
2238   LVal.adjustOffset(Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(RL->getFieldOffset(I)));
2239   LVal.addDecl(Info, E, FD);
2240   return true;
2241 }
2242
2243 /// Update LVal to refer to the given indirect field.
2244 static bool HandleLValueIndirectMember(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2245                                        LValue &LVal,
2246                                        const IndirectFieldDecl *IFD) {
2247   for (const auto *C : IFD->chain())
2248     if (!HandleLValueMember(Info, E, LVal, cast<FieldDecl>(C)))
2249       return false;
2250   return true;
2251 }
2252
2253 /// Get the size of the given type in char units.
2254 static bool HandleSizeof(EvalInfo &Info, SourceLocation Loc,
2255                          QualType Type, CharUnits &Size) {
2256   // sizeof(void), __alignof__(void), sizeof(function) = 1 as a gcc
2257   // extension.
2258   if (Type->isVoidType() || Type->isFunctionType()) {
2259     Size = CharUnits::One();
2260     return true;
2261   }
2262
2263   if (Type->isDependentType()) {
2264     Info.FFDiag(Loc);
2265     return false;
2266   }
2267
2268   if (!Type->isConstantSizeType()) {
2269     // sizeof(vla) is not a constantexpr: C99 6.5.3.4p2.
2270     // FIXME: Better diagnostic.
2271     Info.FFDiag(Loc);
2272     return false;
2273   }
2274
2275   Size = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(Type);
2276   return true;
2277 }
2278
2279 /// Update a pointer value to model pointer arithmetic.
2280 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
2281 /// \param E - The expression being evaluated, for diagnostic purposes.
2282 /// \param LVal - The pointer value to be updated.
2283 /// \param EltTy - The pointee type represented by LVal.
2284 /// \param Adjustment - The adjustment, in objects of type EltTy, to add.
2285 static bool HandleLValueArrayAdjustment(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2286                                         LValue &LVal, QualType EltTy,
2287                                         APSInt Adjustment) {
2288   CharUnits SizeOfPointee;
2289   if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), EltTy, SizeOfPointee))
2290     return false;
2291
2292   LVal.adjustOffsetAndIndex(Info, E, Adjustment, SizeOfPointee);
2293   return true;
2294 }
2295
2296 static bool HandleLValueArrayAdjustment(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2297                                         LValue &LVal, QualType EltTy,
2298                                         int64_t Adjustment) {
2299   return HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, LVal, EltTy,
2300                                      APSInt::get(Adjustment));
2301 }
2302
2303 /// Update an lvalue to refer to a component of a complex number.
2304 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
2305 /// \param LVal - The lvalue to be updated.
2306 /// \param EltTy - The complex number's component type.
2307 /// \param Imag - False for the real component, true for the imaginary.
2308 static bool HandleLValueComplexElement(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2309                                        LValue &LVal, QualType EltTy,
2310                                        bool Imag) {
2311   if (Imag) {
2312     CharUnits SizeOfComponent;
2313     if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), EltTy, SizeOfComponent))
2314       return false;
2315     LVal.Offset += SizeOfComponent;
2316   }
2317   LVal.addComplex(Info, E, EltTy, Imag);
2318   return true;
2319 }
2320
2321 static bool handleLValueToRValueConversion(EvalInfo &Info, const Expr *Conv,
2322                                            QualType Type, const LValue &LVal,
2323                                            APValue &RVal);
2324
2325 /// Try to evaluate the initializer for a variable declaration.
2326 ///
2327 /// \param Info   Information about the ongoing evaluation.
2328 /// \param E      An expression to be used when printing diagnostics.
2329 /// \param VD     The variable whose initializer should be obtained.
2330 /// \param Frame  The frame in which the variable was created. Must be null
2331 ///               if this variable is not local to the evaluation.
2332 /// \param Result Filled in with a pointer to the value of the variable.
2333 static bool evaluateVarDeclInit(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2334                                 const VarDecl *VD, CallStackFrame *Frame,
2335                                 APValue *&Result) {
2336
2337   // If this is a parameter to an active constexpr function call, perform
2338   // argument substitution.
2339   if (const ParmVarDecl *PVD = dyn_cast<ParmVarDecl>(VD)) {
2340     // Assume arguments of a potential constant expression are unknown
2341     // constant expressions.
2342     if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
2343       return false;
2344     if (!Frame || !Frame->Arguments) {
2345       Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2346       return false;
2347     }
2348     Result = &Frame->Arguments[PVD->getFunctionScopeIndex()];
2349     return true;
2350   }
2351
2352   // If this is a local variable, dig out its value.
2353   if (Frame) {
2354     Result = Frame->getTemporary(VD);
2355     if (!Result) {
2356       // Assume variables referenced within a lambda's call operator that were
2357       // not declared within the call operator are captures and during checking
2358       // of a potential constant expression, assume they are unknown constant
2359       // expressions.
2360       assert(isLambdaCallOperator(Frame->Callee) &&
2361              (VD->getDeclContext() != Frame->Callee || VD->isInitCapture()) &&
2362              "missing value for local variable");
2363       if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
2364         return false;
2365       // FIXME: implement capture evaluation during constant expr evaluation.
2366       Info.FFDiag(E->getLocStart(),
2367            diag::note_unimplemented_constexpr_lambda_feature_ast)
2368           << "captures not currently allowed";
2369       return false;
2370     }
2371     return true;
2372   }
2373
2374   // Dig out the initializer, and use the declaration which it's attached to.
2375   const Expr *Init = VD->getAnyInitializer(VD);
2376   if (!Init || Init->isValueDependent()) {
2377     // If we're checking a potential constant expression, the variable could be
2378     // initialized later.
2379     if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
2380       Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2381     return false;
2382   }
2383
2384   // If we're currently evaluating the initializer of this declaration, use that
2385   // in-flight value.
2386   if (Info.EvaluatingDecl.dyn_cast<const ValueDecl*>() == VD) {
2387     Result = Info.EvaluatingDeclValue;
2388     return true;
2389   }
2390
2391   // Never evaluate the initializer of a weak variable. We can't be sure that
2392   // this is the definition which will be used.
2393   if (VD->isWeak()) {
2394     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2395     return false;
2396   }
2397
2398   // Check that we can fold the initializer. In C++, we will have already done
2399   // this in the cases where it matters for conformance.
2400   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Notes;
2401   if (!VD->evaluateValue(Notes)) {
2402     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_var_init_non_constant,
2403               Notes.size() + 1) << VD;
2404     Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2405     Info.addNotes(Notes);
2406     return false;
2407   } else if (!VD->checkInitIsICE()) {
2408     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_var_init_non_constant,
2409                  Notes.size() + 1) << VD;
2410     Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2411     Info.addNotes(Notes);
2412   }
2413
2414   Result = VD->getEvaluatedValue();
2415   return true;
2416 }
2417
2418 static bool IsConstNonVolatile(QualType T) {
2419   Qualifiers Quals = T.getQualifiers();
2420   return Quals.hasConst() && !Quals.hasVolatile();
2421 }
2422
2423 /// Get the base index of the given base class within an APValue representing
2424 /// the given derived class.
2425 static unsigned getBaseIndex(const CXXRecordDecl *Derived,
2426                              const CXXRecordDecl *Base) {
2427   Base = Base->getCanonicalDecl();
2428   unsigned Index = 0;
2429   for (CXXRecordDecl::base_class_const_iterator I = Derived->bases_begin(),
2430          E = Derived->bases_end(); I != E; ++I, ++Index) {
2431     if (I->getType()->getAsCXXRecordDecl()->getCanonicalDecl() == Base)
2432       return Index;
2433   }
2434
2435   llvm_unreachable("base class missing from derived class's bases list");
2436 }
2437
2438 /// Extract the value of a character from a string literal.
2439 static APSInt extractStringLiteralCharacter(EvalInfo &Info, const Expr *Lit,
2440                                             uint64_t Index) {
2441   // FIXME: Support MakeStringConstant
2442   if (const auto *ObjCEnc = dyn_cast<ObjCEncodeExpr>(Lit)) {
2443     std::string Str;
2444     Info.Ctx.getObjCEncodingForType(ObjCEnc->getEncodedType(), Str);
2445     assert(Index <= Str.size() && "Index too large");
2446     return APSInt::getUnsigned(Str.c_str()[Index]);
2447   }
2448
2449   if (auto PE = dyn_cast<PredefinedExpr>(Lit))
2450     Lit = PE->getFunctionName();
2451   const StringLiteral *S = cast<StringLiteral>(Lit);
2452   const ConstantArrayType *CAT =
2453       Info.Ctx.getAsConstantArrayType(S->getType());
2454   assert(CAT && "string literal isn't an array");
2455   QualType CharType = CAT->getElementType();
2456   assert(CharType->isIntegerType() && "unexpected character type");
2457
2458   APSInt Value(S->getCharByteWidth() * Info.Ctx.getCharWidth(),
2459                CharType->isUnsignedIntegerType());
2460   if (Index < S->getLength())
2461     Value = S->getCodeUnit(Index);
2462   return Value;
2463 }
2464
2465 // Expand a string literal into an array of characters.
2466 static void expandStringLiteral(EvalInfo &Info, const Expr *Lit,
2467                                 APValue &Result) {
2468   const StringLiteral *S = cast<StringLiteral>(Lit);
2469   const ConstantArrayType *CAT =
2470       Info.Ctx.getAsConstantArrayType(S->getType());
2471   assert(CAT && "string literal isn't an array");
2472   QualType CharType = CAT->getElementType();
2473   assert(CharType->isIntegerType() && "unexpected character type");
2474
2475   unsigned Elts = CAT->getSize().getZExtValue();
2476   Result = APValue(APValue::UninitArray(),
2477                    std::min(S->getLength(), Elts), Elts);
2478   APSInt Value(S->getCharByteWidth() * Info.Ctx.getCharWidth(),
2479                CharType->isUnsignedIntegerType());
2480   if (Result.hasArrayFiller())
2481     Result.getArrayFiller() = APValue(Value);
2482   for (unsigned I = 0, N = Result.getArrayInitializedElts(); I != N; ++I) {
2483     Value = S->getCodeUnit(I);
2484     Result.getArrayInitializedElt(I) = APValue(Value);
2485   }
2486 }
2487
2488 // Expand an array so that it has more than Index filled elements.
2489 static void expandArray(APValue &Array, unsigned Index) {
2490   unsigned Size = Array.getArraySize();
2491   assert(Index < Size);
2492
2493   // Always at least double the number of elements for which we store a value.
2494   unsigned OldElts = Array.getArrayInitializedElts();
2495   unsigned NewElts = std::max(Index+1, OldElts * 2);
2496   NewElts = std::min(Size, std::max(NewElts, 8u));
2497
2498   // Copy the data across.
2499   APValue NewValue(APValue::UninitArray(), NewElts, Size);
2500   for (unsigned I = 0; I != OldElts; ++I)
2501     NewValue.getArrayInitializedElt(I).swap(Array.getArrayInitializedElt(I));
2502   for (unsigned I = OldElts; I != NewElts; ++I)
2503     NewValue.getArrayInitializedElt(I) = Array.getArrayFiller();
2504   if (NewValue.hasArrayFiller())
2505     NewValue.getArrayFiller() = Array.getArrayFiller();
2506   Array.swap(NewValue);
2507 }
2508
2509 /// Determine whether a type would actually be read by an lvalue-to-rvalue
2510 /// conversion. If it's of class type, we may assume that the copy operation
2511 /// is trivial. Note that this is never true for a union type with fields
2512 /// (because the copy always "reads" the active member) and always true for
2513 /// a non-class type.
2514 static bool isReadByLvalueToRvalueConversion(QualType T) {
2515   CXXRecordDecl *RD = T->getBaseElementTypeUnsafe()->getAsCXXRecordDecl();
2516   if (!RD || (RD->isUnion() && !RD->field_empty()))
2517     return true;
2518   if (RD->isEmpty())
2519     return false;
2520
2521   for (auto *Field : RD->fields())
2522     if (isReadByLvalueToRvalueConversion(Field->getType()))
2523       return true;
2524
2525   for (auto &BaseSpec : RD->bases())
2526     if (isReadByLvalueToRvalueConversion(BaseSpec.getType()))
2527       return true;
2528
2529   return false;
2530 }
2531
2532 /// Diagnose an attempt to read from any unreadable field within the specified
2533 /// type, which might be a class type.
2534 static bool diagnoseUnreadableFields(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2535                                      QualType T) {
2536   CXXRecordDecl *RD = T->getBaseElementTypeUnsafe()->getAsCXXRecordDecl();
2537   if (!RD)
2538     return false;
2539
2540   if (!RD->hasMutableFields())
2541     return false;
2542
2543   for (auto *Field : RD->fields()) {
2544     // If we're actually going to read this field in some way, then it can't
2545     // be mutable. If we're in a union, then assigning to a mutable field
2546     // (even an empty one) can change the active member, so that's not OK.
2547     // FIXME: Add core issue number for the union case.
2548     if (Field->isMutable() &&
2549         (RD->isUnion() || isReadByLvalueToRvalueConversion(Field->getType()))) {
2550       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_mutable, 1) << Field;
2551       Info.Note(Field->getLocation(), diag::note_declared_at);
2552       return true;
2553     }
2554
2555     if (diagnoseUnreadableFields(Info, E, Field->getType()))
2556       return true;
2557   }
2558
2559   for (auto &BaseSpec : RD->bases())
2560     if (diagnoseUnreadableFields(Info, E, BaseSpec.getType()))
2561       return true;
2562
2563   // All mutable fields were empty, and thus not actually read.
2564   return false;
2565 }
2566
2567 /// Kinds of access we can perform on an object, for diagnostics.
2568 enum AccessKinds {
2569   AK_Read,
2570   AK_Assign,
2571   AK_Increment,
2572   AK_Decrement
2573 };
2574
2575 namespace {
2576 /// A handle to a complete object (an object that is not a subobject of
2577 /// another object).
2578 struct CompleteObject {
2579   /// The value of the complete object.
2580   APValue *Value;
2581   /// The type of the complete object.
2582   QualType Type;
2583
2584   CompleteObject() : Value(nullptr) {}
2585   CompleteObject(APValue *Value, QualType Type)
2586       : Value(Value), Type(Type) {
2587     assert(Value && "missing value for complete object");
2588   }
2589
2590   explicit operator bool() const { return Value; }
2591 };
2592 } // end anonymous namespace
2593
2594 /// Find the designated sub-object of an rvalue.
2595 template<typename SubobjectHandler>
2596 typename SubobjectHandler::result_type
2597 findSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E, const CompleteObject &Obj,
2598               const SubobjectDesignator &Sub, SubobjectHandler &handler) {
2599   if (Sub.Invalid)
2600     // A diagnostic will have already been produced.
2601     return handler.failed();
2602   if (Sub.isOnePastTheEnd()) {
2603     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
2604       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_past_end)
2605         << handler.AccessKind;
2606     else
2607       Info.FFDiag(E);
2608     return handler.failed();
2609   }
2610
2611   APValue *O = Obj.Value;
2612   QualType ObjType = Obj.Type;
2613   const FieldDecl *LastField = nullptr;
2614
2615   // Walk the designator's path to find the subobject.
2616   for (unsigned I = 0, N = Sub.Entries.size(); /**/; ++I) {
2617     if (O->isUninit()) {
2618       if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
2619         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_uninit) << handler.AccessKind;
2620       return handler.failed();
2621     }
2622
2623     if (I == N) {
2624       // If we are reading an object of class type, there may still be more
2625       // things we need to check: if there are any mutable subobjects, we
2626       // cannot perform this read. (This only happens when performing a trivial
2627       // copy or assignment.)
2628       if (ObjType->isRecordType() && handler.AccessKind == AK_Read &&
2629           diagnoseUnreadableFields(Info, E, ObjType))
2630         return handler.failed();
2631
2632       if (!handler.found(*O, ObjType))
2633         return false;
2634
2635       // If we modified a bit-field, truncate it to the right width.
2636       if (handler.AccessKind != AK_Read &&
2637           LastField && LastField->isBitField() &&
2638           !truncateBitfieldValue(Info, E, *O, LastField))
2639         return false;
2640
2641       return true;
2642     }
2643
2644     LastField = nullptr;
2645     if (ObjType->isArrayType()) {
2646       // Next subobject is an array element.
2647       const ConstantArrayType *CAT = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(ObjType);
2648       assert(CAT && "vla in literal type?");
2649       uint64_t Index = Sub.Entries[I].ArrayIndex;
2650       if (CAT->getSize().ule(Index)) {
2651         // Note, it should not be possible to form a pointer with a valid
2652         // designator which points more than one past the end of the array.
2653         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
2654           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_past_end)
2655             << handler.AccessKind;
2656         else
2657           Info.FFDiag(E);
2658         return handler.failed();
2659       }
2660
2661       ObjType = CAT->getElementType();
2662
2663       // An array object is represented as either an Array APValue or as an
2664       // LValue which refers to a string literal.
2665       if (O->isLValue()) {
2666         assert(I == N - 1 && "extracting subobject of character?");
2667         assert(!O->hasLValuePath() || O->getLValuePath().empty());
2668         if (handler.AccessKind != AK_Read)
2669           expandStringLiteral(Info, O->getLValueBase().get<const Expr *>(),
2670                               *O);
2671         else
2672           return handler.foundString(*O, ObjType, Index);
2673       }
2674
2675       if (O->getArrayInitializedElts() > Index)
2676         O = &O->getArrayInitializedElt(Index);
2677       else if (handler.AccessKind != AK_Read) {
2678         expandArray(*O, Index);
2679         O = &O->getArrayInitializedElt(Index);
2680       } else
2681         O = &O->getArrayFiller();
2682     } else if (ObjType->isAnyComplexType()) {
2683       // Next subobject is a complex number.
2684       uint64_t Index = Sub.Entries[I].ArrayIndex;
2685       if (Index > 1) {
2686         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
2687           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_past_end)
2688             << handler.AccessKind;
2689         else
2690           Info.FFDiag(E);
2691         return handler.failed();
2692       }
2693
2694       bool WasConstQualified = ObjType.isConstQualified();
2695       ObjType = ObjType->castAs<ComplexType>()->getElementType();
2696       if (WasConstQualified)
2697         ObjType.addConst();
2698
2699       assert(I == N - 1 && "extracting subobject of scalar?");
2700       if (O->isComplexInt()) {
2701         return handler.found(Index ? O->getComplexIntImag()
2702                                    : O->getComplexIntReal(), ObjType);
2703       } else {
2704         assert(O->isComplexFloat());
2705         return handler.found(Index ? O->getComplexFloatImag()
2706                                    : O->getComplexFloatReal(), ObjType);
2707       }
2708     } else if (const FieldDecl *Field = getAsField(Sub.Entries[I])) {
2709       if (Field->isMutable() && handler.AccessKind == AK_Read) {
2710         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_mutable, 1)
2711           << Field;
2712         Info.Note(Field->getLocation(), diag::note_declared_at);
2713         return handler.failed();
2714       }
2715
2716       // Next subobject is a class, struct or union field.
2717       RecordDecl *RD = ObjType->castAs<RecordType>()->getDecl();
2718       if (RD->isUnion()) {
2719         const FieldDecl *UnionField = O->getUnionField();
2720         if (!UnionField ||
2721             UnionField->getCanonicalDecl() != Field->getCanonicalDecl()) {
2722           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_inactive_union_member)
2723             << handler.AccessKind << Field << !UnionField << UnionField;
2724           return handler.failed();
2725         }
2726         O = &O->getUnionValue();
2727       } else
2728         O = &O->getStructField(Field->getFieldIndex());
2729
2730       bool WasConstQualified = ObjType.isConstQualified();
2731       ObjType = Field->getType();
2732       if (WasConstQualified && !Field->isMutable())
2733         ObjType.addConst();
2734
2735       if (ObjType.isVolatileQualified()) {
2736         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
2737           // FIXME: Include a description of the path to the volatile subobject.
2738           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_obj, 1)
2739             << handler.AccessKind << 2 << Field;
2740           Info.Note(Field->getLocation(), diag::note_declared_at);
2741         } else {
2742           Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
2743         }
2744         return handler.failed();
2745       }
2746
2747       LastField = Field;
2748     } else {
2749       // Next subobject is a base class.
2750       const CXXRecordDecl *Derived = ObjType->getAsCXXRecordDecl();
2751       const CXXRecordDecl *Base = getAsBaseClass(Sub.Entries[I]);
2752       O = &O->getStructBase(getBaseIndex(Derived, Base));
2753
2754       bool WasConstQualified = ObjType.isConstQualified();
2755       ObjType = Info.Ctx.getRecordType(Base);
2756       if (WasConstQualified)
2757         ObjType.addConst();
2758     }
2759   }
2760 }
2761
2762 namespace {
2763 struct ExtractSubobjectHandler {
2764   EvalInfo &Info;
2765   APValue &Result;
2766
2767   static const AccessKinds AccessKind = AK_Read;
2768
2769   typedef bool result_type;
2770   bool failed() { return false; }
2771   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
2772     Result = Subobj;
2773     return true;
2774   }
2775   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
2776     Result = APValue(Value);
2777     return true;
2778   }
2779   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
2780     Result = APValue(Value);
2781     return true;
2782   }
2783   bool foundString(APValue &Subobj, QualType SubobjType, uint64_t Character) {
2784     Result = APValue(extractStringLiteralCharacter(
2785         Info, Subobj.getLValueBase().get<const Expr *>(), Character));
2786     return true;
2787   }
2788 };
2789 } // end anonymous namespace
2790
2791 const AccessKinds ExtractSubobjectHandler::AccessKind;
2792
2793 /// Extract the designated sub-object of an rvalue.
2794 static bool extractSubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2795                              const CompleteObject &Obj,
2796                              const SubobjectDesignator &Sub,
2797                              APValue &Result) {
2798   ExtractSubobjectHandler Handler = { Info, Result };
2799   return findSubobject(Info, E, Obj, Sub, Handler);
2800 }
2801
2802 namespace {
2803 struct ModifySubobjectHandler {
2804   EvalInfo &Info;
2805   APValue &NewVal;
2806   const Expr *E;
2807
2808   typedef bool result_type;
2809   static const AccessKinds AccessKind = AK_Assign;
2810
2811   bool checkConst(QualType QT) {
2812     // Assigning to a const object has undefined behavior.
2813     if (QT.isConstQualified()) {
2814       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_modify_const_type) << QT;
2815       return false;
2816     }
2817     return true;
2818   }
2819
2820   bool failed() { return false; }
2821   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
2822     if (!checkConst(SubobjType))
2823       return false;
2824     // We've been given ownership of NewVal, so just swap it in.
2825     Subobj.swap(NewVal);
2826     return true;
2827   }
2828   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
2829     if (!checkConst(SubobjType))
2830       return false;
2831     if (!NewVal.isInt()) {
2832       // Maybe trying to write a cast pointer value into a complex?
2833       Info.FFDiag(E);
2834       return false;
2835     }
2836     Value = NewVal.getInt();
2837     return true;
2838   }
2839   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
2840     if (!checkConst(SubobjType))
2841       return false;
2842     Value = NewVal.getFloat();
2843     return true;
2844   }
2845   bool foundString(APValue &Subobj, QualType SubobjType, uint64_t Character) {
2846     llvm_unreachable("shouldn't encounter string elements with ExpandArrays");
2847   }
2848 };
2849 } // end anonymous namespace
2850
2851 const AccessKinds ModifySubobjectHandler::AccessKind;
2852
2853 /// Update the designated sub-object of an rvalue to the given value.
2854 static bool modifySubobject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2855                             const CompleteObject &Obj,
2856                             const SubobjectDesignator &Sub,
2857                             APValue &NewVal) {
2858   ModifySubobjectHandler Handler = { Info, NewVal, E };
2859   return findSubobject(Info, E, Obj, Sub, Handler);
2860 }
2861
2862 /// Find the position where two subobject designators diverge, or equivalently
2863 /// the length of the common initial subsequence.
2864 static unsigned FindDesignatorMismatch(QualType ObjType,
2865                                        const SubobjectDesignator &A,
2866                                        const SubobjectDesignator &B,
2867                                        bool &WasArrayIndex) {
2868   unsigned I = 0, N = std::min(A.Entries.size(), B.Entries.size());
2869   for (/**/; I != N; ++I) {
2870     if (!ObjType.isNull() &&
2871         (ObjType->isArrayType() || ObjType->isAnyComplexType())) {
2872       // Next subobject is an array element.
2873       if (A.Entries[I].ArrayIndex != B.Entries[I].ArrayIndex) {
2874         WasArrayIndex = true;
2875         return I;
2876       }
2877       if (ObjType->isAnyComplexType())
2878         ObjType = ObjType->castAs<ComplexType>()->getElementType();
2879       else
2880         ObjType = ObjType->castAsArrayTypeUnsafe()->getElementType();
2881     } else {
2882       if (A.Entries[I].BaseOrMember != B.Entries[I].BaseOrMember) {
2883         WasArrayIndex = false;
2884         return I;
2885       }
2886       if (const FieldDecl *FD = getAsField(A.Entries[I]))
2887         // Next subobject is a field.
2888         ObjType = FD->getType();
2889       else
2890         // Next subobject is a base class.
2891         ObjType = QualType();
2892     }
2893   }
2894   WasArrayIndex = false;
2895   return I;
2896 }
2897
2898 /// Determine whether the given subobject designators refer to elements of the
2899 /// same array object.
2900 static bool AreElementsOfSameArray(QualType ObjType,
2901                                    const SubobjectDesignator &A,
2902                                    const SubobjectDesignator &B) {
2903   if (A.Entries.size() != B.Entries.size())
2904     return false;
2905
2906   bool IsArray = A.MostDerivedIsArrayElement;
2907   if (IsArray && A.MostDerivedPathLength != A.Entries.size())
2908     // A is a subobject of the array element.
2909     return false;
2910
2911   // If A (and B) designates an array element, the last entry will be the array
2912   // index. That doesn't have to match. Otherwise, we're in the 'implicit array
2913   // of length 1' case, and the entire path must match.
2914   bool WasArrayIndex;
2915   unsigned CommonLength = FindDesignatorMismatch(ObjType, A, B, WasArrayIndex);
2916   return CommonLength >= A.Entries.size() - IsArray;
2917 }
2918
2919 /// Find the complete object to which an LValue refers.
2920 static CompleteObject findCompleteObject(EvalInfo &Info, const Expr *E,
2921                                          AccessKinds AK, const LValue &LVal,
2922                                          QualType LValType) {
2923   if (!LVal.Base) {
2924     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_null) << AK;
2925     return CompleteObject();
2926   }
2927
2928   CallStackFrame *Frame = nullptr;
2929   if (LVal.CallIndex) {
2930     Frame = Info.getCallFrame(LVal.CallIndex);
2931     if (!Frame) {
2932       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_lifetime_ended, 1)
2933         << AK << LVal.Base.is<const ValueDecl*>();
2934       NoteLValueLocation(Info, LVal.Base);
2935       return CompleteObject();
2936     }
2937   }
2938
2939   // C++11 DR1311: An lvalue-to-rvalue conversion on a volatile-qualified type
2940   // is not a constant expression (even if the object is non-volatile). We also
2941   // apply this rule to C++98, in order to conform to the expected 'volatile'
2942   // semantics.
2943   if (LValType.isVolatileQualified()) {
2944     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus)
2945       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_type)
2946         << AK << LValType;
2947     else
2948       Info.FFDiag(E);
2949     return CompleteObject();
2950   }
2951
2952   // Compute value storage location and type of base object.
2953   APValue *BaseVal = nullptr;
2954   QualType BaseType = getType(LVal.Base);
2955
2956   if (const ValueDecl *D = LVal.Base.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
2957     // In C++98, const, non-volatile integers initialized with ICEs are ICEs.
2958     // In C++11, constexpr, non-volatile variables initialized with constant
2959     // expressions are constant expressions too. Inside constexpr functions,
2960     // parameters are constant expressions even if they're non-const.
2961     // In C++1y, objects local to a constant expression (those with a Frame) are
2962     // both readable and writable inside constant expressions.
2963     // In C, such things can also be folded, although they are not ICEs.
2964     const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D);
2965     if (VD) {
2966       if (const VarDecl *VDef = VD->getDefinition(Info.Ctx))
2967         VD = VDef;
2968     }
2969     if (!VD || VD->isInvalidDecl()) {
2970       Info.FFDiag(E);
2971       return CompleteObject();
2972     }
2973
2974     // Accesses of volatile-qualified objects are not allowed.
2975     if (BaseType.isVolatileQualified()) {
2976       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
2977         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_obj, 1)
2978           << AK << 1 << VD;
2979         Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
2980       } else {
2981         Info.FFDiag(E);
2982       }
2983       return CompleteObject();
2984     }
2985
2986     // Unless we're looking at a local variable or argument in a constexpr call,
2987     // the variable we're reading must be const.
2988     if (!Frame) {
2989       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus14 &&
2990           VD == Info.EvaluatingDecl.dyn_cast<const ValueDecl *>()) {
2991         // OK, we can read and modify an object if we're in the process of
2992         // evaluating its initializer, because its lifetime began in this
2993         // evaluation.
2994       } else if (AK != AK_Read) {
2995         // All the remaining cases only permit reading.
2996         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_modify_global);
2997         return CompleteObject();
2998       } else if (VD->isConstexpr()) {
2999         // OK, we can read this variable.
3000       } else if (BaseType->isIntegralOrEnumerationType()) {
3001         // In OpenCL if a variable is in constant address space it is a const value.
3002         if (!(BaseType.isConstQualified() ||
3003               (Info.getLangOpts().OpenCL &&
3004                BaseType.getAddressSpace() == LangAS::opencl_constant))) {
3005           if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
3006             Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_const_int, 1) << VD;
3007             Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
3008           } else {
3009             Info.FFDiag(E);
3010           }
3011           return CompleteObject();
3012         }
3013       } else if (BaseType->isFloatingType() && BaseType.isConstQualified()) {
3014         // We support folding of const floating-point types, in order to make
3015         // static const data members of such types (supported as an extension)
3016         // more useful.
3017         if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
3018           Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_constexpr, 1) << VD;
3019           Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
3020         } else {
3021           Info.CCEDiag(E);
3022         }
3023       } else if (BaseType.isConstQualified() && VD->hasDefinition(Info.Ctx)) {
3024         Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_constexpr) << VD;
3025         // Keep evaluating to see what we can do.
3026       } else {
3027         // FIXME: Allow folding of values of any literal type in all languages.
3028         if (Info.checkingPotentialConstantExpression() &&
3029             VD->getType().isConstQualified() && !VD->hasDefinition(Info.Ctx)) {
3030           // The definition of this variable could be constexpr. We can't
3031           // access it right now, but may be able to in future.
3032         } else if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
3033           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_ltor_non_constexpr, 1) << VD;
3034           Info.Note(VD->getLocation(), diag::note_declared_at);
3035         } else {
3036           Info.FFDiag(E);
3037         }
3038         return CompleteObject();
3039       }
3040     }
3041
3042     if (!evaluateVarDeclInit(Info, E, VD, Frame, BaseVal))
3043       return CompleteObject();
3044   } else {
3045     const Expr *Base = LVal.Base.dyn_cast<const Expr*>();
3046
3047     if (!Frame) {
3048       if (const MaterializeTemporaryExpr *MTE =
3049               dyn_cast<MaterializeTemporaryExpr>(Base)) {
3050         assert(MTE->getStorageDuration() == SD_Static &&
3051                "should have a frame for a non-global materialized temporary");
3052
3053         // Per C++1y [expr.const]p2:
3054         //  an lvalue-to-rvalue conversion [is not allowed unless it applies to]
3055         //   - a [...] glvalue of integral or enumeration type that refers to
3056         //     a non-volatile const object [...]
3057         //   [...]
3058         //   - a [...] glvalue of literal type that refers to a non-volatile
3059         //     object whose lifetime began within the evaluation of e.
3060         //
3061         // C++11 misses the 'began within the evaluation of e' check and
3062         // instead allows all temporaries, including things like:
3063         //   int &&r = 1;
3064         //   int x = ++r;
3065         //   constexpr int k = r;
3066         // Therefore we use the C++1y rules in C++11 too.
3067         const ValueDecl *VD = Info.EvaluatingDecl.dyn_cast<const ValueDecl*>();
3068         const ValueDecl *ED = MTE->getExtendingDecl();
3069         if (!(BaseType.isConstQualified() &&
3070               BaseType->isIntegralOrEnumerationType()) &&
3071             !(VD && VD->getCanonicalDecl() == ED->getCanonicalDecl())) {
3072           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_static_temporary, 1) << AK;
3073           Info.Note(MTE->getExprLoc(), diag::note_constexpr_temporary_here);
3074           return CompleteObject();
3075         }
3076
3077         BaseVal = Info.Ctx.getMaterializedTemporaryValue(MTE, false);
3078         assert(BaseVal && "got reference to unevaluated temporary");
3079       } else {
3080         Info.FFDiag(E);
3081         return CompleteObject();
3082       }
3083     } else {
3084       BaseVal = Frame->getTemporary(Base);
3085       assert(BaseVal && "missing value for temporary");
3086     }
3087
3088     // Volatile temporary objects cannot be accessed in constant expressions.
3089     if (BaseType.isVolatileQualified()) {
3090       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus) {
3091         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_access_volatile_obj, 1)
3092           << AK << 0;
3093         Info.Note(Base->getExprLoc(), diag::note_constexpr_temporary_here);
3094       } else {
3095         Info.FFDiag(E);
3096       }
3097       return CompleteObject();
3098     }
3099   }
3100
3101   // During the construction of an object, it is not yet 'const'.
3102   // FIXME: We don't set up EvaluatingDecl for local variables or temporaries,
3103   // and this doesn't do quite the right thing for const subobjects of the
3104   // object under construction.
3105   if (LVal.getLValueBase() == Info.EvaluatingDecl) {
3106     BaseType = Info.Ctx.getCanonicalType(BaseType);
3107     BaseType.removeLocalConst();
3108   }
3109
3110   // In C++1y, we can't safely access any mutable state when we might be
3111   // evaluating after an unmodeled side effect.
3112   //
3113   // FIXME: Not all local state is mutable. Allow local constant subobjects
3114   // to be read here (but take care with 'mutable' fields).
3115   if ((Frame && Info.getLangOpts().CPlusPlus14 &&
3116        Info.EvalStatus.HasSideEffects) ||
3117       (AK != AK_Read && Info.IsSpeculativelyEvaluating))
3118     return CompleteObject();
3119
3120   return CompleteObject(BaseVal, BaseType);
3121 }
3122
3123 /// \brief Perform an lvalue-to-rvalue conversion on the given glvalue. This
3124 /// can also be used for 'lvalue-to-lvalue' conversions for looking up the
3125 /// glvalue referred to by an entity of reference type.
3126 ///
3127 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
3128 /// \param Conv - The expression for which we are performing the conversion.
3129 ///               Used for diagnostics.
3130 /// \param Type - The type of the glvalue (before stripping cv-qualifiers in the
3131 ///               case of a non-class type).
3132 /// \param LVal - The glvalue on which we are attempting to perform this action.
3133 /// \param RVal - The produced value will be placed here.
3134 static bool handleLValueToRValueConversion(EvalInfo &Info, const Expr *Conv,
3135                                            QualType Type,
3136                                            const LValue &LVal, APValue &RVal) {
3137   if (LVal.Designator.Invalid)
3138     return false;
3139
3140   // Check for special cases where there is no existing APValue to look at.
3141   const Expr *Base = LVal.Base.dyn_cast<const Expr*>();
3142   if (Base && !LVal.CallIndex && !Type.isVolatileQualified()) {
3143     if (const CompoundLiteralExpr *CLE = dyn_cast<CompoundLiteralExpr>(Base)) {
3144       // In C99, a CompoundLiteralExpr is an lvalue, and we defer evaluating the
3145       // initializer until now for such expressions. Such an expression can't be
3146       // an ICE in C, so this only matters for fold.
3147       if (Type.isVolatileQualified()) {
3148         Info.FFDiag(Conv);
3149         return false;
3150       }
3151       APValue Lit;
3152       if (!Evaluate(Lit, Info, CLE->getInitializer()))
3153         return false;
3154       CompleteObject LitObj(&Lit, Base->getType());
3155       return extractSubobject(Info, Conv, LitObj, LVal.Designator, RVal);
3156     } else if (isa<StringLiteral>(Base) || isa<PredefinedExpr>(Base)) {
3157       // We represent a string literal array as an lvalue pointing at the
3158       // corresponding expression, rather than building an array of chars.
3159       // FIXME: Support ObjCEncodeExpr, MakeStringConstant
3160       APValue Str(Base, CharUnits::Zero(), APValue::NoLValuePath(), 0);
3161       CompleteObject StrObj(&Str, Base->getType());
3162       return extractSubobject(Info, Conv, StrObj, LVal.Designator, RVal);
3163     }
3164   }
3165
3166   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, Conv, AK_Read, LVal, Type);
3167   return Obj && extractSubobject(Info, Conv, Obj, LVal.Designator, RVal);
3168 }
3169
3170 /// Perform an assignment of Val to LVal. Takes ownership of Val.
3171 static bool handleAssignment(EvalInfo &Info, const Expr *E, const LValue &LVal,
3172                              QualType LValType, APValue &Val) {
3173   if (LVal.Designator.Invalid)
3174     return false;
3175
3176   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14) {
3177     Info.FFDiag(E);
3178     return false;
3179   }
3180
3181   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, E, AK_Assign, LVal, LValType);
3182   return Obj && modifySubobject(Info, E, Obj, LVal.Designator, Val);
3183 }
3184
3185 static bool isOverflowingIntegerType(ASTContext &Ctx, QualType T) {
3186   return T->isSignedIntegerType() &&
3187          Ctx.getIntWidth(T) >= Ctx.getIntWidth(Ctx.IntTy);
3188 }
3189
3190 namespace {
3191 struct CompoundAssignSubobjectHandler {
3192   EvalInfo &Info;
3193   const Expr *E;
3194   QualType PromotedLHSType;
3195   BinaryOperatorKind Opcode;
3196   const APValue &RHS;
3197
3198   static const AccessKinds AccessKind = AK_Assign;
3199
3200   typedef bool result_type;
3201
3202   bool checkConst(QualType QT) {
3203     // Assigning to a const object has undefined behavior.
3204     if (QT.isConstQualified()) {
3205       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_modify_const_type) << QT;
3206       return false;
3207     }
3208     return true;
3209   }
3210
3211   bool failed() { return false; }
3212   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3213     switch (Subobj.getKind()) {
3214     case APValue::Int:
3215       return found(Subobj.getInt(), SubobjType);
3216     case APValue::Float:
3217       return found(Subobj.getFloat(), SubobjType);
3218     case APValue::ComplexInt:
3219     case APValue::ComplexFloat:
3220       // FIXME: Implement complex compound assignment.
3221       Info.FFDiag(E);
3222       return false;
3223     case APValue::LValue:
3224       return foundPointer(Subobj, SubobjType);
3225     default:
3226       // FIXME: can this happen?
3227       Info.FFDiag(E);
3228       return false;
3229     }
3230   }
3231   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
3232     if (!checkConst(SubobjType))
3233       return false;
3234
3235     if (!SubobjType->isIntegerType() || !RHS.isInt()) {
3236       // We don't support compound assignment on integer-cast-to-pointer
3237       // values.
3238       Info.FFDiag(E);
3239       return false;
3240     }
3241
3242     APSInt LHS = HandleIntToIntCast(Info, E, PromotedLHSType,
3243                                     SubobjType, Value);
3244     if (!handleIntIntBinOp(Info, E, LHS, Opcode, RHS.getInt(), LHS))
3245       return false;
3246     Value = HandleIntToIntCast(Info, E, SubobjType, PromotedLHSType, LHS);
3247     return true;
3248   }
3249   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
3250     return checkConst(SubobjType) &&
3251            HandleFloatToFloatCast(Info, E, SubobjType, PromotedLHSType,
3252                                   Value) &&
3253            handleFloatFloatBinOp(Info, E, Value, Opcode, RHS.getFloat()) &&
3254            HandleFloatToFloatCast(Info, E, PromotedLHSType, SubobjType, Value);
3255   }
3256   bool foundPointer(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3257     if (!checkConst(SubobjType))
3258       return false;
3259
3260     QualType PointeeType;
3261     if (const PointerType *PT = SubobjType->getAs<PointerType>())
3262       PointeeType = PT->getPointeeType();
3263
3264     if (PointeeType.isNull() || !RHS.isInt() ||
3265         (Opcode != BO_Add && Opcode != BO_Sub)) {
3266       Info.FFDiag(E);
3267       return false;
3268     }
3269
3270     APSInt Offset = RHS.getInt();
3271     if (Opcode == BO_Sub)
3272       negateAsSigned(Offset);
3273
3274     LValue LVal;
3275     LVal.setFrom(Info.Ctx, Subobj);
3276     if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, LVal, PointeeType, Offset))
3277       return false;
3278     LVal.moveInto(Subobj);
3279     return true;
3280   }
3281   bool foundString(APValue &Subobj, QualType SubobjType, uint64_t Character) {
3282     llvm_unreachable("shouldn't encounter string elements here");
3283   }
3284 };
3285 } // end anonymous namespace
3286
3287 const AccessKinds CompoundAssignSubobjectHandler::AccessKind;
3288
3289 /// Perform a compound assignment of LVal <op>= RVal.
3290 static bool handleCompoundAssignment(
3291     EvalInfo &Info, const Expr *E,
3292     const LValue &LVal, QualType LValType, QualType PromotedLValType,
3293     BinaryOperatorKind Opcode, const APValue &RVal) {
3294   if (LVal.Designator.Invalid)
3295     return false;
3296
3297   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14) {
3298     Info.FFDiag(E);
3299     return false;
3300   }
3301
3302   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, E, AK_Assign, LVal, LValType);
3303   CompoundAssignSubobjectHandler Handler = { Info, E, PromotedLValType, Opcode,
3304                                              RVal };
3305   return Obj && findSubobject(Info, E, Obj, LVal.Designator, Handler);
3306 }
3307
3308 namespace {
3309 struct IncDecSubobjectHandler {
3310   EvalInfo &Info;
3311   const Expr *E;
3312   AccessKinds AccessKind;
3313   APValue *Old;
3314
3315   typedef bool result_type;
3316
3317   bool checkConst(QualType QT) {
3318     // Assigning to a const object has undefined behavior.
3319     if (QT.isConstQualified()) {
3320       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_modify_const_type) << QT;
3321       return false;
3322     }
3323     return true;
3324   }
3325
3326   bool failed() { return false; }
3327   bool found(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3328     // Stash the old value. Also clear Old, so we don't clobber it later
3329     // if we're post-incrementing a complex.
3330     if (Old) {
3331       *Old = Subobj;
3332       Old = nullptr;
3333     }
3334
3335     switch (Subobj.getKind()) {
3336     case APValue::Int:
3337       return found(Subobj.getInt(), SubobjType);
3338     case APValue::Float:
3339       return found(Subobj.getFloat(), SubobjType);
3340     case APValue::ComplexInt:
3341       return found(Subobj.getComplexIntReal(),
3342                    SubobjType->castAs<ComplexType>()->getElementType()
3343                      .withCVRQualifiers(SubobjType.getCVRQualifiers()));
3344     case APValue::ComplexFloat:
3345       return found(Subobj.getComplexFloatReal(),
3346                    SubobjType->castAs<ComplexType>()->getElementType()
3347                      .withCVRQualifiers(SubobjType.getCVRQualifiers()));
3348     case APValue::LValue:
3349       return foundPointer(Subobj, SubobjType);
3350     default:
3351       // FIXME: can this happen?
3352       Info.FFDiag(E);
3353       return false;
3354     }
3355   }
3356   bool found(APSInt &Value, QualType SubobjType) {
3357     if (!checkConst(SubobjType))
3358       return false;
3359
3360     if (!SubobjType->isIntegerType()) {
3361       // We don't support increment / decrement on integer-cast-to-pointer
3362       // values.
3363       Info.FFDiag(E);
3364       return false;
3365     }
3366
3367     if (Old) *Old = APValue(Value);
3368
3369     // bool arithmetic promotes to int, and the conversion back to bool
3370     // doesn't reduce mod 2^n, so special-case it.
3371     if (SubobjType->isBooleanType()) {
3372       if (AccessKind == AK_Increment)
3373         Value = 1;
3374       else
3375         Value = !Value;
3376       return true;
3377     }
3378
3379     bool WasNegative = Value.isNegative();
3380     if (AccessKind == AK_Increment) {
3381       ++Value;
3382
3383       if (!WasNegative && Value.isNegative() &&
3384           isOverflowingIntegerType(Info.Ctx, SubobjType)) {
3385         APSInt ActualValue(Value, /*IsUnsigned*/true);
3386         return HandleOverflow(Info, E, ActualValue, SubobjType);
3387       }
3388     } else {
3389       --Value;
3390
3391       if (WasNegative && !Value.isNegative() &&
3392           isOverflowingIntegerType(Info.Ctx, SubobjType)) {
3393         unsigned BitWidth = Value.getBitWidth();
3394         APSInt ActualValue(Value.sext(BitWidth + 1), /*IsUnsigned*/false);
3395         ActualValue.setBit(BitWidth);
3396         return HandleOverflow(Info, E, ActualValue, SubobjType);
3397       }
3398     }
3399     return true;
3400   }
3401   bool found(APFloat &Value, QualType SubobjType) {
3402     if (!checkConst(SubobjType))
3403       return false;
3404
3405     if (Old) *Old = APValue(Value);
3406
3407     APFloat One(Value.getSemantics(), 1);
3408     if (AccessKind == AK_Increment)
3409       Value.add(One, APFloat::rmNearestTiesToEven);
3410     else
3411       Value.subtract(One, APFloat::rmNearestTiesToEven);
3412     return true;
3413   }
3414   bool foundPointer(APValue &Subobj, QualType SubobjType) {
3415     if (!checkConst(SubobjType))
3416       return false;
3417
3418     QualType PointeeType;
3419     if (const PointerType *PT = SubobjType->getAs<PointerType>())
3420       PointeeType = PT->getPointeeType();
3421     else {
3422       Info.FFDiag(E);
3423       return false;
3424     }
3425
3426     LValue LVal;
3427     LVal.setFrom(Info.Ctx, Subobj);
3428     if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, LVal, PointeeType,
3429                                      AccessKind == AK_Increment ? 1 : -1))
3430       return false;
3431     LVal.moveInto(Subobj);
3432     return true;
3433   }
3434   bool foundString(APValue &Subobj, QualType SubobjType, uint64_t Character) {
3435     llvm_unreachable("shouldn't encounter string elements here");
3436   }
3437 };
3438 } // end anonymous namespace
3439
3440 /// Perform an increment or decrement on LVal.
3441 static bool handleIncDec(EvalInfo &Info, const Expr *E, const LValue &LVal,
3442                          QualType LValType, bool IsIncrement, APValue *Old) {
3443   if (LVal.Designator.Invalid)
3444     return false;
3445
3446   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14) {
3447     Info.FFDiag(E);
3448     return false;
3449   }
3450
3451   AccessKinds AK = IsIncrement ? AK_Increment : AK_Decrement;
3452   CompleteObject Obj = findCompleteObject(Info, E, AK, LVal, LValType);
3453   IncDecSubobjectHandler Handler = { Info, E, AK, Old };
3454   return Obj && findSubobject(Info, E, Obj, LVal.Designator, Handler);
3455 }
3456
3457 /// Build an lvalue for the object argument of a member function call.
3458 static bool EvaluateObjectArgument(EvalInfo &Info, const Expr *Object,
3459                                    LValue &This) {
3460   if (Object->getType()->isPointerType())
3461     return EvaluatePointer(Object, This, Info);
3462
3463   if (Object->isGLValue())
3464     return EvaluateLValue(Object, This, Info);
3465
3466   if (Object->getType()->isLiteralType(Info.Ctx))
3467     return EvaluateTemporary(Object, This, Info);
3468
3469   Info.FFDiag(Object, diag::note_constexpr_nonliteral) << Object->getType();
3470   return false;
3471 }
3472
3473 /// HandleMemberPointerAccess - Evaluate a member access operation and build an
3474 /// lvalue referring to the result.
3475 ///
3476 /// \param Info - Information about the ongoing evaluation.
3477 /// \param LV - An lvalue referring to the base of the member pointer.
3478 /// \param RHS - The member pointer expression.
3479 /// \param IncludeMember - Specifies whether the member itself is included in
3480 ///        the resulting LValue subobject designator. This is not possible when
3481 ///        creating a bound member function.
3482 /// \return The field or method declaration to which the member pointer refers,
3483 ///         or 0 if evaluation fails.
3484 static const ValueDecl *HandleMemberPointerAccess(EvalInfo &Info,
3485                                                   QualType LVType,
3486                                                   LValue &LV,
3487                                                   const Expr *RHS,
3488                                                   bool IncludeMember = true) {
3489   MemberPtr MemPtr;
3490   if (!EvaluateMemberPointer(RHS, MemPtr, Info))
3491     return nullptr;
3492
3493   // C++11 [expr.mptr.oper]p6: If the second operand is the null pointer to
3494   // member value, the behavior is undefined.
3495   if (!MemPtr.getDecl()) {
3496     // FIXME: Specific diagnostic.
3497     Info.FFDiag(RHS);
3498     return nullptr;
3499   }
3500
3501   if (MemPtr.isDerivedMember()) {
3502     // This is a member of some derived class. Truncate LV appropriately.
3503     // The end of the derived-to-base path for the base object must match the
3504     // derived-to-base path for the member pointer.
3505     if (LV.Designator.MostDerivedPathLength + MemPtr.Path.size() >
3506         LV.Designator.Entries.size()) {
3507       Info.FFDiag(RHS);
3508       return nullptr;
3509     }
3510     unsigned PathLengthToMember =
3511         LV.Designator.Entries.size() - MemPtr.Path.size();
3512     for (unsigned I = 0, N = MemPtr.Path.size(); I != N; ++I) {
3513       const CXXRecordDecl *LVDecl = getAsBaseClass(
3514           LV.Designator.Entries[PathLengthToMember + I]);
3515       const CXXRecordDecl *MPDecl = MemPtr.Path[I];
3516       if (LVDecl->getCanonicalDecl() != MPDecl->getCanonicalDecl()) {
3517         Info.FFDiag(RHS);
3518         return nullptr;
3519       }
3520     }
3521
3522     // Truncate the lvalue to the appropriate derived class.
3523     if (!CastToDerivedClass(Info, RHS, LV, MemPtr.getContainingRecord(),
3524                             PathLengthToMember))
3525       return nullptr;
3526   } else if (!MemPtr.Path.empty()) {
3527     // Extend the LValue path with the member pointer's path.
3528     LV.Designator.Entries.reserve(LV.Designator.Entries.size() +
3529                                   MemPtr.Path.size() + IncludeMember);
3530
3531     // Walk down to the appropriate base class.
3532     if (const PointerType *PT = LVType->getAs<PointerType>())
3533       LVType = PT->getPointeeType();
3534     const CXXRecordDecl *RD = LVType->getAsCXXRecordDecl();
3535     assert(RD && "member pointer access on non-class-type expression");
3536     // The first class in the path is that of the lvalue.
3537     for (unsigned I = 1, N = MemPtr.Path.size(); I != N; ++I) {
3538       const CXXRecordDecl *Base = MemPtr.Path[N - I - 1];
3539       if (!HandleLValueDirectBase(Info, RHS, LV, RD, Base))
3540         return nullptr;
3541       RD = Base;
3542     }
3543     // Finally cast to the class containing the member.
3544     if (!HandleLValueDirectBase(Info, RHS, LV, RD,
3545                                 MemPtr.getContainingRecord()))
3546       return nullptr;
3547   }
3548
3549   // Add the member. Note that we cannot build bound member functions here.
3550   if (IncludeMember) {
3551     if (const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(MemPtr.getDecl())) {
3552       if (!HandleLValueMember(Info, RHS, LV, FD))
3553         return nullptr;
3554     } else if (const IndirectFieldDecl *IFD =
3555                  dyn_cast<IndirectFieldDecl>(MemPtr.getDecl())) {
3556       if (!HandleLValueIndirectMember(Info, RHS, LV, IFD))
3557         return nullptr;
3558     } else {
3559       llvm_unreachable("can't construct reference to bound member function");
3560     }
3561   }
3562
3563   return MemPtr.getDecl();
3564 }
3565
3566 static const ValueDecl *HandleMemberPointerAccess(EvalInfo &Info,
3567                                                   const BinaryOperator *BO,
3568                                                   LValue &LV,
3569                                                   bool IncludeMember = true) {
3570   assert(BO->getOpcode() == BO_PtrMemD || BO->getOpcode() == BO_PtrMemI);
3571
3572   if (!EvaluateObjectArgument(Info, BO->getLHS(), LV)) {
3573     if (Info.noteFailure()) {
3574       MemberPtr MemPtr;
3575       EvaluateMemberPointer(BO->getRHS(), MemPtr, Info);
3576     }
3577     return nullptr;
3578   }
3579
3580   return HandleMemberPointerAccess(Info, BO->getLHS()->getType(), LV,
3581                                    BO->getRHS(), IncludeMember);
3582 }
3583
3584 /// HandleBaseToDerivedCast - Apply the given base-to-derived cast operation on
3585 /// the provided lvalue, which currently refers to the base object.
3586 static bool HandleBaseToDerivedCast(EvalInfo &Info, const CastExpr *E,
3587                                     LValue &Result) {
3588   SubobjectDesignator &D = Result.Designator;
3589   if (D.Invalid || !Result.checkNullPointer(Info, E, CSK_Derived))
3590     return false;
3591
3592   QualType TargetQT = E->getType();
3593   if (const PointerType *PT = TargetQT->getAs<PointerType>())
3594     TargetQT = PT->getPointeeType();
3595
3596   // Check this cast lands within the final derived-to-base subobject path.
3597   if (D.MostDerivedPathLength + E->path_size() > D.Entries.size()) {
3598     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_downcast)
3599       << D.MostDerivedType << TargetQT;
3600     return false;
3601   }
3602
3603   // Check the type of the final cast. We don't need to check the path,
3604   // since a cast can only be formed if the path is unique.
3605   unsigned NewEntriesSize = D.Entries.size() - E->path_size();
3606   const CXXRecordDecl *TargetType = TargetQT->getAsCXXRecordDecl();
3607   const CXXRecordDecl *FinalType;
3608   if (NewEntriesSize == D.MostDerivedPathLength)
3609     FinalType = D.MostDerivedType->getAsCXXRecordDecl();
3610   else
3611     FinalType = getAsBaseClass(D.Entries[NewEntriesSize - 1]);
3612   if (FinalType->getCanonicalDecl() != TargetType->getCanonicalDecl()) {
3613     Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_downcast)
3614       << D.MostDerivedType << TargetQT;
3615     return false;
3616   }
3617
3618   // Truncate the lvalue to the appropriate derived class.
3619   return CastToDerivedClass(Info, E, Result, TargetType, NewEntriesSize);
3620 }
3621
3622 namespace {
3623 enum EvalStmtResult {
3624   /// Evaluation failed.
3625   ESR_Failed,
3626   /// Hit a 'return' statement.
3627   ESR_Returned,
3628   /// Evaluation succeeded.
3629   ESR_Succeeded,
3630   /// Hit a 'continue' statement.
3631   ESR_Continue,
3632   /// Hit a 'break' statement.
3633   ESR_Break,
3634   /// Still scanning for 'case' or 'default' statement.
3635   ESR_CaseNotFound
3636 };
3637 }
3638
3639 static bool EvaluateVarDecl(EvalInfo &Info, const VarDecl *VD) {
3640   // We don't need to evaluate the initializer for a static local.
3641   if (!VD->hasLocalStorage())
3642     return true;
3643
3644   LValue Result;
3645   Result.set(VD, Info.CurrentCall->Index);
3646   APValue &Val = Info.CurrentCall->createTemporary(VD, true);
3647
3648   const Expr *InitE = VD->getInit();
3649   if (!InitE) {
3650     Info.FFDiag(VD->getLocStart(), diag::note_constexpr_uninitialized)
3651       << false << VD->getType();
3652     Val = APValue();
3653     return false;
3654   }
3655
3656   if (InitE->isValueDependent())
3657     return false;
3658
3659   if (!EvaluateInPlace(Val, Info, Result, InitE)) {
3660     // Wipe out any partially-computed value, to allow tracking that this
3661     // evaluation failed.
3662     Val = APValue();
3663     return false;
3664   }
3665
3666   return true;
3667 }
3668
3669 static bool EvaluateDecl(EvalInfo &Info, const Decl *D) {
3670   bool OK = true;
3671
3672   if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D))
3673     OK &= EvaluateVarDecl(Info, VD);
3674
3675   if (const DecompositionDecl *DD = dyn_cast<DecompositionDecl>(D))
3676     for (auto *BD : DD->bindings())
3677       if (auto *VD = BD->getHoldingVar())
3678         OK &= EvaluateDecl(Info, VD);
3679
3680   return OK;
3681 }
3682
3683
3684 /// Evaluate a condition (either a variable declaration or an expression).
3685 static bool EvaluateCond(EvalInfo &Info, const VarDecl *CondDecl,
3686                          const Expr *Cond, bool &Result) {
3687   FullExpressionRAII Scope(Info);
3688   if (CondDecl && !EvaluateDecl(Info, CondDecl))
3689     return false;
3690   return EvaluateAsBooleanCondition(Cond, Result, Info);
3691 }
3692
3693 namespace {
3694 /// \brief A location where the result (returned value) of evaluating a
3695 /// statement should be stored.
3696 struct StmtResult {
3697   /// The APValue that should be filled in with the returned value.
3698   APValue &Value;
3699   /// The location containing the result, if any (used to support RVO).
3700   const LValue *Slot;
3701 };
3702 }
3703
3704 static EvalStmtResult EvaluateStmt(StmtResult &Result, EvalInfo &Info,
3705                                    const Stmt *S,
3706                                    const SwitchCase *SC = nullptr);
3707
3708 /// Evaluate the body of a loop, and translate the result as appropriate.
3709 static EvalStmtResult EvaluateLoopBody(StmtResult &Result, EvalInfo &Info,
3710                                        const Stmt *Body,
3711                                        const SwitchCase *Case = nullptr) {
3712   BlockScopeRAII Scope(Info);
3713   switch (EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, Body, Case)) {
3714   case ESR_Break:
3715     return ESR_Succeeded;
3716   case ESR_Succeeded:
3717   case ESR_Continue:
3718     return ESR_Continue;
3719   case ESR_Failed:
3720   case ESR_Returned:
3721   case ESR_CaseNotFound:
3722     return ESR;
3723   }
3724   llvm_unreachable("Invalid EvalStmtResult!");
3725 }
3726
3727 /// Evaluate a switch statement.
3728 static EvalStmtResult EvaluateSwitch(StmtResult &Result, EvalInfo &Info,
3729                                      const SwitchStmt *SS) {
3730   BlockScopeRAII Scope(Info);
3731
3732   // Evaluate the switch condition.
3733   APSInt Value;
3734   {
3735     FullExpressionRAII Scope(Info);
3736     if (const Stmt *Init = SS->getInit()) {
3737       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, Init);
3738       if (ESR != ESR_Succeeded)
3739         return ESR;
3740     }
3741     if (SS->getConditionVariable() &&
3742         !EvaluateDecl(Info, SS->getConditionVariable()))
3743       return ESR_Failed;
3744     if (!EvaluateInteger(SS->getCond(), Value, Info))
3745       return ESR_Failed;
3746   }
3747
3748   // Find the switch case corresponding to the value of the condition.
3749   // FIXME: Cache this lookup.
3750   const SwitchCase *Found = nullptr;
3751   for (const SwitchCase *SC = SS->getSwitchCaseList(); SC;
3752        SC = SC->getNextSwitchCase()) {
3753     if (isa<DefaultStmt>(SC)) {
3754       Found = SC;
3755       continue;
3756     }
3757
3758     const CaseStmt *CS = cast<CaseStmt>(SC);
3759     APSInt LHS = CS->getLHS()->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx);
3760     APSInt RHS = CS->getRHS() ? CS->getRHS()->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx)
3761                               : LHS;
3762     if (LHS <= Value && Value <= RHS) {
3763       Found = SC;
3764       break;
3765     }
3766   }
3767
3768   if (!Found)
3769     return ESR_Succeeded;
3770
3771   // Search the switch body for the switch case and evaluate it from there.
3772   switch (EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, SS->getBody(), Found)) {
3773   case ESR_Break:
3774     return ESR_Succeeded;
3775   case ESR_Succeeded:
3776   case ESR_Continue:
3777   case ESR_Failed:
3778   case ESR_Returned:
3779     return ESR;
3780   case ESR_CaseNotFound:
3781     // This can only happen if the switch case is nested within a statement
3782     // expression. We have no intention of supporting that.
3783     Info.FFDiag(Found->getLocStart(), diag::note_constexpr_stmt_expr_unsupported);
3784     return ESR_Failed;
3785   }
3786   llvm_unreachable("Invalid EvalStmtResult!");
3787 }
3788
3789 // Evaluate a statement.
3790 static EvalStmtResult EvaluateStmt(StmtResult &Result, EvalInfo &Info,
3791                                    const Stmt *S, const SwitchCase *Case) {
3792   if (!Info.nextStep(S))
3793     return ESR_Failed;
3794
3795   // If we're hunting down a 'case' or 'default' label, recurse through
3796   // substatements until we hit the label.
3797   if (Case) {
3798     // FIXME: We don't start the lifetime of objects whose initialization we
3799     // jump over. However, such objects must be of class type with a trivial
3800     // default constructor that initialize all subobjects, so must be empty,
3801     // so this almost never matters.
3802     switch (S->getStmtClass()) {
3803     case Stmt::CompoundStmtClass:
3804       // FIXME: Precompute which substatement of a compound statement we
3805       // would jump to, and go straight there rather than performing a
3806       // linear scan each time.
3807     case Stmt::LabelStmtClass:
3808     case Stmt::AttributedStmtClass:
3809     case Stmt::DoStmtClass:
3810       break;
3811
3812     case Stmt::CaseStmtClass:
3813     case Stmt::DefaultStmtClass:
3814       if (Case == S)
3815         Case = nullptr;
3816       break;
3817
3818     case Stmt::IfStmtClass: {
3819       // FIXME: Precompute which side of an 'if' we would jump to, and go
3820       // straight there rather than scanning both sides.
3821       const IfStmt *IS = cast<IfStmt>(S);
3822
3823       // Wrap the evaluation in a block scope, in case it's a DeclStmt
3824       // preceded by our switch label.
3825       BlockScopeRAII Scope(Info);
3826
3827       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, IS->getThen(), Case);
3828       if (ESR != ESR_CaseNotFound || !IS->getElse())
3829         return ESR;
3830       return EvaluateStmt(Result, Info, IS->getElse(), Case);
3831     }
3832
3833     case Stmt::WhileStmtClass: {
3834       EvalStmtResult ESR =
3835           EvaluateLoopBody(Result, Info, cast<WhileStmt>(S)->getBody(), Case);
3836       if (ESR != ESR_Continue)
3837         return ESR;
3838       break;
3839     }
3840
3841     case Stmt::ForStmtClass: {
3842       const ForStmt *FS = cast<ForStmt>(S);
3843       EvalStmtResult ESR =
3844           EvaluateLoopBody(Result, Info, FS->getBody(), Case);
3845       if (ESR != ESR_Continue)
3846         return ESR;
3847       if (FS->getInc()) {
3848         FullExpressionRAII IncScope(Info);
3849         if (!EvaluateIgnoredValue(Info, FS->getInc()))
3850           return ESR_Failed;
3851       }
3852       break;
3853     }
3854
3855     case Stmt::DeclStmtClass:
3856       // FIXME: If the variable has initialization that can't be jumped over,
3857       // bail out of any immediately-surrounding compound-statement too.
3858     default:
3859       return ESR_CaseNotFound;
3860     }
3861   }
3862
3863   switch (S->getStmtClass()) {
3864   default:
3865     if (const Expr *E = dyn_cast<Expr>(S)) {
3866       // Don't bother evaluating beyond an expression-statement which couldn't
3867       // be evaluated.
3868       FullExpressionRAII Scope(Info);
3869       if (!EvaluateIgnoredValue(Info, E))
3870         return ESR_Failed;
3871       return ESR_Succeeded;
3872     }
3873
3874     Info.FFDiag(S->getLocStart());
3875     return ESR_Failed;
3876
3877   case Stmt::NullStmtClass:
3878     return ESR_Succeeded;
3879
3880   case Stmt::DeclStmtClass: {
3881     const DeclStmt *DS = cast<DeclStmt>(S);
3882     for (const auto *DclIt : DS->decls()) {
3883       // Each declaration initialization is its own full-expression.
3884       // FIXME: This isn't quite right; if we're performing aggregate
3885       // initialization, each braced subexpression is its own full-expression.
3886       FullExpressionRAII Scope(Info);
3887       if (!EvaluateDecl(Info, DclIt) && !Info.noteFailure())
3888         return ESR_Failed;
3889     }
3890     return ESR_Succeeded;
3891   }
3892
3893   case Stmt::ReturnStmtClass: {
3894     const Expr *RetExpr = cast<ReturnStmt>(S)->getRetValue();
3895     FullExpressionRAII Scope(Info);
3896     if (RetExpr &&
3897         !(Result.Slot
3898               ? EvaluateInPlace(Result.Value, Info, *Result.Slot, RetExpr)
3899               : Evaluate(Result.Value, Info, RetExpr)))
3900       return ESR_Failed;
3901     return ESR_Returned;
3902   }
3903
3904   case Stmt::CompoundStmtClass: {
3905     BlockScopeRAII Scope(Info);
3906
3907     const CompoundStmt *CS = cast<CompoundStmt>(S);
3908     for (const auto *BI : CS->body()) {
3909       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, BI, Case);
3910       if (ESR == ESR_Succeeded)
3911         Case = nullptr;
3912       else if (ESR != ESR_CaseNotFound)
3913         return ESR;
3914     }
3915     return Case ? ESR_CaseNotFound : ESR_Succeeded;
3916   }
3917
3918   case Stmt::IfStmtClass: {
3919     const IfStmt *IS = cast<IfStmt>(S);
3920
3921     // Evaluate the condition, as either a var decl or as an expression.
3922     BlockScopeRAII Scope(Info);
3923     if (const Stmt *Init = IS->getInit()) {
3924       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, Init);
3925       if (ESR != ESR_Succeeded)
3926         return ESR;
3927     }
3928     bool Cond;
3929     if (!EvaluateCond(Info, IS->getConditionVariable(), IS->getCond(), Cond))
3930       return ESR_Failed;
3931
3932     if (const Stmt *SubStmt = Cond ? IS->getThen() : IS->getElse()) {
3933       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, SubStmt);
3934       if (ESR != ESR_Succeeded)
3935         return ESR;
3936     }
3937     return ESR_Succeeded;
3938   }
3939
3940   case Stmt::WhileStmtClass: {
3941     const WhileStmt *WS = cast<WhileStmt>(S);
3942     while (true) {
3943       BlockScopeRAII Scope(Info);
3944       bool Continue;
3945       if (!EvaluateCond(Info, WS->getConditionVariable(), WS->getCond(),
3946                         Continue))
3947         return ESR_Failed;
3948       if (!Continue)
3949         break;
3950
3951       EvalStmtResult ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, WS->getBody());
3952       if (ESR != ESR_Continue)
3953         return ESR;
3954     }
3955     return ESR_Succeeded;
3956   }
3957
3958   case Stmt::DoStmtClass: {
3959     const DoStmt *DS = cast<DoStmt>(S);
3960     bool Continue;
3961     do {
3962       EvalStmtResult ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, DS->getBody(), Case);
3963       if (ESR != ESR_Continue)
3964         return ESR;
3965       Case = nullptr;
3966
3967       FullExpressionRAII CondScope(Info);
3968       if (!EvaluateAsBooleanCondition(DS->getCond(), Continue, Info))
3969         return ESR_Failed;
3970     } while (Continue);
3971     return ESR_Succeeded;
3972   }
3973
3974   case Stmt::ForStmtClass: {
3975     const ForStmt *FS = cast<ForStmt>(S);
3976     BlockScopeRAII Scope(Info);
3977     if (FS->getInit()) {
3978       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getInit());
3979       if (ESR != ESR_Succeeded)
3980         return ESR;
3981     }
3982     while (true) {
3983       BlockScopeRAII Scope(Info);
3984       bool Continue = true;
3985       if (FS->getCond() && !EvaluateCond(Info, FS->getConditionVariable(),
3986                                          FS->getCond(), Continue))
3987         return ESR_Failed;
3988       if (!Continue)
3989         break;
3990
3991       EvalStmtResult ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, FS->getBody());
3992       if (ESR != ESR_Continue)
3993         return ESR;
3994
3995       if (FS->getInc()) {
3996         FullExpressionRAII IncScope(Info);
3997         if (!EvaluateIgnoredValue(Info, FS->getInc()))
3998           return ESR_Failed;
3999       }
4000     }
4001     return ESR_Succeeded;
4002   }
4003
4004   case Stmt::CXXForRangeStmtClass: {
4005     const CXXForRangeStmt *FS = cast<CXXForRangeStmt>(S);
4006     BlockScopeRAII Scope(Info);
4007
4008     // Initialize the __range variable.
4009     EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getRangeStmt());
4010     if (ESR != ESR_Succeeded)
4011       return ESR;
4012
4013     // Create the __begin and __end iterators.
4014     ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getBeginStmt());
4015     if (ESR != ESR_Succeeded)
4016       return ESR;
4017     ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getEndStmt());
4018     if (ESR != ESR_Succeeded)
4019       return ESR;
4020
4021     while (true) {
4022       // Condition: __begin != __end.
4023       {
4024         bool Continue = true;
4025         FullExpressionRAII CondExpr(Info);
4026         if (!EvaluateAsBooleanCondition(FS->getCond(), Continue, Info))
4027           return ESR_Failed;
4028         if (!Continue)
4029           break;
4030       }
4031
4032       // User's variable declaration, initialized by *__begin.
4033       BlockScopeRAII InnerScope(Info);
4034       ESR = EvaluateStmt(Result, Info, FS->getLoopVarStmt());
4035       if (ESR != ESR_Succeeded)
4036         return ESR;
4037
4038       // Loop body.
4039       ESR = EvaluateLoopBody(Result, Info, FS->getBody());
4040       if (ESR != ESR_Continue)
4041         return ESR;
4042
4043       // Increment: ++__begin
4044       if (!EvaluateIgnoredValue(Info, FS->getInc()))
4045         return ESR_Failed;
4046     }
4047
4048     return ESR_Succeeded;
4049   }
4050
4051   case Stmt::SwitchStmtClass:
4052     return EvaluateSwitch(Result, Info, cast<SwitchStmt>(S));
4053
4054   case Stmt::ContinueStmtClass:
4055     return ESR_Continue;
4056
4057   case Stmt::BreakStmtClass:
4058     return ESR_Break;
4059
4060   case Stmt::LabelStmtClass:
4061     return EvaluateStmt(Result, Info, cast<LabelStmt>(S)->getSubStmt(), Case);
4062
4063   case Stmt::AttributedStmtClass:
4064     // As a general principle, C++11 attributes can be ignored without
4065     // any semantic impact.
4066     return EvaluateStmt(Result, Info, cast<AttributedStmt>(S)->getSubStmt(),
4067                         Case);
4068
4069   case Stmt::CaseStmtClass:
4070   case Stmt::DefaultStmtClass:
4071     return EvaluateStmt(Result, Info, cast<SwitchCase>(S)->getSubStmt(), Case);
4072   }
4073 }
4074
4075 /// CheckTrivialDefaultConstructor - Check whether a constructor is a trivial
4076 /// default constructor. If so, we'll fold it whether or not it's marked as
4077 /// constexpr. If it is marked as constexpr, we will never implicitly define it,
4078 /// so we need special handling.
4079 static bool CheckTrivialDefaultConstructor(EvalInfo &Info, SourceLocation Loc,
4080                                            const CXXConstructorDecl *CD,
4081                                            bool IsValueInitialization) {
4082   if (!CD->isTrivial() || !CD->isDefaultConstructor())
4083     return false;
4084
4085   // Value-initialization does not call a trivial default constructor, so such a
4086   // call is a core constant expression whether or not the constructor is
4087   // constexpr.
4088   if (!CD->isConstexpr() && !IsValueInitialization) {
4089     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
4090       // FIXME: If DiagDecl is an implicitly-declared special member function,
4091       // we should be much more explicit about why it's not constexpr.
4092       Info.CCEDiag(Loc, diag::note_constexpr_invalid_function, 1)
4093         << /*IsConstexpr*/0 << /*IsConstructor*/1 << CD;
4094       Info.Note(CD->getLocation(), diag::note_declared_at);
4095     } else {
4096       Info.CCEDiag(Loc, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
4097     }
4098   }
4099   return true;
4100 }
4101
4102 /// CheckConstexprFunction - Check that a function can be called in a constant
4103 /// expression.
4104 static bool CheckConstexprFunction(EvalInfo &Info, SourceLocation CallLoc,
4105                                    const FunctionDecl *Declaration,
4106                                    const FunctionDecl *Definition,
4107                                    const Stmt *Body) {
4108   // Potential constant expressions can contain calls to declared, but not yet
4109   // defined, constexpr functions.
4110   if (Info.checkingPotentialConstantExpression() && !Definition &&
4111       Declaration->isConstexpr())
4112     return false;
4113
4114   // Bail out with no diagnostic if the function declaration itself is invalid.
4115   // We will have produced a relevant diagnostic while parsing it.
4116   if (Declaration->isInvalidDecl())
4117     return false;
4118
4119   // Can we evaluate this function call?
4120   if (Definition && Definition->isConstexpr() &&
4121       !Definition->isInvalidDecl() && Body)
4122     return true;
4123
4124   if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
4125     const FunctionDecl *DiagDecl = Definition ? Definition : Declaration;
4126     
4127     // If this function is not constexpr because it is an inherited
4128     // non-constexpr constructor, diagnose that directly.
4129     auto *CD = dyn_cast<CXXConstructorDecl>(DiagDecl);
4130     if (CD && CD->isInheritingConstructor()) {
4131       auto *Inherited = CD->getInheritedConstructor().getConstructor();
4132       if (!Inherited->isConstexpr()) 
4133         DiagDecl = CD = Inherited;
4134     }
4135
4136     // FIXME: If DiagDecl is an implicitly-declared special member function
4137     // or an inheriting constructor, we should be much more explicit about why
4138     // it's not constexpr.
4139     if (CD && CD->isInheritingConstructor())
4140       Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_constexpr_invalid_inhctor, 1)
4141         << CD->getInheritedConstructor().getConstructor()->getParent();
4142     else
4143       Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_constexpr_invalid_function, 1)
4144         << DiagDecl->isConstexpr() << (bool)CD << DiagDecl;
4145     Info.Note(DiagDecl->getLocation(), diag::note_declared_at);
4146   } else {
4147     Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
4148   }
4149   return false;
4150 }
4151
4152 /// Determine if a class has any fields that might need to be copied by a
4153 /// trivial copy or move operation.
4154 static bool hasFields(const CXXRecordDecl *RD) {
4155   if (!RD || RD->isEmpty())
4156     return false;
4157   for (auto *FD : RD->fields()) {
4158     if (FD->isUnnamedBitfield())
4159       continue;
4160     return true;
4161   }
4162   for (auto &Base : RD->bases())
4163     if (hasFields(Base.getType()->getAsCXXRecordDecl()))
4164       return true;
4165   return false;
4166 }
4167
4168 namespace {
4169 typedef SmallVector<APValue, 8> ArgVector;
4170 }
4171
4172 /// EvaluateArgs - Evaluate the arguments to a function call.
4173 static bool EvaluateArgs(ArrayRef<const Expr*> Args, ArgVector &ArgValues,
4174                          EvalInfo &Info) {
4175   bool Success = true;
4176   for (ArrayRef<const Expr*>::iterator I = Args.begin(), E = Args.end();
4177        I != E; ++I) {
4178     if (!Evaluate(ArgValues[I - Args.begin()], Info, *I)) {
4179       // If we're checking for a potential constant expression, evaluate all
4180       // initializers even if some of them fail.
4181       if (!Info.noteFailure())
4182         return false;
4183       Success = false;
4184     }
4185   }
4186   return Success;
4187 }
4188
4189 /// Evaluate a function call.
4190 static bool HandleFunctionCall(SourceLocation CallLoc,
4191                                const FunctionDecl *Callee, const LValue *This,
4192                                ArrayRef<const Expr*> Args, const Stmt *Body,
4193                                EvalInfo &Info, APValue &Result,
4194                                const LValue *ResultSlot) {
4195   ArgVector ArgValues(Args.size());
4196   if (!EvaluateArgs(Args, ArgValues, Info))
4197     return false;
4198
4199   if (!Info.CheckCallLimit(CallLoc))
4200     return false;
4201
4202   CallStackFrame Frame(Info, CallLoc, Callee, This, ArgValues.data());
4203
4204   // For a trivial copy or move assignment, perform an APValue copy. This is
4205   // essential for unions, where the operations performed by the assignment
4206   // operator cannot be represented as statements.
4207   //
4208   // Skip this for non-union classes with no fields; in that case, the defaulted
4209   // copy/move does not actually read the object.
4210   const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Callee);
4211   if (MD && MD->isDefaulted() &&
4212       (MD->getParent()->isUnion() ||
4213        (MD->isTrivial() && hasFields(MD->getParent())))) {
4214     assert(This &&
4215            (MD->isCopyAssignmentOperator() || MD->isMoveAssignmentOperator()));
4216     LValue RHS;
4217     RHS.setFrom(Info.Ctx, ArgValues[0]);
4218     APValue RHSValue;
4219     if (!handleLValueToRValueConversion(Info, Args[0], Args[0]->getType(),
4220                                         RHS, RHSValue))
4221       return false;
4222     if (!handleAssignment(Info, Args[0], *This, MD->getThisType(Info.Ctx),
4223                           RHSValue))
4224       return false;
4225     This->moveInto(Result);
4226     return true;
4227   } else if (MD && isLambdaCallOperator(MD)) {
4228     // We're in a lambda; determine the lambda capture field maps.
4229     MD->getParent()->getCaptureFields(Frame.LambdaCaptureFields,
4230                                       Frame.LambdaThisCaptureField);
4231   }
4232
4233   StmtResult Ret = {Result, ResultSlot};
4234   EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Ret, Info, Body);
4235   if (ESR == ESR_Succeeded) {
4236     if (Callee->getReturnType()->isVoidType())
4237       return true;
4238     Info.FFDiag(Callee->getLocEnd(), diag::note_constexpr_no_return);
4239   }
4240   return ESR == ESR_Returned;
4241 }
4242
4243 /// Evaluate a constructor call.
4244 static bool HandleConstructorCall(const Expr *E, const LValue &This,
4245                                   APValue *ArgValues,
4246                                   const CXXConstructorDecl *Definition,
4247                                   EvalInfo &Info, APValue &Result) {
4248   SourceLocation CallLoc = E->getExprLoc();
4249   if (!Info.CheckCallLimit(CallLoc))
4250     return false;
4251
4252   const CXXRecordDecl *RD = Definition->getParent();
4253   if (RD->getNumVBases()) {
4254     Info.FFDiag(CallLoc, diag::note_constexpr_virtual_base) << RD;
4255     return false;
4256   }
4257
4258   CallStackFrame Frame(Info, CallLoc, Definition, &This, ArgValues);
4259
4260   // FIXME: Creating an APValue just to hold a nonexistent return value is
4261   // wasteful.
4262   APValue RetVal;
4263   StmtResult Ret = {RetVal, nullptr};
4264
4265   // If it's a delegating constructor, delegate.
4266   if (Definition->isDelegatingConstructor()) {
4267     CXXConstructorDecl::init_const_iterator I = Definition->init_begin();
4268     {
4269       FullExpressionRAII InitScope(Info);
4270       if (!EvaluateInPlace(Result, Info, This, (*I)->getInit()))
4271         return false;
4272     }
4273     return EvaluateStmt(Ret, Info, Definition->getBody()) != ESR_Failed;
4274   }
4275
4276   // For a trivial copy or move constructor, perform an APValue copy. This is
4277   // essential for unions (or classes with anonymous union members), where the
4278   // operations performed by the constructor cannot be represented by
4279   // ctor-initializers.
4280   //
4281   // Skip this for empty non-union classes; we should not perform an
4282   // lvalue-to-rvalue conversion on them because their copy constructor does not
4283   // actually read them.
4284   if (Definition->isDefaulted() && Definition->isCopyOrMoveConstructor() &&
4285       (Definition->getParent()->isUnion() ||
4286        (Definition->isTrivial() && hasFields(Definition->getParent())))) {
4287     LValue RHS;
4288     RHS.setFrom(Info.Ctx, ArgValues[0]);
4289     return handleLValueToRValueConversion(
4290         Info, E, Definition->getParamDecl(0)->getType().getNonReferenceType(),
4291         RHS, Result);
4292   }
4293
4294   // Reserve space for the struct members.
4295   if (!RD->isUnion() && Result.isUninit())
4296     Result = APValue(APValue::UninitStruct(), RD->getNumBases(),
4297                      std::distance(RD->field_begin(), RD->field_end()));
4298
4299   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
4300   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
4301
4302   // A scope for temporaries lifetime-extended by reference members.
4303   BlockScopeRAII LifetimeExtendedScope(Info);
4304
4305   bool Success = true;
4306   unsigned BasesSeen = 0;
4307 #ifndef NDEBUG
4308   CXXRecordDecl::base_class_const_iterator BaseIt = RD->bases_begin();
4309 #endif
4310   for (const auto *I : Definition->inits()) {
4311     LValue Subobject = This;
4312     APValue *Value = &Result;
4313
4314     // Determine the subobject to initialize.
4315     FieldDecl *FD = nullptr;
4316     if (I->isBaseInitializer()) {
4317       QualType BaseType(I->getBaseClass(), 0);
4318 #ifndef NDEBUG
4319       // Non-virtual base classes are initialized in the order in the class
4320       // definition. We have already checked for virtual base classes.
4321       assert(!BaseIt->isVirtual() && "virtual base for literal type");
4322       assert(Info.Ctx.hasSameType(BaseIt->getType(), BaseType) &&
4323              "base class initializers not in expected order");
4324       ++BaseIt;
4325 #endif
4326       if (!HandleLValueDirectBase(Info, I->getInit(), Subobject, RD,
4327                                   BaseType->getAsCXXRecordDecl(), &Layout))
4328         return false;
4329       Value = &Result.getStructBase(BasesSeen++);
4330     } else if ((FD = I->getMember())) {
4331       if (!HandleLValueMember(Info, I->getInit(), Subobject, FD, &Layout))
4332         return false;
4333       if (RD->isUnion()) {
4334         Result = APValue(FD);
4335         Value = &Result.getUnionValue();
4336       } else {
4337         Value = &Result.getStructField(FD->getFieldIndex());
4338       }
4339     } else if (IndirectFieldDecl *IFD = I->getIndirectMember()) {
4340       // Walk the indirect field decl's chain to find the object to initialize,
4341       // and make sure we've initialized every step along it.
4342       for (auto *C : IFD->chain()) {
4343         FD = cast<FieldDecl>(C);
4344         CXXRecordDecl *CD = cast<CXXRecordDecl>(FD->getParent());
4345         // Switch the union field if it differs. This happens if we had
4346         // preceding zero-initialization, and we're now initializing a union
4347         // subobject other than the first.
4348         // FIXME: In this case, the values of the other subobjects are
4349         // specified, since zero-initialization sets all padding bits to zero.
4350         if (Value->isUninit() ||
4351             (Value->isUnion() && Value->getUnionField() != FD)) {
4352           if (CD->isUnion())
4353             *Value = APValue(FD);
4354           else
4355             *Value = APValue(APValue::UninitStruct(), CD->getNumBases(),
4356                              std::distance(CD->field_begin(), CD->field_end()));
4357         }
4358         if (!HandleLValueMember(Info, I->getInit(), Subobject, FD))
4359           return false;
4360         if (CD->isUnion())
4361           Value = &Value->getUnionValue();
4362         else
4363           Value = &Value->getStructField(FD->getFieldIndex());
4364       }
4365     } else {
4366       llvm_unreachable("unknown base initializer kind");
4367     }
4368
4369     FullExpressionRAII InitScope(Info);
4370     if (!EvaluateInPlace(*Value, Info, Subobject, I->getInit()) ||
4371         (FD && FD->isBitField() && !truncateBitfieldValue(Info, I->getInit(),
4372                                                           *Value, FD))) {
4373       // If we're checking for a potential constant expression, evaluate all
4374       // initializers even if some of them fail.
4375       if (!Info.noteFailure())
4376         return false;
4377       Success = false;
4378     }
4379   }
4380
4381   return Success &&
4382          EvaluateStmt(Ret, Info, Definition->getBody()) != ESR_Failed;
4383 }
4384
4385 static bool HandleConstructorCall(const Expr *E, const LValue &This,
4386                                   ArrayRef<const Expr*> Args,
4387                                   const CXXConstructorDecl *Definition,
4388                                   EvalInfo &Info, APValue &Result) {
4389   ArgVector ArgValues(Args.size());
4390   if (!EvaluateArgs(Args, ArgValues, Info))
4391     return false;
4392
4393   return HandleConstructorCall(E, This, ArgValues.data(), Definition,
4394                                Info, Result);
4395 }
4396
4397 //===----------------------------------------------------------------------===//
4398 // Generic Evaluation
4399 //===----------------------------------------------------------------------===//
4400 namespace {
4401
4402 template <class Derived>
4403 class ExprEvaluatorBase
4404   : public ConstStmtVisitor<Derived, bool> {
4405 private:
4406   Derived &getDerived() { return static_cast<Derived&>(*this); }
4407   bool DerivedSuccess(const APValue &V, const Expr *E) {
4408     return getDerived().Success(V, E);
4409   }
4410   bool DerivedZeroInitialization(const Expr *E) {
4411     return getDerived().ZeroInitialization(E);
4412   }
4413
4414   // Check whether a conditional operator with a non-constant condition is a
4415   // potential constant expression. If neither arm is a potential constant
4416   // expression, then the conditional operator is not either.
4417   template<typename ConditionalOperator>
4418   void CheckPotentialConstantConditional(const ConditionalOperator *E) {
4419     assert(Info.checkingPotentialConstantExpression());
4420
4421     // Speculatively evaluate both arms.
4422     SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Diag;
4423     {
4424       SpeculativeEvaluationRAII Speculate(Info, &Diag);
4425       StmtVisitorTy::Visit(E->getFalseExpr());
4426       if (Diag.empty())
4427         return;
4428     }
4429
4430     {
4431       SpeculativeEvaluationRAII Speculate(Info, &Diag);
4432       Diag.clear();
4433       StmtVisitorTy::Visit(E->getTrueExpr());
4434       if (Diag.empty())
4435         return;
4436     }
4437
4438     Error(E, diag::note_constexpr_conditional_never_const);
4439   }
4440
4441
4442   template<typename ConditionalOperator>
4443   bool HandleConditionalOperator(const ConditionalOperator *E) {
4444     bool BoolResult;
4445     if (!EvaluateAsBooleanCondition(E->getCond(), BoolResult, Info)) {
4446       if (Info.checkingPotentialConstantExpression() && Info.noteFailure()) {
4447         CheckPotentialConstantConditional(E);
4448         return false;
4449       }
4450       if (Info.noteFailure()) {
4451         StmtVisitorTy::Visit(E->getTrueExpr());
4452         StmtVisitorTy::Visit(E->getFalseExpr());
4453       }
4454       return false;
4455     }
4456
4457     Expr *EvalExpr = BoolResult ? E->getTrueExpr() : E->getFalseExpr();
4458     return StmtVisitorTy::Visit(EvalExpr);
4459   }
4460
4461 protected:
4462   EvalInfo &Info;
4463   typedef ConstStmtVisitor<Derived, bool> StmtVisitorTy;
4464   typedef ExprEvaluatorBase ExprEvaluatorBaseTy;
4465
4466   OptionalDiagnostic CCEDiag(const Expr *E, diag::kind D) {
4467     return Info.CCEDiag(E, D);
4468   }
4469
4470   bool ZeroInitialization(const Expr *E) { return Error(E); }
4471
4472 public:
4473   ExprEvaluatorBase(EvalInfo &Info) : Info(Info) {}
4474
4475   EvalInfo &getEvalInfo() { return Info; }
4476
4477   /// Report an evaluation error. This should only be called when an error is
4478   /// first discovered. When propagating an error, just return false.
4479   bool Error(const Expr *E, diag::kind D) {
4480     Info.FFDiag(E, D);
4481     return false;
4482   }
4483   bool Error(const Expr *E) {
4484     return Error(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
4485   }
4486
4487   bool VisitStmt(const Stmt *) {
4488     llvm_unreachable("Expression evaluator should not be called on stmts");
4489   }
4490   bool VisitExpr(const Expr *E) {
4491     return Error(E);
4492   }
4493
4494   bool VisitParenExpr(const ParenExpr *E)
4495     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
4496   bool VisitUnaryExtension(const UnaryOperator *E)
4497     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
4498   bool VisitUnaryPlus(const UnaryOperator *E)
4499     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
4500   bool VisitChooseExpr(const ChooseExpr *E)
4501     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getChosenSubExpr()); }
4502   bool VisitGenericSelectionExpr(const GenericSelectionExpr *E)
4503     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getResultExpr()); }
4504   bool VisitSubstNonTypeTemplateParmExpr(const SubstNonTypeTemplateParmExpr *E)
4505     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getReplacement()); }
4506   bool VisitCXXDefaultArgExpr(const CXXDefaultArgExpr *E)
4507     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getExpr()); }
4508   bool VisitCXXDefaultInitExpr(const CXXDefaultInitExpr *E) {
4509     // The initializer may not have been parsed yet, or might be erroneous.
4510     if (!E->getExpr())
4511       return Error(E);
4512     return StmtVisitorTy::Visit(E->getExpr());
4513   }
4514   // We cannot create any objects for which cleanups are required, so there is
4515   // nothing to do here; all cleanups must come from unevaluated subexpressions.
4516   bool VisitExprWithCleanups(const ExprWithCleanups *E)
4517     { return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr()); }
4518
4519   bool VisitCXXReinterpretCastExpr(const CXXReinterpretCastExpr *E) {
4520     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 0;
4521     return static_cast<Derived*>(this)->VisitCastExpr(E);
4522   }
4523   bool VisitCXXDynamicCastExpr(const CXXDynamicCastExpr *E) {
4524     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 1;
4525     return static_cast<Derived*>(this)->VisitCastExpr(E);
4526   }
4527
4528   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
4529     switch (E->getOpcode()) {
4530     default:
4531       return Error(E);
4532
4533     case BO_Comma:
4534       VisitIgnoredValue(E->getLHS());
4535       return StmtVisitorTy::Visit(E->getRHS());
4536
4537     case BO_PtrMemD:
4538     case BO_PtrMemI: {
4539       LValue Obj;
4540       if (!HandleMemberPointerAccess(Info, E, Obj))
4541         return false;
4542       APValue Result;
4543       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getType(), Obj, Result))
4544         return false;
4545       return DerivedSuccess(Result, E);
4546     }
4547     }
4548   }
4549
4550   bool VisitBinaryConditionalOperator(const BinaryConditionalOperator *E) {
4551     // Evaluate and cache the common expression. We treat it as a temporary,
4552     // even though it's not quite the same thing.
4553     if (!Evaluate(Info.CurrentCall->createTemporary(E->getOpaqueValue(), false),
4554                   Info, E->getCommon()))
4555       return false;
4556
4557     return HandleConditionalOperator(E);
4558   }
4559
4560   bool VisitConditionalOperator(const ConditionalOperator *E) {
4561     bool IsBcpCall = false;
4562     // If the condition (ignoring parens) is a __builtin_constant_p call,
4563     // the result is a constant expression if it can be folded without
4564     // side-effects. This is an important GNU extension. See GCC PR38377
4565     // for discussion.
4566     if (const CallExpr *CallCE =
4567           dyn_cast<CallExpr>(E->getCond()->IgnoreParenCasts()))
4568       if (CallCE->getBuiltinCallee() == Builtin::BI__builtin_constant_p)
4569         IsBcpCall = true;
4570
4571     // Always assume __builtin_constant_p(...) ? ... : ... is a potential
4572     // constant expression; we can't check whether it's potentially foldable.
4573     if (Info.checkingPotentialConstantExpression() && IsBcpCall)
4574       return false;
4575
4576     FoldConstant Fold(Info, IsBcpCall);
4577     if (!HandleConditionalOperator(E)) {
4578       Fold.keepDiagnostics();
4579       return false;
4580     }
4581
4582     return true;
4583   }
4584
4585   bool VisitOpaqueValueExpr(const OpaqueValueExpr *E) {
4586     if (APValue *Value = Info.CurrentCall->getTemporary(E))
4587       return DerivedSuccess(*Value, E);
4588
4589     const Expr *Source = E->getSourceExpr();
4590     if (!Source)
4591       return Error(E);
4592     if (Source == E) { // sanity checking.
4593       assert(0 && "OpaqueValueExpr recursively refers to itself");
4594       return Error(E);
4595     }
4596     return StmtVisitorTy::Visit(Source);
4597   }
4598
4599   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
4600     APValue Result;
4601     if (!handleCallExpr(E, Result, nullptr))
4602       return false;
4603     return DerivedSuccess(Result, E);
4604   }
4605
4606   bool handleCallExpr(const CallExpr *E, APValue &Result,
4607                      const LValue *ResultSlot) {
4608     const Expr *Callee = E->getCallee()->IgnoreParens();
4609     QualType CalleeType = Callee->getType();
4610
4611     const FunctionDecl *FD = nullptr;
4612     LValue *This = nullptr, ThisVal;
4613     auto Args = llvm::makeArrayRef(E->getArgs(), E->getNumArgs());
4614     bool HasQualifier = false;
4615
4616     // Extract function decl and 'this' pointer from the callee.
4617     if (CalleeType->isSpecificBuiltinType(BuiltinType::BoundMember)) {
4618       const ValueDecl *Member = nullptr;
4619       if (const MemberExpr *ME = dyn_cast<MemberExpr>(Callee)) {
4620         // Explicit bound member calls, such as x.f() or p->g();
4621         if (!EvaluateObjectArgument(Info, ME->getBase(), ThisVal))
4622           return false;
4623         Member = ME->getMemberDecl();
4624         This = &ThisVal;
4625         HasQualifier = ME->hasQualifier();
4626       } else if (const BinaryOperator *BE = dyn_cast<BinaryOperator>(Callee)) {
4627         // Indirect bound member calls ('.*' or '->*').
4628         Member = HandleMemberPointerAccess(Info, BE, ThisVal, false);
4629         if (!Member) return false;
4630         This = &ThisVal;
4631       } else
4632         return Error(Callee);
4633
4634       FD = dyn_cast<FunctionDecl>(Member);
4635       if (!FD)
4636         return Error(Callee);
4637     } else if (CalleeType->isFunctionPointerType()) {
4638       LValue Call;
4639       if (!EvaluatePointer(Callee, Call, Info))
4640         return false;
4641
4642       if (!Call.getLValueOffset().isZero())
4643         return Error(Callee);
4644       FD = dyn_cast_or_null<FunctionDecl>(
4645                              Call.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl*>());
4646       if (!FD)
4647         return Error(Callee);
4648       // Don't call function pointers which have been cast to some other type.
4649       // Per DR (no number yet), the caller and callee can differ in noexcept.
4650       if (!Info.Ctx.hasSameFunctionTypeIgnoringExceptionSpec(
4651         CalleeType->getPointeeType(), FD->getType())) {
4652         return Error(E);
4653       }
4654
4655       // Overloaded operator calls to member functions are represented as normal
4656       // calls with '*this' as the first argument.
4657       const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(FD);
4658       if (MD && !MD->isStatic()) {
4659         // FIXME: When selecting an implicit conversion for an overloaded
4660         // operator delete, we sometimes try to evaluate calls to conversion
4661         // operators without a 'this' parameter!
4662         if (Args.empty())
4663           return Error(E);
4664
4665         if (!EvaluateObjectArgument(Info, Args[0], ThisVal))
4666           return false;
4667         This = &ThisVal;
4668         Args = Args.slice(1);
4669       } else if (MD && MD->isLambdaStaticInvoker()) {   
4670         // Map the static invoker for the lambda back to the call operator.
4671         // Conveniently, we don't have to slice out the 'this' argument (as is
4672         // being done for the non-static case), since a static member function
4673         // doesn't have an implicit argument passed in.
4674         const CXXRecordDecl *ClosureClass = MD->getParent();
4675         assert(
4676             ClosureClass->captures_begin() == ClosureClass->captures_end() &&
4677             "Number of captures must be zero for conversion to function-ptr");
4678
4679         const CXXMethodDecl *LambdaCallOp =
4680             ClosureClass->getLambdaCallOperator();
4681
4682         // Set 'FD', the function that will be called below, to the call
4683         // operator.  If the closure object represents a generic lambda, find
4684         // the corresponding specialization of the call operator.
4685
4686         if (ClosureClass->isGenericLambda()) {
4687           assert(MD->isFunctionTemplateSpecialization() &&
4688                  "A generic lambda's static-invoker function must be a "
4689                  "template specialization");
4690           const TemplateArgumentList *TAL = MD->getTemplateSpecializationArgs();
4691           FunctionTemplateDecl *CallOpTemplate =
4692               LambdaCallOp->getDescribedFunctionTemplate();
4693           void *InsertPos = nullptr;
4694           FunctionDecl *CorrespondingCallOpSpecialization =
4695               CallOpTemplate->findSpecialization(TAL->asArray(), InsertPos);
4696           assert(CorrespondingCallOpSpecialization &&
4697                  "We must always have a function call operator specialization "
4698                  "that corresponds to our static invoker specialization");
4699           FD = cast<CXXMethodDecl>(CorrespondingCallOpSpecialization);
4700         } else
4701           FD = LambdaCallOp;
4702       }
4703
4704       
4705     } else
4706       return Error(E);
4707
4708     if (This && !This->checkSubobject(Info, E, CSK_This))
4709       return false;
4710
4711     // DR1358 allows virtual constexpr functions in some cases. Don't allow
4712     // calls to such functions in constant expressions.
4713     if (This && !HasQualifier &&
4714         isa<CXXMethodDecl>(FD) && cast<CXXMethodDecl>(FD)->isVirtual())
4715       return Error(E, diag::note_constexpr_virtual_call);
4716
4717     const FunctionDecl *Definition = nullptr;
4718     Stmt *Body = FD->getBody(Definition);
4719
4720     if (!CheckConstexprFunction(Info, E->getExprLoc(), FD, Definition, Body) ||
4721         !HandleFunctionCall(E->getExprLoc(), Definition, This, Args, Body, Info,
4722                             Result, ResultSlot))
4723       return false;
4724
4725     return true;
4726   }
4727
4728   bool VisitCompoundLiteralExpr(const CompoundLiteralExpr *E) {
4729     return StmtVisitorTy::Visit(E->getInitializer());
4730   }
4731   bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
4732     if (E->getNumInits() == 0)
4733       return DerivedZeroInitialization(E);
4734     if (E->getNumInits() == 1)
4735       return StmtVisitorTy::Visit(E->getInit(0));
4736     return Error(E);
4737   }
4738   bool VisitImplicitValueInitExpr(const ImplicitValueInitExpr *E) {
4739     return DerivedZeroInitialization(E);
4740   }
4741   bool VisitCXXScalarValueInitExpr(const CXXScalarValueInitExpr *E) {
4742     return DerivedZeroInitialization(E);
4743   }
4744   bool VisitCXXNullPtrLiteralExpr(const CXXNullPtrLiteralExpr *E) {
4745     return DerivedZeroInitialization(E);
4746   }
4747
4748   /// A member expression where the object is a prvalue is itself a prvalue.
4749   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
4750     assert(!E->isArrow() && "missing call to bound member function?");
4751
4752     APValue Val;
4753     if (!Evaluate(Val, Info, E->getBase()))
4754       return false;
4755
4756     QualType BaseTy = E->getBase()->getType();
4757
4758     const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(E->getMemberDecl());
4759     if (!FD) return Error(E);
4760     assert(!FD->getType()->isReferenceType() && "prvalue reference?");
4761     assert(BaseTy->castAs<RecordType>()->getDecl()->getCanonicalDecl() ==
4762            FD->getParent()->getCanonicalDecl() && "record / field mismatch");
4763
4764     CompleteObject Obj(&Val, BaseTy);
4765     SubobjectDesignator Designator(BaseTy);
4766     Designator.addDeclUnchecked(FD);
4767
4768     APValue Result;
4769     return extractSubobject(Info, E, Obj, Designator, Result) &&
4770            DerivedSuccess(Result, E);
4771   }
4772
4773   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
4774     switch (E->getCastKind()) {
4775     default:
4776       break;
4777
4778     case CK_AtomicToNonAtomic: {
4779       APValue AtomicVal;
4780       // This does not need to be done in place even for class/array types:
4781       // atomic-to-non-atomic conversion implies copying the object
4782       // representation.
4783       if (!Evaluate(AtomicVal, Info, E->getSubExpr()))
4784         return false;
4785       return DerivedSuccess(AtomicVal, E);
4786     }
4787
4788     case CK_NoOp:
4789     case CK_UserDefinedConversion:
4790       return StmtVisitorTy::Visit(E->getSubExpr());
4791
4792     case CK_LValueToRValue: {
4793       LValue LVal;
4794       if (!EvaluateLValue(E->getSubExpr(), LVal, Info))
4795         return false;
4796       APValue RVal;
4797       // Note, we use the subexpression's type in order to retain cv-qualifiers.
4798       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getSubExpr()->getType(),
4799                                           LVal, RVal))
4800         return false;
4801       return DerivedSuccess(RVal, E);
4802     }
4803     }
4804
4805     return Error(E);
4806   }
4807
4808   bool VisitUnaryPostInc(const UnaryOperator *UO) {
4809     return VisitUnaryPostIncDec(UO);
4810   }
4811   bool VisitUnaryPostDec(const UnaryOperator *UO) {
4812     return VisitUnaryPostIncDec(UO);
4813   }
4814   bool VisitUnaryPostIncDec(const UnaryOperator *UO) {
4815     if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14 && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
4816       return Error(UO);
4817
4818     LValue LVal;
4819     if (!EvaluateLValue(UO->getSubExpr(), LVal, Info))
4820       return false;
4821     APValue RVal;
4822     if (!handleIncDec(this->Info, UO, LVal, UO->getSubExpr()->getType(),
4823                       UO->isIncrementOp(), &RVal))
4824       return false;
4825     return DerivedSuccess(RVal, UO);
4826   }
4827
4828   bool VisitStmtExpr(const StmtExpr *E) {
4829     // We will have checked the full-expressions inside the statement expression
4830     // when they were completed, and don't need to check them again now.
4831     if (Info.checkingForOverflow())
4832       return Error(E);
4833
4834     BlockScopeRAII Scope(Info);
4835     const CompoundStmt *CS = E->getSubStmt();
4836     if (CS->body_empty())
4837       return true;
4838
4839     for (CompoundStmt::const_body_iterator BI = CS->body_begin(),
4840                                            BE = CS->body_end();
4841          /**/; ++BI) {
4842       if (BI + 1 == BE) {
4843         const Expr *FinalExpr = dyn_cast<Expr>(*BI);
4844         if (!FinalExpr) {
4845           Info.FFDiag((*BI)->getLocStart(),
4846                     diag::note_constexpr_stmt_expr_unsupported);
4847           return false;
4848         }
4849         return this->Visit(FinalExpr);
4850       }
4851
4852       APValue ReturnValue;
4853       StmtResult Result = { ReturnValue, nullptr };
4854       EvalStmtResult ESR = EvaluateStmt(Result, Info, *BI);
4855       if (ESR != ESR_Succeeded) {
4856         // FIXME: If the statement-expression terminated due to 'return',
4857         // 'break', or 'continue', it would be nice to propagate that to
4858         // the outer statement evaluation rather than bailing out.
4859         if (ESR != ESR_Failed)
4860           Info.FFDiag((*BI)->getLocStart(),
4861                     diag::note_constexpr_stmt_expr_unsupported);
4862         return false;
4863       }
4864     }
4865
4866     llvm_unreachable("Return from function from the loop above.");
4867   }
4868
4869   /// Visit a value which is evaluated, but whose value is ignored.
4870   void VisitIgnoredValue(const Expr *E) {
4871     EvaluateIgnoredValue(Info, E);
4872   }
4873
4874   /// Potentially visit a MemberExpr's base expression.
4875   void VisitIgnoredBaseExpression(const Expr *E) {
4876     // While MSVC doesn't evaluate the base expression, it does diagnose the
4877     // presence of side-effecting behavior.
4878     if (Info.getLangOpts().MSVCCompat && !E->HasSideEffects(Info.Ctx))
4879       return;
4880     VisitIgnoredValue(E);
4881   }
4882 };
4883
4884 }
4885
4886 //===----------------------------------------------------------------------===//
4887 // Common base class for lvalue and temporary evaluation.
4888 //===----------------------------------------------------------------------===//
4889 namespace {
4890 template<class Derived>
4891 class LValueExprEvaluatorBase
4892   : public ExprEvaluatorBase<Derived> {
4893 protected:
4894   LValue &Result;
4895   bool InvalidBaseOK;
4896   typedef LValueExprEvaluatorBase LValueExprEvaluatorBaseTy;
4897   typedef ExprEvaluatorBase<Derived> ExprEvaluatorBaseTy;
4898
4899   bool Success(APValue::LValueBase B) {
4900     Result.set(B);
4901     return true;
4902   }
4903
4904   bool evaluatePointer(const Expr *E, LValue &Result) {
4905     return EvaluatePointer(E, Result, this->Info, InvalidBaseOK);
4906   }
4907
4908 public:
4909   LValueExprEvaluatorBase(EvalInfo &Info, LValue &Result, bool InvalidBaseOK)
4910       : ExprEvaluatorBaseTy(Info), Result(Result),
4911         InvalidBaseOK(InvalidBaseOK) {}
4912
4913   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
4914     Result.setFrom(this->Info.Ctx, V);
4915     return true;
4916   }
4917
4918   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
4919     // Handle non-static data members.
4920     QualType BaseTy;
4921     bool EvalOK;
4922     if (E->isArrow()) {
4923       EvalOK = evaluatePointer(E->getBase(), Result);
4924       BaseTy = E->getBase()->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
4925     } else if (E->getBase()->isRValue()) {
4926       assert(E->getBase()->getType()->isRecordType());
4927       EvalOK = EvaluateTemporary(E->getBase(), Result, this->Info);
4928       BaseTy = E->getBase()->getType();
4929     } else {
4930       EvalOK = this->Visit(E->getBase());
4931       BaseTy = E->getBase()->getType();
4932     }
4933     if (!EvalOK) {
4934       if (!InvalidBaseOK)
4935         return false;
4936       Result.setInvalid(E);
4937       return true;
4938     }
4939
4940     const ValueDecl *MD = E->getMemberDecl();
4941     if (const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(E->getMemberDecl())) {
4942       assert(BaseTy->getAs<RecordType>()->getDecl()->getCanonicalDecl() ==
4943              FD->getParent()->getCanonicalDecl() && "record / field mismatch");
4944       (void)BaseTy;
4945       if (!HandleLValueMember(this->Info, E, Result, FD))
4946         return false;
4947     } else if (const IndirectFieldDecl *IFD = dyn_cast<IndirectFieldDecl>(MD)) {
4948       if (!HandleLValueIndirectMember(this->Info, E, Result, IFD))
4949         return false;
4950     } else
4951       return this->Error(E);
4952
4953     if (MD->getType()->isReferenceType()) {
4954       APValue RefValue;
4955       if (!handleLValueToRValueConversion(this->Info, E, MD->getType(), Result,
4956                                           RefValue))
4957         return false;
4958       return Success(RefValue, E);
4959     }
4960     return true;
4961   }
4962
4963   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
4964     switch (E->getOpcode()) {
4965     default:
4966       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
4967
4968     case BO_PtrMemD:
4969     case BO_PtrMemI:
4970       return HandleMemberPointerAccess(this->Info, E, Result);
4971     }
4972   }
4973
4974   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
4975     switch (E->getCastKind()) {
4976     default:
4977       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
4978
4979     case CK_DerivedToBase:
4980     case CK_UncheckedDerivedToBase:
4981       if (!this->Visit(E->getSubExpr()))
4982         return false;
4983
4984       // Now figure out the necessary offset to add to the base LV to get from
4985       // the derived class to the base class.
4986       return HandleLValueBasePath(this->Info, E, E->getSubExpr()->getType(),
4987                                   Result);
4988     }
4989   }
4990 };
4991 }
4992
4993 //===----------------------------------------------------------------------===//
4994 // LValue Evaluation
4995 //
4996 // This is used for evaluating lvalues (in C and C++), xvalues (in C++11),
4997 // function designators (in C), decl references to void objects (in C), and
4998 // temporaries (if building with -Wno-address-of-temporary).
4999 //
5000 // LValue evaluation produces values comprising a base expression of one of the
5001 // following types:
5002 // - Declarations
5003 //  * VarDecl
5004 //  * FunctionDecl
5005 // - Literals
5006 //  * CompoundLiteralExpr in C (and in global scope in C++)
5007 //  * StringLiteral
5008 //  * CXXTypeidExpr
5009 //  * PredefinedExpr
5010 //  * ObjCStringLiteralExpr
5011 //  * ObjCEncodeExpr
5012 //  * AddrLabelExpr
5013 //  * BlockExpr
5014 //  * CallExpr for a MakeStringConstant builtin
5015 // - Locals and temporaries
5016 //  * MaterializeTemporaryExpr
5017 //  * Any Expr, with a CallIndex indicating the function in which the temporary
5018 //    was evaluated, for cases where the MaterializeTemporaryExpr is missing
5019 //    from the AST (FIXME).
5020 //  * A MaterializeTemporaryExpr that has static storage duration, with no
5021 //    CallIndex, for a lifetime-extended temporary.
5022 // plus an offset in bytes.
5023 //===----------------------------------------------------------------------===//
5024 namespace {
5025 class LValueExprEvaluator
5026   : public LValueExprEvaluatorBase<LValueExprEvaluator> {
5027 public:
5028   LValueExprEvaluator(EvalInfo &Info, LValue &Result, bool InvalidBaseOK) :
5029     LValueExprEvaluatorBaseTy(Info, Result, InvalidBaseOK) {}
5030
5031   bool VisitVarDecl(const Expr *E, const VarDecl *VD);
5032   bool VisitUnaryPreIncDec(const UnaryOperator *UO);
5033
5034   bool VisitDeclRefExpr(const DeclRefExpr *E);
5035   bool VisitPredefinedExpr(const PredefinedExpr *E) { return Success(E); }
5036   bool VisitMaterializeTemporaryExpr(const MaterializeTemporaryExpr *E);
5037   bool VisitCompoundLiteralExpr(const CompoundLiteralExpr *E);
5038   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E);
5039   bool VisitStringLiteral(const StringLiteral *E) { return Success(E); }
5040   bool VisitObjCEncodeExpr(const ObjCEncodeExpr *E) { return Success(E); }
5041   bool VisitCXXTypeidExpr(const CXXTypeidExpr *E);
5042   bool VisitCXXUuidofExpr(const CXXUuidofExpr *E);
5043   bool VisitArraySubscriptExpr(const ArraySubscriptExpr *E);
5044   bool VisitUnaryDeref(const UnaryOperator *E);
5045   bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E);
5046   bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
5047   bool VisitUnaryPreInc(const UnaryOperator *UO) {
5048     return VisitUnaryPreIncDec(UO);
5049   }
5050   bool VisitUnaryPreDec(const UnaryOperator *UO) {
5051     return VisitUnaryPreIncDec(UO);
5052   }
5053   bool VisitBinAssign(const BinaryOperator *BO);
5054   bool VisitCompoundAssignOperator(const CompoundAssignOperator *CAO);
5055
5056   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
5057     switch (E->getCastKind()) {
5058     default:
5059       return LValueExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
5060
5061     case CK_LValueBitCast:
5062       this->CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
5063       if (!Visit(E->getSubExpr()))
5064         return false;
5065       Result.Designator.setInvalid();
5066       return true;
5067
5068     case CK_BaseToDerived:
5069       if (!Visit(E->getSubExpr()))
5070         return false;
5071       return HandleBaseToDerivedCast(Info, E, Result);
5072     }
5073   }
5074 };
5075 } // end anonymous namespace
5076
5077 /// Evaluate an expression as an lvalue. This can be legitimately called on
5078 /// expressions which are not glvalues, in three cases:
5079 ///  * function designators in C, and
5080 ///  * "extern void" objects
5081 ///  * @selector() expressions in Objective-C
5082 static bool EvaluateLValue(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info,
5083                            bool InvalidBaseOK) {
5084   assert(E->isGLValue() || E->getType()->isFunctionType() ||
5085          E->getType()->isVoidType() || isa<ObjCSelectorExpr>(E));
5086   return LValueExprEvaluator(Info, Result, InvalidBaseOK).Visit(E);
5087 }
5088
5089 bool LValueExprEvaluator::VisitDeclRefExpr(const DeclRefExpr *E) {
5090   if (const FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(E->getDecl()))
5091     return Success(FD);
5092   if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(E->getDecl()))
5093     return VisitVarDecl(E, VD);
5094   if (const BindingDecl *BD = dyn_cast<BindingDecl>(E->getDecl()))
5095     return Visit(BD->getBinding());
5096   return Error(E);
5097 }
5098
5099
5100 bool LValueExprEvaluator::VisitVarDecl(const Expr *E, const VarDecl *VD) {
5101
5102   // If we are within a lambda's call operator, check whether the 'VD' referred
5103   // to within 'E' actually represents a lambda-capture that maps to a
5104   // data-member/field within the closure object, and if so, evaluate to the
5105   // field or what the field refers to.
5106   if (Info.CurrentCall && isLambdaCallOperator(Info.CurrentCall->Callee)) {
5107     if (auto *FD = Info.CurrentCall->LambdaCaptureFields.lookup(VD)) {
5108       if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
5109         return false;
5110       // Start with 'Result' referring to the complete closure object...
5111       Result = *Info.CurrentCall->This;
5112       // ... then update it to refer to the field of the closure object
5113       // that represents the capture.
5114       if (!HandleLValueMember(Info, E, Result, FD))
5115         return false;
5116       // And if the field is of reference type, update 'Result' to refer to what
5117       // the field refers to.
5118       if (FD->getType()->isReferenceType()) {
5119         APValue RVal;
5120         if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, FD->getType(), Result,
5121                                             RVal))
5122           return false;
5123         Result.setFrom(Info.Ctx, RVal);
5124       }
5125       return true;
5126     }
5127   }
5128   CallStackFrame *Frame = nullptr;
5129   if (VD->hasLocalStorage() && Info.CurrentCall->Index > 1) {
5130     // Only if a local variable was declared in the function currently being
5131     // evaluated, do we expect to be able to find its value in the current
5132     // frame. (Otherwise it was likely declared in an enclosing context and
5133     // could either have a valid evaluatable value (for e.g. a constexpr
5134     // variable) or be ill-formed (and trigger an appropriate evaluation
5135     // diagnostic)).
5136     if (Info.CurrentCall->Callee &&
5137         Info.CurrentCall->Callee->Equals(VD->getDeclContext())) {
5138       Frame = Info.CurrentCall;
5139     }
5140   }
5141
5142   if (!VD->getType()->isReferenceType()) {
5143     if (Frame) {
5144       Result.set(VD, Frame->Index);
5145       return true;
5146     }
5147     return Success(VD);
5148   }
5149
5150   APValue *V;
5151   if (!evaluateVarDeclInit(Info, E, VD, Frame, V))
5152     return false;
5153   if (V->isUninit()) {
5154     if (!Info.checkingPotentialConstantExpression())
5155       Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_use_uninit_reference);
5156     return false;
5157   }
5158   return Success(*V, E);
5159 }
5160
5161 bool LValueExprEvaluator::VisitMaterializeTemporaryExpr(
5162     const MaterializeTemporaryExpr *E) {
5163   // Walk through the expression to find the materialized temporary itself.
5164   SmallVector<const Expr *, 2> CommaLHSs;
5165   SmallVector<SubobjectAdjustment, 2> Adjustments;
5166   const Expr *Inner = E->GetTemporaryExpr()->
5167       skipRValueSubobjectAdjustments(CommaLHSs, Adjustments);
5168
5169   // If we passed any comma operators, evaluate their LHSs.
5170   for (unsigned I = 0, N = CommaLHSs.size(); I != N; ++I)
5171     if (!EvaluateIgnoredValue(Info, CommaLHSs[I]))
5172       return false;
5173
5174   // A materialized temporary with static storage duration can appear within the
5175   // result of a constant expression evaluation, so we need to preserve its
5176   // value for use outside this evaluation.
5177   APValue *Value;
5178   if (E->getStorageDuration() == SD_Static) {
5179     Value = Info.Ctx.getMaterializedTemporaryValue(E, true);
5180     *Value = APValue();
5181     Result.set(E);
5182   } else {
5183     Value = &Info.CurrentCall->
5184         createTemporary(E, E->getStorageDuration() == SD_Automatic);
5185     Result.set(E, Info.CurrentCall->Index);
5186   }
5187
5188   QualType Type = Inner->getType();
5189
5190   // Materialize the temporary itself.
5191   if (!EvaluateInPlace(*Value, Info, Result, Inner) ||
5192       (E->getStorageDuration() == SD_Static &&
5193        !CheckConstantExpression(Info, E->getExprLoc(), Type, *Value))) {
5194     *Value = APValue();
5195     return false;
5196   }
5197
5198   // Adjust our lvalue to refer to the desired subobject.
5199   for (unsigned I = Adjustments.size(); I != 0; /**/) {
5200     --I;
5201     switch (Adjustments[I].Kind) {
5202     case SubobjectAdjustment::DerivedToBaseAdjustment:
5203       if (!HandleLValueBasePath(Info, Adjustments[I].DerivedToBase.BasePath,
5204                                 Type, Result))
5205         return false;
5206       Type = Adjustments[I].DerivedToBase.BasePath->getType();
5207       break;
5208
5209     case SubobjectAdjustment::FieldAdjustment:
5210       if (!HandleLValueMember(Info, E, Result, Adjustments[I].Field))
5211         return false;
5212       Type = Adjustments[I].Field->getType();
5213       break;
5214
5215     case SubobjectAdjustment::MemberPointerAdjustment:
5216       if (!HandleMemberPointerAccess(this->Info, Type, Result,
5217                                      Adjustments[I].Ptr.RHS))
5218         return false;
5219       Type = Adjustments[I].Ptr.MPT->getPointeeType();
5220       break;
5221     }
5222   }
5223
5224   return true;
5225 }
5226
5227 bool
5228 LValueExprEvaluator::VisitCompoundLiteralExpr(const CompoundLiteralExpr *E) {
5229   assert((!Info.getLangOpts().CPlusPlus || E->isFileScope()) &&
5230          "lvalue compound literal in c++?");
5231   // Defer visiting the literal until the lvalue-to-rvalue conversion. We can
5232   // only see this when folding in C, so there's no standard to follow here.
5233   return Success(E);
5234 }
5235
5236 bool LValueExprEvaluator::VisitCXXTypeidExpr(const CXXTypeidExpr *E) {
5237   if (!E->isPotentiallyEvaluated())
5238     return Success(E);
5239
5240   Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_typeid_polymorphic)
5241     << E->getExprOperand()->getType()
5242     << E->getExprOperand()->getSourceRange();
5243   return false;
5244 }
5245
5246 bool LValueExprEvaluator::VisitCXXUuidofExpr(const CXXUuidofExpr *E) {
5247   return Success(E);
5248 }
5249
5250 bool LValueExprEvaluator::VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
5251   // Handle static data members.
5252   if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(E->getMemberDecl())) {
5253     VisitIgnoredBaseExpression(E->getBase());
5254     return VisitVarDecl(E, VD);
5255   }
5256
5257   // Handle static member functions.
5258   if (const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(E->getMemberDecl())) {
5259     if (MD->isStatic()) {
5260       VisitIgnoredBaseExpression(E->getBase());
5261       return Success(MD);
5262     }
5263   }
5264
5265   // Handle non-static data members.
5266   return LValueExprEvaluatorBaseTy::VisitMemberExpr(E);
5267 }
5268
5269 bool LValueExprEvaluator::VisitArraySubscriptExpr(const ArraySubscriptExpr *E) {
5270   // FIXME: Deal with vectors as array subscript bases.
5271   if (E->getBase()->getType()->isVectorType())
5272     return Error(E);
5273
5274   bool Success = true;
5275   if (!evaluatePointer(E->getBase(), Result)) {
5276     if (!Info.noteFailure())
5277       return false;
5278     Success = false;
5279   }
5280
5281   APSInt Index;
5282   if (!EvaluateInteger(E->getIdx(), Index, Info))
5283     return false;
5284
5285   return Success &&
5286          HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Result, E->getType(), Index);
5287 }
5288
5289 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryDeref(const UnaryOperator *E) {
5290   return evaluatePointer(E->getSubExpr(), Result);
5291 }
5292
5293 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E) {
5294   if (!Visit(E->getSubExpr()))
5295     return false;
5296   // __real is a no-op on scalar lvalues.
5297   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType())
5298     HandleLValueComplexElement(Info, E, Result, E->getType(), false);
5299   return true;
5300 }
5301
5302 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
5303   assert(E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType() &&
5304          "lvalue __imag__ on scalar?");
5305   if (!Visit(E->getSubExpr()))
5306     return false;
5307   HandleLValueComplexElement(Info, E, Result, E->getType(), true);
5308   return true;
5309 }
5310
5311 bool LValueExprEvaluator::VisitUnaryPreIncDec(const UnaryOperator *UO) {
5312   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14 && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
5313     return Error(UO);
5314
5315   if (!this->Visit(UO->getSubExpr()))
5316     return false;
5317
5318   return handleIncDec(
5319       this->Info, UO, Result, UO->getSubExpr()->getType(),
5320       UO->isIncrementOp(), nullptr);
5321 }
5322
5323 bool LValueExprEvaluator::VisitCompoundAssignOperator(
5324     const CompoundAssignOperator *CAO) {
5325   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14 && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
5326     return Error(CAO);
5327
5328   APValue RHS;
5329
5330   // The overall lvalue result is the result of evaluating the LHS.
5331   if (!this->Visit(CAO->getLHS())) {
5332     if (Info.noteFailure())
5333       Evaluate(RHS, this->Info, CAO->getRHS());
5334     return false;
5335   }
5336
5337   if (!Evaluate(RHS, this->Info, CAO->getRHS()))
5338     return false;
5339
5340   return handleCompoundAssignment(
5341       this->Info, CAO,
5342       Result, CAO->getLHS()->getType(), CAO->getComputationLHSType(),
5343       CAO->getOpForCompoundAssignment(CAO->getOpcode()), RHS);
5344 }
5345
5346 bool LValueExprEvaluator::VisitBinAssign(const BinaryOperator *E) {
5347   if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus14 && !Info.keepEvaluatingAfterFailure())
5348     return Error(E);
5349
5350   APValue NewVal;
5351
5352   if (!this->Visit(E->getLHS())) {
5353     if (Info.noteFailure())
5354       Evaluate(NewVal, this->Info, E->getRHS());
5355     return false;
5356   }
5357
5358   if (!Evaluate(NewVal, this->Info, E->getRHS()))
5359     return false;
5360
5361   return handleAssignment(this->Info, E, Result, E->getLHS()->getType(),
5362                           NewVal);
5363 }
5364
5365 //===----------------------------------------------------------------------===//
5366 // Pointer Evaluation
5367 //===----------------------------------------------------------------------===//
5368
5369 /// \brief Attempts to compute the number of bytes available at the pointer
5370 /// returned by a function with the alloc_size attribute. Returns true if we
5371 /// were successful. Places an unsigned number into `Result`.
5372 ///
5373 /// This expects the given CallExpr to be a call to a function with an
5374 /// alloc_size attribute.
5375 static bool getBytesReturnedByAllocSizeCall(const ASTContext &Ctx,
5376                                             const CallExpr *Call,
5377                                             llvm::APInt &Result) {
5378   const AllocSizeAttr *AllocSize = getAllocSizeAttr(Call);
5379
5380   // alloc_size args are 1-indexed, 0 means not present.
5381   assert(AllocSize && AllocSize->getElemSizeParam() != 0);
5382   unsigned SizeArgNo = AllocSize->getElemSizeParam() - 1;
5383   unsigned BitsInSizeT = Ctx.getTypeSize(Ctx.getSizeType());
5384   if (Call->getNumArgs() <= SizeArgNo)
5385     return false;
5386
5387   auto EvaluateAsSizeT = [&](const Expr *E, APSInt &Into) {
5388     if (!E->EvaluateAsInt(Into, Ctx, Expr::SE_AllowSideEffects))
5389       return false;
5390     if (Into.isNegative() || !Into.isIntN(BitsInSizeT))
5391       return false;
5392     Into = Into.zextOrSelf(BitsInSizeT);
5393     return true;
5394   };
5395
5396   APSInt SizeOfElem;
5397   if (!EvaluateAsSizeT(Call->getArg(SizeArgNo), SizeOfElem))
5398     return false;
5399
5400   if (!AllocSize->getNumElemsParam()) {
5401     Result = std::move(SizeOfElem);
5402     return true;
5403   }
5404
5405   APSInt NumberOfElems;
5406   // Argument numbers start at 1
5407   unsigned NumArgNo = AllocSize->getNumElemsParam() - 1;
5408   if (!EvaluateAsSizeT(Call->getArg(NumArgNo), NumberOfElems))
5409     return false;
5410
5411   bool Overflow;
5412   llvm::APInt BytesAvailable = SizeOfElem.umul_ov(NumberOfElems, Overflow);
5413   if (Overflow)
5414     return false;
5415
5416   Result = std::move(BytesAvailable);
5417   return true;
5418 }
5419
5420 /// \brief Convenience function. LVal's base must be a call to an alloc_size
5421 /// function.
5422 static bool getBytesReturnedByAllocSizeCall(const ASTContext &Ctx,
5423                                             const LValue &LVal,
5424                                             llvm::APInt &Result) {
5425   assert(isBaseAnAllocSizeCall(LVal.getLValueBase()) &&
5426          "Can't get the size of a non alloc_size function");
5427   const auto *Base = LVal.getLValueBase().get<const Expr *>();
5428   const CallExpr *CE = tryUnwrapAllocSizeCall(Base);
5429   return getBytesReturnedByAllocSizeCall(Ctx, CE, Result);
5430 }
5431
5432 /// \brief Attempts to evaluate the given LValueBase as the result of a call to
5433 /// a function with the alloc_size attribute. If it was possible to do so, this
5434 /// function will return true, make Result's Base point to said function call,
5435 /// and mark Result's Base as invalid.
5436 static bool evaluateLValueAsAllocSize(EvalInfo &Info, APValue::LValueBase Base,
5437                                       LValue &Result) {
5438   if (Base.isNull())
5439     return false;
5440
5441   // Because we do no form of static analysis, we only support const variables.
5442   //
5443   // Additionally, we can't support parameters, nor can we support static
5444   // variables (in the latter case, use-before-assign isn't UB; in the former,
5445   // we have no clue what they'll be assigned to).
5446   const auto *VD =
5447       dyn_cast_or_null<VarDecl>(Base.dyn_cast<const ValueDecl *>());
5448   if (!VD || !VD->isLocalVarDecl() || !VD->getType().isConstQualified())
5449     return false;
5450
5451   const Expr *Init = VD->getAnyInitializer();
5452   if (!Init)
5453     return false;
5454
5455   const Expr *E = Init->IgnoreParens();
5456   if (!tryUnwrapAllocSizeCall(E))
5457     return false;
5458
5459   // Store E instead of E unwrapped so that the type of the LValue's base is
5460   // what the user wanted.
5461   Result.setInvalid(E);
5462
5463   QualType Pointee = E->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
5464   Result.addUnsizedArray(Info, Pointee);
5465   return true;
5466 }
5467
5468 namespace {
5469 class PointerExprEvaluator
5470   : public ExprEvaluatorBase<PointerExprEvaluator> {
5471   LValue &Result;
5472   bool InvalidBaseOK;
5473
5474   bool Success(const Expr *E) {
5475     Result.set(E);
5476     return true;
5477   }
5478
5479   bool evaluateLValue(const Expr *E, LValue &Result) {
5480     return EvaluateLValue(E, Result, Info, InvalidBaseOK);
5481   }
5482
5483   bool evaluatePointer(const Expr *E, LValue &Result) {
5484     return EvaluatePointer(E, Result, Info, InvalidBaseOK);
5485   }
5486
5487   bool visitNonBuiltinCallExpr(const CallExpr *E);
5488 public:
5489
5490   PointerExprEvaluator(EvalInfo &info, LValue &Result, bool InvalidBaseOK)
5491       : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(Result),
5492         InvalidBaseOK(InvalidBaseOK) {}
5493
5494   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
5495     Result.setFrom(Info.Ctx, V);
5496     return true;
5497   }
5498   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
5499     auto TargetVal = Info.Ctx.getTargetNullPointerValue(E->getType());
5500     Result.setNull(E->getType(), TargetVal);
5501     return true;
5502   }
5503
5504   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
5505   bool VisitCastExpr(const CastExpr* E);
5506   bool VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E);
5507   bool VisitObjCStringLiteral(const ObjCStringLiteral *E)
5508       { return Success(E); }
5509   bool VisitObjCBoxedExpr(const ObjCBoxedExpr *E) {
5510     if (Info.noteFailure())
5511       EvaluateIgnoredValue(Info, E->getSubExpr());
5512     return Error(E);
5513   }
5514   bool VisitAddrLabelExpr(const AddrLabelExpr *E)
5515       { return Success(E); }
5516   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E);
5517   bool VisitBuiltinCallExpr(const CallExpr *E, unsigned BuiltinOp);
5518   bool VisitBlockExpr(const BlockExpr *E) {
5519     if (!E->getBlockDecl()->hasCaptures())
5520       return Success(E);
5521     return Error(E);
5522   }
5523   bool VisitCXXThisExpr(const CXXThisExpr *E) {
5524     // Can't look at 'this' when checking a potential constant expression.
5525     if (Info.checkingPotentialConstantExpression())
5526       return false;
5527     if (!Info.CurrentCall->This) {
5528       if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
5529         Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_this) << E->isImplicit();
5530       else
5531         Info.FFDiag(E);
5532       return false;
5533     }
5534     Result = *Info.CurrentCall->This;
5535     // If we are inside a lambda's call operator, the 'this' expression refers
5536     // to the enclosing '*this' object (either by value or reference) which is
5537     // either copied into the closure object's field that represents the '*this'
5538     // or refers to '*this'.
5539     if (isLambdaCallOperator(Info.CurrentCall->Callee)) {
5540       // Update 'Result' to refer to the data member/field of the closure object
5541       // that represents the '*this' capture.
5542       if (!HandleLValueMember(Info, E, Result,
5543                              Info.CurrentCall->LambdaThisCaptureField)) 
5544         return false;
5545       // If we captured '*this' by reference, replace the field with its referent.
5546       if (Info.CurrentCall->LambdaThisCaptureField->getType()
5547               ->isPointerType()) {
5548         APValue RVal;
5549         if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getType(), Result,
5550                                             RVal))
5551           return false;
5552
5553         Result.setFrom(Info.Ctx, RVal);
5554       }
5555     }
5556     return true;
5557   }
5558
5559   // FIXME: Missing: @protocol, @selector
5560 };
5561 } // end anonymous namespace
5562
5563 static bool EvaluatePointer(const Expr* E, LValue& Result, EvalInfo &Info,
5564                             bool InvalidBaseOK) {
5565   assert(E->isRValue() && E->getType()->hasPointerRepresentation());
5566   return PointerExprEvaluator(Info, Result, InvalidBaseOK).Visit(E);
5567 }
5568
5569 bool PointerExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
5570   if (E->getOpcode() != BO_Add &&
5571       E->getOpcode() != BO_Sub)
5572     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
5573
5574   const Expr *PExp = E->getLHS();
5575   const Expr *IExp = E->getRHS();
5576   if (IExp->getType()->isPointerType())
5577     std::swap(PExp, IExp);
5578
5579   bool EvalPtrOK = evaluatePointer(PExp, Result);
5580   if (!EvalPtrOK && !Info.noteFailure())
5581     return false;
5582
5583   llvm::APSInt Offset;
5584   if (!EvaluateInteger(IExp, Offset, Info) || !EvalPtrOK)
5585     return false;
5586
5587   if (E->getOpcode() == BO_Sub)
5588     negateAsSigned(Offset);
5589
5590   QualType Pointee = PExp->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
5591   return HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Result, Pointee, Offset);
5592 }
5593
5594 bool PointerExprEvaluator::VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E) {
5595   return evaluateLValue(E->getSubExpr(), Result);
5596 }
5597
5598 bool PointerExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr* E) {
5599   const Expr* SubExpr = E->getSubExpr();
5600
5601   switch (E->getCastKind()) {
5602   default:
5603     break;
5604
5605   case CK_BitCast:
5606   case CK_CPointerToObjCPointerCast:
5607   case CK_BlockPointerToObjCPointerCast:
5608   case CK_AnyPointerToBlockPointerCast:
5609   case CK_AddressSpaceConversion:
5610     if (!Visit(SubExpr))
5611       return false;
5612     // Bitcasts to cv void* are static_casts, not reinterpret_casts, so are
5613     // permitted in constant expressions in C++11. Bitcasts from cv void* are
5614     // also static_casts, but we disallow them as a resolution to DR1312.
5615     if (!E->getType()->isVoidPointerType()) {
5616       Result.Designator.setInvalid();
5617       if (SubExpr->getType()->isVoidPointerType())
5618         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast)
5619           << 3 << SubExpr->getType();
5620       else
5621         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
5622     }
5623     if (E->getCastKind() == CK_AddressSpaceConversion && Result.IsNullPtr)
5624       ZeroInitialization(E);
5625     return true;
5626
5627   case CK_DerivedToBase:
5628   case CK_UncheckedDerivedToBase:
5629     if (!evaluatePointer(E->getSubExpr(), Result))
5630       return false;
5631     if (!Result.Base && Result.Offset.isZero())
5632       return true;
5633
5634     // Now figure out the necessary offset to add to the base LV to get from
5635     // the derived class to the base class.
5636     return HandleLValueBasePath(Info, E, E->getSubExpr()->getType()->
5637                                   castAs<PointerType>()->getPointeeType(),
5638                                 Result);
5639
5640   case CK_BaseToDerived:
5641     if (!Visit(E->getSubExpr()))
5642       return false;
5643     if (!Result.Base && Result.Offset.isZero())
5644       return true;
5645     return HandleBaseToDerivedCast(Info, E, Result);
5646
5647   case CK_NullToPointer:
5648     VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
5649     return ZeroInitialization(E);
5650
5651   case CK_IntegralToPointer: {
5652     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
5653
5654     APValue Value;
5655     if (!EvaluateIntegerOrLValue(SubExpr, Value, Info))
5656       break;
5657
5658     if (Value.isInt()) {
5659       unsigned Size = Info.Ctx.getTypeSize(E->getType());
5660       uint64_t N = Value.getInt().extOrTrunc(Size).getZExtValue();
5661       Result.Base = (Expr*)nullptr;
5662       Result.InvalidBase = false;
5663       Result.Offset = CharUnits::fromQuantity(N);
5664       Result.CallIndex = 0;
5665       Result.Designator.setInvalid();
5666       Result.IsNullPtr = false;
5667       return true;
5668     } else {
5669       // Cast is of an lvalue, no need to change value.
5670       Result.setFrom(Info.Ctx, Value);
5671       return true;
5672     }
5673   }
5674   case CK_ArrayToPointerDecay:
5675     if (SubExpr->isGLValue()) {
5676       if (!evaluateLValue(SubExpr, Result))
5677         return false;
5678     } else {
5679       Result.set(SubExpr, Info.CurrentCall->Index);
5680       if (!EvaluateInPlace(Info.CurrentCall->createTemporary(SubExpr, false),
5681                            Info, Result, SubExpr))
5682         return false;
5683     }
5684     // The result is a pointer to the first element of the array.
5685     if (const ConstantArrayType *CAT
5686           = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(SubExpr->getType()))
5687       Result.addArray(Info, E, CAT);
5688     else
5689       Result.Designator.setInvalid();
5690     return true;
5691
5692   case CK_FunctionToPointerDecay:
5693     return evaluateLValue(SubExpr, Result);
5694
5695   case CK_LValueToRValue: {
5696     LValue LVal;
5697     if (!evaluateLValue(E->getSubExpr(), LVal))
5698       return false;
5699
5700     APValue RVal;
5701     // Note, we use the subexpression's type in order to retain cv-qualifiers.
5702     if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getSubExpr()->getType(),
5703                                         LVal, RVal))
5704       return InvalidBaseOK &&
5705              evaluateLValueAsAllocSize(Info, LVal.Base, Result);
5706     return Success(RVal, E);
5707   }
5708   }
5709
5710   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
5711 }
5712
5713 static CharUnits GetAlignOfType(EvalInfo &Info, QualType T) {
5714   // C++ [expr.alignof]p3:
5715   //     When alignof is applied to a reference type, the result is the
5716   //     alignment of the referenced type.
5717   if (const ReferenceType *Ref = T->getAs<ReferenceType>())
5718     T = Ref->getPointeeType();
5719
5720   // __alignof is defined to return the preferred alignment.
5721   if (T.getQualifiers().hasUnaligned())
5722     return CharUnits::One();
5723   return Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(
5724     Info.Ctx.getPreferredTypeAlign(T.getTypePtr()));
5725 }
5726
5727 static CharUnits GetAlignOfExpr(EvalInfo &Info, const Expr *E) {
5728   E = E->IgnoreParens();
5729
5730   // The kinds of expressions that we have special-case logic here for
5731   // should be kept up to date with the special checks for those
5732   // expressions in Sema.
5733
5734   // alignof decl is always accepted, even if it doesn't make sense: we default
5735   // to 1 in those cases.
5736   if (const DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(E))
5737     return Info.Ctx.getDeclAlign(DRE->getDecl(),
5738                                  /*RefAsPointee*/true);
5739
5740   if (const MemberExpr *ME = dyn_cast<MemberExpr>(E))
5741     return Info.Ctx.getDeclAlign(ME->getMemberDecl(),
5742                                  /*RefAsPointee*/true);
5743
5744   return GetAlignOfType(Info, E->getType());
5745 }
5746
5747 // To be clear: this happily visits unsupported builtins. Better name welcomed.
5748 bool PointerExprEvaluator::visitNonBuiltinCallExpr(const CallExpr *E) {
5749   if (ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E))
5750     return true;
5751
5752   if (!(InvalidBaseOK && getAllocSizeAttr(E)))
5753     return false;
5754
5755   Result.setInvalid(E);
5756   QualType PointeeTy = E->getType()->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
5757   Result.addUnsizedArray(Info, PointeeTy);
5758   return true;
5759 }
5760
5761 bool PointerExprEvaluator::VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
5762   if (IsStringLiteralCall(E))
5763     return Success(E);
5764
5765   if (unsigned BuiltinOp = E->getBuiltinCallee())
5766     return VisitBuiltinCallExpr(E, BuiltinOp);
5767
5768   return visitNonBuiltinCallExpr(E);
5769 }
5770
5771 bool PointerExprEvaluator::VisitBuiltinCallExpr(const CallExpr *E,
5772                                                 unsigned BuiltinOp) {
5773   switch (BuiltinOp) {
5774   case Builtin::BI__builtin_addressof:
5775     return evaluateLValue(E->getArg(0), Result);
5776   case Builtin::BI__builtin_assume_aligned: {
5777     // We need to be very careful here because: if the pointer does not have the
5778     // asserted alignment, then the behavior is undefined, and undefined
5779     // behavior is non-constant.
5780     if (!evaluatePointer(E->getArg(0), Result))
5781       return false;
5782
5783     LValue OffsetResult(Result);
5784     APSInt Alignment;
5785     if (!EvaluateInteger(E->getArg(1), Alignment, Info))
5786       return false;
5787     CharUnits Align = CharUnits::fromQuantity(Alignment.getZExtValue());
5788
5789     if (E->getNumArgs() > 2) {
5790       APSInt Offset;
5791       if (!EvaluateInteger(E->getArg(2), Offset, Info))
5792         return false;
5793
5794       int64_t AdditionalOffset = -Offset.getZExtValue();
5795       OffsetResult.Offset += CharUnits::fromQuantity(AdditionalOffset);
5796     }
5797
5798     // If there is a base object, then it must have the correct alignment.
5799     if (OffsetResult.Base) {
5800       CharUnits BaseAlignment;
5801       if (const ValueDecl *VD =
5802           OffsetResult.Base.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
5803         BaseAlignment = Info.Ctx.getDeclAlign(VD);
5804       } else {
5805         BaseAlignment =
5806           GetAlignOfExpr(Info, OffsetResult.Base.get<const Expr*>());
5807       }
5808
5809       if (BaseAlignment < Align) {
5810         Result.Designator.setInvalid();
5811         // FIXME: Add support to Diagnostic for long / long long.
5812         CCEDiag(E->getArg(0),
5813                 diag::note_constexpr_baa_insufficient_alignment) << 0
5814           << (unsigned)BaseAlignment.getQuantity()
5815           << (unsigned)Align.getQuantity();
5816         return false;
5817       }
5818     }
5819
5820     // The offset must also have the correct alignment.
5821     if (OffsetResult.Offset.alignTo(Align) != OffsetResult.Offset) {
5822       Result.Designator.setInvalid();
5823
5824       (OffsetResult.Base
5825            ? CCEDiag(E->getArg(0),
5826                      diag::note_constexpr_baa_insufficient_alignment) << 1
5827            : CCEDiag(E->getArg(0),
5828                      diag::note_constexpr_baa_value_insufficient_alignment))
5829         << (int)OffsetResult.Offset.getQuantity()
5830         << (unsigned)Align.getQuantity();
5831       return false;
5832     }
5833
5834     return true;
5835   }
5836
5837   case Builtin::BIstrchr:
5838   case Builtin::BIwcschr:
5839   case Builtin::BImemchr:
5840   case Builtin::BIwmemchr:
5841     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
5842       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_function)
5843         << /*isConstexpr*/0 << /*isConstructor*/0
5844         << (std::string("'") + Info.Ctx.BuiltinInfo.getName(BuiltinOp) + "'");
5845     else
5846       Info.CCEDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
5847     // Fall through.
5848   case Builtin::BI__builtin_strchr:
5849   case Builtin::BI__builtin_wcschr:
5850   case Builtin::BI__builtin_memchr:
5851   case Builtin::BI__builtin_char_memchr:
5852   case Builtin::BI__builtin_wmemchr: {
5853     if (!Visit(E->getArg(0)))
5854       return false;
5855     APSInt Desired;
5856     if (!EvaluateInteger(E->getArg(1), Desired, Info))
5857       return false;
5858     uint64_t MaxLength = uint64_t(-1);
5859     if (BuiltinOp != Builtin::BIstrchr &&
5860         BuiltinOp != Builtin::BIwcschr &&
5861         BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_strchr &&
5862         BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_wcschr) {
5863       APSInt N;
5864       if (!EvaluateInteger(E->getArg(2), N, Info))
5865         return false;
5866       MaxLength = N.getExtValue();
5867     }
5868
5869     QualType CharTy = E->getArg(0)->getType()->getPointeeType();
5870
5871     // Figure out what value we're actually looking for (after converting to
5872     // the corresponding unsigned type if necessary).
5873     uint64_t DesiredVal;
5874     bool StopAtNull = false;
5875     switch (BuiltinOp) {
5876     case Builtin::BIstrchr:
5877     case Builtin::BI__builtin_strchr:
5878       // strchr compares directly to the passed integer, and therefore
5879       // always fails if given an int that is not a char.
5880       if (!APSInt::isSameValue(HandleIntToIntCast(Info, E, CharTy,
5881                                                   E->getArg(1)->getType(),
5882                                                   Desired),
5883                                Desired))
5884         return ZeroInitialization(E);
5885       StopAtNull = true;
5886       // Fall through.
5887     case Builtin::BImemchr:
5888     case Builtin::BI__builtin_memchr:
5889     case Builtin::BI__builtin_char_memchr:
5890       // memchr compares by converting both sides to unsigned char. That's also
5891       // correct for strchr if we get this far (to cope with plain char being
5892       // unsigned in the strchr case).
5893       DesiredVal = Desired.trunc(Info.Ctx.getCharWidth()).getZExtValue();
5894       break;
5895
5896     case Builtin::BIwcschr:
5897     case Builtin::BI__builtin_wcschr:
5898       StopAtNull = true;
5899       // Fall through.
5900     case Builtin::BIwmemchr:
5901     case Builtin::BI__builtin_wmemchr:
5902       // wcschr and wmemchr are given a wchar_t to look for. Just use it.
5903       DesiredVal = Desired.getZExtValue();
5904       break;
5905     }
5906
5907     for (; MaxLength; --MaxLength) {
5908       APValue Char;
5909       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy, Result, Char) ||
5910           !Char.isInt())
5911         return false;
5912       if (Char.getInt().getZExtValue() == DesiredVal)
5913         return true;
5914       if (StopAtNull && !Char.getInt())
5915         break;
5916       if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Result, CharTy, 1))
5917         return false;
5918     }
5919     // Not found: return nullptr.
5920     return ZeroInitialization(E);
5921   }
5922
5923   default:
5924     return visitNonBuiltinCallExpr(E);
5925   }
5926 }
5927
5928 //===----------------------------------------------------------------------===//
5929 // Member Pointer Evaluation
5930 //===----------------------------------------------------------------------===//
5931
5932 namespace {
5933 class MemberPointerExprEvaluator
5934   : public ExprEvaluatorBase<MemberPointerExprEvaluator> {
5935   MemberPtr &Result;
5936
5937   bool Success(const ValueDecl *D) {
5938     Result = MemberPtr(D);
5939     return true;
5940   }
5941 public:
5942
5943   MemberPointerExprEvaluator(EvalInfo &Info, MemberPtr &Result)
5944     : ExprEvaluatorBaseTy(Info), Result(Result) {}
5945
5946   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
5947     Result.setFrom(V);
5948     return true;
5949   }
5950   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
5951     return Success((const ValueDecl*)nullptr);
5952   }
5953
5954   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
5955   bool VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E);
5956 };
5957 } // end anonymous namespace
5958
5959 static bool EvaluateMemberPointer(const Expr *E, MemberPtr &Result,
5960                                   EvalInfo &Info) {
5961   assert(E->isRValue() && E->getType()->isMemberPointerType());
5962   return MemberPointerExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
5963 }
5964
5965 bool MemberPointerExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
5966   switch (E->getCastKind()) {
5967   default:
5968     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
5969
5970   case CK_NullToMemberPointer:
5971     VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
5972     return ZeroInitialization(E);
5973
5974   case CK_BaseToDerivedMemberPointer: {
5975     if (!Visit(E->getSubExpr()))
5976       return false;
5977     if (E->path_empty())
5978       return true;
5979     // Base-to-derived member pointer casts store the path in derived-to-base
5980     // order, so iterate backwards. The CXXBaseSpecifier also provides us with
5981     // the wrong end of the derived->base arc, so stagger the path by one class.
5982     typedef std::reverse_iterator<CastExpr::path_const_iterator> ReverseIter;
5983     for (ReverseIter PathI(E->path_end() - 1), PathE(E->path_begin());
5984          PathI != PathE; ++PathI) {
5985       assert(!(*PathI)->isVirtual() && "memptr cast through vbase");
5986       const CXXRecordDecl *Derived = (*PathI)->getType()->getAsCXXRecordDecl();
5987       if (!Result.castToDerived(Derived))
5988         return Error(E);
5989     }
5990     const Type *FinalTy = E->getType()->castAs<MemberPointerType>()->getClass();
5991     if (!Result.castToDerived(FinalTy->getAsCXXRecordDecl()))
5992       return Error(E);
5993     return true;
5994   }
5995
5996   case CK_DerivedToBaseMemberPointer:
5997     if (!Visit(E->getSubExpr()))
5998       return false;
5999     for (CastExpr::path_const_iterator PathI = E->path_begin(),
6000          PathE = E->path_end(); PathI != PathE; ++PathI) {
6001       assert(!(*PathI)->isVirtual() && "memptr cast through vbase");
6002       const CXXRecordDecl *Base = (*PathI)->getType()->getAsCXXRecordDecl();
6003       if (!Result.castToBase(Base))
6004         return Error(E);
6005     }
6006     return true;
6007   }
6008 }
6009
6010 bool MemberPointerExprEvaluator::VisitUnaryAddrOf(const UnaryOperator *E) {
6011   // C++11 [expr.unary.op]p3 has very strict rules on how the address of a
6012   // member can be formed.
6013   return Success(cast<DeclRefExpr>(E->getSubExpr())->getDecl());
6014 }
6015
6016 //===----------------------------------------------------------------------===//
6017 // Record Evaluation
6018 //===----------------------------------------------------------------------===//
6019
6020 namespace {
6021   class RecordExprEvaluator
6022   : public ExprEvaluatorBase<RecordExprEvaluator> {
6023     const LValue &This;
6024     APValue &Result;
6025   public:
6026
6027     RecordExprEvaluator(EvalInfo &info, const LValue &This, APValue &Result)
6028       : ExprEvaluatorBaseTy(info), This(This), Result(Result) {}
6029
6030     bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
6031       Result = V;
6032       return true;
6033     }
6034     bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
6035       return ZeroInitialization(E, E->getType());
6036     }
6037     bool ZeroInitialization(const Expr *E, QualType T);
6038
6039     bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
6040       return handleCallExpr(E, Result, &This);
6041     }
6042     bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
6043     bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
6044     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E) {
6045       return VisitCXXConstructExpr(E, E->getType());
6046     }
6047     bool VisitLambdaExpr(const LambdaExpr *E);
6048     bool VisitCXXInheritedCtorInitExpr(const CXXInheritedCtorInitExpr *E);
6049     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E, QualType T);
6050     bool VisitCXXStdInitializerListExpr(const CXXStdInitializerListExpr *E);
6051   };
6052 }
6053
6054 /// Perform zero-initialization on an object of non-union class type.
6055 /// C++11 [dcl.init]p5:
6056 ///  To zero-initialize an object or reference of type T means:
6057 ///    [...]
6058 ///    -- if T is a (possibly cv-qualified) non-union class type,
6059 ///       each non-static data member and each base-class subobject is
6060 ///       zero-initialized
6061 static bool HandleClassZeroInitialization(EvalInfo &Info, const Expr *E,
6062                                           const RecordDecl *RD,
6063                                           const LValue &This, APValue &Result) {
6064   assert(!RD->isUnion() && "Expected non-union class type");
6065   const CXXRecordDecl *CD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD);
6066   Result = APValue(APValue::UninitStruct(), CD ? CD->getNumBases() : 0,
6067                    std::distance(RD->field_begin(), RD->field_end()));
6068
6069   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
6070   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
6071
6072   if (CD) {
6073     unsigned Index = 0;
6074     for (CXXRecordDecl::base_class_const_iterator I = CD->bases_begin(),
6075            End = CD->bases_end(); I != End; ++I, ++Index) {
6076       const CXXRecordDecl *Base = I->getType()->getAsCXXRecordDecl();
6077       LValue Subobject = This;
6078       if (!HandleLValueDirectBase(Info, E, Subobject, CD, Base, &Layout))
6079         return false;
6080       if (!HandleClassZeroInitialization(Info, E, Base, Subobject,
6081                                          Result.getStructBase(Index)))
6082         return false;
6083     }
6084   }
6085
6086   for (const auto *I : RD->fields()) {
6087     // -- if T is a reference type, no initialization is performed.
6088     if (I->getType()->isReferenceType())
6089       continue;
6090
6091     LValue Subobject = This;
6092     if (!HandleLValueMember(Info, E, Subobject, I, &Layout))
6093       return false;
6094
6095     ImplicitValueInitExpr VIE(I->getType());
6096     if (!EvaluateInPlace(
6097           Result.getStructField(I->getFieldIndex()), Info, Subobject, &VIE))
6098       return false;
6099   }
6100
6101   return true;
6102 }
6103
6104 bool RecordExprEvaluator::ZeroInitialization(const Expr *E, QualType T) {
6105   const RecordDecl *RD = T->castAs<RecordType>()->getDecl();
6106   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
6107   if (RD->isUnion()) {
6108     // C++11 [dcl.init]p5: If T is a (possibly cv-qualified) union type, the
6109     // object's first non-static named data member is zero-initialized
6110     RecordDecl::field_iterator I = RD->field_begin();
6111     if (I == RD->field_end()) {
6112       Result = APValue((const FieldDecl*)nullptr);
6113       return true;
6114     }
6115
6116     LValue Subobject = This;
6117     if (!HandleLValueMember(Info, E, Subobject, *I))
6118       return false;
6119     Result = APValue(*I);
6120     ImplicitValueInitExpr VIE(I->getType());
6121     return EvaluateInPlace(Result.getUnionValue(), Info, Subobject, &VIE);
6122   }
6123
6124   if (isa<CXXRecordDecl>(RD) && cast<CXXRecordDecl>(RD)->getNumVBases()) {
6125     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_virtual_base) << RD;
6126     return false;
6127   }
6128
6129   return HandleClassZeroInitialization(Info, E, RD, This, Result);
6130 }
6131
6132 bool RecordExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
6133   switch (E->getCastKind()) {
6134   default:
6135     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
6136
6137   case CK_ConstructorConversion:
6138     return Visit(E->getSubExpr());
6139
6140   case CK_DerivedToBase:
6141   case CK_UncheckedDerivedToBase: {
6142     APValue DerivedObject;
6143     if (!Evaluate(DerivedObject, Info, E->getSubExpr()))
6144       return false;
6145     if (!DerivedObject.isStruct())
6146       return Error(E->getSubExpr());
6147
6148     // Derived-to-base rvalue conversion: just slice off the derived part.
6149     APValue *Value = &DerivedObject;
6150     const CXXRecordDecl *RD = E->getSubExpr()->getType()->getAsCXXRecordDecl();
6151     for (CastExpr::path_const_iterator PathI = E->path_begin(),
6152          PathE = E->path_end(); PathI != PathE; ++PathI) {
6153       assert(!(*PathI)->isVirtual() && "record rvalue with virtual base");
6154       const CXXRecordDecl *Base = (*PathI)->getType()->getAsCXXRecordDecl();
6155       Value = &Value->getStructBase(getBaseIndex(RD, Base));
6156       RD = Base;
6157     }
6158     Result = *Value;
6159     return true;
6160   }
6161   }
6162 }
6163
6164 bool RecordExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
6165   if (E->isTransparent())
6166     return Visit(E->getInit(0));
6167
6168   const RecordDecl *RD = E->getType()->castAs<RecordType>()->getDecl();
6169   if (RD->isInvalidDecl()) return false;
6170   const ASTRecordLayout &Layout = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
6171
6172   if (RD->isUnion()) {
6173     const FieldDecl *Field = E->getInitializedFieldInUnion();
6174     Result = APValue(Field);
6175     if (!Field)
6176       return true;
6177
6178     // If the initializer list for a union does not contain any elements, the
6179     // first element of the union is value-initialized.
6180     // FIXME: The element should be initialized from an initializer list.
6181     //        Is this difference ever observable for initializer lists which
6182     //        we don't build?
6183     ImplicitValueInitExpr VIE(Field->getType());
6184     const Expr *InitExpr = E->getNumInits() ? E->getInit(0) : &VIE;
6185
6186     LValue Subobject = This;
6187     if (!HandleLValueMember(Info, InitExpr, Subobject, Field, &Layout))
6188       return false;
6189
6190     // Temporarily override This, in case there's a CXXDefaultInitExpr in here.
6191     ThisOverrideRAII ThisOverride(*Info.CurrentCall, &This,
6192                                   isa<CXXDefaultInitExpr>(InitExpr));
6193
6194     return EvaluateInPlace(Result.getUnionValue(), Info, Subobject, InitExpr);
6195   }
6196
6197   auto *CXXRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD);
6198   if (Result.isUninit())
6199     Result = APValue(APValue::UninitStruct(), CXXRD ? CXXRD->getNumBases() : 0,
6200                      std::distance(RD->field_begin(), RD->field_end()));
6201   unsigned ElementNo = 0;
6202   bool Success = true;
6203
6204   // Initialize base classes.
6205   if (CXXRD) {
6206     for (const auto &Base : CXXRD->bases()) {
6207       assert(ElementNo < E->getNumInits() && "missing init for base class");
6208       const Expr *Init = E->getInit(ElementNo);
6209
6210       LValue Subobject = This;
6211       if (!HandleLValueBase(Info, Init, Subobject, CXXRD, &Base))
6212         return false;
6213
6214       APValue &FieldVal = Result.getStructBase(ElementNo);
6215       if (!EvaluateInPlace(FieldVal, Info, Subobject, Init)) {
6216         if (!Info.noteFailure())
6217           return false;
6218         Success = false;
6219       }
6220       ++ElementNo;
6221     }
6222   }
6223
6224   // Initialize members.
6225   for (const auto *Field : RD->fields()) {
6226     // Anonymous bit-fields are not considered members of the class for
6227     // purposes of aggregate initialization.
6228     if (Field->isUnnamedBitfield())
6229       continue;
6230
6231     LValue Subobject = This;
6232
6233     bool HaveInit = ElementNo < E->getNumInits();
6234
6235     // FIXME: Diagnostics here should point to the end of the initializer
6236     // list, not the start.
6237     if (!HandleLValueMember(Info, HaveInit ? E->getInit(ElementNo) : E,
6238                             Subobject, Field, &Layout))
6239       return false;
6240
6241     // Perform an implicit value-initialization for members beyond the end of
6242     // the initializer list.
6243     ImplicitValueInitExpr VIE(HaveInit ? Info.Ctx.IntTy : Field->getType());
6244     const Expr *Init = HaveInit ? E->getInit(ElementNo++) : &VIE;
6245
6246     // Temporarily override This, in case there's a CXXDefaultInitExpr in here.
6247     ThisOverrideRAII ThisOverride(*Info.CurrentCall, &This,
6248                                   isa<CXXDefaultInitExpr>(Init));
6249
6250     APValue &FieldVal = Result.getStructField(Field->getFieldIndex());
6251     if (!EvaluateInPlace(FieldVal, Info, Subobject, Init) ||
6252         (Field->isBitField() && !truncateBitfieldValue(Info, Init,
6253                                                        FieldVal, Field))) {
6254       if (!Info.noteFailure())
6255         return false;
6256       Success = false;
6257     }
6258   }
6259
6260   return Success;
6261 }
6262
6263 bool RecordExprEvaluator::VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E,
6264                                                 QualType T) {
6265   // Note that E's type is not necessarily the type of our class here; we might
6266   // be initializing an array element instead.
6267   const CXXConstructorDecl *FD = E->getConstructor();
6268   if (FD->isInvalidDecl() || FD->getParent()->isInvalidDecl()) return false;
6269
6270   bool ZeroInit = E->requiresZeroInitialization();
6271   if (CheckTrivialDefaultConstructor(Info, E->getExprLoc(), FD, ZeroInit)) {
6272     // If we've already performed zero-initialization, we're already done.
6273     if (!Result.isUninit())
6274       return true;
6275
6276     // We can get here in two different ways:
6277     //  1) We're performing value-initialization, and should zero-initialize
6278     //     the object, or
6279     //  2) We're performing default-initialization of an object with a trivial
6280     //     constexpr default constructor, in which case we should start the
6281     //     lifetimes of all the base subobjects (there can be no data member
6282     //     subobjects in this case) per [basic.life]p1.
6283     // Either way, ZeroInitialization is appropriate.
6284     return ZeroInitialization(E, T);
6285   }
6286
6287   const FunctionDecl *Definition = nullptr;
6288   auto Body = FD->getBody(Definition);
6289
6290   if (!CheckConstexprFunction(Info, E->getExprLoc(), FD, Definition, Body))
6291     return false;
6292
6293   // Avoid materializing a temporary for an elidable copy/move constructor.
6294   if (E->isElidable() && !ZeroInit)
6295     if (const MaterializeTemporaryExpr *ME
6296           = dyn_cast<MaterializeTemporaryExpr>(E->getArg(0)))
6297       return Visit(ME->GetTemporaryExpr());
6298
6299   if (ZeroInit && !ZeroInitialization(E, T))
6300     return false;
6301
6302   auto Args = llvm::makeArrayRef(E->getArgs(), E->getNumArgs());
6303   return HandleConstructorCall(E, This, Args,
6304                                cast<CXXConstructorDecl>(Definition), Info,
6305                                Result);
6306 }
6307
6308 bool RecordExprEvaluator::VisitCXXInheritedCtorInitExpr(
6309     const CXXInheritedCtorInitExpr *E) {
6310   if (!Info.CurrentCall) {
6311     assert(Info.checkingPotentialConstantExpression());
6312     return false;
6313   }
6314
6315   const CXXConstructorDecl *FD = E->getConstructor();
6316   if (FD->isInvalidDecl() || FD->getParent()->isInvalidDecl())
6317     return false;
6318
6319   const FunctionDecl *Definition = nullptr;
6320   auto Body = FD->getBody(Definition);
6321
6322   if (!CheckConstexprFunction(Info, E->getExprLoc(), FD, Definition, Body))
6323     return false;
6324
6325   return HandleConstructorCall(E, This, Info.CurrentCall->Arguments,
6326                                cast<CXXConstructorDecl>(Definition), Info,
6327                                Result);
6328 }
6329
6330 bool RecordExprEvaluator::VisitCXXStdInitializerListExpr(
6331     const CXXStdInitializerListExpr *E) {
6332   const ConstantArrayType *ArrayType =
6333       Info.Ctx.getAsConstantArrayType(E->getSubExpr()->getType());
6334
6335   LValue Array;
6336   if (!EvaluateLValue(E->getSubExpr(), Array, Info))
6337     return false;
6338
6339   // Get a pointer to the first element of the array.
6340   Array.addArray(Info, E, ArrayType);
6341
6342   // FIXME: Perform the checks on the field types in SemaInit.
6343   RecordDecl *Record = E->getType()->castAs<RecordType>()->getDecl();
6344   RecordDecl::field_iterator Field = Record->field_begin();
6345   if (Field == Record->field_end())
6346     return Error(E);
6347
6348   // Start pointer.
6349   if (!Field->getType()->isPointerType() ||
6350       !Info.Ctx.hasSameType(Field->getType()->getPointeeType(),
6351                             ArrayType->getElementType()))
6352     return Error(E);
6353
6354   // FIXME: What if the initializer_list type has base classes, etc?
6355   Result = APValue(APValue::UninitStruct(), 0, 2);
6356   Array.moveInto(Result.getStructField(0));
6357
6358   if (++Field == Record->field_end())
6359     return Error(E);
6360
6361   if (Field->getType()->isPointerType() &&
6362       Info.Ctx.hasSameType(Field->getType()->getPointeeType(),
6363                            ArrayType->getElementType())) {
6364     // End pointer.
6365     if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Array,
6366                                      ArrayType->getElementType(),
6367                                      ArrayType->getSize().getZExtValue()))
6368       return false;
6369     Array.moveInto(Result.getStructField(1));
6370   } else if (Info.Ctx.hasSameType(Field->getType(), Info.Ctx.getSizeType()))
6371     // Length.
6372     Result.getStructField(1) = APValue(APSInt(ArrayType->getSize()));
6373   else
6374     return Error(E);
6375
6376   if (++Field != Record->field_end())
6377     return Error(E);
6378
6379   return true;
6380 }
6381
6382 bool RecordExprEvaluator::VisitLambdaExpr(const LambdaExpr *E) {
6383   const CXXRecordDecl *ClosureClass = E->getLambdaClass();
6384   if (ClosureClass->isInvalidDecl()) return false;
6385
6386   if (Info.checkingPotentialConstantExpression()) return true;
6387   
6388   const size_t NumFields =
6389       std::distance(ClosureClass->field_begin(), ClosureClass->field_end());
6390
6391   assert(NumFields == (size_t)std::distance(E->capture_init_begin(),
6392                                             E->capture_init_end()) &&
6393          "The number of lambda capture initializers should equal the number of "
6394          "fields within the closure type");
6395
6396   Result = APValue(APValue::UninitStruct(), /*NumBases*/0, NumFields);
6397   // Iterate through all the lambda's closure object's fields and initialize
6398   // them.
6399   auto *CaptureInitIt = E->capture_init_begin();
6400   const LambdaCapture *CaptureIt = ClosureClass->captures_begin();
6401   bool Success = true;
6402   for (const auto *Field : ClosureClass->fields()) {
6403     assert(CaptureInitIt != E->capture_init_end());
6404     // Get the initializer for this field
6405     Expr *const CurFieldInit = *CaptureInitIt++;
6406     
6407     // If there is no initializer, either this is a VLA or an error has
6408     // occurred.
6409     if (!CurFieldInit)
6410       return Error(E);
6411
6412     APValue &FieldVal = Result.getStructField(Field->getFieldIndex());
6413     if (!EvaluateInPlace(FieldVal, Info, This, CurFieldInit)) {
6414       if (!Info.keepEvaluatingAfterFailure())
6415         return false;
6416       Success = false;
6417     }
6418     ++CaptureIt;
6419   }
6420   return Success;
6421 }
6422
6423 static bool EvaluateRecord(const Expr *E, const LValue &This,
6424                            APValue &Result, EvalInfo &Info) {
6425   assert(E->isRValue() && E->getType()->isRecordType() &&
6426          "can't evaluate expression as a record rvalue");
6427   return RecordExprEvaluator(Info, This, Result).Visit(E);
6428 }
6429
6430 //===----------------------------------------------------------------------===//
6431 // Temporary Evaluation
6432 //
6433 // Temporaries are represented in the AST as rvalues, but generally behave like
6434 // lvalues. The full-object of which the temporary is a subobject is implicitly
6435 // materialized so that a reference can bind to it.
6436 //===----------------------------------------------------------------------===//
6437 namespace {
6438 class TemporaryExprEvaluator
6439   : public LValueExprEvaluatorBase<TemporaryExprEvaluator> {
6440 public:
6441   TemporaryExprEvaluator(EvalInfo &Info, LValue &Result) :
6442     LValueExprEvaluatorBaseTy(Info, Result, false) {}
6443
6444   /// Visit an expression which constructs the value of this temporary.
6445   bool VisitConstructExpr(const Expr *E) {
6446     Result.set(E, Info.CurrentCall->Index);
6447     return EvaluateInPlace(Info.CurrentCall->createTemporary(E, false),
6448                            Info, Result, E);
6449   }
6450
6451   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
6452     switch (E->getCastKind()) {
6453     default:
6454       return LValueExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
6455
6456     case CK_ConstructorConversion:
6457       return VisitConstructExpr(E->getSubExpr());
6458     }
6459   }
6460   bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
6461     return VisitConstructExpr(E);
6462   }
6463   bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E) {
6464     return VisitConstructExpr(E);
6465   }
6466   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
6467     return VisitConstructExpr(E);
6468   }
6469   bool VisitCXXStdInitializerListExpr(const CXXStdInitializerListExpr *E) {
6470     return VisitConstructExpr(E);
6471   }
6472   bool VisitLambdaExpr(const LambdaExpr *E) {
6473     return VisitConstructExpr(E);
6474   }
6475 };
6476 } // end anonymous namespace
6477
6478 /// Evaluate an expression of record type as a temporary.
6479 static bool EvaluateTemporary(const Expr *E, LValue &Result, EvalInfo &Info) {
6480   assert(E->isRValue() && E->getType()->isRecordType());
6481   return TemporaryExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
6482 }
6483
6484 //===----------------------------------------------------------------------===//
6485 // Vector Evaluation
6486 //===----------------------------------------------------------------------===//
6487
6488 namespace {
6489   class VectorExprEvaluator
6490   : public ExprEvaluatorBase<VectorExprEvaluator> {
6491     APValue &Result;
6492   public:
6493
6494     VectorExprEvaluator(EvalInfo &info, APValue &Result)
6495       : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(Result) {}
6496
6497     bool Success(ArrayRef<APValue> V, const Expr *E) {
6498       assert(V.size() == E->getType()->castAs<VectorType>()->getNumElements());
6499       // FIXME: remove this APValue copy.
6500       Result = APValue(V.data(), V.size());
6501       return true;
6502     }
6503     bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
6504       assert(V.isVector());
6505       Result = V;
6506       return true;
6507     }
6508     bool ZeroInitialization(const Expr *E);
6509
6510     bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E)
6511       { return Visit(E->getSubExpr()); }
6512     bool VisitCastExpr(const CastExpr* E);
6513     bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
6514     bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
6515     // FIXME: Missing: unary -, unary ~, binary add/sub/mul/div,
6516     //                 binary comparisons, binary and/or/xor,
6517     //                 shufflevector, ExtVectorElementExpr
6518   };
6519 } // end anonymous namespace
6520
6521 static bool EvaluateVector(const Expr* E, APValue& Result, EvalInfo &Info) {
6522   assert(E->isRValue() && E->getType()->isVectorType() &&"not a vector rvalue");
6523   return VectorExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
6524 }
6525
6526 bool VectorExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
6527   const VectorType *VTy = E->getType()->castAs<VectorType>();
6528   unsigned NElts = VTy->getNumElements();
6529
6530   const Expr *SE = E->getSubExpr();
6531   QualType SETy = SE->getType();
6532
6533   switch (E->getCastKind()) {
6534   case CK_VectorSplat: {
6535     APValue Val = APValue();
6536     if (SETy->isIntegerType()) {
6537       APSInt IntResult;
6538       if (!EvaluateInteger(SE, IntResult, Info))
6539         return false;
6540       Val = APValue(std::move(IntResult));
6541     } else if (SETy->isRealFloatingType()) {
6542       APFloat FloatResult(0.0);
6543       if (!EvaluateFloat(SE, FloatResult, Info))
6544         return false;
6545       Val = APValue(std::move(FloatResult));
6546     } else {
6547       return Error(E);
6548     }
6549
6550     // Splat and create vector APValue.
6551     SmallVector<APValue, 4> Elts(NElts, Val);
6552     return Success(Elts, E);
6553   }
6554   case CK_BitCast: {
6555     // Evaluate the operand into an APInt we can extract from.
6556     llvm::APInt SValInt;
6557     if (!EvalAndBitcastToAPInt(Info, SE, SValInt))
6558       return false;
6559     // Extract the elements
6560     QualType EltTy = VTy->getElementType();
6561     unsigned EltSize = Info.Ctx.getTypeSize(EltTy);
6562     bool BigEndian = Info.Ctx.getTargetInfo().isBigEndian();
6563     SmallVector<APValue, 4> Elts;
6564     if (EltTy->isRealFloatingType()) {
6565       const llvm::fltSemantics &Sem = Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(EltTy);
6566       unsigned FloatEltSize = EltSize;
6567       if (&Sem == &APFloat::x87DoubleExtended())
6568         FloatEltSize = 80;
6569       for (unsigned i = 0; i < NElts; i++) {
6570         llvm::APInt Elt;
6571         if (BigEndian)
6572           Elt = SValInt.rotl(i*EltSize+FloatEltSize).trunc(FloatEltSize);
6573         else
6574           Elt = SValInt.rotr(i*EltSize).trunc(FloatEltSize);
6575         Elts.push_back(APValue(APFloat(Sem, Elt)));
6576       }
6577     } else if (EltTy->isIntegerType()) {
6578       for (unsigned i = 0; i < NElts; i++) {
6579         llvm::APInt Elt;
6580         if (BigEndian)
6581           Elt = SValInt.rotl(i*EltSize+EltSize).zextOrTrunc(EltSize);
6582         else
6583           Elt = SValInt.rotr(i*EltSize).zextOrTrunc(EltSize);
6584         Elts.push_back(APValue(APSInt(Elt, EltTy->isSignedIntegerType())));
6585       }
6586     } else {
6587       return Error(E);
6588     }
6589     return Success(Elts, E);
6590   }
6591   default:
6592     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
6593   }
6594 }
6595
6596 bool
6597 VectorExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
6598   const VectorType *VT = E->getType()->castAs<VectorType>();
6599   unsigned NumInits = E->getNumInits();
6600   unsigned NumElements = VT->getNumElements();
6601
6602   QualType EltTy = VT->getElementType();
6603   SmallVector<APValue, 4> Elements;
6604
6605   // The number of initializers can be less than the number of
6606   // vector elements. For OpenCL, this can be due to nested vector
6607   // initialization. For GCC compatibility, missing trailing elements 
6608   // should be initialized with zeroes.
6609   unsigned CountInits = 0, CountElts = 0;
6610   while (CountElts < NumElements) {
6611     // Handle nested vector initialization.
6612     if (CountInits < NumInits 
6613         && E->getInit(CountInits)->getType()->isVectorType()) {
6614       APValue v;
6615       if (!EvaluateVector(E->getInit(CountInits), v, Info))
6616         return Error(E);
6617       unsigned vlen = v.getVectorLength();
6618       for (unsigned j = 0; j < vlen; j++) 
6619         Elements.push_back(v.getVectorElt(j));
6620       CountElts += vlen;
6621     } else if (EltTy->isIntegerType()) {
6622       llvm::APSInt sInt(32);
6623       if (CountInits < NumInits) {
6624         if (!EvaluateInteger(E->getInit(CountInits), sInt, Info))
6625           return false;
6626       } else // trailing integer zero.
6627         sInt = Info.Ctx.MakeIntValue(0, EltTy);
6628       Elements.push_back(APValue(sInt));
6629       CountElts++;
6630     } else {
6631       llvm::APFloat f(0.0);
6632       if (CountInits < NumInits) {
6633         if (!EvaluateFloat(E->getInit(CountInits), f, Info))
6634           return false;
6635       } else // trailing float zero.
6636         f = APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(EltTy));
6637       Elements.push_back(APValue(f));
6638       CountElts++;
6639     }
6640     CountInits++;
6641   }
6642   return Success(Elements, E);
6643 }
6644
6645 bool
6646 VectorExprEvaluator::ZeroInitialization(const Expr *E) {
6647   const VectorType *VT = E->getType()->getAs<VectorType>();
6648   QualType EltTy = VT->getElementType();
6649   APValue ZeroElement;
6650   if (EltTy->isIntegerType())
6651     ZeroElement = APValue(Info.Ctx.MakeIntValue(0, EltTy));
6652   else
6653     ZeroElement =
6654         APValue(APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(EltTy)));
6655
6656   SmallVector<APValue, 4> Elements(VT->getNumElements(), ZeroElement);
6657   return Success(Elements, E);
6658 }
6659
6660 bool VectorExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
6661   VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
6662   return ZeroInitialization(E);
6663 }
6664
6665 //===----------------------------------------------------------------------===//
6666 // Array Evaluation
6667 //===----------------------------------------------------------------------===//
6668
6669 namespace {
6670   class ArrayExprEvaluator
6671   : public ExprEvaluatorBase<ArrayExprEvaluator> {
6672     const LValue &This;
6673     APValue &Result;
6674   public:
6675
6676     ArrayExprEvaluator(EvalInfo &Info, const LValue &This, APValue &Result)
6677       : ExprEvaluatorBaseTy(Info), This(This), Result(Result) {}
6678
6679     bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
6680       assert((V.isArray() || V.isLValue()) &&
6681              "expected array or string literal");
6682       Result = V;
6683       return true;
6684     }
6685
6686     bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
6687       const ConstantArrayType *CAT =
6688           Info.Ctx.getAsConstantArrayType(E->getType());
6689       if (!CAT)
6690         return Error(E);
6691
6692       Result = APValue(APValue::UninitArray(), 0,
6693                        CAT->getSize().getZExtValue());
6694       if (!Result.hasArrayFiller()) return true;
6695
6696       // Zero-initialize all elements.
6697       LValue Subobject = This;
6698       Subobject.addArray(Info, E, CAT);
6699       ImplicitValueInitExpr VIE(CAT->getElementType());
6700       return EvaluateInPlace(Result.getArrayFiller(), Info, Subobject, &VIE);
6701     }
6702
6703     bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
6704       return handleCallExpr(E, Result, &This);
6705     }
6706     bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
6707     bool VisitArrayInitLoopExpr(const ArrayInitLoopExpr *E);
6708     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E);
6709     bool VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E,
6710                                const LValue &Subobject,
6711                                APValue *Value, QualType Type);
6712   };
6713 } // end anonymous namespace
6714
6715 static bool EvaluateArray(const Expr *E, const LValue &This,
6716                           APValue &Result, EvalInfo &Info) {
6717   assert(E->isRValue() && E->getType()->isArrayType() && "not an array rvalue");
6718   return ArrayExprEvaluator(Info, This, Result).Visit(E);
6719 }
6720
6721 bool ArrayExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
6722   const ConstantArrayType *CAT = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(E->getType());
6723   if (!CAT)
6724     return Error(E);
6725
6726   // C++11 [dcl.init.string]p1: A char array [...] can be initialized by [...]
6727   // an appropriately-typed string literal enclosed in braces.
6728   if (E->isStringLiteralInit()) {
6729     LValue LV;
6730     if (!EvaluateLValue(E->getInit(0), LV, Info))
6731       return false;
6732     APValue Val;
6733     LV.moveInto(Val);
6734     return Success(Val, E);
6735   }
6736
6737   bool Success = true;
6738
6739   assert((!Result.isArray() || Result.getArrayInitializedElts() == 0) &&
6740          "zero-initialized array shouldn't have any initialized elts");
6741   APValue Filler;
6742   if (Result.isArray() && Result.hasArrayFiller())
6743     Filler = Result.getArrayFiller();
6744
6745   unsigned NumEltsToInit = E->getNumInits();
6746   unsigned NumElts = CAT->getSize().getZExtValue();
6747   const Expr *FillerExpr = E->hasArrayFiller() ? E->getArrayFiller() : nullptr;
6748
6749   // If the initializer might depend on the array index, run it for each
6750   // array element. For now, just whitelist non-class value-initialization.
6751   if (NumEltsToInit != NumElts && !isa<ImplicitValueInitExpr>(FillerExpr))
6752     NumEltsToInit = NumElts;
6753
6754   Result = APValue(APValue::UninitArray(), NumEltsToInit, NumElts);
6755
6756   // If the array was previously zero-initialized, preserve the
6757   // zero-initialized values.
6758   if (!Filler.isUninit()) {
6759     for (unsigned I = 0, E = Result.getArrayInitializedElts(); I != E; ++I)
6760       Result.getArrayInitializedElt(I) = Filler;
6761     if (Result.hasArrayFiller())
6762       Result.getArrayFiller() = Filler;
6763   }
6764
6765   LValue Subobject = This;
6766   Subobject.addArray(Info, E, CAT);
6767   for (unsigned Index = 0; Index != NumEltsToInit; ++Index) {
6768     const Expr *Init =
6769         Index < E->getNumInits() ? E->getInit(Index) : FillerExpr;
6770     if (!EvaluateInPlace(Result.getArrayInitializedElt(Index),
6771                          Info, Subobject, Init) ||
6772         !HandleLValueArrayAdjustment(Info, Init, Subobject,
6773                                      CAT->getElementType(), 1)) {
6774       if (!Info.noteFailure())
6775         return false;
6776       Success = false;
6777     }
6778   }
6779
6780   if (!Result.hasArrayFiller())
6781     return Success;
6782
6783   // If we get here, we have a trivial filler, which we can just evaluate
6784   // once and splat over the rest of the array elements.
6785   assert(FillerExpr && "no array filler for incomplete init list");
6786   return EvaluateInPlace(Result.getArrayFiller(), Info, Subobject,
6787                          FillerExpr) && Success;
6788 }
6789
6790 bool ArrayExprEvaluator::VisitArrayInitLoopExpr(const ArrayInitLoopExpr *E) {
6791   if (E->getCommonExpr() &&
6792       !Evaluate(Info.CurrentCall->createTemporary(E->getCommonExpr(), false),
6793                 Info, E->getCommonExpr()->getSourceExpr()))
6794     return false;
6795
6796   auto *CAT = cast<ConstantArrayType>(E->getType()->castAsArrayTypeUnsafe());
6797
6798   uint64_t Elements = CAT->getSize().getZExtValue();
6799   Result = APValue(APValue::UninitArray(), Elements, Elements);
6800
6801   LValue Subobject = This;
6802   Subobject.addArray(Info, E, CAT);
6803
6804   bool Success = true;
6805   for (EvalInfo::ArrayInitLoopIndex Index(Info); Index != Elements; ++Index) {
6806     if (!EvaluateInPlace(Result.getArrayInitializedElt(Index),
6807                          Info, Subobject, E->getSubExpr()) ||
6808         !HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, Subobject,
6809                                      CAT->getElementType(), 1)) {
6810       if (!Info.noteFailure())
6811         return false;
6812       Success = false;
6813     }
6814   }
6815
6816   return Success;
6817 }
6818
6819 bool ArrayExprEvaluator::VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E) {
6820   return VisitCXXConstructExpr(E, This, &Result, E->getType());
6821 }
6822
6823 bool ArrayExprEvaluator::VisitCXXConstructExpr(const CXXConstructExpr *E,
6824                                                const LValue &Subobject,
6825                                                APValue *Value,
6826                                                QualType Type) {
6827   bool HadZeroInit = !Value->isUninit();
6828
6829   if (const ConstantArrayType *CAT = Info.Ctx.getAsConstantArrayType(Type)) {
6830     unsigned N = CAT->getSize().getZExtValue();
6831
6832     // Preserve the array filler if we had prior zero-initialization.
6833     APValue Filler =
6834       HadZeroInit && Value->hasArrayFiller() ? Value->getArrayFiller()
6835                                              : APValue();
6836
6837     *Value = APValue(APValue::UninitArray(), N, N);
6838
6839     if (HadZeroInit)
6840       for (unsigned I = 0; I != N; ++I)
6841         Value->getArrayInitializedElt(I) = Filler;
6842
6843     // Initialize the elements.
6844     LValue ArrayElt = Subobject;
6845     ArrayElt.addArray(Info, E, CAT);
6846     for (unsigned I = 0; I != N; ++I)
6847       if (!VisitCXXConstructExpr(E, ArrayElt, &Value->getArrayInitializedElt(I),
6848                                  CAT->getElementType()) ||
6849           !HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, ArrayElt,
6850                                        CAT->getElementType(), 1))
6851         return false;
6852
6853     return true;
6854   }
6855
6856   if (!Type->isRecordType())
6857     return Error(E);
6858
6859   return RecordExprEvaluator(Info, Subobject, *Value)
6860              .VisitCXXConstructExpr(E, Type);
6861 }
6862
6863 //===----------------------------------------------------------------------===//
6864 // Integer Evaluation
6865 //
6866 // As a GNU extension, we support casting pointers to sufficiently-wide integer
6867 // types and back in constant folding. Integer values are thus represented
6868 // either as an integer-valued APValue, or as an lvalue-valued APValue.
6869 //===----------------------------------------------------------------------===//
6870
6871 namespace {
6872 class IntExprEvaluator
6873   : public ExprEvaluatorBase<IntExprEvaluator> {
6874   APValue &Result;
6875 public:
6876   IntExprEvaluator(EvalInfo &info, APValue &result)
6877     : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(result) {}
6878
6879   bool Success(const llvm::APSInt &SI, const Expr *E, APValue &Result) {
6880     assert(E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
6881            "Invalid evaluation result.");
6882     assert(SI.isSigned() == E->getType()->isSignedIntegerOrEnumerationType() &&
6883            "Invalid evaluation result.");
6884     assert(SI.getBitWidth() == Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()) &&
6885            "Invalid evaluation result.");
6886     Result = APValue(SI);
6887     return true;
6888   }
6889   bool Success(const llvm::APSInt &SI, const Expr *E) {
6890     return Success(SI, E, Result);
6891   }
6892
6893   bool Success(const llvm::APInt &I, const Expr *E, APValue &Result) {
6894     assert(E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() && 
6895            "Invalid evaluation result.");
6896     assert(I.getBitWidth() == Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()) &&
6897            "Invalid evaluation result.");
6898     Result = APValue(APSInt(I));
6899     Result.getInt().setIsUnsigned(
6900                             E->getType()->isUnsignedIntegerOrEnumerationType());
6901     return true;
6902   }
6903   bool Success(const llvm::APInt &I, const Expr *E) {
6904     return Success(I, E, Result);
6905   }
6906
6907   bool Success(uint64_t Value, const Expr *E, APValue &Result) {
6908     assert(E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() && 
6909            "Invalid evaluation result.");
6910     Result = APValue(Info.Ctx.MakeIntValue(Value, E->getType()));
6911     return true;
6912   }
6913   bool Success(uint64_t Value, const Expr *E) {
6914     return Success(Value, E, Result);
6915   }
6916
6917   bool Success(CharUnits Size, const Expr *E) {
6918     return Success(Size.getQuantity(), E);
6919   }
6920
6921   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
6922     if (V.isLValue() || V.isAddrLabelDiff()) {
6923       Result = V;
6924       return true;
6925     }
6926     return Success(V.getInt(), E);
6927   }
6928
6929   bool ZeroInitialization(const Expr *E) { return Success(0, E); }
6930
6931   //===--------------------------------------------------------------------===//
6932   //                            Visitor Methods
6933   //===--------------------------------------------------------------------===//
6934
6935   bool VisitIntegerLiteral(const IntegerLiteral *E) {
6936     return Success(E->getValue(), E);
6937   }
6938   bool VisitCharacterLiteral(const CharacterLiteral *E) {
6939     return Success(E->getValue(), E);
6940   }
6941
6942   bool CheckReferencedDecl(const Expr *E, const Decl *D);
6943   bool VisitDeclRefExpr(const DeclRefExpr *E) {
6944     if (CheckReferencedDecl(E, E->getDecl()))
6945       return true;
6946
6947     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitDeclRefExpr(E);
6948   }
6949   bool VisitMemberExpr(const MemberExpr *E) {
6950     if (CheckReferencedDecl(E, E->getMemberDecl())) {
6951       VisitIgnoredBaseExpression(E->getBase());
6952       return true;
6953     }
6954
6955     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitMemberExpr(E);
6956   }
6957
6958   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E);
6959   bool VisitBuiltinCallExpr(const CallExpr *E, unsigned BuiltinOp);
6960   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
6961   bool VisitOffsetOfExpr(const OffsetOfExpr *E);
6962   bool VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E);
6963
6964   bool VisitCastExpr(const CastExpr* E);
6965   bool VisitUnaryExprOrTypeTraitExpr(const UnaryExprOrTypeTraitExpr *E);
6966
6967   bool VisitCXXBoolLiteralExpr(const CXXBoolLiteralExpr *E) {
6968     return Success(E->getValue(), E);
6969   }
6970
6971   bool VisitObjCBoolLiteralExpr(const ObjCBoolLiteralExpr *E) {
6972     return Success(E->getValue(), E);
6973   }
6974
6975   bool VisitArrayInitIndexExpr(const ArrayInitIndexExpr *E) {
6976     if (Info.ArrayInitIndex == uint64_t(-1)) {
6977       // We were asked to evaluate this subexpression independent of the
6978       // enclosing ArrayInitLoopExpr. We can't do that.
6979       Info.FFDiag(E);
6980       return false;
6981     }
6982     return Success(Info.ArrayInitIndex, E);
6983   }
6984     
6985   // Note, GNU defines __null as an integer, not a pointer.
6986   bool VisitGNUNullExpr(const GNUNullExpr *E) {
6987     return ZeroInitialization(E);
6988   }
6989
6990   bool VisitTypeTraitExpr(const TypeTraitExpr *E) {
6991     return Success(E->getValue(), E);
6992   }
6993
6994   bool VisitArrayTypeTraitExpr(const ArrayTypeTraitExpr *E) {
6995     return Success(E->getValue(), E);
6996   }
6997
6998   bool VisitExpressionTraitExpr(const ExpressionTraitExpr *E) {
6999     return Success(E->getValue(), E);
7000   }
7001
7002   bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E);
7003   bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
7004
7005   bool VisitCXXNoexceptExpr(const CXXNoexceptExpr *E);
7006   bool VisitSizeOfPackExpr(const SizeOfPackExpr *E);
7007
7008   // FIXME: Missing: array subscript of vector, member of vector
7009 };
7010 } // end anonymous namespace
7011
7012 /// EvaluateIntegerOrLValue - Evaluate an rvalue integral-typed expression, and
7013 /// produce either the integer value or a pointer.
7014 ///
7015 /// GCC has a heinous extension which folds casts between pointer types and
7016 /// pointer-sized integral types. We support this by allowing the evaluation of
7017 /// an integer rvalue to produce a pointer (represented as an lvalue) instead.
7018 /// Some simple arithmetic on such values is supported (they are treated much
7019 /// like char*).
7020 static bool EvaluateIntegerOrLValue(const Expr *E, APValue &Result,
7021                                     EvalInfo &Info) {
7022   assert(E->isRValue() && E->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
7023   return IntExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
7024 }
7025
7026 static bool EvaluateInteger(const Expr *E, APSInt &Result, EvalInfo &Info) {
7027   APValue Val;
7028   if (!EvaluateIntegerOrLValue(E, Val, Info))
7029     return false;
7030   if (!Val.isInt()) {
7031     // FIXME: It would be better to produce the diagnostic for casting
7032     //        a pointer to an integer.
7033     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
7034     return false;
7035   }
7036   Result = Val.getInt();
7037   return true;
7038 }
7039
7040 /// Check whether the given declaration can be directly converted to an integral
7041 /// rvalue. If not, no diagnostic is produced; there are other things we can
7042 /// try.
7043 bool IntExprEvaluator::CheckReferencedDecl(const Expr* E, const Decl* D) {
7044   // Enums are integer constant exprs.
7045   if (const EnumConstantDecl *ECD = dyn_cast<EnumConstantDecl>(D)) {
7046     // Check for signedness/width mismatches between E type and ECD value.
7047     bool SameSign = (ECD->getInitVal().isSigned()
7048                      == E->getType()->isSignedIntegerOrEnumerationType());
7049     bool SameWidth = (ECD->getInitVal().getBitWidth()
7050                       == Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()));
7051     if (SameSign && SameWidth)
7052       return Success(ECD->getInitVal(), E);
7053     else {
7054       // Get rid of mismatch (otherwise Success assertions will fail)
7055       // by computing a new value matching the type of E.
7056       llvm::APSInt Val = ECD->getInitVal();
7057       if (!SameSign)
7058         Val.setIsSigned(!ECD->getInitVal().isSigned());
7059       if (!SameWidth)
7060         Val = Val.extOrTrunc(Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()));
7061       return Success(Val, E);
7062     }
7063   }
7064   return false;
7065 }
7066
7067 /// EvaluateBuiltinClassifyType - Evaluate __builtin_classify_type the same way
7068 /// as GCC.
7069 static int EvaluateBuiltinClassifyType(const CallExpr *E,
7070                                        const LangOptions &LangOpts) {
7071   // The following enum mimics the values returned by GCC.
7072   // FIXME: Does GCC differ between lvalue and rvalue references here?
7073   enum gcc_type_class {
7074     no_type_class = -1,
7075     void_type_class, integer_type_class, char_type_class,
7076     enumeral_type_class, boolean_type_class,
7077     pointer_type_class, reference_type_class, offset_type_class,
7078     real_type_class, complex_type_class,
7079     function_type_class, method_type_class,
7080     record_type_class, union_type_class,
7081     array_type_class, string_type_class,
7082     lang_type_class
7083   };
7084
7085   // If no argument was supplied, default to "no_type_class". This isn't
7086   // ideal, however it is what gcc does.
7087   if (E->getNumArgs() == 0)
7088     return no_type_class;
7089
7090   QualType CanTy = E->getArg(0)->getType().getCanonicalType();
7091   const BuiltinType *BT = dyn_cast<BuiltinType>(CanTy);
7092
7093   switch (CanTy->getTypeClass()) {
7094 #define TYPE(ID, BASE)
7095 #define DEPENDENT_TYPE(ID, BASE) case Type::ID:
7096 #define NON_CANONICAL_TYPE(ID, BASE) case Type::ID:
7097 #define NON_CANONICAL_UNLESS_DEPENDENT_TYPE(ID, BASE) case Type::ID:
7098 #include "clang/AST/TypeNodes.def"
7099       llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
7100
7101   case Type::Builtin:
7102     switch (BT->getKind()) {
7103 #define BUILTIN_TYPE(ID, SINGLETON_ID)
7104 #define SIGNED_TYPE(ID, SINGLETON_ID) case BuiltinType::ID: return integer_type_class;
7105 #define FLOATING_TYPE(ID, SINGLETON_ID) case BuiltinType::ID: return real_type_class;
7106 #define PLACEHOLDER_TYPE(ID, SINGLETON_ID) case BuiltinType::ID: break;
7107 #include "clang/AST/BuiltinTypes.def"
7108     case BuiltinType::Void:
7109       return void_type_class;
7110
7111     case BuiltinType::Bool:
7112       return boolean_type_class;
7113
7114     case BuiltinType::Char_U: // gcc doesn't appear to use char_type_class
7115     case BuiltinType::UChar:
7116     case BuiltinType::UShort:
7117     case BuiltinType::UInt:
7118     case BuiltinType::ULong:
7119     case BuiltinType::ULongLong:
7120     case BuiltinType::UInt128:
7121       return integer_type_class;
7122
7123     case BuiltinType::NullPtr:
7124       return pointer_type_class;
7125
7126     case BuiltinType::WChar_U:
7127     case BuiltinType::Char16:
7128     case BuiltinType::Char32:
7129     case BuiltinType::ObjCId:
7130     case BuiltinType::ObjCClass:
7131     case BuiltinType::ObjCSel:
7132 #define IMAGE_TYPE(ImgType, Id, SingletonId, Access, Suffix) \
7133     case BuiltinType::Id:
7134 #include "clang/Basic/OpenCLImageTypes.def"
7135     case BuiltinType::OCLSampler:
7136     case BuiltinType::OCLEvent:
7137     case BuiltinType::OCLClkEvent:
7138     case BuiltinType::OCLQueue:
7139     case BuiltinType::OCLReserveID:
7140     case BuiltinType::Dependent:
7141       llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
7142     };
7143
7144   case Type::Enum:
7145     return LangOpts.CPlusPlus ? enumeral_type_class : integer_type_class;
7146     break;
7147
7148   case Type::Pointer:
7149     return pointer_type_class;
7150     break;
7151
7152   case Type::MemberPointer:
7153     if (CanTy->isMemberDataPointerType())
7154       return offset_type_class;
7155     else {
7156       // We expect member pointers to be either data or function pointers,
7157       // nothing else.
7158       assert(CanTy->isMemberFunctionPointerType());
7159       return method_type_class;
7160     }
7161
7162   case Type::Complex:
7163     return complex_type_class;
7164
7165   case Type::FunctionNoProto:
7166   case Type::FunctionProto:
7167     return LangOpts.CPlusPlus ? function_type_class : pointer_type_class;
7168
7169   case Type::Record:
7170     if (const RecordType *RT = CanTy->getAs<RecordType>()) {
7171       switch (RT->getDecl()->getTagKind()) {
7172       case TagTypeKind::TTK_Struct:
7173       case TagTypeKind::TTK_Class:
7174       case TagTypeKind::TTK_Interface:
7175         return record_type_class;
7176
7177       case TagTypeKind::TTK_Enum:
7178         return LangOpts.CPlusPlus ? enumeral_type_class : integer_type_class;
7179
7180       case TagTypeKind::TTK_Union:
7181         return union_type_class;
7182       }
7183     }
7184     llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
7185
7186   case Type::ConstantArray:
7187   case Type::VariableArray:
7188   case Type::IncompleteArray:
7189     return LangOpts.CPlusPlus ? array_type_class : pointer_type_class;
7190
7191   case Type::BlockPointer:
7192   case Type::LValueReference:
7193   case Type::RValueReference:
7194   case Type::Vector:
7195   case Type::ExtVector:
7196   case Type::Auto:
7197   case Type::DeducedTemplateSpecialization:
7198   case Type::ObjCObject:
7199   case Type::ObjCInterface:
7200   case Type::ObjCObjectPointer:
7201   case Type::Pipe:
7202   case Type::Atomic:
7203     llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
7204   }
7205
7206   llvm_unreachable("CallExpr::isBuiltinClassifyType(): unimplemented type");
7207 }
7208
7209 /// EvaluateBuiltinConstantPForLValue - Determine the result of
7210 /// __builtin_constant_p when applied to the given lvalue.
7211 ///
7212 /// An lvalue is only "constant" if it is a pointer or reference to the first
7213 /// character of a string literal.
7214 template<typename LValue>
7215 static bool EvaluateBuiltinConstantPForLValue(const LValue &LV) {
7216   const Expr *E = LV.getLValueBase().template dyn_cast<const Expr*>();
7217   return E && isa<StringLiteral>(E) && LV.getLValueOffset().isZero();
7218 }
7219
7220 /// EvaluateBuiltinConstantP - Evaluate __builtin_constant_p as similarly to
7221 /// GCC as we can manage.
7222 static bool EvaluateBuiltinConstantP(ASTContext &Ctx, const Expr *Arg) {
7223   QualType ArgType = Arg->getType();
7224
7225   // __builtin_constant_p always has one operand. The rules which gcc follows
7226   // are not precisely documented, but are as follows:
7227   //
7228   //  - If the operand is of integral, floating, complex or enumeration type,
7229   //    and can be folded to a known value of that type, it returns 1.
7230   //  - If the operand and can be folded to a pointer to the first character
7231   //    of a string literal (or such a pointer cast to an integral type), it
7232   //    returns 1.
7233   //
7234   // Otherwise, it returns 0.
7235   //
7236   // FIXME: GCC also intends to return 1 for literals of aggregate types, but
7237   // its support for this does not currently work.
7238   if (ArgType->isIntegralOrEnumerationType()) {
7239     Expr::EvalResult Result;
7240     if (!Arg->EvaluateAsRValue(Result, Ctx) || Result.HasSideEffects)
7241       return false;
7242
7243     APValue &V = Result.Val;
7244     if (V.getKind() == APValue::Int)
7245       return true;
7246     if (V.getKind() == APValue::LValue)
7247       return EvaluateBuiltinConstantPForLValue(V);
7248   } else if (ArgType->isFloatingType() || ArgType->isAnyComplexType()) {
7249     return Arg->isEvaluatable(Ctx);
7250   } else if (ArgType->isPointerType() || Arg->isGLValue()) {
7251     LValue LV;
7252     Expr::EvalStatus Status;
7253     EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantFold);
7254     if ((Arg->isGLValue() ? EvaluateLValue(Arg, LV, Info)
7255                           : EvaluatePointer(Arg, LV, Info)) &&
7256         !Status.HasSideEffects)
7257       return EvaluateBuiltinConstantPForLValue(LV);
7258   }
7259
7260   // Anything else isn't considered to be sufficiently constant.
7261   return false;
7262 }
7263
7264 /// Retrieves the "underlying object type" of the given expression,
7265 /// as used by __builtin_object_size.
7266 static QualType getObjectType(APValue::LValueBase B) {
7267   if (const ValueDecl *D = B.dyn_cast<const ValueDecl*>()) {
7268     if (const VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(D))
7269       return VD->getType();
7270   } else if (const Expr *E = B.get<const Expr*>()) {
7271     if (isa<CompoundLiteralExpr>(E))
7272       return E->getType();
7273   }
7274
7275   return QualType();
7276 }
7277
7278 /// A more selective version of E->IgnoreParenCasts for
7279 /// tryEvaluateBuiltinObjectSize. This ignores some casts/parens that serve only
7280 /// to change the type of E.
7281 /// Ex. For E = `(short*)((char*)(&foo))`, returns `&foo`
7282 ///
7283 /// Always returns an RValue with a pointer representation.
7284 static const Expr *ignorePointerCastsAndParens(const Expr *E) {
7285   assert(E->isRValue() && E->getType()->hasPointerRepresentation());
7286
7287   auto *NoParens = E->IgnoreParens();
7288   auto *Cast = dyn_cast<CastExpr>(NoParens);
7289   if (Cast == nullptr)
7290     return NoParens;
7291
7292   // We only conservatively allow a few kinds of casts, because this code is
7293   // inherently a simple solution that seeks to support the common case.
7294   auto CastKind = Cast->getCastKind();
7295   if (CastKind != CK_NoOp && CastKind != CK_BitCast &&
7296       CastKind != CK_AddressSpaceConversion)
7297     return NoParens;
7298
7299   auto *SubExpr = Cast->getSubExpr();
7300   if (!SubExpr->getType()->hasPointerRepresentation() || !SubExpr->isRValue())
7301     return NoParens;
7302   return ignorePointerCastsAndParens(SubExpr);
7303 }
7304
7305 /// Checks to see if the given LValue's Designator is at the end of the LValue's
7306 /// record layout. e.g.
7307 ///   struct { struct { int a, b; } fst, snd; } obj;
7308 ///   obj.fst   // no
7309 ///   obj.snd   // yes
7310 ///   obj.fst.a // no
7311 ///   obj.fst.b // no
7312 ///   obj.snd.a // no
7313 ///   obj.snd.b // yes
7314 ///
7315 /// Please note: this function is specialized for how __builtin_object_size
7316 /// views "objects".
7317 ///
7318 /// If this encounters an invalid RecordDecl, it will always return true.
7319 static bool isDesignatorAtObjectEnd(const ASTContext &Ctx, const LValue &LVal) {
7320   assert(!LVal.Designator.Invalid);
7321
7322   auto IsLastOrInvalidFieldDecl = [&Ctx](const FieldDecl *FD, bool &Invalid) {
7323     const RecordDecl *Parent = FD->getParent();
7324     Invalid = Parent->isInvalidDecl();
7325     if (Invalid || Parent->isUnion())
7326       return true;
7327     const ASTRecordLayout &Layout = Ctx.getASTRecordLayout(Parent);
7328     return FD->getFieldIndex() + 1 == Layout.getFieldCount();
7329   };
7330
7331   auto &Base = LVal.getLValueBase();
7332   if (auto *ME = dyn_cast_or_null<MemberExpr>(Base.dyn_cast<const Expr *>())) {
7333     if (auto *FD = dyn_cast<FieldDecl>(ME->getMemberDecl())) {
7334       bool Invalid;
7335       if (!IsLastOrInvalidFieldDecl(FD, Invalid))
7336         return Invalid;
7337     } else if (auto *IFD = dyn_cast<IndirectFieldDecl>(ME->getMemberDecl())) {
7338       for (auto *FD : IFD->chain()) {
7339         bool Invalid;
7340         if (!IsLastOrInvalidFieldDecl(cast<FieldDecl>(FD), Invalid))
7341           return Invalid;
7342       }
7343     }
7344   }
7345
7346   unsigned I = 0;
7347   QualType BaseType = getType(Base);
7348   if (LVal.Designator.FirstEntryIsAnUnsizedArray) {
7349     assert(isBaseAnAllocSizeCall(Base) &&
7350            "Unsized array in non-alloc_size call?");
7351     // If this is an alloc_size base, we should ignore the initial array index
7352     ++I;
7353     BaseType = BaseType->castAs<PointerType>()->getPointeeType();
7354   }
7355
7356   for (unsigned E = LVal.Designator.Entries.size(); I != E; ++I) {
7357     const auto &Entry = LVal.Designator.Entries[I];
7358     if (BaseType->isArrayType()) {
7359       // Because __builtin_object_size treats arrays as objects, we can ignore
7360       // the index iff this is the last array in the Designator.
7361       if (I + 1 == E)
7362         return true;
7363       const auto *CAT = cast<ConstantArrayType>(Ctx.getAsArrayType(BaseType));
7364       uint64_t Index = Entry.ArrayIndex;
7365       if (Index + 1 != CAT->getSize())
7366         return false;
7367       BaseType = CAT->getElementType();
7368     } else if (BaseType->isAnyComplexType()) {
7369       const auto *CT = BaseType->castAs<ComplexType>();
7370       uint64_t Index = Entry.ArrayIndex;
7371       if (Index != 1)
7372         return false;
7373       BaseType = CT->getElementType();
7374     } else if (auto *FD = getAsField(Entry)) {
7375       bool Invalid;
7376       if (!IsLastOrInvalidFieldDecl(FD, Invalid))
7377         return Invalid;
7378       BaseType = FD->getType();
7379     } else {
7380       assert(getAsBaseClass(Entry) && "Expecting cast to a base class");
7381       return false;
7382     }
7383   }
7384   return true;
7385 }
7386
7387 /// Tests to see if the LValue has a user-specified designator (that isn't
7388 /// necessarily valid). Note that this always returns 'true' if the LValue has
7389 /// an unsized array as its first designator entry, because there's currently no
7390 /// way to tell if the user typed *foo or foo[0].
7391 static bool refersToCompleteObject(const LValue &LVal) {
7392   if (LVal.Designator.Invalid)
7393     return false;
7394
7395   if (!LVal.Designator.Entries.empty())
7396     return LVal.Designator.isMostDerivedAnUnsizedArray();
7397
7398   if (!LVal.InvalidBase)
7399     return true;
7400
7401   // If `E` is a MemberExpr, then the first part of the designator is hiding in
7402   // the LValueBase.
7403   const auto *E = LVal.Base.dyn_cast<const Expr *>();
7404   return !E || !isa<MemberExpr>(E);
7405 }
7406
7407 /// Attempts to detect a user writing into a piece of memory that's impossible
7408 /// to figure out the size of by just using types.
7409 static bool isUserWritingOffTheEnd(const ASTContext &Ctx, const LValue &LVal) {
7410   const SubobjectDesignator &Designator = LVal.Designator;
7411   // Notes:
7412   // - Users can only write off of the end when we have an invalid base. Invalid
7413   //   bases imply we don't know where the memory came from.
7414   // - We used to be a bit more aggressive here; we'd only be conservative if
7415   //   the array at the end was flexible, or if it had 0 or 1 elements. This
7416   //   broke some common standard library extensions (PR30346), but was
7417   //   otherwise seemingly fine. It may be useful to reintroduce this behavior
7418   //   with some sort of whitelist. OTOH, it seems that GCC is always
7419   //   conservative with the last element in structs (if it's an array), so our
7420   //   current behavior is more compatible than a whitelisting approach would
7421   //   be.
7422   return LVal.InvalidBase &&
7423          Designator.Entries.size() == Designator.MostDerivedPathLength &&
7424          Designator.MostDerivedIsArrayElement &&
7425          isDesignatorAtObjectEnd(Ctx, LVal);
7426 }
7427
7428 /// Converts the given APInt to CharUnits, assuming the APInt is unsigned.
7429 /// Fails if the conversion would cause loss of precision.
7430 static bool convertUnsignedAPIntToCharUnits(const llvm::APInt &Int,
7431                                             CharUnits &Result) {
7432   auto CharUnitsMax = std::numeric_limits<CharUnits::QuantityType>::max();
7433   if (Int.ugt(CharUnitsMax))
7434     return false;
7435   Result = CharUnits::fromQuantity(Int.getZExtValue());
7436   return true;
7437 }
7438
7439 /// Helper for tryEvaluateBuiltinObjectSize -- Given an LValue, this will
7440 /// determine how many bytes exist from the beginning of the object to either
7441 /// the end of the current subobject, or the end of the object itself, depending
7442 /// on what the LValue looks like + the value of Type.
7443 ///
7444 /// If this returns false, the value of Result is undefined.
7445 static bool determineEndOffset(EvalInfo &Info, SourceLocation ExprLoc,
7446                                unsigned Type, const LValue &LVal,
7447                                CharUnits &EndOffset) {
7448   bool DetermineForCompleteObject = refersToCompleteObject(LVal);
7449
7450   auto CheckedHandleSizeof = [&](QualType Ty, CharUnits &Result) {
7451     if (Ty.isNull() || Ty->isIncompleteType() || Ty->isFunctionType())
7452       return false;
7453     return HandleSizeof(Info, ExprLoc, Ty, Result);
7454   };
7455
7456   // We want to evaluate the size of the entire object. This is a valid fallback
7457   // for when Type=1 and the designator is invalid, because we're asked for an
7458   // upper-bound.
7459   if (!(Type & 1) || LVal.Designator.Invalid || DetermineForCompleteObject) {
7460     // Type=3 wants a lower bound, so we can't fall back to this.
7461     if (Type == 3 && !DetermineForCompleteObject)
7462       return false;
7463
7464     llvm::APInt APEndOffset;
7465     if (isBaseAnAllocSizeCall(LVal.getLValueBase()) &&
7466         getBytesReturnedByAllocSizeCall(Info.Ctx, LVal, APEndOffset))
7467       return convertUnsignedAPIntToCharUnits(APEndOffset, EndOffset);
7468
7469     if (LVal.InvalidBase)
7470       return false;
7471
7472     QualType BaseTy = getObjectType(LVal.getLValueBase());
7473     return CheckedHandleSizeof(BaseTy, EndOffset);
7474   }
7475
7476   // We want to evaluate the size of a subobject.
7477   const SubobjectDesignator &Designator = LVal.Designator;
7478
7479   // The following is a moderately common idiom in C:
7480   //
7481   // struct Foo { int a; char c[1]; };
7482   // struct Foo *F = (struct Foo *)malloc(sizeof(struct Foo) + strlen(Bar));
7483   // strcpy(&F->c[0], Bar);
7484   //
7485   // In order to not break too much legacy code, we need to support it.
7486   if (isUserWritingOffTheEnd(Info.Ctx, LVal)) {
7487     // If we can resolve this to an alloc_size call, we can hand that back,
7488     // because we know for certain how many bytes there are to write to.
7489     llvm::APInt APEndOffset;
7490     if (isBaseAnAllocSizeCall(LVal.getLValueBase()) &&
7491         getBytesReturnedByAllocSizeCall(Info.Ctx, LVal, APEndOffset))
7492       return convertUnsignedAPIntToCharUnits(APEndOffset, EndOffset);
7493
7494     // If we cannot determine the size of the initial allocation, then we can't
7495     // given an accurate upper-bound. However, we are still able to give
7496     // conservative lower-bounds for Type=3.
7497     if (Type == 1)
7498       return false;
7499   }
7500
7501   CharUnits BytesPerElem;
7502   if (!CheckedHandleSizeof(Designator.MostDerivedType, BytesPerElem))
7503     return false;
7504
7505   // According to the GCC documentation, we want the size of the subobject
7506   // denoted by the pointer. But that's not quite right -- what we actually
7507   // want is the size of the immediately-enclosing array, if there is one.
7508   int64_t ElemsRemaining;
7509   if (Designator.MostDerivedIsArrayElement &&
7510       Designator.Entries.size() == Designator.MostDerivedPathLength) {
7511     uint64_t ArraySize = Designator.getMostDerivedArraySize();
7512     uint64_t ArrayIndex = Designator.Entries.back().ArrayIndex;
7513     ElemsRemaining = ArraySize <= ArrayIndex ? 0 : ArraySize - ArrayIndex;
7514   } else {
7515     ElemsRemaining = Designator.isOnePastTheEnd() ? 0 : 1;
7516   }
7517
7518   EndOffset = LVal.getLValueOffset() + BytesPerElem * ElemsRemaining;
7519   return true;
7520 }
7521
7522 /// \brief Tries to evaluate the __builtin_object_size for @p E. If successful,
7523 /// returns true and stores the result in @p Size.
7524 ///
7525 /// If @p WasError is non-null, this will report whether the failure to evaluate
7526 /// is to be treated as an Error in IntExprEvaluator.
7527 static bool tryEvaluateBuiltinObjectSize(const Expr *E, unsigned Type,
7528                                          EvalInfo &Info, uint64_t &Size) {
7529   // Determine the denoted object.
7530   LValue LVal;
7531   {
7532     // The operand of __builtin_object_size is never evaluated for side-effects.
7533     // If there are any, but we can determine the pointed-to object anyway, then
7534     // ignore the side-effects.
7535     SpeculativeEvaluationRAII SpeculativeEval(Info);
7536     FoldOffsetRAII Fold(Info);
7537
7538     if (E->isGLValue()) {
7539       // It's possible for us to be given GLValues if we're called via
7540       // Expr::tryEvaluateObjectSize.
7541       APValue RVal;
7542       if (!EvaluateAsRValue(Info, E, RVal))
7543         return false;
7544       LVal.setFrom(Info.Ctx, RVal);
7545     } else if (!EvaluatePointer(ignorePointerCastsAndParens(E), LVal, Info,
7546                                 /*InvalidBaseOK=*/true))
7547       return false;
7548   }
7549
7550   // If we point to before the start of the object, there are no accessible
7551   // bytes.
7552   if (LVal.getLValueOffset().isNegative()) {
7553     Size = 0;
7554     return true;
7555   }
7556
7557   CharUnits EndOffset;
7558   if (!determineEndOffset(Info, E->getExprLoc(), Type, LVal, EndOffset))
7559     return false;
7560
7561   // If we've fallen outside of the end offset, just pretend there's nothing to
7562   // write to/read from.
7563   if (EndOffset <= LVal.getLValueOffset())
7564     Size = 0;
7565   else
7566     Size = (EndOffset - LVal.getLValueOffset()).getQuantity();
7567   return true;
7568 }
7569
7570 bool IntExprEvaluator::VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
7571   if (unsigned BuiltinOp = E->getBuiltinCallee())
7572     return VisitBuiltinCallExpr(E, BuiltinOp);
7573
7574   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
7575 }
7576
7577 bool IntExprEvaluator::VisitBuiltinCallExpr(const CallExpr *E,
7578                                             unsigned BuiltinOp) {
7579   switch (unsigned BuiltinOp = E->getBuiltinCallee()) {
7580   default:
7581     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
7582
7583   case Builtin::BI__builtin_object_size: {
7584     // The type was checked when we built the expression.
7585     unsigned Type =
7586         E->getArg(1)->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx).getZExtValue();
7587     assert(Type <= 3 && "unexpected type");
7588
7589     uint64_t Size;
7590     if (tryEvaluateBuiltinObjectSize(E->getArg(0), Type, Info, Size))
7591       return Success(Size, E);
7592
7593     if (E->getArg(0)->HasSideEffects(Info.Ctx))
7594       return Success((Type & 2) ? 0 : -1, E);
7595
7596     // Expression had no side effects, but we couldn't statically determine the
7597     // size of the referenced object.
7598     switch (Info.EvalMode) {
7599     case EvalInfo::EM_ConstantExpression:
7600     case EvalInfo::EM_PotentialConstantExpression:
7601     case EvalInfo::EM_ConstantFold:
7602     case EvalInfo::EM_EvaluateForOverflow:
7603     case EvalInfo::EM_IgnoreSideEffects:
7604     case EvalInfo::EM_OffsetFold:
7605       // Leave it to IR generation.
7606       return Error(E);
7607     case EvalInfo::EM_ConstantExpressionUnevaluated:
7608     case EvalInfo::EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated:
7609       // Reduce it to a constant now.
7610       return Success((Type & 2) ? 0 : -1, E);
7611     }
7612
7613     llvm_unreachable("unexpected EvalMode");
7614   }
7615
7616   case Builtin::BI__builtin_bswap16:
7617   case Builtin::BI__builtin_bswap32:
7618   case Builtin::BI__builtin_bswap64: {
7619     APSInt Val;
7620     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7621       return false;
7622
7623     return Success(Val.byteSwap(), E);
7624   }
7625
7626   case Builtin::BI__builtin_classify_type:
7627     return Success(EvaluateBuiltinClassifyType(E, Info.getLangOpts()), E);
7628
7629   // FIXME: BI__builtin_clrsb
7630   // FIXME: BI__builtin_clrsbl
7631   // FIXME: BI__builtin_clrsbll
7632
7633   case Builtin::BI__builtin_clz:
7634   case Builtin::BI__builtin_clzl:
7635   case Builtin::BI__builtin_clzll:
7636   case Builtin::BI__builtin_clzs: {
7637     APSInt Val;
7638     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7639       return false;
7640     if (!Val)
7641       return Error(E);
7642
7643     return Success(Val.countLeadingZeros(), E);
7644   }
7645
7646   case Builtin::BI__builtin_constant_p:
7647     return Success(EvaluateBuiltinConstantP(Info.Ctx, E->getArg(0)), E);
7648
7649   case Builtin::BI__builtin_ctz:
7650   case Builtin::BI__builtin_ctzl:
7651   case Builtin::BI__builtin_ctzll:
7652   case Builtin::BI__builtin_ctzs: {
7653     APSInt Val;
7654     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7655       return false;
7656     if (!Val)
7657       return Error(E);
7658
7659     return Success(Val.countTrailingZeros(), E);
7660   }
7661
7662   case Builtin::BI__builtin_eh_return_data_regno: {
7663     int Operand = E->getArg(0)->EvaluateKnownConstInt(Info.Ctx).getZExtValue();
7664     Operand = Info.Ctx.getTargetInfo().getEHDataRegisterNumber(Operand);
7665     return Success(Operand, E);
7666   }
7667
7668   case Builtin::BI__builtin_expect:
7669     return Visit(E->getArg(0));
7670
7671   case Builtin::BI__builtin_ffs:
7672   case Builtin::BI__builtin_ffsl:
7673   case Builtin::BI__builtin_ffsll: {
7674     APSInt Val;
7675     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7676       return false;
7677
7678     unsigned N = Val.countTrailingZeros();
7679     return Success(N == Val.getBitWidth() ? 0 : N + 1, E);
7680   }
7681
7682   case Builtin::BI__builtin_fpclassify: {
7683     APFloat Val(0.0);
7684     if (!EvaluateFloat(E->getArg(5), Val, Info))
7685       return false;
7686     unsigned Arg;
7687     switch (Val.getCategory()) {
7688     case APFloat::fcNaN: Arg = 0; break;
7689     case APFloat::fcInfinity: Arg = 1; break;
7690     case APFloat::fcNormal: Arg = Val.isDenormal() ? 3 : 2; break;
7691     case APFloat::fcZero: Arg = 4; break;
7692     }
7693     return Visit(E->getArg(Arg));
7694   }
7695
7696   case Builtin::BI__builtin_isinf_sign: {
7697     APFloat Val(0.0);
7698     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
7699            Success(Val.isInfinity() ? (Val.isNegative() ? -1 : 1) : 0, E);
7700   }
7701
7702   case Builtin::BI__builtin_isinf: {
7703     APFloat Val(0.0);
7704     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
7705            Success(Val.isInfinity() ? 1 : 0, E);
7706   }
7707
7708   case Builtin::BI__builtin_isfinite: {
7709     APFloat Val(0.0);
7710     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
7711            Success(Val.isFinite() ? 1 : 0, E);
7712   }
7713
7714   case Builtin::BI__builtin_isnan: {
7715     APFloat Val(0.0);
7716     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
7717            Success(Val.isNaN() ? 1 : 0, E);
7718   }
7719
7720   case Builtin::BI__builtin_isnormal: {
7721     APFloat Val(0.0);
7722     return EvaluateFloat(E->getArg(0), Val, Info) &&
7723            Success(Val.isNormal() ? 1 : 0, E);
7724   }
7725
7726   case Builtin::BI__builtin_parity:
7727   case Builtin::BI__builtin_parityl:
7728   case Builtin::BI__builtin_parityll: {
7729     APSInt Val;
7730     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7731       return false;
7732
7733     return Success(Val.countPopulation() % 2, E);
7734   }
7735
7736   case Builtin::BI__builtin_popcount:
7737   case Builtin::BI__builtin_popcountl:
7738   case Builtin::BI__builtin_popcountll: {
7739     APSInt Val;
7740     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), Val, Info))
7741       return false;
7742
7743     return Success(Val.countPopulation(), E);
7744   }
7745
7746   case Builtin::BIstrlen:
7747   case Builtin::BIwcslen:
7748     // A call to strlen is not a constant expression.
7749     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
7750       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_function)
7751         << /*isConstexpr*/0 << /*isConstructor*/0
7752         << (std::string("'") + Info.Ctx.BuiltinInfo.getName(BuiltinOp) + "'");
7753     else
7754       Info.CCEDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
7755     // Fall through.
7756   case Builtin::BI__builtin_strlen:
7757   case Builtin::BI__builtin_wcslen: {
7758     // As an extension, we support __builtin_strlen() as a constant expression,
7759     // and support folding strlen() to a constant.
7760     LValue String;
7761     if (!EvaluatePointer(E->getArg(0), String, Info))
7762       return false;
7763
7764     QualType CharTy = E->getArg(0)->getType()->getPointeeType();
7765
7766     // Fast path: if it's a string literal, search the string value.
7767     if (const StringLiteral *S = dyn_cast_or_null<StringLiteral>(
7768             String.getLValueBase().dyn_cast<const Expr *>())) {
7769       // The string literal may have embedded null characters. Find the first
7770       // one and truncate there.
7771       StringRef Str = S->getBytes();
7772       int64_t Off = String.Offset.getQuantity();
7773       if (Off >= 0 && (uint64_t)Off <= (uint64_t)Str.size() &&
7774           S->getCharByteWidth() == 1 &&
7775           // FIXME: Add fast-path for wchar_t too.
7776           Info.Ctx.hasSameUnqualifiedType(CharTy, Info.Ctx.CharTy)) {
7777         Str = Str.substr(Off);
7778
7779         StringRef::size_type Pos = Str.find(0);
7780         if (Pos != StringRef::npos)
7781           Str = Str.substr(0, Pos);
7782
7783         return Success(Str.size(), E);
7784       }
7785
7786       // Fall through to slow path to issue appropriate diagnostic.
7787     }
7788
7789     // Slow path: scan the bytes of the string looking for the terminating 0.
7790     for (uint64_t Strlen = 0; /**/; ++Strlen) {
7791       APValue Char;
7792       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy, String, Char) ||
7793           !Char.isInt())
7794         return false;
7795       if (!Char.getInt())
7796         return Success(Strlen, E);
7797       if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, String, CharTy, 1))
7798         return false;
7799     }
7800   }
7801
7802   case Builtin::BIstrcmp:
7803   case Builtin::BIwcscmp:
7804   case Builtin::BIstrncmp:
7805   case Builtin::BIwcsncmp:
7806   case Builtin::BImemcmp:
7807   case Builtin::BIwmemcmp:
7808     // A call to strlen is not a constant expression.
7809     if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
7810       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_function)
7811         << /*isConstexpr*/0 << /*isConstructor*/0
7812         << (std::string("'") + Info.Ctx.BuiltinInfo.getName(BuiltinOp) + "'");
7813     else
7814       Info.CCEDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
7815     // Fall through.
7816   case Builtin::BI__builtin_strcmp:
7817   case Builtin::BI__builtin_wcscmp:
7818   case Builtin::BI__builtin_strncmp:
7819   case Builtin::BI__builtin_wcsncmp:
7820   case Builtin::BI__builtin_memcmp:
7821   case Builtin::BI__builtin_wmemcmp: {
7822     LValue String1, String2;
7823     if (!EvaluatePointer(E->getArg(0), String1, Info) ||
7824         !EvaluatePointer(E->getArg(1), String2, Info))
7825       return false;
7826
7827     QualType CharTy = E->getArg(0)->getType()->getPointeeType();
7828
7829     uint64_t MaxLength = uint64_t(-1);
7830     if (BuiltinOp != Builtin::BIstrcmp &&
7831         BuiltinOp != Builtin::BIwcscmp &&
7832         BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_strcmp &&
7833         BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_wcscmp) {
7834       APSInt N;
7835       if (!EvaluateInteger(E->getArg(2), N, Info))
7836         return false;
7837       MaxLength = N.getExtValue();
7838     }
7839     bool StopAtNull = (BuiltinOp != Builtin::BImemcmp &&
7840                        BuiltinOp != Builtin::BIwmemcmp &&
7841                        BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_memcmp &&
7842                        BuiltinOp != Builtin::BI__builtin_wmemcmp);
7843     for (; MaxLength; --MaxLength) {
7844       APValue Char1, Char2;
7845       if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy, String1, Char1) ||
7846           !handleLValueToRValueConversion(Info, E, CharTy, String2, Char2) ||
7847           !Char1.isInt() || !Char2.isInt())
7848         return false;
7849       if (Char1.getInt() != Char2.getInt())
7850         return Success(Char1.getInt() < Char2.getInt() ? -1 : 1, E);
7851       if (StopAtNull && !Char1.getInt())
7852         return Success(0, E);
7853       assert(!(StopAtNull && !Char2.getInt()));
7854       if (!HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, String1, CharTy, 1) ||
7855           !HandleLValueArrayAdjustment(Info, E, String2, CharTy, 1))
7856         return false;
7857     }
7858     // We hit the strncmp / memcmp limit.
7859     return Success(0, E);
7860   }
7861
7862   case Builtin::BI__atomic_always_lock_free:
7863   case Builtin::BI__atomic_is_lock_free:
7864   case Builtin::BI__c11_atomic_is_lock_free: {
7865     APSInt SizeVal;
7866     if (!EvaluateInteger(E->getArg(0), SizeVal, Info))
7867       return false;
7868
7869     // For __atomic_is_lock_free(sizeof(_Atomic(T))), if the size is a power
7870     // of two less than the maximum inline atomic width, we know it is
7871     // lock-free.  If the size isn't a power of two, or greater than the
7872     // maximum alignment where we promote atomics, we know it is not lock-free
7873     // (at least not in the sense of atomic_is_lock_free).  Otherwise,
7874     // the answer can only be determined at runtime; for example, 16-byte
7875     // atomics have lock-free implementations on some, but not all,
7876     // x86-64 processors.
7877
7878     // Check power-of-two.
7879     CharUnits Size = CharUnits::fromQuantity(SizeVal.getZExtValue());
7880     if (Size.isPowerOfTwo()) {
7881       // Check against inlining width.
7882       unsigned InlineWidthBits =
7883           Info.Ctx.getTargetInfo().getMaxAtomicInlineWidth();
7884       if (Size <= Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(InlineWidthBits)) {
7885         if (BuiltinOp == Builtin::BI__c11_atomic_is_lock_free ||
7886             Size == CharUnits::One() ||
7887             E->getArg(1)->isNullPointerConstant(Info.Ctx,
7888                                                 Expr::NPC_NeverValueDependent))
7889           // OK, we will inline appropriately-aligned operations of this size,
7890           // and _Atomic(T) is appropriately-aligned.
7891           return Success(1, E);
7892
7893         QualType PointeeType = E->getArg(1)->IgnoreImpCasts()->getType()->
7894           castAs<PointerType>()->getPointeeType();
7895         if (!PointeeType->isIncompleteType() &&
7896             Info.Ctx.getTypeAlignInChars(PointeeType) >= Size) {
7897           // OK, we will inline operations on this object.
7898           return Success(1, E);
7899         }
7900       }
7901     }
7902
7903     return BuiltinOp == Builtin::BI__atomic_always_lock_free ?
7904         Success(0, E) : Error(E);
7905   }
7906   }
7907 }
7908
7909 static bool HasSameBase(const LValue &A, const LValue &B) {
7910   if (!A.getLValueBase())
7911     return !B.getLValueBase();
7912   if (!B.getLValueBase())
7913     return false;
7914
7915   if (A.getLValueBase().getOpaqueValue() !=
7916       B.getLValueBase().getOpaqueValue()) {
7917     const Decl *ADecl = GetLValueBaseDecl(A);
7918     if (!ADecl)
7919       return false;
7920     const Decl *BDecl = GetLValueBaseDecl(B);
7921     if (!BDecl || ADecl->getCanonicalDecl() != BDecl->getCanonicalDecl())
7922       return false;
7923   }
7924
7925   return IsGlobalLValue(A.getLValueBase()) ||
7926          A.getLValueCallIndex() == B.getLValueCallIndex();
7927 }
7928
7929 /// \brief Determine whether this is a pointer past the end of the complete
7930 /// object referred to by the lvalue.
7931 static bool isOnePastTheEndOfCompleteObject(const ASTContext &Ctx,
7932                                             const LValue &LV) {
7933   // A null pointer can be viewed as being "past the end" but we don't
7934   // choose to look at it that way here.
7935   if (!LV.getLValueBase())
7936     return false;
7937
7938   // If the designator is valid and refers to a subobject, we're not pointing
7939   // past the end.
7940   if (!LV.getLValueDesignator().Invalid &&
7941       !LV.getLValueDesignator().isOnePastTheEnd())
7942     return false;
7943
7944   // A pointer to an incomplete type might be past-the-end if the type's size is
7945   // zero.  We cannot tell because the type is incomplete.
7946   QualType Ty = getType(LV.getLValueBase());
7947   if (Ty->isIncompleteType())
7948     return true;
7949
7950   // We're a past-the-end pointer if we point to the byte after the object,
7951   // no matter what our type or path is.
7952   auto Size = Ctx.getTypeSizeInChars(Ty);
7953   return LV.getLValueOffset() == Size;
7954 }
7955
7956 namespace {
7957
7958 /// \brief Data recursive integer evaluator of certain binary operators.
7959 ///
7960 /// We use a data recursive algorithm for binary operators so that we are able
7961 /// to handle extreme cases of chained binary operators without causing stack
7962 /// overflow.
7963 class DataRecursiveIntBinOpEvaluator {
7964   struct EvalResult {
7965     APValue Val;
7966     bool Failed;
7967
7968     EvalResult() : Failed(false) { }
7969
7970     void swap(EvalResult &RHS) {
7971       Val.swap(RHS.Val);
7972       Failed = RHS.Failed;
7973       RHS.Failed = false;
7974     }
7975   };
7976
7977   struct Job {
7978     const Expr *E;
7979     EvalResult LHSResult; // meaningful only for binary operator expression.
7980     enum { AnyExprKind, BinOpKind, BinOpVisitedLHSKind } Kind;
7981
7982     Job() = default;
7983     Job(Job &&) = default;
7984
7985     void startSpeculativeEval(EvalInfo &Info) {
7986       SpecEvalRAII = SpeculativeEvaluationRAII(Info);
7987     }
7988
7989   private:
7990     SpeculativeEvaluationRAII SpecEvalRAII;
7991   };
7992
7993   SmallVector<Job, 16> Queue;
7994
7995   IntExprEvaluator &IntEval;
7996   EvalInfo &Info;
7997   APValue &FinalResult;
7998
7999 public:
8000   DataRecursiveIntBinOpEvaluator(IntExprEvaluator &IntEval, APValue &Result)
8001     : IntEval(IntEval), Info(IntEval.getEvalInfo()), FinalResult(Result) { }
8002
8003   /// \brief True if \param E is a binary operator that we are going to handle
8004   /// data recursively.
8005   /// We handle binary operators that are comma, logical, or that have operands
8006   /// with integral or enumeration type.
8007   static bool shouldEnqueue(const BinaryOperator *E) {
8008     return E->getOpcode() == BO_Comma ||
8009            E->isLogicalOp() ||
8010            (E->isRValue() &&
8011             E->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
8012             E->getLHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
8013             E->getRHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
8014   }
8015
8016   bool Traverse(const BinaryOperator *E) {
8017     enqueue(E);
8018     EvalResult PrevResult;
8019     while (!Queue.empty())
8020       process(PrevResult);
8021
8022     if (PrevResult.Failed) return false;
8023
8024     FinalResult.swap(PrevResult.Val);
8025     return true;
8026   }
8027
8028 private:
8029   bool Success(uint64_t Value, const Expr *E, APValue &Result) {
8030     return IntEval.Success(Value, E, Result);
8031   }
8032   bool Success(const APSInt &Value, const Expr *E, APValue &Result) {
8033     return IntEval.Success(Value, E, Result);
8034   }
8035   bool Error(const Expr *E) {
8036     return IntEval.Error(E);
8037   }
8038   bool Error(const Expr *E, diag::kind D) {
8039     return IntEval.Error(E, D);
8040   }
8041
8042   OptionalDiagnostic CCEDiag(const Expr *E, diag::kind D) {
8043     return Info.CCEDiag(E, D);
8044   }
8045
8046   // \brief Returns true if visiting the RHS is necessary, false otherwise.
8047   bool VisitBinOpLHSOnly(EvalResult &LHSResult, const BinaryOperator *E,
8048                          bool &SuppressRHSDiags);
8049
8050   bool VisitBinOp(const EvalResult &LHSResult, const EvalResult &RHSResult,
8051                   const BinaryOperator *E, APValue &Result);
8052
8053   void EvaluateExpr(const Expr *E, EvalResult &Result) {
8054     Result.Failed = !Evaluate(Result.Val, Info, E);
8055     if (Result.Failed)
8056       Result.Val = APValue();
8057   }
8058
8059   void process(EvalResult &Result);
8060
8061   void enqueue(const Expr *E) {
8062     E = E->IgnoreParens();
8063     Queue.resize(Queue.size()+1);
8064     Queue.back().E = E;
8065     Queue.back().Kind = Job::AnyExprKind;
8066   }
8067 };
8068
8069 }
8070
8071 bool DataRecursiveIntBinOpEvaluator::
8072        VisitBinOpLHSOnly(EvalResult &LHSResult, const BinaryOperator *E,
8073                          bool &SuppressRHSDiags) {
8074   if (E->getOpcode() == BO_Comma) {
8075     // Ignore LHS but note if we could not evaluate it.
8076     if (LHSResult.Failed)
8077       return Info.noteSideEffect();
8078     return true;
8079   }
8080
8081   if (E->isLogicalOp()) {
8082     bool LHSAsBool;
8083     if (!LHSResult.Failed && HandleConversionToBool(LHSResult.Val, LHSAsBool)) {
8084       // We were able to evaluate the LHS, see if we can get away with not
8085       // evaluating the RHS: 0 && X -> 0, 1 || X -> 1
8086       if (LHSAsBool == (E->getOpcode() == BO_LOr)) {
8087         Success(LHSAsBool, E, LHSResult.Val);
8088         return false; // Ignore RHS
8089       }
8090     } else {
8091       LHSResult.Failed = true;
8092
8093       // Since we weren't able to evaluate the left hand side, it
8094       // might have had side effects.
8095       if (!Info.noteSideEffect())
8096         return false;
8097
8098       // We can't evaluate the LHS; however, sometimes the result
8099       // is determined by the RHS: X && 0 -> 0, X || 1 -> 1.
8100       // Don't ignore RHS and suppress diagnostics from this arm.
8101       SuppressRHSDiags = true;
8102     }
8103
8104     return true;
8105   }
8106
8107   assert(E->getLHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
8108          E->getRHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
8109
8110   if (LHSResult.Failed && !Info.noteFailure())
8111     return false; // Ignore RHS;
8112
8113   return true;
8114 }
8115
8116 static void addOrSubLValueAsInteger(APValue &LVal, const APSInt &Index,
8117                                     bool IsSub) {
8118   // Compute the new offset in the appropriate width, wrapping at 64 bits.
8119   // FIXME: When compiling for a 32-bit target, we should use 32-bit
8120   // offsets.
8121   assert(!LVal.hasLValuePath() && "have designator for integer lvalue");
8122   CharUnits &Offset = LVal.getLValueOffset();
8123   uint64_t Offset64 = Offset.getQuantity();
8124   uint64_t Index64 = Index.extOrTrunc(64).getZExtValue();
8125   Offset = CharUnits::fromQuantity(IsSub ? Offset64 - Index64
8126                                          : Offset64 + Index64);
8127 }
8128
8129 bool DataRecursiveIntBinOpEvaluator::
8130        VisitBinOp(const EvalResult &LHSResult, const EvalResult &RHSResult,
8131                   const BinaryOperator *E, APValue &Result) {
8132   if (E->getOpcode() == BO_Comma) {
8133     if (RHSResult.Failed)
8134       return false;
8135     Result = RHSResult.Val;
8136     return true;
8137   }
8138   
8139   if (E->isLogicalOp()) {
8140     bool lhsResult, rhsResult;
8141     bool LHSIsOK = HandleConversionToBool(LHSResult.Val, lhsResult);
8142     bool RHSIsOK = HandleConversionToBool(RHSResult.Val, rhsResult);
8143     
8144     if (LHSIsOK) {
8145       if (RHSIsOK) {
8146         if (E->getOpcode() == BO_LOr)
8147           return Success(lhsResult || rhsResult, E, Result);
8148         else
8149           return Success(lhsResult && rhsResult, E, Result);
8150       }
8151     } else {
8152       if (RHSIsOK) {
8153         // We can't evaluate the LHS; however, sometimes the result
8154         // is determined by the RHS: X && 0 -> 0, X || 1 -> 1.
8155         if (rhsResult == (E->getOpcode() == BO_LOr))
8156           return Success(rhsResult, E, Result);
8157       }
8158     }
8159     
8160     return false;
8161   }
8162   
8163   assert(E->getLHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType() &&
8164          E->getRHS()->getType()->isIntegralOrEnumerationType());
8165   
8166   if (LHSResult.Failed || RHSResult.Failed)
8167     return false;
8168   
8169   const APValue &LHSVal = LHSResult.Val;
8170   const APValue &RHSVal = RHSResult.Val;
8171   
8172   // Handle cases like (unsigned long)&a + 4.
8173   if (E->isAdditiveOp() && LHSVal.isLValue() && RHSVal.isInt()) {
8174     Result = LHSVal;
8175     addOrSubLValueAsInteger(Result, RHSVal.getInt(), E->getOpcode() == BO_Sub);
8176     return true;
8177   }
8178   
8179   // Handle cases like 4 + (unsigned long)&a
8180   if (E->getOpcode() == BO_Add &&
8181       RHSVal.isLValue() && LHSVal.isInt()) {
8182     Result = RHSVal;
8183     addOrSubLValueAsInteger(Result, LHSVal.getInt(), /*IsSub*/false);
8184     return true;
8185   }
8186   
8187   if (E->getOpcode() == BO_Sub && LHSVal.isLValue() && RHSVal.isLValue()) {
8188     // Handle (intptr_t)&&A - (intptr_t)&&B.
8189     if (!LHSVal.getLValueOffset().isZero() ||
8190         !RHSVal.getLValueOffset().isZero())
8191       return false;
8192     const Expr *LHSExpr = LHSVal.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>();
8193     const Expr *RHSExpr = RHSVal.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>();
8194     if (!LHSExpr || !RHSExpr)
8195       return false;
8196     const AddrLabelExpr *LHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(LHSExpr);
8197     const AddrLabelExpr *RHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(RHSExpr);
8198     if (!LHSAddrExpr || !RHSAddrExpr)
8199       return false;
8200     // Make sure both labels come from the same function.
8201     if (LHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext() !=
8202         RHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext())
8203       return false;
8204     Result = APValue(LHSAddrExpr, RHSAddrExpr);
8205     return true;
8206   }
8207
8208   // All the remaining cases expect both operands to be an integer
8209   if (!LHSVal.isInt() || !RHSVal.isInt())
8210     return Error(E);
8211
8212   // Set up the width and signedness manually, in case it can't be deduced
8213   // from the operation we're performing.
8214   // FIXME: Don't do this in the cases where we can deduce it.
8215   APSInt Value(Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()),
8216                E->getType()->isUnsignedIntegerOrEnumerationType());
8217   if (!handleIntIntBinOp(Info, E, LHSVal.getInt(), E->getOpcode(),
8218                          RHSVal.getInt(), Value))
8219     return false;
8220   return Success(Value, E, Result);
8221 }
8222
8223 void DataRecursiveIntBinOpEvaluator::process(EvalResult &Result) {
8224   Job &job = Queue.back();
8225   
8226   switch (job.Kind) {
8227     case Job::AnyExprKind: {
8228       if (const BinaryOperator *Bop = dyn_cast<BinaryOperator>(job.E)) {
8229         if (shouldEnqueue(Bop)) {
8230           job.Kind = Job::BinOpKind;
8231           enqueue(Bop->getLHS());
8232           return;
8233         }
8234       }
8235       
8236       EvaluateExpr(job.E, Result);
8237       Queue.pop_back();
8238       return;
8239     }
8240       
8241     case Job::BinOpKind: {
8242       const BinaryOperator *Bop = cast<BinaryOperator>(job.E);
8243       bool SuppressRHSDiags = false;
8244       if (!VisitBinOpLHSOnly(Result, Bop, SuppressRHSDiags)) {
8245         Queue.pop_back();
8246         return;
8247       }
8248       if (SuppressRHSDiags)
8249         job.startSpeculativeEval(Info);
8250       job.LHSResult.swap(Result);
8251       job.Kind = Job::BinOpVisitedLHSKind;
8252       enqueue(Bop->getRHS());
8253       return;
8254     }
8255       
8256     case Job::BinOpVisitedLHSKind: {
8257       const BinaryOperator *Bop = cast<BinaryOperator>(job.E);
8258       EvalResult RHS;
8259       RHS.swap(Result);
8260       Result.Failed = !VisitBinOp(job.LHSResult, RHS, Bop, Result.Val);
8261       Queue.pop_back();
8262       return;
8263     }
8264   }
8265   
8266   llvm_unreachable("Invalid Job::Kind!");
8267 }
8268
8269 namespace {
8270 /// Used when we determine that we should fail, but can keep evaluating prior to
8271 /// noting that we had a failure.
8272 class DelayedNoteFailureRAII {
8273   EvalInfo &Info;
8274   bool NoteFailure;
8275
8276 public:
8277   DelayedNoteFailureRAII(EvalInfo &Info, bool NoteFailure = true)
8278       : Info(Info), NoteFailure(NoteFailure) {}
8279   ~DelayedNoteFailureRAII() {
8280     if (NoteFailure) {
8281       bool ContinueAfterFailure = Info.noteFailure();
8282       (void)ContinueAfterFailure;
8283       assert(ContinueAfterFailure &&
8284              "Shouldn't have kept evaluating on failure.");
8285     }
8286   }
8287 };
8288 }
8289
8290 bool IntExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
8291   // We don't call noteFailure immediately because the assignment happens after
8292   // we evaluate LHS and RHS.
8293   if (!Info.keepEvaluatingAfterFailure() && E->isAssignmentOp())
8294     return Error(E);
8295
8296   DelayedNoteFailureRAII MaybeNoteFailureLater(Info, E->isAssignmentOp());
8297   if (DataRecursiveIntBinOpEvaluator::shouldEnqueue(E))
8298     return DataRecursiveIntBinOpEvaluator(*this, Result).Traverse(E);
8299
8300   QualType LHSTy = E->getLHS()->getType();
8301   QualType RHSTy = E->getRHS()->getType();
8302
8303   if (LHSTy->isAnyComplexType() || RHSTy->isAnyComplexType()) {
8304     ComplexValue LHS, RHS;
8305     bool LHSOK;
8306     if (E->isAssignmentOp()) {
8307       LValue LV;
8308       EvaluateLValue(E->getLHS(), LV, Info);
8309       LHSOK = false;
8310     } else if (LHSTy->isRealFloatingType()) {
8311       LHSOK = EvaluateFloat(E->getLHS(), LHS.FloatReal, Info);
8312       if (LHSOK) {
8313         LHS.makeComplexFloat();
8314         LHS.FloatImag = APFloat(LHS.FloatReal.getSemantics());
8315       }
8316     } else {
8317       LHSOK = EvaluateComplex(E->getLHS(), LHS, Info);
8318     }
8319     if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
8320       return false;
8321
8322     if (E->getRHS()->getType()->isRealFloatingType()) {
8323       if (!EvaluateFloat(E->getRHS(), RHS.FloatReal, Info) || !LHSOK)
8324         return false;
8325       RHS.makeComplexFloat();
8326       RHS.FloatImag = APFloat(RHS.FloatReal.getSemantics());
8327     } else if (!EvaluateComplex(E->getRHS(), RHS, Info) || !LHSOK)
8328       return false;
8329
8330     if (LHS.isComplexFloat()) {
8331       APFloat::cmpResult CR_r =
8332         LHS.getComplexFloatReal().compare(RHS.getComplexFloatReal());
8333       APFloat::cmpResult CR_i =
8334         LHS.getComplexFloatImag().compare(RHS.getComplexFloatImag());
8335
8336       if (E->getOpcode() == BO_EQ)
8337         return Success((CR_r == APFloat::cmpEqual &&
8338                         CR_i == APFloat::cmpEqual), E);
8339       else {
8340         assert(E->getOpcode() == BO_NE &&
8341                "Invalid complex comparison.");
8342         return Success(((CR_r == APFloat::cmpGreaterThan ||
8343                          CR_r == APFloat::cmpLessThan ||
8344                          CR_r == APFloat::cmpUnordered) ||
8345                         (CR_i == APFloat::cmpGreaterThan ||
8346                          CR_i == APFloat::cmpLessThan ||
8347                          CR_i == APFloat::cmpUnordered)), E);
8348       }
8349     } else {
8350       if (E->getOpcode() == BO_EQ)
8351         return Success((LHS.getComplexIntReal() == RHS.getComplexIntReal() &&
8352                         LHS.getComplexIntImag() == RHS.getComplexIntImag()), E);
8353       else {
8354         assert(E->getOpcode() == BO_NE &&
8355                "Invalid compex comparison.");
8356         return Success((LHS.getComplexIntReal() != RHS.getComplexIntReal() ||
8357                         LHS.getComplexIntImag() != RHS.getComplexIntImag()), E);
8358       }
8359     }
8360   }
8361
8362   if (LHSTy->isRealFloatingType() &&
8363       RHSTy->isRealFloatingType()) {
8364     APFloat RHS(0.0), LHS(0.0);
8365
8366     bool LHSOK = EvaluateFloat(E->getRHS(), RHS, Info);
8367     if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
8368       return false;
8369
8370     if (!EvaluateFloat(E->getLHS(), LHS, Info) || !LHSOK)
8371       return false;
8372
8373     APFloat::cmpResult CR = LHS.compare(RHS);
8374
8375     switch (E->getOpcode()) {
8376     default:
8377       llvm_unreachable("Invalid binary operator!");
8378     case BO_LT:
8379       return Success(CR == APFloat::cmpLessThan, E);
8380     case BO_GT:
8381       return Success(CR == APFloat::cmpGreaterThan, E);
8382     case BO_LE:
8383       return Success(CR == APFloat::cmpLessThan || CR == APFloat::cmpEqual, E);
8384     case BO_GE:
8385       return Success(CR == APFloat::cmpGreaterThan || CR == APFloat::cmpEqual,
8386                      E);
8387     case BO_EQ:
8388       return Success(CR == APFloat::cmpEqual, E);
8389     case BO_NE:
8390       return Success(CR == APFloat::cmpGreaterThan
8391                      || CR == APFloat::cmpLessThan
8392                      || CR == APFloat::cmpUnordered, E);
8393     }
8394   }
8395
8396   if (LHSTy->isPointerType() && RHSTy->isPointerType()) {
8397     if (E->getOpcode() == BO_Sub || E->isComparisonOp()) {
8398       LValue LHSValue, RHSValue;
8399
8400       bool LHSOK = EvaluatePointer(E->getLHS(), LHSValue, Info);
8401       if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
8402         return false;
8403
8404       if (!EvaluatePointer(E->getRHS(), RHSValue, Info) || !LHSOK)
8405         return false;
8406
8407       // Reject differing bases from the normal codepath; we special-case
8408       // comparisons to null.
8409       if (!HasSameBase(LHSValue, RHSValue)) {
8410         if (E->getOpcode() == BO_Sub) {
8411           // Handle &&A - &&B.
8412           if (!LHSValue.Offset.isZero() || !RHSValue.Offset.isZero())
8413             return Error(E);
8414           const Expr *LHSExpr = LHSValue.Base.dyn_cast<const Expr*>();
8415           const Expr *RHSExpr = RHSValue.Base.dyn_cast<const Expr*>();
8416           if (!LHSExpr || !RHSExpr)
8417             return Error(E);
8418           const AddrLabelExpr *LHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(LHSExpr);
8419           const AddrLabelExpr *RHSAddrExpr = dyn_cast<AddrLabelExpr>(RHSExpr);
8420           if (!LHSAddrExpr || !RHSAddrExpr)
8421             return Error(E);
8422           // Make sure both labels come from the same function.
8423           if (LHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext() !=
8424               RHSAddrExpr->getLabel()->getDeclContext())
8425             return Error(E);
8426           return Success(APValue(LHSAddrExpr, RHSAddrExpr), E);
8427         }
8428         // Inequalities and subtractions between unrelated pointers have
8429         // unspecified or undefined behavior.
8430         if (!E->isEqualityOp())
8431           return Error(E);
8432         // A constant address may compare equal to the address of a symbol.
8433         // The one exception is that address of an object cannot compare equal
8434         // to a null pointer constant.
8435         if ((!LHSValue.Base && !LHSValue.Offset.isZero()) ||
8436             (!RHSValue.Base && !RHSValue.Offset.isZero()))
8437           return Error(E);
8438         // It's implementation-defined whether distinct literals will have
8439         // distinct addresses. In clang, the result of such a comparison is
8440         // unspecified, so it is not a constant expression. However, we do know
8441         // that the address of a literal will be non-null.
8442         if ((IsLiteralLValue(LHSValue) || IsLiteralLValue(RHSValue)) &&
8443             LHSValue.Base && RHSValue.Base)
8444           return Error(E);
8445         // We can't tell whether weak symbols will end up pointing to the same
8446         // object.
8447         if (IsWeakLValue(LHSValue) || IsWeakLValue(RHSValue))
8448           return Error(E);
8449         // We can't compare the address of the start of one object with the
8450         // past-the-end address of another object, per C++ DR1652.
8451         if ((LHSValue.Base && LHSValue.Offset.isZero() &&
8452              isOnePastTheEndOfCompleteObject(Info.Ctx, RHSValue)) ||
8453             (RHSValue.Base && RHSValue.Offset.isZero() &&
8454              isOnePastTheEndOfCompleteObject(Info.Ctx, LHSValue)))
8455           return Error(E);
8456         // We can't tell whether an object is at the same address as another
8457         // zero sized object.
8458         if ((RHSValue.Base && isZeroSized(LHSValue)) ||
8459             (LHSValue.Base && isZeroSized(RHSValue)))
8460           return Error(E);
8461         // Pointers with different bases cannot represent the same object.
8462         // (Note that clang defaults to -fmerge-all-constants, which can
8463         // lead to inconsistent results for comparisons involving the address
8464         // of a constant; this generally doesn't matter in practice.)
8465         return Success(E->getOpcode() == BO_NE, E);
8466       }
8467
8468       const CharUnits &LHSOffset = LHSValue.getLValueOffset();
8469       const CharUnits &RHSOffset = RHSValue.getLValueOffset();
8470
8471       SubobjectDesignator &LHSDesignator = LHSValue.getLValueDesignator();
8472       SubobjectDesignator &RHSDesignator = RHSValue.getLValueDesignator();
8473
8474       if (E->getOpcode() == BO_Sub) {
8475         // C++11 [expr.add]p6:
8476         //   Unless both pointers point to elements of the same array object, or
8477         //   one past the last element of the array object, the behavior is
8478         //   undefined.
8479         if (!LHSDesignator.Invalid && !RHSDesignator.Invalid &&
8480             !AreElementsOfSameArray(getType(LHSValue.Base),
8481                                     LHSDesignator, RHSDesignator))
8482           CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_subtraction_not_same_array);
8483
8484         QualType Type = E->getLHS()->getType();
8485         QualType ElementType = Type->getAs<PointerType>()->getPointeeType();
8486
8487         CharUnits ElementSize;
8488         if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), ElementType, ElementSize))
8489           return false;
8490
8491         // As an extension, a type may have zero size (empty struct or union in
8492         // C, array of zero length). Pointer subtraction in such cases has
8493         // undefined behavior, so is not constant.
8494         if (ElementSize.isZero()) {
8495           Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_subtraction_zero_size)
8496             << ElementType;
8497           return false;
8498         }
8499
8500         // FIXME: LLVM and GCC both compute LHSOffset - RHSOffset at runtime,
8501         // and produce incorrect results when it overflows. Such behavior
8502         // appears to be non-conforming, but is common, so perhaps we should
8503         // assume the standard intended for such cases to be undefined behavior
8504         // and check for them.
8505
8506         // Compute (LHSOffset - RHSOffset) / Size carefully, checking for
8507         // overflow in the final conversion to ptrdiff_t.
8508         APSInt LHS(
8509           llvm::APInt(65, (int64_t)LHSOffset.getQuantity(), true), false);
8510         APSInt RHS(
8511           llvm::APInt(65, (int64_t)RHSOffset.getQuantity(), true), false);
8512         APSInt ElemSize(
8513           llvm::APInt(65, (int64_t)ElementSize.getQuantity(), true), false);
8514         APSInt TrueResult = (LHS - RHS) / ElemSize;
8515         APSInt Result = TrueResult.trunc(Info.Ctx.getIntWidth(E->getType()));
8516
8517         if (Result.extend(65) != TrueResult &&
8518             !HandleOverflow(Info, E, TrueResult, E->getType()))
8519           return false;
8520         return Success(Result, E);
8521       }
8522
8523       // C++11 [expr.rel]p3:
8524       //   Pointers to void (after pointer conversions) can be compared, with a
8525       //   result defined as follows: If both pointers represent the same
8526       //   address or are both the null pointer value, the result is true if the
8527       //   operator is <= or >= and false otherwise; otherwise the result is
8528       //   unspecified.
8529       // We interpret this as applying to pointers to *cv* void.
8530       if (LHSTy->isVoidPointerType() && LHSOffset != RHSOffset &&
8531           E->isRelationalOp())
8532         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_void_comparison);
8533
8534       // C++11 [expr.rel]p2:
8535       // - If two pointers point to non-static data members of the same object,
8536       //   or to subobjects or array elements fo such members, recursively, the
8537       //   pointer to the later declared member compares greater provided the
8538       //   two members have the same access control and provided their class is
8539       //   not a union.
8540       //   [...]
8541       // - Otherwise pointer comparisons are unspecified.
8542       if (!LHSDesignator.Invalid && !RHSDesignator.Invalid &&
8543           E->isRelationalOp()) {
8544         bool WasArrayIndex;
8545         unsigned Mismatch =
8546           FindDesignatorMismatch(getType(LHSValue.Base), LHSDesignator,
8547                                  RHSDesignator, WasArrayIndex);
8548         // At the point where the designators diverge, the comparison has a
8549         // specified value if:
8550         //  - we are comparing array indices
8551         //  - we are comparing fields of a union, or fields with the same access
8552         // Otherwise, the result is unspecified and thus the comparison is not a
8553         // constant expression.
8554         if (!WasArrayIndex && Mismatch < LHSDesignator.Entries.size() &&
8555             Mismatch < RHSDesignator.Entries.size()) {
8556           const FieldDecl *LF = getAsField(LHSDesignator.Entries[Mismatch]);
8557           const FieldDecl *RF = getAsField(RHSDesignator.Entries[Mismatch]);
8558           if (!LF && !RF)
8559             CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_base_classes);
8560           else if (!LF)
8561             CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_base_field)
8562               << getAsBaseClass(LHSDesignator.Entries[Mismatch])
8563               << RF->getParent() << RF;
8564           else if (!RF)
8565             CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_base_field)
8566               << getAsBaseClass(RHSDesignator.Entries[Mismatch])
8567               << LF->getParent() << LF;
8568           else if (!LF->getParent()->isUnion() &&
8569                    LF->getAccess() != RF->getAccess())
8570             CCEDiag(E, diag::note_constexpr_pointer_comparison_differing_access)
8571               << LF << LF->getAccess() << RF << RF->getAccess()
8572               << LF->getParent();
8573         }
8574       }
8575
8576       // The comparison here must be unsigned, and performed with the same
8577       // width as the pointer.
8578       unsigned PtrSize = Info.Ctx.getTypeSize(LHSTy);
8579       uint64_t CompareLHS = LHSOffset.getQuantity();
8580       uint64_t CompareRHS = RHSOffset.getQuantity();
8581       assert(PtrSize <= 64 && "Unexpected pointer width");
8582       uint64_t Mask = ~0ULL >> (64 - PtrSize);
8583       CompareLHS &= Mask;
8584       CompareRHS &= Mask;
8585
8586       // If there is a base and this is a relational operator, we can only
8587       // compare pointers within the object in question; otherwise, the result
8588       // depends on where the object is located in memory.
8589       if (!LHSValue.Base.isNull() && E->isRelationalOp()) {
8590         QualType BaseTy = getType(LHSValue.Base);
8591         if (BaseTy->isIncompleteType())
8592           return Error(E);
8593         CharUnits Size = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(BaseTy);
8594         uint64_t OffsetLimit = Size.getQuantity();
8595         if (CompareLHS > OffsetLimit || CompareRHS > OffsetLimit)
8596           return Error(E);
8597       }
8598
8599       switch (E->getOpcode()) {
8600       default: llvm_unreachable("missing comparison operator");
8601       case BO_LT: return Success(CompareLHS < CompareRHS, E);
8602       case BO_GT: return Success(CompareLHS > CompareRHS, E);
8603       case BO_LE: return Success(CompareLHS <= CompareRHS, E);
8604       case BO_GE: return Success(CompareLHS >= CompareRHS, E);
8605       case BO_EQ: return Success(CompareLHS == CompareRHS, E);
8606       case BO_NE: return Success(CompareLHS != CompareRHS, E);
8607       }
8608     }
8609   }
8610
8611   if (LHSTy->isMemberPointerType()) {
8612     assert(E->isEqualityOp() && "unexpected member pointer operation");
8613     assert(RHSTy->isMemberPointerType() && "invalid comparison");
8614
8615     MemberPtr LHSValue, RHSValue;
8616
8617     bool LHSOK = EvaluateMemberPointer(E->getLHS(), LHSValue, Info);
8618     if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
8619       return false;
8620
8621     if (!EvaluateMemberPointer(E->getRHS(), RHSValue, Info) || !LHSOK)
8622       return false;
8623
8624     // C++11 [expr.eq]p2:
8625     //   If both operands are null, they compare equal. Otherwise if only one is
8626     //   null, they compare unequal.
8627     if (!LHSValue.getDecl() || !RHSValue.getDecl()) {
8628       bool Equal = !LHSValue.getDecl() && !RHSValue.getDecl();
8629       return Success(E->getOpcode() == BO_EQ ? Equal : !Equal, E);
8630     }
8631
8632     //   Otherwise if either is a pointer to a virtual member function, the
8633     //   result is unspecified.
8634     if (const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(LHSValue.getDecl()))
8635       if (MD->isVirtual())
8636         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_compare_virtual_mem_ptr) << MD;
8637     if (const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(RHSValue.getDecl()))
8638       if (MD->isVirtual())
8639         CCEDiag(E, diag::note_constexpr_compare_virtual_mem_ptr) << MD;
8640
8641     //   Otherwise they compare equal if and only if they would refer to the
8642     //   same member of the same most derived object or the same subobject if
8643     //   they were dereferenced with a hypothetical object of the associated
8644     //   class type.
8645     bool Equal = LHSValue == RHSValue;
8646     return Success(E->getOpcode() == BO_EQ ? Equal : !Equal, E);
8647   }
8648
8649   if (LHSTy->isNullPtrType()) {
8650     assert(E->isComparisonOp() && "unexpected nullptr operation");
8651     assert(RHSTy->isNullPtrType() && "missing pointer conversion");
8652     // C++11 [expr.rel]p4, [expr.eq]p3: If two operands of type std::nullptr_t
8653     // are compared, the result is true of the operator is <=, >= or ==, and
8654     // false otherwise.
8655     BinaryOperator::Opcode Opcode = E->getOpcode();
8656     return Success(Opcode == BO_EQ || Opcode == BO_LE || Opcode == BO_GE, E);
8657   }
8658
8659   assert((!LHSTy->isIntegralOrEnumerationType() ||
8660           !RHSTy->isIntegralOrEnumerationType()) &&
8661          "DataRecursiveIntBinOpEvaluator should have handled integral types");
8662   // We can't continue from here for non-integral types.
8663   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
8664 }
8665
8666 /// VisitUnaryExprOrTypeTraitExpr - Evaluate a sizeof, alignof or vec_step with
8667 /// a result as the expression's type.
8668 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryExprOrTypeTraitExpr(
8669                                     const UnaryExprOrTypeTraitExpr *E) {
8670   switch(E->getKind()) {
8671   case UETT_AlignOf: {
8672     if (E->isArgumentType())
8673       return Success(GetAlignOfType(Info, E->getArgumentType()), E);
8674     else
8675       return Success(GetAlignOfExpr(Info, E->getArgumentExpr()), E);
8676   }
8677
8678   case UETT_VecStep: {
8679     QualType Ty = E->getTypeOfArgument();
8680
8681     if (Ty->isVectorType()) {
8682       unsigned n = Ty->castAs<VectorType>()->getNumElements();
8683
8684       // The vec_step built-in functions that take a 3-component
8685       // vector return 4. (OpenCL 1.1 spec 6.11.12)
8686       if (n == 3)
8687         n = 4;
8688
8689       return Success(n, E);
8690     } else
8691       return Success(1, E);
8692   }
8693
8694   case UETT_SizeOf: {
8695     QualType SrcTy = E->getTypeOfArgument();
8696     // C++ [expr.sizeof]p2: "When applied to a reference or a reference type,
8697     //   the result is the size of the referenced type."
8698     if (const ReferenceType *Ref = SrcTy->getAs<ReferenceType>())
8699       SrcTy = Ref->getPointeeType();
8700
8701     CharUnits Sizeof;
8702     if (!HandleSizeof(Info, E->getExprLoc(), SrcTy, Sizeof))
8703       return false;
8704     return Success(Sizeof, E);
8705   }
8706   case UETT_OpenMPRequiredSimdAlign:
8707     assert(E->isArgumentType());
8708     return Success(
8709         Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(
8710                     Info.Ctx.getOpenMPDefaultSimdAlign(E->getArgumentType()))
8711             .getQuantity(),
8712         E);
8713   }
8714
8715   llvm_unreachable("unknown expr/type trait");
8716 }
8717
8718 bool IntExprEvaluator::VisitOffsetOfExpr(const OffsetOfExpr *OOE) {
8719   CharUnits Result;
8720   unsigned n = OOE->getNumComponents();
8721   if (n == 0)
8722     return Error(OOE);
8723   QualType CurrentType = OOE->getTypeSourceInfo()->getType();
8724   for (unsigned i = 0; i != n; ++i) {
8725     OffsetOfNode ON = OOE->getComponent(i);
8726     switch (ON.getKind()) {
8727     case OffsetOfNode::Array: {
8728       const Expr *Idx = OOE->getIndexExpr(ON.getArrayExprIndex());
8729       APSInt IdxResult;
8730       if (!EvaluateInteger(Idx, IdxResult, Info))
8731         return false;
8732       const ArrayType *AT = Info.Ctx.getAsArrayType(CurrentType);
8733       if (!AT)
8734         return Error(OOE);
8735       CurrentType = AT->getElementType();
8736       CharUnits ElementSize = Info.Ctx.getTypeSizeInChars(CurrentType);
8737       Result += IdxResult.getSExtValue() * ElementSize;
8738       break;
8739     }
8740
8741     case OffsetOfNode::Field: {
8742       FieldDecl *MemberDecl = ON.getField();
8743       const RecordType *RT = CurrentType->getAs<RecordType>();
8744       if (!RT)
8745         return Error(OOE);
8746       RecordDecl *RD = RT->getDecl();
8747       if (RD->isInvalidDecl()) return false;
8748       const ASTRecordLayout &RL = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
8749       unsigned i = MemberDecl->getFieldIndex();
8750       assert(i < RL.getFieldCount() && "offsetof field in wrong type");
8751       Result += Info.Ctx.toCharUnitsFromBits(RL.getFieldOffset(i));
8752       CurrentType = MemberDecl->getType().getNonReferenceType();
8753       break;
8754     }
8755
8756     case OffsetOfNode::Identifier:
8757       llvm_unreachable("dependent __builtin_offsetof");
8758
8759     case OffsetOfNode::Base: {
8760       CXXBaseSpecifier *BaseSpec = ON.getBase();
8761       if (BaseSpec->isVirtual())
8762         return Error(OOE);
8763
8764       // Find the layout of the class whose base we are looking into.
8765       const RecordType *RT = CurrentType->getAs<RecordType>();
8766       if (!RT)
8767         return Error(OOE);
8768       RecordDecl *RD = RT->getDecl();
8769       if (RD->isInvalidDecl()) return false;
8770       const ASTRecordLayout &RL = Info.Ctx.getASTRecordLayout(RD);
8771
8772       // Find the base class itself.
8773       CurrentType = BaseSpec->getType();
8774       const RecordType *BaseRT = CurrentType->getAs<RecordType>();
8775       if (!BaseRT)
8776         return Error(OOE);
8777       
8778       // Add the offset to the base.
8779       Result += RL.getBaseClassOffset(cast<CXXRecordDecl>(BaseRT->getDecl()));
8780       break;
8781     }
8782     }
8783   }
8784   return Success(Result, OOE);
8785 }
8786
8787 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E) {
8788   switch (E->getOpcode()) {
8789   default:
8790     // Address, indirect, pre/post inc/dec, etc are not valid constant exprs.
8791     // See C99 6.6p3.
8792     return Error(E);
8793   case UO_Extension:
8794     // FIXME: Should extension allow i-c-e extension expressions in its scope?
8795     // If so, we could clear the diagnostic ID.
8796     return Visit(E->getSubExpr());
8797   case UO_Plus:
8798     // The result is just the value.
8799     return Visit(E->getSubExpr());
8800   case UO_Minus: {
8801     if (!Visit(E->getSubExpr()))
8802       return false;
8803     if (!Result.isInt()) return Error(E);
8804     const APSInt &Value = Result.getInt();
8805     if (Value.isSigned() && Value.isMinSignedValue() &&
8806         !HandleOverflow(Info, E, -Value.extend(Value.getBitWidth() + 1),
8807                         E->getType()))
8808       return false;
8809     return Success(-Value, E);
8810   }
8811   case UO_Not: {
8812     if (!Visit(E->getSubExpr()))
8813       return false;
8814     if (!Result.isInt()) return Error(E);
8815     return Success(~Result.getInt(), E);
8816   }
8817   case UO_LNot: {
8818     bool bres;
8819     if (!EvaluateAsBooleanCondition(E->getSubExpr(), bres, Info))
8820       return false;
8821     return Success(!bres, E);
8822   }
8823   }
8824 }
8825
8826 /// HandleCast - This is used to evaluate implicit or explicit casts where the
8827 /// result type is integer.
8828 bool IntExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
8829   const Expr *SubExpr = E->getSubExpr();
8830   QualType DestType = E->getType();
8831   QualType SrcType = SubExpr->getType();
8832
8833   switch (E->getCastKind()) {
8834   case CK_BaseToDerived:
8835   case CK_DerivedToBase:
8836   case CK_UncheckedDerivedToBase:
8837   case CK_Dynamic:
8838   case CK_ToUnion:
8839   case CK_ArrayToPointerDecay:
8840   case CK_FunctionToPointerDecay:
8841   case CK_NullToPointer:
8842   case CK_NullToMemberPointer:
8843   case CK_BaseToDerivedMemberPointer:
8844   case CK_DerivedToBaseMemberPointer:
8845   case CK_ReinterpretMemberPointer:
8846   case CK_ConstructorConversion:
8847   case CK_IntegralToPointer:
8848   case CK_ToVoid:
8849   case CK_VectorSplat:
8850   case CK_IntegralToFloating:
8851   case CK_FloatingCast:
8852   case CK_CPointerToObjCPointerCast:
8853   case CK_BlockPointerToObjCPointerCast:
8854   case CK_AnyPointerToBlockPointerCast:
8855   case CK_ObjCObjectLValueCast:
8856   case CK_FloatingRealToComplex:
8857   case CK_FloatingComplexToReal:
8858   case CK_FloatingComplexCast:
8859   case CK_FloatingComplexToIntegralComplex:
8860   case CK_IntegralRealToComplex:
8861   case CK_IntegralComplexCast:
8862   case CK_IntegralComplexToFloatingComplex:
8863   case CK_BuiltinFnToFnPtr:
8864   case CK_ZeroToOCLEvent:
8865   case CK_ZeroToOCLQueue:
8866   case CK_NonAtomicToAtomic:
8867   case CK_AddressSpaceConversion:
8868   case CK_IntToOCLSampler:
8869     llvm_unreachable("invalid cast kind for integral value");
8870
8871   case CK_BitCast:
8872   case CK_Dependent:
8873   case CK_LValueBitCast:
8874   case CK_ARCProduceObject:
8875   case CK_ARCConsumeObject:
8876   case CK_ARCReclaimReturnedObject:
8877   case CK_ARCExtendBlockObject:
8878   case CK_CopyAndAutoreleaseBlockObject:
8879     return Error(E);
8880
8881   case CK_UserDefinedConversion:
8882   case CK_LValueToRValue:
8883   case CK_AtomicToNonAtomic:
8884   case CK_NoOp:
8885     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
8886
8887   case CK_MemberPointerToBoolean:
8888   case CK_PointerToBoolean:
8889   case CK_IntegralToBoolean:
8890   case CK_FloatingToBoolean:
8891   case CK_BooleanToSignedIntegral:
8892   case CK_FloatingComplexToBoolean:
8893   case CK_IntegralComplexToBoolean: {
8894     bool BoolResult;
8895     if (!EvaluateAsBooleanCondition(SubExpr, BoolResult, Info))
8896       return false;
8897     uint64_t IntResult = BoolResult;
8898     if (BoolResult && E->getCastKind() == CK_BooleanToSignedIntegral)
8899       IntResult = (uint64_t)-1;
8900     return Success(IntResult, E);
8901   }
8902
8903   case CK_IntegralCast: {
8904     if (!Visit(SubExpr))
8905       return false;
8906
8907     if (!Result.isInt()) {
8908       // Allow casts of address-of-label differences if they are no-ops
8909       // or narrowing.  (The narrowing case isn't actually guaranteed to
8910       // be constant-evaluatable except in some narrow cases which are hard
8911       // to detect here.  We let it through on the assumption the user knows
8912       // what they are doing.)
8913       if (Result.isAddrLabelDiff())
8914         return Info.Ctx.getTypeSize(DestType) <= Info.Ctx.getTypeSize(SrcType);
8915       // Only allow casts of lvalues if they are lossless.
8916       return Info.Ctx.getTypeSize(DestType) == Info.Ctx.getTypeSize(SrcType);
8917     }
8918
8919     return Success(HandleIntToIntCast(Info, E, DestType, SrcType,
8920                                       Result.getInt()), E);
8921   }
8922
8923   case CK_PointerToIntegral: {
8924     CCEDiag(E, diag::note_constexpr_invalid_cast) << 2;
8925
8926     LValue LV;
8927     if (!EvaluatePointer(SubExpr, LV, Info))
8928       return false;
8929
8930     if (LV.getLValueBase()) {
8931       // Only allow based lvalue casts if they are lossless.
8932       // FIXME: Allow a larger integer size than the pointer size, and allow
8933       // narrowing back down to pointer width in subsequent integral casts.
8934       // FIXME: Check integer type's active bits, not its type size.
8935       if (Info.Ctx.getTypeSize(DestType) != Info.Ctx.getTypeSize(SrcType))
8936         return Error(E);
8937
8938       LV.Designator.setInvalid();
8939       LV.moveInto(Result);
8940       return true;
8941     }
8942
8943     uint64_t V;
8944     if (LV.isNullPointer())
8945       V = Info.Ctx.getTargetNullPointerValue(SrcType);
8946     else
8947       V = LV.getLValueOffset().getQuantity();
8948
8949     APSInt AsInt = Info.Ctx.MakeIntValue(V, SrcType);
8950     return Success(HandleIntToIntCast(Info, E, DestType, SrcType, AsInt), E);
8951   }
8952
8953   case CK_IntegralComplexToReal: {
8954     ComplexValue C;
8955     if (!EvaluateComplex(SubExpr, C, Info))
8956       return false;
8957     return Success(C.getComplexIntReal(), E);
8958   }
8959
8960   case CK_FloatingToIntegral: {
8961     APFloat F(0.0);
8962     if (!EvaluateFloat(SubExpr, F, Info))
8963       return false;
8964
8965     APSInt Value;
8966     if (!HandleFloatToIntCast(Info, E, SrcType, F, DestType, Value))
8967       return false;
8968     return Success(Value, E);
8969   }
8970   }
8971
8972   llvm_unreachable("unknown cast resulting in integral value");
8973 }
8974
8975 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E) {
8976   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType()) {
8977     ComplexValue LV;
8978     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), LV, Info))
8979       return false;
8980     if (!LV.isComplexInt())
8981       return Error(E);
8982     return Success(LV.getComplexIntReal(), E);
8983   }
8984
8985   return Visit(E->getSubExpr());
8986 }
8987
8988 bool IntExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
8989   if (E->getSubExpr()->getType()->isComplexIntegerType()) {
8990     ComplexValue LV;
8991     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), LV, Info))
8992       return false;
8993     if (!LV.isComplexInt())
8994       return Error(E);
8995     return Success(LV.getComplexIntImag(), E);
8996   }
8997
8998   VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
8999   return Success(0, E);
9000 }
9001
9002 bool IntExprEvaluator::VisitSizeOfPackExpr(const SizeOfPackExpr *E) {
9003   return Success(E->getPackLength(), E);
9004 }
9005
9006 bool IntExprEvaluator::VisitCXXNoexceptExpr(const CXXNoexceptExpr *E) {
9007   return Success(E->getValue(), E);
9008 }
9009
9010 //===----------------------------------------------------------------------===//
9011 // Float Evaluation
9012 //===----------------------------------------------------------------------===//
9013
9014 namespace {
9015 class FloatExprEvaluator
9016   : public ExprEvaluatorBase<FloatExprEvaluator> {
9017   APFloat &Result;
9018 public:
9019   FloatExprEvaluator(EvalInfo &info, APFloat &result)
9020     : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(result) {}
9021
9022   bool Success(const APValue &V, const Expr *e) {
9023     Result = V.getFloat();
9024     return true;
9025   }
9026
9027   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
9028     Result = APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(E->getType()));
9029     return true;
9030   }
9031
9032   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E);
9033
9034   bool VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E);
9035   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
9036   bool VisitFloatingLiteral(const FloatingLiteral *E);
9037   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
9038
9039   bool VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E);
9040   bool VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E);
9041
9042   // FIXME: Missing: array subscript of vector, member of vector
9043 };
9044 } // end anonymous namespace
9045
9046 static bool EvaluateFloat(const Expr* E, APFloat& Result, EvalInfo &Info) {
9047   assert(E->isRValue() && E->getType()->isRealFloatingType());
9048   return FloatExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
9049 }
9050
9051 static bool TryEvaluateBuiltinNaN(const ASTContext &Context,
9052                                   QualType ResultTy,
9053                                   const Expr *Arg,
9054                                   bool SNaN,
9055                                   llvm::APFloat &Result) {
9056   const StringLiteral *S = dyn_cast<StringLiteral>(Arg->IgnoreParenCasts());
9057   if (!S) return false;
9058
9059   const llvm::fltSemantics &Sem = Context.getFloatTypeSemantics(ResultTy);
9060
9061   llvm::APInt fill;
9062
9063   // Treat empty strings as if they were zero.
9064   if (S->getString().empty())
9065     fill = llvm::APInt(32, 0);
9066   else if (S->getString().getAsInteger(0, fill))
9067     return false;
9068
9069   if (Context.getTargetInfo().isNan2008()) {
9070     if (SNaN)
9071       Result = llvm::APFloat::getSNaN(Sem, false, &fill);
9072     else
9073       Result = llvm::APFloat::getQNaN(Sem, false, &fill);
9074   } else {
9075     // Prior to IEEE 754-2008, architectures were allowed to choose whether
9076     // the first bit of their significand was set for qNaN or sNaN. MIPS chose
9077     // a different encoding to what became a standard in 2008, and for pre-
9078     // 2008 revisions, MIPS interpreted sNaN-2008 as qNan and qNaN-2008 as
9079     // sNaN. This is now known as "legacy NaN" encoding.
9080     if (SNaN)
9081       Result = llvm::APFloat::getQNaN(Sem, false, &fill);
9082     else
9083       Result = llvm::APFloat::getSNaN(Sem, false, &fill);
9084   }
9085
9086   return true;
9087 }
9088
9089 bool FloatExprEvaluator::VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
9090   switch (E->getBuiltinCallee()) {
9091   default:
9092     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
9093
9094   case Builtin::BI__builtin_huge_val:
9095   case Builtin::BI__builtin_huge_valf:
9096   case Builtin::BI__builtin_huge_vall:
9097   case Builtin::BI__builtin_inf:
9098   case Builtin::BI__builtin_inff:
9099   case Builtin::BI__builtin_infl: {
9100     const llvm::fltSemantics &Sem =
9101       Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(E->getType());
9102     Result = llvm::APFloat::getInf(Sem);
9103     return true;
9104   }
9105
9106   case Builtin::BI__builtin_nans:
9107   case Builtin::BI__builtin_nansf:
9108   case Builtin::BI__builtin_nansl:
9109     if (!TryEvaluateBuiltinNaN(Info.Ctx, E->getType(), E->getArg(0),
9110                                true, Result))
9111       return Error(E);
9112     return true;
9113
9114   case Builtin::BI__builtin_nan:
9115   case Builtin::BI__builtin_nanf:
9116   case Builtin::BI__builtin_nanl:
9117     // If this is __builtin_nan() turn this into a nan, otherwise we
9118     // can't constant fold it.
9119     if (!TryEvaluateBuiltinNaN(Info.Ctx, E->getType(), E->getArg(0),
9120                                false, Result))
9121       return Error(E);
9122     return true;
9123
9124   case Builtin::BI__builtin_fabs:
9125   case Builtin::BI__builtin_fabsf:
9126   case Builtin::BI__builtin_fabsl:
9127     if (!EvaluateFloat(E->getArg(0), Result, Info))
9128       return false;
9129
9130     if (Result.isNegative())
9131       Result.changeSign();
9132     return true;
9133
9134   // FIXME: Builtin::BI__builtin_powi
9135   // FIXME: Builtin::BI__builtin_powif
9136   // FIXME: Builtin::BI__builtin_powil
9137
9138   case Builtin::BI__builtin_copysign:
9139   case Builtin::BI__builtin_copysignf:
9140   case Builtin::BI__builtin_copysignl: {
9141     APFloat RHS(0.);
9142     if (!EvaluateFloat(E->getArg(0), Result, Info) ||
9143         !EvaluateFloat(E->getArg(1), RHS, Info))
9144       return false;
9145     Result.copySign(RHS);
9146     return true;
9147   }
9148   }
9149 }
9150
9151 bool FloatExprEvaluator::VisitUnaryReal(const UnaryOperator *E) {
9152   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType()) {
9153     ComplexValue CV;
9154     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), CV, Info))
9155       return false;
9156     Result = CV.FloatReal;
9157     return true;
9158   }
9159
9160   return Visit(E->getSubExpr());
9161 }
9162
9163 bool FloatExprEvaluator::VisitUnaryImag(const UnaryOperator *E) {
9164   if (E->getSubExpr()->getType()->isAnyComplexType()) {
9165     ComplexValue CV;
9166     if (!EvaluateComplex(E->getSubExpr(), CV, Info))
9167       return false;
9168     Result = CV.FloatImag;
9169     return true;
9170   }
9171
9172   VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
9173   const llvm::fltSemantics &Sem = Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(E->getType());
9174   Result = llvm::APFloat::getZero(Sem);
9175   return true;
9176 }
9177
9178 bool FloatExprEvaluator::VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E) {
9179   switch (E->getOpcode()) {
9180   default: return Error(E);
9181   case UO_Plus:
9182     return EvaluateFloat(E->getSubExpr(), Result, Info);
9183   case UO_Minus:
9184     if (!EvaluateFloat(E->getSubExpr(), Result, Info))
9185       return false;
9186     Result.changeSign();
9187     return true;
9188   }
9189 }
9190
9191 bool FloatExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
9192   if (E->isPtrMemOp() || E->isAssignmentOp() || E->getOpcode() == BO_Comma)
9193     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
9194
9195   APFloat RHS(0.0);
9196   bool LHSOK = EvaluateFloat(E->getLHS(), Result, Info);
9197   if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
9198     return false;
9199   return EvaluateFloat(E->getRHS(), RHS, Info) && LHSOK &&
9200          handleFloatFloatBinOp(Info, E, Result, E->getOpcode(), RHS);
9201 }
9202
9203 bool FloatExprEvaluator::VisitFloatingLiteral(const FloatingLiteral *E) {
9204   Result = E->getValue();
9205   return true;
9206 }
9207
9208 bool FloatExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
9209   const Expr* SubExpr = E->getSubExpr();
9210
9211   switch (E->getCastKind()) {
9212   default:
9213     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
9214
9215   case CK_IntegralToFloating: {
9216     APSInt IntResult;
9217     return EvaluateInteger(SubExpr, IntResult, Info) &&
9218            HandleIntToFloatCast(Info, E, SubExpr->getType(), IntResult,
9219                                 E->getType(), Result);
9220   }
9221
9222   case CK_FloatingCast: {
9223     if (!Visit(SubExpr))
9224       return false;
9225     return HandleFloatToFloatCast(Info, E, SubExpr->getType(), E->getType(),
9226                                   Result);
9227   }
9228
9229   case CK_FloatingComplexToReal: {
9230     ComplexValue V;
9231     if (!EvaluateComplex(SubExpr, V, Info))
9232       return false;
9233     Result = V.getComplexFloatReal();
9234     return true;
9235   }
9236   }
9237 }
9238
9239 //===----------------------------------------------------------------------===//
9240 // Complex Evaluation (for float and integer)
9241 //===----------------------------------------------------------------------===//
9242
9243 namespace {
9244 class ComplexExprEvaluator
9245   : public ExprEvaluatorBase<ComplexExprEvaluator> {
9246   ComplexValue &Result;
9247
9248 public:
9249   ComplexExprEvaluator(EvalInfo &info, ComplexValue &Result)
9250     : ExprEvaluatorBaseTy(info), Result(Result) {}
9251
9252   bool Success(const APValue &V, const Expr *e) {
9253     Result.setFrom(V);
9254     return true;
9255   }
9256
9257   bool ZeroInitialization(const Expr *E);
9258
9259   //===--------------------------------------------------------------------===//
9260   //                            Visitor Methods
9261   //===--------------------------------------------------------------------===//
9262
9263   bool VisitImaginaryLiteral(const ImaginaryLiteral *E);
9264   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E);
9265   bool VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E);
9266   bool VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E);
9267   bool VisitInitListExpr(const InitListExpr *E);
9268 };
9269 } // end anonymous namespace
9270
9271 static bool EvaluateComplex(const Expr *E, ComplexValue &Result,
9272                             EvalInfo &Info) {
9273   assert(E->isRValue() && E->getType()->isAnyComplexType());
9274   return ComplexExprEvaluator(Info, Result).Visit(E);
9275 }
9276
9277 bool ComplexExprEvaluator::ZeroInitialization(const Expr *E) {
9278   QualType ElemTy = E->getType()->castAs<ComplexType>()->getElementType();
9279   if (ElemTy->isRealFloatingType()) {
9280     Result.makeComplexFloat();
9281     APFloat Zero = APFloat::getZero(Info.Ctx.getFloatTypeSemantics(ElemTy));
9282     Result.FloatReal = Zero;
9283     Result.FloatImag = Zero;
9284   } else {
9285     Result.makeComplexInt();
9286     APSInt Zero = Info.Ctx.MakeIntValue(0, ElemTy);
9287     Result.IntReal = Zero;
9288     Result.IntImag = Zero;
9289   }
9290   return true;
9291 }
9292
9293 bool ComplexExprEvaluator::VisitImaginaryLiteral(const ImaginaryLiteral *E) {
9294   const Expr* SubExpr = E->getSubExpr();
9295
9296   if (SubExpr->getType()->isRealFloatingType()) {
9297     Result.makeComplexFloat();
9298     APFloat &Imag = Result.FloatImag;
9299     if (!EvaluateFloat(SubExpr, Imag, Info))
9300       return false;
9301
9302     Result.FloatReal = APFloat(Imag.getSemantics());
9303     return true;
9304   } else {
9305     assert(SubExpr->getType()->isIntegerType() &&
9306            "Unexpected imaginary literal.");
9307
9308     Result.makeComplexInt();
9309     APSInt &Imag = Result.IntImag;
9310     if (!EvaluateInteger(SubExpr, Imag, Info))
9311       return false;
9312
9313     Result.IntReal = APSInt(Imag.getBitWidth(), !Imag.isSigned());
9314     return true;
9315   }
9316 }
9317
9318 bool ComplexExprEvaluator::VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
9319
9320   switch (E->getCastKind()) {
9321   case CK_BitCast:
9322   case CK_BaseToDerived:
9323   case CK_DerivedToBase:
9324   case CK_UncheckedDerivedToBase:
9325   case CK_Dynamic:
9326   case CK_ToUnion:
9327   case CK_ArrayToPointerDecay:
9328   case CK_FunctionToPointerDecay:
9329   case CK_NullToPointer:
9330   case CK_NullToMemberPointer:
9331   case CK_BaseToDerivedMemberPointer:
9332   case CK_DerivedToBaseMemberPointer:
9333   case CK_MemberPointerToBoolean:
9334   case CK_ReinterpretMemberPointer:
9335   case CK_ConstructorConversion:
9336   case CK_IntegralToPointer:
9337   case CK_PointerToIntegral:
9338   case CK_PointerToBoolean:
9339   case CK_ToVoid:
9340   case CK_VectorSplat:
9341   case CK_IntegralCast:
9342   case CK_BooleanToSignedIntegral:
9343   case CK_IntegralToBoolean:
9344   case CK_IntegralToFloating:
9345   case CK_FloatingToIntegral:
9346   case CK_FloatingToBoolean:
9347   case CK_FloatingCast:
9348   case CK_CPointerToObjCPointerCast:
9349   case CK_BlockPointerToObjCPointerCast:
9350   case CK_AnyPointerToBlockPointerCast:
9351   case CK_ObjCObjectLValueCast:
9352   case CK_FloatingComplexToReal:
9353   case CK_FloatingComplexToBoolean:
9354   case CK_IntegralComplexToReal:
9355   case CK_IntegralComplexToBoolean:
9356   case CK_ARCProduceObject:
9357   case CK_ARCConsumeObject:
9358   case CK_ARCReclaimReturnedObject:
9359   case CK_ARCExtendBlockObject:
9360   case CK_CopyAndAutoreleaseBlockObject:
9361   case CK_BuiltinFnToFnPtr:
9362   case CK_ZeroToOCLEvent:
9363   case CK_ZeroToOCLQueue:
9364   case CK_NonAtomicToAtomic:
9365   case CK_AddressSpaceConversion:
9366   case CK_IntToOCLSampler:
9367     llvm_unreachable("invalid cast kind for complex value");
9368
9369   case CK_LValueToRValue:
9370   case CK_AtomicToNonAtomic:
9371   case CK_NoOp:
9372     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
9373
9374   case CK_Dependent:
9375   case CK_LValueBitCast:
9376   case CK_UserDefinedConversion:
9377     return Error(E);
9378
9379   case CK_FloatingRealToComplex: {
9380     APFloat &Real = Result.FloatReal;
9381     if (!EvaluateFloat(E->getSubExpr(), Real, Info))
9382       return false;
9383
9384     Result.makeComplexFloat();
9385     Result.FloatImag = APFloat(Real.getSemantics());
9386     return true;
9387   }
9388
9389   case CK_FloatingComplexCast: {
9390     if (!Visit(E->getSubExpr()))
9391       return false;
9392
9393     QualType To = E->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9394     QualType From
9395       = E->getSubExpr()->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9396
9397     return HandleFloatToFloatCast(Info, E, From, To, Result.FloatReal) &&
9398            HandleFloatToFloatCast(Info, E, From, To, Result.FloatImag);
9399   }
9400
9401   case CK_FloatingComplexToIntegralComplex: {
9402     if (!Visit(E->getSubExpr()))
9403       return false;
9404
9405     QualType To = E->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9406     QualType From
9407       = E->getSubExpr()->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9408     Result.makeComplexInt();
9409     return HandleFloatToIntCast(Info, E, From, Result.FloatReal,
9410                                 To, Result.IntReal) &&
9411            HandleFloatToIntCast(Info, E, From, Result.FloatImag,
9412                                 To, Result.IntImag);
9413   }
9414
9415   case CK_IntegralRealToComplex: {
9416     APSInt &Real = Result.IntReal;
9417     if (!EvaluateInteger(E->getSubExpr(), Real, Info))
9418       return false;
9419
9420     Result.makeComplexInt();
9421     Result.IntImag = APSInt(Real.getBitWidth(), !Real.isSigned());
9422     return true;
9423   }
9424
9425   case CK_IntegralComplexCast: {
9426     if (!Visit(E->getSubExpr()))
9427       return false;
9428
9429     QualType To = E->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9430     QualType From
9431       = E->getSubExpr()->getType()->getAs<ComplexType>()->getElementType();
9432
9433     Result.IntReal = HandleIntToIntCast(Info, E, To, From, Result.IntReal);
9434     Result.IntImag = HandleIntToIntCast(Info, E, To, From, Result.IntImag);
9435     return true;
9436   }
9437
9438   case CK_IntegralComplexToFloatingComplex: {
9439     if (!Visit(E->getSubExpr()))
9440       return false;
9441
9442     QualType To = E->getType()->castAs<ComplexType>()->getElementType();
9443     QualType From
9444       = E->getSubExpr()->getType()->castAs<ComplexType>()->getElementType();
9445     Result.makeComplexFloat();
9446     return HandleIntToFloatCast(Info, E, From, Result.IntReal,
9447                                 To, Result.FloatReal) &&
9448            HandleIntToFloatCast(Info, E, From, Result.IntImag,
9449                                 To, Result.FloatImag);
9450   }
9451   }
9452
9453   llvm_unreachable("unknown cast resulting in complex value");
9454 }
9455
9456 bool ComplexExprEvaluator::VisitBinaryOperator(const BinaryOperator *E) {
9457   if (E->isPtrMemOp() || E->isAssignmentOp() || E->getOpcode() == BO_Comma)
9458     return ExprEvaluatorBaseTy::VisitBinaryOperator(E);
9459
9460   // Track whether the LHS or RHS is real at the type system level. When this is
9461   // the case we can simplify our evaluation strategy.
9462   bool LHSReal = false, RHSReal = false;
9463
9464   bool LHSOK;
9465   if (E->getLHS()->getType()->isRealFloatingType()) {
9466     LHSReal = true;
9467     APFloat &Real = Result.FloatReal;
9468     LHSOK = EvaluateFloat(E->getLHS(), Real, Info);
9469     if (LHSOK) {
9470       Result.makeComplexFloat();
9471       Result.FloatImag = APFloat(Real.getSemantics());
9472     }
9473   } else {
9474     LHSOK = Visit(E->getLHS());
9475   }
9476   if (!LHSOK && !Info.noteFailure())
9477     return false;
9478
9479   ComplexValue RHS;
9480   if (E->getRHS()->getType()->isRealFloatingType()) {
9481     RHSReal = true;
9482     APFloat &Real = RHS.FloatReal;
9483     if (!EvaluateFloat(E->getRHS(), Real, Info) || !LHSOK)
9484       return false;
9485     RHS.makeComplexFloat();
9486     RHS.FloatImag = APFloat(Real.getSemantics());
9487   } else if (!EvaluateComplex(E->getRHS(), RHS, Info) || !LHSOK)
9488     return false;
9489
9490   assert(!(LHSReal && RHSReal) &&
9491          "Cannot have both operands of a complex operation be real.");
9492   switch (E->getOpcode()) {
9493   default: return Error(E);
9494   case BO_Add:
9495     if (Result.isComplexFloat()) {
9496       Result.getComplexFloatReal().add(RHS.getComplexFloatReal(),
9497                                        APFloat::rmNearestTiesToEven);
9498       if (LHSReal)
9499         Result.getComplexFloatImag() = RHS.getComplexFloatImag();
9500       else if (!RHSReal)
9501         Result.getComplexFloatImag().add(RHS.getComplexFloatImag(),
9502                                          APFloat::rmNearestTiesToEven);
9503     } else {
9504       Result.getComplexIntReal() += RHS.getComplexIntReal();
9505       Result.getComplexIntImag() += RHS.getComplexIntImag();
9506     }
9507     break;
9508   case BO_Sub:
9509     if (Result.isComplexFloat()) {
9510       Result.getComplexFloatReal().subtract(RHS.getComplexFloatReal(),
9511                                             APFloat::rmNearestTiesToEven);
9512       if (LHSReal) {
9513         Result.getComplexFloatImag() = RHS.getComplexFloatImag();
9514         Result.getComplexFloatImag().changeSign();
9515       } else if (!RHSReal) {
9516         Result.getComplexFloatImag().subtract(RHS.getComplexFloatImag(),
9517                                               APFloat::rmNearestTiesToEven);
9518       }
9519     } else {
9520       Result.getComplexIntReal() -= RHS.getComplexIntReal();
9521       Result.getComplexIntImag() -= RHS.getComplexIntImag();
9522     }
9523     break;
9524   case BO_Mul:
9525     if (Result.isComplexFloat()) {
9526       // This is an implementation of complex multiplication according to the
9527       // constraints laid out in C11 Annex G. The implemention uses the
9528       // following naming scheme:
9529       //   (a + ib) * (c + id)
9530       ComplexValue LHS = Result;
9531       APFloat &A = LHS.getComplexFloatReal();
9532       APFloat &B = LHS.getComplexFloatImag();
9533       APFloat &C = RHS.getComplexFloatReal();
9534       APFloat &D = RHS.getComplexFloatImag();
9535       APFloat &ResR = Result.getComplexFloatReal();
9536       APFloat &ResI = Result.getComplexFloatImag();
9537       if (LHSReal) {
9538         assert(!RHSReal && "Cannot have two real operands for a complex op!");
9539         ResR = A * C;
9540         ResI = A * D;
9541       } else if (RHSReal) {
9542         ResR = C * A;
9543         ResI = C * B;
9544       } else {
9545         // In the fully general case, we need to handle NaNs and infinities
9546         // robustly.
9547         APFloat AC = A * C;
9548         APFloat BD = B * D;
9549         APFloat AD = A * D;
9550         APFloat BC = B * C;
9551         ResR = AC - BD;
9552         ResI = AD + BC;
9553         if (ResR.isNaN() && ResI.isNaN()) {
9554           bool Recalc = false;
9555           if (A.isInfinity() || B.isInfinity()) {
9556             A = APFloat::copySign(
9557                 APFloat(A.getSemantics(), A.isInfinity() ? 1 : 0), A);
9558             B = APFloat::copySign(
9559                 APFloat(B.getSemantics(), B.isInfinity() ? 1 : 0), B);
9560             if (C.isNaN())
9561               C = APFloat::copySign(APFloat(C.getSemantics()), C);
9562             if (D.isNaN())
9563               D = APFloat::copySign(APFloat(D.getSemantics()), D);
9564             Recalc = true;
9565           }
9566           if (C.isInfinity() || D.isInfinity()) {
9567             C = APFloat::copySign(
9568                 APFloat(C.getSemantics(), C.isInfinity() ? 1 : 0), C);
9569             D = APFloat::copySign(
9570                 APFloat(D.getSemantics(), D.isInfinity() ? 1 : 0), D);
9571             if (A.isNaN())
9572               A = APFloat::copySign(APFloat(A.getSemantics()), A);
9573             if (B.isNaN())
9574               B = APFloat::copySign(APFloat(B.getSemantics()), B);
9575             Recalc = true;
9576           }
9577           if (!Recalc && (AC.isInfinity() || BD.isInfinity() ||
9578                           AD.isInfinity() || BC.isInfinity())) {
9579             if (A.isNaN())
9580               A = APFloat::copySign(APFloat(A.getSemantics()), A);
9581             if (B.isNaN())
9582               B = APFloat::copySign(APFloat(B.getSemantics()), B);
9583             if (C.isNaN())
9584               C = APFloat::copySign(APFloat(C.getSemantics()), C);
9585             if (D.isNaN())
9586               D = APFloat::copySign(APFloat(D.getSemantics()), D);
9587             Recalc = true;
9588           }
9589           if (Recalc) {
9590             ResR = APFloat::getInf(A.getSemantics()) * (A * C - B * D);
9591             ResI = APFloat::getInf(A.getSemantics()) * (A * D + B * C);
9592           }
9593         }
9594       }
9595     } else {
9596       ComplexValue LHS = Result;
9597       Result.getComplexIntReal() =
9598         (LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntReal() -
9599          LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntImag());
9600       Result.getComplexIntImag() =
9601         (LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntImag() +
9602          LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntReal());
9603     }
9604     break;
9605   case BO_Div:
9606     if (Result.isComplexFloat()) {
9607       // This is an implementation of complex division according to the
9608       // constraints laid out in C11 Annex G. The implemention uses the
9609       // following naming scheme:
9610       //   (a + ib) / (c + id)
9611       ComplexValue LHS = Result;
9612       APFloat &A = LHS.getComplexFloatReal();
9613       APFloat &B = LHS.getComplexFloatImag();
9614       APFloat &C = RHS.getComplexFloatReal();
9615       APFloat &D = RHS.getComplexFloatImag();
9616       APFloat &ResR = Result.getComplexFloatReal();
9617       APFloat &ResI = Result.getComplexFloatImag();
9618       if (RHSReal) {
9619         ResR = A / C;
9620         ResI = B / C;
9621       } else {
9622         if (LHSReal) {
9623           // No real optimizations we can do here, stub out with zero.
9624           B = APFloat::getZero(A.getSemantics());
9625         }
9626         int DenomLogB = 0;
9627         APFloat MaxCD = maxnum(abs(C), abs(D));
9628         if (MaxCD.isFinite()) {
9629           DenomLogB = ilogb(MaxCD);
9630           C = scalbn(C, -DenomLogB, APFloat::rmNearestTiesToEven);
9631           D = scalbn(D, -DenomLogB, APFloat::rmNearestTiesToEven);
9632         }
9633         APFloat Denom = C * C + D * D;
9634         ResR = scalbn((A * C + B * D) / Denom, -DenomLogB,
9635                       APFloat::rmNearestTiesToEven);
9636         ResI = scalbn((B * C - A * D) / Denom, -DenomLogB,
9637                       APFloat::rmNearestTiesToEven);
9638         if (ResR.isNaN() && ResI.isNaN()) {
9639           if (Denom.isPosZero() && (!A.isNaN() || !B.isNaN())) {
9640             ResR = APFloat::getInf(ResR.getSemantics(), C.isNegative()) * A;
9641             ResI = APFloat::getInf(ResR.getSemantics(), C.isNegative()) * B;
9642           } else if ((A.isInfinity() || B.isInfinity()) && C.isFinite() &&
9643                      D.isFinite()) {
9644             A = APFloat::copySign(
9645                 APFloat(A.getSemantics(), A.isInfinity() ? 1 : 0), A);
9646             B = APFloat::copySign(
9647                 APFloat(B.getSemantics(), B.isInfinity() ? 1 : 0), B);
9648             ResR = APFloat::getInf(ResR.getSemantics()) * (A * C + B * D);
9649             ResI = APFloat::getInf(ResI.getSemantics()) * (B * C - A * D);
9650           } else if (MaxCD.isInfinity() && A.isFinite() && B.isFinite()) {
9651             C = APFloat::copySign(
9652                 APFloat(C.getSemantics(), C.isInfinity() ? 1 : 0), C);
9653             D = APFloat::copySign(
9654                 APFloat(D.getSemantics(), D.isInfinity() ? 1 : 0), D);
9655             ResR = APFloat::getZero(ResR.getSemantics()) * (A * C + B * D);
9656             ResI = APFloat::getZero(ResI.getSemantics()) * (B * C - A * D);
9657           }
9658         }
9659       }
9660     } else {
9661       if (RHS.getComplexIntReal() == 0 && RHS.getComplexIntImag() == 0)
9662         return Error(E, diag::note_expr_divide_by_zero);
9663
9664       ComplexValue LHS = Result;
9665       APSInt Den = RHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntReal() +
9666         RHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntImag();
9667       Result.getComplexIntReal() =
9668         (LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntReal() +
9669          LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntImag()) / Den;
9670       Result.getComplexIntImag() =
9671         (LHS.getComplexIntImag() * RHS.getComplexIntReal() -
9672          LHS.getComplexIntReal() * RHS.getComplexIntImag()) / Den;
9673     }
9674     break;
9675   }
9676
9677   return true;
9678 }
9679
9680 bool ComplexExprEvaluator::VisitUnaryOperator(const UnaryOperator *E) {
9681   // Get the operand value into 'Result'.
9682   if (!Visit(E->getSubExpr()))
9683     return false;
9684
9685   switch (E->getOpcode()) {
9686   default:
9687     return Error(E);
9688   case UO_Extension:
9689     return true;
9690   case UO_Plus:
9691     // The result is always just the subexpr.
9692     return true;
9693   case UO_Minus:
9694     if (Result.isComplexFloat()) {
9695       Result.getComplexFloatReal().changeSign();
9696       Result.getComplexFloatImag().changeSign();
9697     }
9698     else {
9699       Result.getComplexIntReal() = -Result.getComplexIntReal();
9700       Result.getComplexIntImag() = -Result.getComplexIntImag();
9701     }
9702     return true;
9703   case UO_Not:
9704     if (Result.isComplexFloat())
9705       Result.getComplexFloatImag().changeSign();
9706     else
9707       Result.getComplexIntImag() = -Result.getComplexIntImag();
9708     return true;
9709   }
9710 }
9711
9712 bool ComplexExprEvaluator::VisitInitListExpr(const InitListExpr *E) {
9713   if (E->getNumInits() == 2) {
9714     if (E->getType()->isComplexType()) {
9715       Result.makeComplexFloat();
9716       if (!EvaluateFloat(E->getInit(0), Result.FloatReal, Info))
9717         return false;
9718       if (!EvaluateFloat(E->getInit(1), Result.FloatImag, Info))
9719         return false;
9720     } else {
9721       Result.makeComplexInt();
9722       if (!EvaluateInteger(E->getInit(0), Result.IntReal, Info))
9723         return false;
9724       if (!EvaluateInteger(E->getInit(1), Result.IntImag, Info))
9725         return false;
9726     }
9727     return true;
9728   }
9729   return ExprEvaluatorBaseTy::VisitInitListExpr(E);
9730 }
9731
9732 //===----------------------------------------------------------------------===//
9733 // Atomic expression evaluation, essentially just handling the NonAtomicToAtomic
9734 // implicit conversion.
9735 //===----------------------------------------------------------------------===//
9736
9737 namespace {
9738 class AtomicExprEvaluator :
9739     public ExprEvaluatorBase<AtomicExprEvaluator> {
9740   const LValue *This;
9741   APValue &Result;
9742 public:
9743   AtomicExprEvaluator(EvalInfo &Info, const LValue *This, APValue &Result)
9744       : ExprEvaluatorBaseTy(Info), This(This), Result(Result) {}
9745
9746   bool Success(const APValue &V, const Expr *E) {
9747     Result = V;
9748     return true;
9749   }
9750
9751   bool ZeroInitialization(const Expr *E) {
9752     ImplicitValueInitExpr VIE(
9753         E->getType()->castAs<AtomicType>()->getValueType());
9754     // For atomic-qualified class (and array) types in C++, initialize the
9755     // _Atomic-wrapped subobject directly, in-place.
9756     return This ? EvaluateInPlace(Result, Info, *This, &VIE)
9757                 : Evaluate(Result, Info, &VIE);
9758   }
9759
9760   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
9761     switch (E->getCastKind()) {
9762     default:
9763       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
9764     case CK_NonAtomicToAtomic:
9765       return This ? EvaluateInPlace(Result, Info, *This, E->getSubExpr())
9766                   : Evaluate(Result, Info, E->getSubExpr());
9767     }
9768   }
9769 };
9770 } // end anonymous namespace
9771
9772 static bool EvaluateAtomic(const Expr *E, const LValue *This, APValue &Result,
9773                            EvalInfo &Info) {
9774   assert(E->isRValue() && E->getType()->isAtomicType());
9775   return AtomicExprEvaluator(Info, This, Result).Visit(E);
9776 }
9777
9778 //===----------------------------------------------------------------------===//
9779 // Void expression evaluation, primarily for a cast to void on the LHS of a
9780 // comma operator
9781 //===----------------------------------------------------------------------===//
9782
9783 namespace {
9784 class VoidExprEvaluator
9785   : public ExprEvaluatorBase<VoidExprEvaluator> {
9786 public:
9787   VoidExprEvaluator(EvalInfo &Info) : ExprEvaluatorBaseTy(Info) {}
9788
9789   bool Success(const APValue &V, const Expr *e) { return true; }
9790
9791   bool VisitCastExpr(const CastExpr *E) {
9792     switch (E->getCastKind()) {
9793     default:
9794       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCastExpr(E);
9795     case CK_ToVoid:
9796       VisitIgnoredValue(E->getSubExpr());
9797       return true;
9798     }
9799   }
9800
9801   bool VisitCallExpr(const CallExpr *E) {
9802     switch (E->getBuiltinCallee()) {
9803     default:
9804       return ExprEvaluatorBaseTy::VisitCallExpr(E);
9805     case Builtin::BI__assume:
9806     case Builtin::BI__builtin_assume:
9807       // The argument is not evaluated!
9808       return true;
9809     }
9810   }
9811 };
9812 } // end anonymous namespace
9813
9814 static bool EvaluateVoid(const Expr *E, EvalInfo &Info) {
9815   assert(E->isRValue() && E->getType()->isVoidType());
9816   return VoidExprEvaluator(Info).Visit(E);
9817 }
9818
9819 //===----------------------------------------------------------------------===//
9820 // Top level Expr::EvaluateAsRValue method.
9821 //===----------------------------------------------------------------------===//
9822
9823 static bool Evaluate(APValue &Result, EvalInfo &Info, const Expr *E) {
9824   // In C, function designators are not lvalues, but we evaluate them as if they
9825   // are.
9826   QualType T = E->getType();
9827   if (E->isGLValue() || T->isFunctionType()) {
9828     LValue LV;
9829     if (!EvaluateLValue(E, LV, Info))
9830       return false;
9831     LV.moveInto(Result);
9832   } else if (T->isVectorType()) {
9833     if (!EvaluateVector(E, Result, Info))
9834       return false;
9835   } else if (T->isIntegralOrEnumerationType()) {
9836     if (!IntExprEvaluator(Info, Result).Visit(E))
9837       return false;
9838   } else if (T->hasPointerRepresentation()) {
9839     LValue LV;
9840     if (!EvaluatePointer(E, LV, Info))
9841       return false;
9842     LV.moveInto(Result);
9843   } else if (T->isRealFloatingType()) {
9844     llvm::APFloat F(0.0);
9845     if (!EvaluateFloat(E, F, Info))
9846       return false;
9847     Result = APValue(F);
9848   } else if (T->isAnyComplexType()) {
9849     ComplexValue C;
9850     if (!EvaluateComplex(E, C, Info))
9851       return false;
9852     C.moveInto(Result);
9853   } else if (T->isMemberPointerType()) {
9854     MemberPtr P;
9855     if (!EvaluateMemberPointer(E, P, Info))
9856       return false;
9857     P.moveInto(Result);
9858     return true;
9859   } else if (T->isArrayType()) {
9860     LValue LV;
9861     LV.set(E, Info.CurrentCall->Index);
9862     APValue &Value = Info.CurrentCall->createTemporary(E, false);
9863     if (!EvaluateArray(E, LV, Value, Info))
9864       return false;
9865     Result = Value;
9866   } else if (T->isRecordType()) {
9867     LValue LV;
9868     LV.set(E, Info.CurrentCall->Index);
9869     APValue &Value = Info.CurrentCall->createTemporary(E, false);
9870     if (!EvaluateRecord(E, LV, Value, Info))
9871       return false;
9872     Result = Value;
9873   } else if (T->isVoidType()) {
9874     if (!Info.getLangOpts().CPlusPlus11)
9875       Info.CCEDiag(E, diag::note_constexpr_nonliteral)
9876         << E->getType();
9877     if (!EvaluateVoid(E, Info))
9878       return false;
9879   } else if (T->isAtomicType()) {
9880     QualType Unqual = T.getAtomicUnqualifiedType();
9881     if (Unqual->isArrayType() || Unqual->isRecordType()) {
9882       LValue LV;
9883       LV.set(E, Info.CurrentCall->Index);
9884       APValue &Value = Info.CurrentCall->createTemporary(E, false);
9885       if (!EvaluateAtomic(E, &LV, Value, Info))
9886         return false;
9887     } else {
9888       if (!EvaluateAtomic(E, nullptr, Result, Info))
9889         return false;
9890     }
9891   } else if (Info.getLangOpts().CPlusPlus11) {
9892     Info.FFDiag(E, diag::note_constexpr_nonliteral) << E->getType();
9893     return false;
9894   } else {
9895     Info.FFDiag(E, diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr);
9896     return false;
9897   }
9898
9899   return true;
9900 }
9901
9902 /// EvaluateInPlace - Evaluate an expression in-place in an APValue. In some
9903 /// cases, the in-place evaluation is essential, since later initializers for
9904 /// an object can indirectly refer to subobjects which were initialized earlier.
9905 static bool EvaluateInPlace(APValue &Result, EvalInfo &Info, const LValue &This,
9906                             const Expr *E, bool AllowNonLiteralTypes) {
9907   assert(!E->isValueDependent());
9908
9909   if (!AllowNonLiteralTypes && !CheckLiteralType(Info, E, &This))
9910     return false;
9911
9912   if (E->isRValue()) {
9913     // Evaluate arrays and record types in-place, so that later initializers can
9914     // refer to earlier-initialized members of the object.
9915     QualType T = E->getType();
9916     if (T->isArrayType())
9917       return EvaluateArray(E, This, Result, Info);
9918     else if (T->isRecordType())
9919       return EvaluateRecord(E, This, Result, Info);
9920     else if (T->isAtomicType()) {
9921       QualType Unqual = T.getAtomicUnqualifiedType();
9922       if (Unqual->isArrayType() || Unqual->isRecordType())
9923         return EvaluateAtomic(E, &This, Result, Info);
9924     }
9925   }
9926
9927   // For any other type, in-place evaluation is unimportant.
9928   return Evaluate(Result, Info, E);
9929 }
9930
9931 /// EvaluateAsRValue - Try to evaluate this expression, performing an implicit
9932 /// lvalue-to-rvalue cast if it is an lvalue.
9933 static bool EvaluateAsRValue(EvalInfo &Info, const Expr *E, APValue &Result) {
9934   if (E->getType().isNull())
9935     return false;
9936
9937   if (!CheckLiteralType(Info, E))
9938     return false;
9939
9940   if (!::Evaluate(Result, Info, E))
9941     return false;
9942
9943   if (E->isGLValue()) {
9944     LValue LV;
9945     LV.setFrom(Info.Ctx, Result);
9946     if (!handleLValueToRValueConversion(Info, E, E->getType(), LV, Result))
9947       return false;
9948   }
9949
9950   // Check this core constant expression is a constant expression.
9951   return CheckConstantExpression(Info, E->getExprLoc(), E->getType(), Result);
9952 }
9953
9954 static bool FastEvaluateAsRValue(const Expr *Exp, Expr::EvalResult &Result,
9955                                  const ASTContext &Ctx, bool &IsConst) {
9956   // Fast-path evaluations of integer literals, since we sometimes see files
9957   // containing vast quantities of these.
9958   if (const IntegerLiteral *L = dyn_cast<IntegerLiteral>(Exp)) {
9959     Result.Val = APValue(APSInt(L->getValue(),
9960                                 L->getType()->isUnsignedIntegerType()));
9961     IsConst = true;
9962     return true;
9963   }
9964
9965   // This case should be rare, but we need to check it before we check on
9966   // the type below.
9967   if (Exp->getType().isNull()) {
9968     IsConst = false;
9969     return true;
9970   }
9971   
9972   // FIXME: Evaluating values of large array and record types can cause
9973   // performance problems. Only do so in C++11 for now.
9974   if (Exp->isRValue() && (Exp->getType()->isArrayType() ||
9975                           Exp->getType()->isRecordType()) &&
9976       !Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11) {
9977     IsConst = false;
9978     return true;
9979   }
9980   return false;
9981 }
9982
9983
9984 /// EvaluateAsRValue - Return true if this is a constant which we can fold using
9985 /// any crazy technique (that has nothing to do with language standards) that
9986 /// we want to.  If this function returns true, it returns the folded constant
9987 /// in Result. If this expression is a glvalue, an lvalue-to-rvalue conversion
9988 /// will be applied to the result.
9989 bool Expr::EvaluateAsRValue(EvalResult &Result, const ASTContext &Ctx) const {
9990   bool IsConst;
9991   if (FastEvaluateAsRValue(this, Result, Ctx, IsConst))
9992     return IsConst;
9993   
9994   EvalInfo Info(Ctx, Result, EvalInfo::EM_IgnoreSideEffects);
9995   return ::EvaluateAsRValue(Info, this, Result.Val);
9996 }
9997
9998 bool Expr::EvaluateAsBooleanCondition(bool &Result,
9999                                       const ASTContext &Ctx) const {
10000   EvalResult Scratch;
10001   return EvaluateAsRValue(Scratch, Ctx) &&
10002          HandleConversionToBool(Scratch.Val, Result);
10003 }
10004
10005 static bool hasUnacceptableSideEffect(Expr::EvalStatus &Result,
10006                                       Expr::SideEffectsKind SEK) {
10007   return (SEK < Expr::SE_AllowSideEffects && Result.HasSideEffects) ||
10008          (SEK < Expr::SE_AllowUndefinedBehavior && Result.HasUndefinedBehavior);
10009 }
10010
10011 bool Expr::EvaluateAsInt(APSInt &Result, const ASTContext &Ctx,
10012                          SideEffectsKind AllowSideEffects) const {
10013   if (!getType()->isIntegralOrEnumerationType())
10014     return false;
10015
10016   EvalResult ExprResult;
10017   if (!EvaluateAsRValue(ExprResult, Ctx) || !ExprResult.Val.isInt() ||
10018       hasUnacceptableSideEffect(ExprResult, AllowSideEffects))
10019     return false;
10020
10021   Result = ExprResult.Val.getInt();
10022   return true;
10023 }
10024
10025 bool Expr::EvaluateAsFloat(APFloat &Result, const ASTContext &Ctx,
10026                            SideEffectsKind AllowSideEffects) const {
10027   if (!getType()->isRealFloatingType())
10028     return false;
10029
10030   EvalResult ExprResult;
10031   if (!EvaluateAsRValue(ExprResult, Ctx) || !ExprResult.Val.isFloat() ||
10032       hasUnacceptableSideEffect(ExprResult, AllowSideEffects))
10033     return false;
10034
10035   Result = ExprResult.Val.getFloat();
10036   return true;
10037 }
10038
10039 bool Expr::EvaluateAsLValue(EvalResult &Result, const ASTContext &Ctx) const {
10040   EvalInfo Info(Ctx, Result, EvalInfo::EM_ConstantFold);
10041
10042   LValue LV;
10043   if (!EvaluateLValue(this, LV, Info) || Result.HasSideEffects ||
10044       !CheckLValueConstantExpression(Info, getExprLoc(),
10045                                      Ctx.getLValueReferenceType(getType()), LV))
10046     return false;
10047
10048   LV.moveInto(Result.Val);
10049   return true;
10050 }
10051
10052 bool Expr::EvaluateAsInitializer(APValue &Value, const ASTContext &Ctx,
10053                                  const VarDecl *VD,
10054                             SmallVectorImpl<PartialDiagnosticAt> &Notes) const {
10055   // FIXME: Evaluating initializers for large array and record types can cause
10056   // performance problems. Only do so in C++11 for now.
10057   if (isRValue() && (getType()->isArrayType() || getType()->isRecordType()) &&
10058       !Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11)
10059     return false;
10060
10061   Expr::EvalStatus EStatus;
10062   EStatus.Diag = &Notes;
10063
10064   EvalInfo InitInfo(Ctx, EStatus, VD->isConstexpr()
10065                                       ? EvalInfo::EM_ConstantExpression
10066                                       : EvalInfo::EM_ConstantFold);
10067   InitInfo.setEvaluatingDecl(VD, Value);
10068
10069   LValue LVal;
10070   LVal.set(VD);
10071
10072   // C++11 [basic.start.init]p2:
10073   //  Variables with static storage duration or thread storage duration shall be
10074   //  zero-initialized before any other initialization takes place.
10075   // This behavior is not present in C.
10076   if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus && !VD->hasLocalStorage() &&
10077       !VD->getType()->isReferenceType()) {
10078     ImplicitValueInitExpr VIE(VD->getType());
10079     if (!EvaluateInPlace(Value, InitInfo, LVal, &VIE,
10080                          /*AllowNonLiteralTypes=*/true))
10081       return false;
10082   }
10083
10084   if (!EvaluateInPlace(Value, InitInfo, LVal, this,
10085                        /*AllowNonLiteralTypes=*/true) ||
10086       EStatus.HasSideEffects)
10087     return false;
10088
10089   return CheckConstantExpression(InitInfo, VD->getLocation(), VD->getType(),
10090                                  Value);
10091 }
10092
10093 /// isEvaluatable - Call EvaluateAsRValue to see if this expression can be
10094 /// constant folded, but discard the result.
10095 bool Expr::isEvaluatable(const ASTContext &Ctx, SideEffectsKind SEK) const {
10096   EvalResult Result;
10097   return EvaluateAsRValue(Result, Ctx) &&
10098          !hasUnacceptableSideEffect(Result, SEK);
10099 }
10100
10101 APSInt Expr::EvaluateKnownConstInt(const ASTContext &Ctx,
10102                     SmallVectorImpl<PartialDiagnosticAt> *Diag) const {
10103   EvalResult EvalResult;
10104   EvalResult.Diag = Diag;
10105   bool Result = EvaluateAsRValue(EvalResult, Ctx);
10106   (void)Result;
10107   assert(Result && "Could not evaluate expression");
10108   assert(EvalResult.Val.isInt() && "Expression did not evaluate to integer");
10109
10110   return EvalResult.Val.getInt();
10111 }
10112
10113 void Expr::EvaluateForOverflow(const ASTContext &Ctx) const {
10114   bool IsConst;
10115   EvalResult EvalResult;
10116   if (!FastEvaluateAsRValue(this, EvalResult, Ctx, IsConst)) {
10117     EvalInfo Info(Ctx, EvalResult, EvalInfo::EM_EvaluateForOverflow);
10118     (void)::EvaluateAsRValue(Info, this, EvalResult.Val);
10119   }
10120 }
10121
10122 bool Expr::EvalResult::isGlobalLValue() const {
10123   assert(Val.isLValue());
10124   return IsGlobalLValue(Val.getLValueBase());
10125 }
10126
10127
10128 /// isIntegerConstantExpr - this recursive routine will test if an expression is
10129 /// an integer constant expression.
10130
10131 /// FIXME: Pass up a reason why! Invalid operation in i-c-e, division by zero,
10132 /// comma, etc
10133
10134 // CheckICE - This function does the fundamental ICE checking: the returned
10135 // ICEDiag contains an ICEKind indicating whether the expression is an ICE,
10136 // and a (possibly null) SourceLocation indicating the location of the problem.
10137 //
10138 // Note that to reduce code duplication, this helper does no evaluation
10139 // itself; the caller checks whether the expression is evaluatable, and
10140 // in the rare cases where CheckICE actually cares about the evaluated
10141 // value, it calls into Evaluate.
10142
10143 namespace {
10144
10145 enum ICEKind {
10146   /// This expression is an ICE.
10147   IK_ICE,
10148   /// This expression is not an ICE, but if it isn't evaluated, it's
10149   /// a legal subexpression for an ICE. This return value is used to handle
10150   /// the comma operator in C99 mode, and non-constant subexpressions.
10151   IK_ICEIfUnevaluated,
10152   /// This expression is not an ICE, and is not a legal subexpression for one.
10153   IK_NotICE
10154 };
10155
10156 struct ICEDiag {
10157   ICEKind Kind;
10158   SourceLocation Loc;
10159
10160   ICEDiag(ICEKind IK, SourceLocation l) : Kind(IK), Loc(l) {}
10161 };
10162
10163 }
10164
10165 static ICEDiag NoDiag() { return ICEDiag(IK_ICE, SourceLocation()); }
10166
10167 static ICEDiag Worst(ICEDiag A, ICEDiag B) { return A.Kind >= B.Kind ? A : B; }
10168
10169 static ICEDiag CheckEvalInICE(const Expr* E, const ASTContext &Ctx) {
10170   Expr::EvalResult EVResult;
10171   if (!E->EvaluateAsRValue(EVResult, Ctx) || EVResult.HasSideEffects ||
10172       !EVResult.Val.isInt())
10173     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10174
10175   return NoDiag();
10176 }
10177
10178 static ICEDiag CheckICE(const Expr* E, const ASTContext &Ctx) {
10179   assert(!E->isValueDependent() && "Should not see value dependent exprs!");
10180   if (!E->getType()->isIntegralOrEnumerationType())
10181     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10182
10183   switch (E->getStmtClass()) {
10184 #define ABSTRACT_STMT(Node)
10185 #define STMT(Node, Base) case Expr::Node##Class:
10186 #define EXPR(Node, Base)
10187 #include "clang/AST/StmtNodes.inc"
10188   case Expr::PredefinedExprClass:
10189   case Expr::FloatingLiteralClass:
10190   case Expr::ImaginaryLiteralClass:
10191   case Expr::StringLiteralClass:
10192   case Expr::ArraySubscriptExprClass:
10193   case Expr::OMPArraySectionExprClass:
10194   case Expr::MemberExprClass:
10195   case Expr::CompoundAssignOperatorClass:
10196   case Expr::CompoundLiteralExprClass:
10197   case Expr::ExtVectorElementExprClass:
10198   case Expr::DesignatedInitExprClass:
10199   case Expr::ArrayInitLoopExprClass:
10200   case Expr::ArrayInitIndexExprClass:
10201   case Expr::NoInitExprClass:
10202   case Expr::DesignatedInitUpdateExprClass:
10203   case Expr::ImplicitValueInitExprClass:
10204   case Expr::ParenListExprClass:
10205   case Expr::VAArgExprClass:
10206   case Expr::AddrLabelExprClass:
10207   case Expr::StmtExprClass:
10208   case Expr::CXXMemberCallExprClass:
10209   case Expr::CUDAKernelCallExprClass:
10210   case Expr::CXXDynamicCastExprClass:
10211   case Expr::CXXTypeidExprClass:
10212   case Expr::CXXUuidofExprClass:
10213   case Expr::MSPropertyRefExprClass:
10214   case Expr::MSPropertySubscriptExprClass:
10215   case Expr::CXXNullPtrLiteralExprClass:
10216   case Expr::UserDefinedLiteralClass:
10217   case Expr::CXXThisExprClass:
10218   case Expr::CXXThrowExprClass:
10219   case Expr::CXXNewExprClass:
10220   case Expr::CXXDeleteExprClass:
10221   case Expr::CXXPseudoDestructorExprClass:
10222   case Expr::UnresolvedLookupExprClass:
10223   case Expr::TypoExprClass:
10224   case Expr::DependentScopeDeclRefExprClass:
10225   case Expr::CXXConstructExprClass:
10226   case Expr::CXXInheritedCtorInitExprClass:
10227   case Expr::CXXStdInitializerListExprClass:
10228   case Expr::CXXBindTemporaryExprClass:
10229   case Expr::ExprWithCleanupsClass:
10230   case Expr::CXXTemporaryObjectExprClass:
10231   case Expr::CXXUnresolvedConstructExprClass:
10232   case Expr::CXXDependentScopeMemberExprClass:
10233   case Expr::UnresolvedMemberExprClass:
10234   case Expr::ObjCStringLiteralClass:
10235   case Expr::ObjCBoxedExprClass:
10236   case Expr::ObjCArrayLiteralClass:
10237   case Expr::ObjCDictionaryLiteralClass:
10238   case Expr::ObjCEncodeExprClass:
10239   case Expr::ObjCMessageExprClass:
10240   case Expr::ObjCSelectorExprClass:
10241   case Expr::ObjCProtocolExprClass:
10242   case Expr::ObjCIvarRefExprClass:
10243   case Expr::ObjCPropertyRefExprClass:
10244   case Expr::ObjCSubscriptRefExprClass:
10245   case Expr::ObjCIsaExprClass:
10246   case Expr::ObjCAvailabilityCheckExprClass:
10247   case Expr::ShuffleVectorExprClass:
10248   case Expr::ConvertVectorExprClass:
10249   case Expr::BlockExprClass:
10250   case Expr::NoStmtClass:
10251   case Expr::OpaqueValueExprClass:
10252   case Expr::PackExpansionExprClass:
10253   case Expr::SubstNonTypeTemplateParmPackExprClass:
10254   case Expr::FunctionParmPackExprClass:
10255   case Expr::AsTypeExprClass:
10256   case Expr::ObjCIndirectCopyRestoreExprClass:
10257   case Expr::MaterializeTemporaryExprClass:
10258   case Expr::PseudoObjectExprClass:
10259   case Expr::AtomicExprClass:
10260   case Expr::LambdaExprClass:
10261   case Expr::CXXFoldExprClass:
10262   case Expr::CoawaitExprClass:
10263   case Expr::DependentCoawaitExprClass:
10264   case Expr::CoyieldExprClass:
10265     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10266
10267   case Expr::InitListExprClass: {
10268     // C++03 [dcl.init]p13: If T is a scalar type, then a declaration of the
10269     // form "T x = { a };" is equivalent to "T x = a;".
10270     // Unless we're initializing a reference, T is a scalar as it is known to be
10271     // of integral or enumeration type.
10272     if (E->isRValue())
10273       if (cast<InitListExpr>(E)->getNumInits() == 1)
10274         return CheckICE(cast<InitListExpr>(E)->getInit(0), Ctx);
10275     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10276   }
10277
10278   case Expr::SizeOfPackExprClass:
10279   case Expr::GNUNullExprClass:
10280     // GCC considers the GNU __null value to be an integral constant expression.
10281     return NoDiag();
10282
10283   case Expr::SubstNonTypeTemplateParmExprClass:
10284     return
10285       CheckICE(cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(E)->getReplacement(), Ctx);
10286
10287   case Expr::ParenExprClass:
10288     return CheckICE(cast<ParenExpr>(E)->getSubExpr(), Ctx);
10289   case Expr::GenericSelectionExprClass:
10290     return CheckICE(cast<GenericSelectionExpr>(E)->getResultExpr(), Ctx);
10291   case Expr::IntegerLiteralClass:
10292   case Expr::CharacterLiteralClass:
10293   case Expr::ObjCBoolLiteralExprClass:
10294   case Expr::CXXBoolLiteralExprClass:
10295   case Expr::CXXScalarValueInitExprClass:
10296   case Expr::TypeTraitExprClass:
10297   case Expr::ArrayTypeTraitExprClass:
10298   case Expr::ExpressionTraitExprClass:
10299   case Expr::CXXNoexceptExprClass:
10300     return NoDiag();
10301   case Expr::CallExprClass:
10302   case Expr::CXXOperatorCallExprClass: {
10303     // C99 6.6/3 allows function calls within unevaluated subexpressions of
10304     // constant expressions, but they can never be ICEs because an ICE cannot
10305     // contain an operand of (pointer to) function type.
10306     const CallExpr *CE = cast<CallExpr>(E);
10307     if (CE->getBuiltinCallee())
10308       return CheckEvalInICE(E, Ctx);
10309     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10310   }
10311   case Expr::DeclRefExprClass: {
10312     if (isa<EnumConstantDecl>(cast<DeclRefExpr>(E)->getDecl()))
10313       return NoDiag();
10314     const ValueDecl *D = dyn_cast<ValueDecl>(cast<DeclRefExpr>(E)->getDecl());
10315     if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus &&
10316         D && IsConstNonVolatile(D->getType())) {
10317       // Parameter variables are never constants.  Without this check,
10318       // getAnyInitializer() can find a default argument, which leads
10319       // to chaos.
10320       if (isa<ParmVarDecl>(D))
10321         return ICEDiag(IK_NotICE, cast<DeclRefExpr>(E)->getLocation());
10322
10323       // C++ 7.1.5.1p2
10324       //   A variable of non-volatile const-qualified integral or enumeration
10325       //   type initialized by an ICE can be used in ICEs.
10326       if (const VarDecl *Dcl = dyn_cast<VarDecl>(D)) {
10327         if (!Dcl->getType()->isIntegralOrEnumerationType())
10328           return ICEDiag(IK_NotICE, cast<DeclRefExpr>(E)->getLocation());
10329
10330         const VarDecl *VD;
10331         // Look for a declaration of this variable that has an initializer, and
10332         // check whether it is an ICE.
10333         if (Dcl->getAnyInitializer(VD) && VD->checkInitIsICE())
10334           return NoDiag();
10335         else
10336           return ICEDiag(IK_NotICE, cast<DeclRefExpr>(E)->getLocation());
10337       }
10338     }
10339     return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10340   }
10341   case Expr::UnaryOperatorClass: {
10342     const UnaryOperator *Exp = cast<UnaryOperator>(E);
10343     switch (Exp->getOpcode()) {
10344     case UO_PostInc:
10345     case UO_PostDec:
10346     case UO_PreInc:
10347     case UO_PreDec:
10348     case UO_AddrOf:
10349     case UO_Deref:
10350     case UO_Coawait:
10351       // C99 6.6/3 allows increment and decrement within unevaluated
10352       // subexpressions of constant expressions, but they can never be ICEs
10353       // because an ICE cannot contain an lvalue operand.
10354       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10355     case UO_Extension:
10356     case UO_LNot:
10357     case UO_Plus:
10358     case UO_Minus:
10359     case UO_Not:
10360     case UO_Real:
10361     case UO_Imag:
10362       return CheckICE(Exp->getSubExpr(), Ctx);
10363     }
10364
10365     // OffsetOf falls through here.
10366     LLVM_FALLTHROUGH;
10367   }
10368   case Expr::OffsetOfExprClass: {
10369     // Note that per C99, offsetof must be an ICE. And AFAIK, using
10370     // EvaluateAsRValue matches the proposed gcc behavior for cases like
10371     // "offsetof(struct s{int x[4];}, x[1.0])".  This doesn't affect
10372     // compliance: we should warn earlier for offsetof expressions with
10373     // array subscripts that aren't ICEs, and if the array subscripts
10374     // are ICEs, the value of the offsetof must be an integer constant.
10375     return CheckEvalInICE(E, Ctx);
10376   }
10377   case Expr::UnaryExprOrTypeTraitExprClass: {
10378     const UnaryExprOrTypeTraitExpr *Exp = cast<UnaryExprOrTypeTraitExpr>(E);
10379     if ((Exp->getKind() ==  UETT_SizeOf) &&
10380         Exp->getTypeOfArgument()->isVariableArrayType())
10381       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10382     return NoDiag();
10383   }
10384   case Expr::BinaryOperatorClass: {
10385     const BinaryOperator *Exp = cast<BinaryOperator>(E);
10386     switch (Exp->getOpcode()) {
10387     case BO_PtrMemD:
10388     case BO_PtrMemI:
10389     case BO_Assign:
10390     case BO_MulAssign:
10391     case BO_DivAssign:
10392     case BO_RemAssign:
10393     case BO_AddAssign:
10394     case BO_SubAssign:
10395     case BO_ShlAssign:
10396     case BO_ShrAssign:
10397     case BO_AndAssign:
10398     case BO_XorAssign:
10399     case BO_OrAssign:
10400       // C99 6.6/3 allows assignments within unevaluated subexpressions of
10401       // constant expressions, but they can never be ICEs because an ICE cannot
10402       // contain an lvalue operand.
10403       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10404
10405     case BO_Mul:
10406     case BO_Div:
10407     case BO_Rem:
10408     case BO_Add:
10409     case BO_Sub:
10410     case BO_Shl:
10411     case BO_Shr:
10412     case BO_LT:
10413     case BO_GT:
10414     case BO_LE:
10415     case BO_GE:
10416     case BO_EQ:
10417     case BO_NE:
10418     case BO_And:
10419     case BO_Xor:
10420     case BO_Or:
10421     case BO_Comma: {
10422       ICEDiag LHSResult = CheckICE(Exp->getLHS(), Ctx);
10423       ICEDiag RHSResult = CheckICE(Exp->getRHS(), Ctx);
10424       if (Exp->getOpcode() == BO_Div ||
10425           Exp->getOpcode() == BO_Rem) {
10426         // EvaluateAsRValue gives an error for undefined Div/Rem, so make sure
10427         // we don't evaluate one.
10428         if (LHSResult.Kind == IK_ICE && RHSResult.Kind == IK_ICE) {
10429           llvm::APSInt REval = Exp->getRHS()->EvaluateKnownConstInt(Ctx);
10430           if (REval == 0)
10431             return ICEDiag(IK_ICEIfUnevaluated, E->getLocStart());
10432           if (REval.isSigned() && REval.isAllOnesValue()) {
10433             llvm::APSInt LEval = Exp->getLHS()->EvaluateKnownConstInt(Ctx);
10434             if (LEval.isMinSignedValue())
10435               return ICEDiag(IK_ICEIfUnevaluated, E->getLocStart());
10436           }
10437         }
10438       }
10439       if (Exp->getOpcode() == BO_Comma) {
10440         if (Ctx.getLangOpts().C99) {
10441           // C99 6.6p3 introduces a strange edge case: comma can be in an ICE
10442           // if it isn't evaluated.
10443           if (LHSResult.Kind == IK_ICE && RHSResult.Kind == IK_ICE)
10444             return ICEDiag(IK_ICEIfUnevaluated, E->getLocStart());
10445         } else {
10446           // In both C89 and C++, commas in ICEs are illegal.
10447           return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10448         }
10449       }
10450       return Worst(LHSResult, RHSResult);
10451     }
10452     case BO_LAnd:
10453     case BO_LOr: {
10454       ICEDiag LHSResult = CheckICE(Exp->getLHS(), Ctx);
10455       ICEDiag RHSResult = CheckICE(Exp->getRHS(), Ctx);
10456       if (LHSResult.Kind == IK_ICE && RHSResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated) {
10457         // Rare case where the RHS has a comma "side-effect"; we need
10458         // to actually check the condition to see whether the side
10459         // with the comma is evaluated.
10460         if ((Exp->getOpcode() == BO_LAnd) !=
10461             (Exp->getLHS()->EvaluateKnownConstInt(Ctx) == 0))
10462           return RHSResult;
10463         return NoDiag();
10464       }
10465
10466       return Worst(LHSResult, RHSResult);
10467     }
10468     }
10469     LLVM_FALLTHROUGH;
10470   }
10471   case Expr::ImplicitCastExprClass:
10472   case Expr::CStyleCastExprClass:
10473   case Expr::CXXFunctionalCastExprClass:
10474   case Expr::CXXStaticCastExprClass:
10475   case Expr::CXXReinterpretCastExprClass:
10476   case Expr::CXXConstCastExprClass:
10477   case Expr::ObjCBridgedCastExprClass: {
10478     const Expr *SubExpr = cast<CastExpr>(E)->getSubExpr();
10479     if (isa<ExplicitCastExpr>(E)) {
10480       if (const FloatingLiteral *FL
10481             = dyn_cast<FloatingLiteral>(SubExpr->IgnoreParenImpCasts())) {
10482         unsigned DestWidth = Ctx.getIntWidth(E->getType());
10483         bool DestSigned = E->getType()->isSignedIntegerOrEnumerationType();
10484         APSInt IgnoredVal(DestWidth, !DestSigned);
10485         bool Ignored;
10486         // If the value does not fit in the destination type, the behavior is
10487         // undefined, so we are not required to treat it as a constant
10488         // expression.
10489         if (FL->getValue().convertToInteger(IgnoredVal,
10490                                             llvm::APFloat::rmTowardZero,
10491                                             &Ignored) & APFloat::opInvalidOp)
10492           return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10493         return NoDiag();
10494       }
10495     }
10496     switch (cast<CastExpr>(E)->getCastKind()) {
10497     case CK_LValueToRValue:
10498     case CK_AtomicToNonAtomic:
10499     case CK_NonAtomicToAtomic:
10500     case CK_NoOp:
10501     case CK_IntegralToBoolean:
10502     case CK_IntegralCast:
10503       return CheckICE(SubExpr, Ctx);
10504     default:
10505       return ICEDiag(IK_NotICE, E->getLocStart());
10506     }
10507   }
10508   case Expr::BinaryConditionalOperatorClass: {
10509     const BinaryConditionalOperator *Exp = cast<BinaryConditionalOperator>(E);
10510     ICEDiag CommonResult = CheckICE(Exp->getCommon(), Ctx);
10511     if (CommonResult.Kind == IK_NotICE) return CommonResult;
10512     ICEDiag FalseResult = CheckICE(Exp->getFalseExpr(), Ctx);
10513     if (FalseResult.Kind == IK_NotICE) return FalseResult;
10514     if (CommonResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated) return CommonResult;
10515     if (FalseResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated &&
10516         Exp->getCommon()->EvaluateKnownConstInt(Ctx) != 0) return NoDiag();
10517     return FalseResult;
10518   }
10519   case Expr::ConditionalOperatorClass: {
10520     const ConditionalOperator *Exp = cast<ConditionalOperator>(E);
10521     // If the condition (ignoring parens) is a __builtin_constant_p call,
10522     // then only the true side is actually considered in an integer constant
10523     // expression, and it is fully evaluated.  This is an important GNU
10524     // extension.  See GCC PR38377 for discussion.
10525     if (const CallExpr *CallCE
10526         = dyn_cast<CallExpr>(Exp->getCond()->IgnoreParenCasts()))
10527       if (CallCE->getBuiltinCallee() == Builtin::BI__builtin_constant_p)
10528         return CheckEvalInICE(E, Ctx);
10529     ICEDiag CondResult = CheckICE(Exp->getCond(), Ctx);
10530     if (CondResult.Kind == IK_NotICE)
10531       return CondResult;
10532
10533     ICEDiag TrueResult = CheckICE(Exp->getTrueExpr(), Ctx);
10534     ICEDiag FalseResult = CheckICE(Exp->getFalseExpr(), Ctx);
10535
10536     if (TrueResult.Kind == IK_NotICE)
10537       return TrueResult;
10538     if (FalseResult.Kind == IK_NotICE)
10539       return FalseResult;
10540     if (CondResult.Kind == IK_ICEIfUnevaluated)
10541       return CondResult;
10542     if (TrueResult.Kind == IK_ICE && FalseResult.Kind == IK_ICE)
10543       return NoDiag();
10544     // Rare case where the diagnostics depend on which side is evaluated
10545     // Note that if we get here, CondResult is 0, and at least one of
10546     // TrueResult and FalseResult is non-zero.
10547     if (Exp->getCond()->EvaluateKnownConstInt(Ctx) == 0)
10548       return FalseResult;
10549     return TrueResult;
10550   }
10551   case Expr::CXXDefaultArgExprClass:
10552     return CheckICE(cast<CXXDefaultArgExpr>(E)->getExpr(), Ctx);
10553   case Expr::CXXDefaultInitExprClass:
10554     return CheckICE(cast<CXXDefaultInitExpr>(E)->getExpr(), Ctx);
10555   case Expr::ChooseExprClass: {
10556     return CheckICE(cast<ChooseExpr>(E)->getChosenSubExpr(), Ctx);
10557   }
10558   }
10559
10560   llvm_unreachable("Invalid StmtClass!");
10561 }
10562
10563 /// Evaluate an expression as a C++11 integral constant expression.
10564 static bool EvaluateCPlusPlus11IntegralConstantExpr(const ASTContext &Ctx,
10565                                                     const Expr *E,
10566                                                     llvm::APSInt *Value,
10567                                                     SourceLocation *Loc) {
10568   if (!E->getType()->isIntegralOrEnumerationType()) {
10569     if (Loc) *Loc = E->getExprLoc();
10570     return false;
10571   }
10572
10573   APValue Result;
10574   if (!E->isCXX11ConstantExpr(Ctx, &Result, Loc))
10575     return false;
10576
10577   if (!Result.isInt()) {
10578     if (Loc) *Loc = E->getExprLoc();
10579     return false;
10580   }
10581
10582   if (Value) *Value = Result.getInt();
10583   return true;
10584 }
10585
10586 bool Expr::isIntegerConstantExpr(const ASTContext &Ctx,
10587                                  SourceLocation *Loc) const {
10588   if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11)
10589     return EvaluateCPlusPlus11IntegralConstantExpr(Ctx, this, nullptr, Loc);
10590
10591   ICEDiag D = CheckICE(this, Ctx);
10592   if (D.Kind != IK_ICE) {
10593     if (Loc) *Loc = D.Loc;
10594     return false;
10595   }
10596   return true;
10597 }
10598
10599 bool Expr::isIntegerConstantExpr(llvm::APSInt &Value, const ASTContext &Ctx,
10600                                  SourceLocation *Loc, bool isEvaluated) const {
10601   if (Ctx.getLangOpts().CPlusPlus11)
10602     return EvaluateCPlusPlus11IntegralConstantExpr(Ctx, this, &Value, Loc);
10603
10604   if (!isIntegerConstantExpr(Ctx, Loc))
10605     return false;
10606   // The only possible side-effects here are due to UB discovered in the
10607   // evaluation (for instance, INT_MAX + 1). In such a case, we are still
10608   // required to treat the expression as an ICE, so we produce the folded
10609   // value.
10610   if (!EvaluateAsInt(Value, Ctx, SE_AllowSideEffects))
10611     llvm_unreachable("ICE cannot be evaluated!");
10612   return true;
10613 }
10614
10615 bool Expr::isCXX98IntegralConstantExpr(const ASTContext &Ctx) const {
10616   return CheckICE(this, Ctx).Kind == IK_ICE;
10617 }
10618
10619 bool Expr::isCXX11ConstantExpr(const ASTContext &Ctx, APValue *Result,
10620                                SourceLocation *Loc) const {
10621   // We support this checking in C++98 mode in order to diagnose compatibility
10622   // issues.
10623   assert(Ctx.getLangOpts().CPlusPlus);
10624
10625   // Build evaluation settings.
10626   Expr::EvalStatus Status;
10627   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Diags;
10628   Status.Diag = &Diags;
10629   EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantExpression);
10630
10631   APValue Scratch;
10632   bool IsConstExpr = ::EvaluateAsRValue(Info, this, Result ? *Result : Scratch);
10633
10634   if (!Diags.empty()) {
10635     IsConstExpr = false;
10636     if (Loc) *Loc = Diags[0].first;
10637   } else if (!IsConstExpr) {
10638     // FIXME: This shouldn't happen.
10639     if (Loc) *Loc = getExprLoc();
10640   }
10641
10642   return IsConstExpr;
10643 }
10644
10645 bool Expr::EvaluateWithSubstitution(APValue &Value, ASTContext &Ctx,
10646                                     const FunctionDecl *Callee,
10647                                     ArrayRef<const Expr*> Args,
10648                                     const Expr *This) const {
10649   Expr::EvalStatus Status;
10650   EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantExpressionUnevaluated);
10651
10652   LValue ThisVal;
10653   const LValue *ThisPtr = nullptr;
10654   if (This) {
10655 #ifndef NDEBUG
10656     auto *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Callee);
10657     assert(MD && "Don't provide `this` for non-methods.");
10658     assert(!MD->isStatic() && "Don't provide `this` for static methods.");
10659 #endif
10660     if (EvaluateObjectArgument(Info, This, ThisVal))
10661       ThisPtr = &ThisVal;
10662     if (Info.EvalStatus.HasSideEffects)
10663       return false;
10664   }
10665
10666   ArgVector ArgValues(Args.size());
10667   for (ArrayRef<const Expr*>::iterator I = Args.begin(), E = Args.end();
10668        I != E; ++I) {
10669     if ((*I)->isValueDependent() ||
10670         !Evaluate(ArgValues[I - Args.begin()], Info, *I))
10671       // If evaluation fails, throw away the argument entirely.
10672       ArgValues[I - Args.begin()] = APValue();
10673     if (Info.EvalStatus.HasSideEffects)
10674       return false;
10675   }
10676
10677   // Build fake call to Callee.
10678   CallStackFrame Frame(Info, Callee->getLocation(), Callee, ThisPtr,
10679                        ArgValues.data());
10680   return Evaluate(Value, Info, this) && !Info.EvalStatus.HasSideEffects;
10681 }
10682
10683 bool Expr::isPotentialConstantExpr(const FunctionDecl *FD,
10684                                    SmallVectorImpl<
10685                                      PartialDiagnosticAt> &Diags) {
10686   // FIXME: It would be useful to check constexpr function templates, but at the
10687   // moment the constant expression evaluator cannot cope with the non-rigorous
10688   // ASTs which we build for dependent expressions.
10689   if (FD->isDependentContext())
10690     return true;
10691
10692   Expr::EvalStatus Status;
10693   Status.Diag = &Diags;
10694
10695   EvalInfo Info(FD->getASTContext(), Status,
10696                 EvalInfo::EM_PotentialConstantExpression);
10697
10698   const CXXMethodDecl *MD = dyn_cast<CXXMethodDecl>(FD);
10699   const CXXRecordDecl *RD = MD ? MD->getParent()->getCanonicalDecl() : nullptr;
10700
10701   // Fabricate an arbitrary expression on the stack and pretend that it
10702   // is a temporary being used as the 'this' pointer.
10703   LValue This;
10704   ImplicitValueInitExpr VIE(RD ? Info.Ctx.getRecordType(RD) : Info.Ctx.IntTy);
10705   This.set(&VIE, Info.CurrentCall->Index);
10706
10707   ArrayRef<const Expr*> Args;
10708
10709   APValue Scratch;
10710   if (const CXXConstructorDecl *CD = dyn_cast<CXXConstructorDecl>(FD)) {
10711     // Evaluate the call as a constant initializer, to allow the construction
10712     // of objects of non-literal types.
10713     Info.setEvaluatingDecl(This.getLValueBase(), Scratch);
10714     HandleConstructorCall(&VIE, This, Args, CD, Info, Scratch);
10715   } else {
10716     SourceLocation Loc = FD->getLocation();
10717     HandleFunctionCall(Loc, FD, (MD && MD->isInstance()) ? &This : nullptr,
10718                        Args, FD->getBody(), Info, Scratch, nullptr);
10719   }
10720
10721   return Diags.empty();
10722 }
10723
10724 bool Expr::isPotentialConstantExprUnevaluated(Expr *E,
10725                                               const FunctionDecl *FD,
10726                                               SmallVectorImpl<
10727                                                 PartialDiagnosticAt> &Diags) {
10728   Expr::EvalStatus Status;
10729   Status.Diag = &Diags;
10730
10731   EvalInfo Info(FD->getASTContext(), Status,
10732                 EvalInfo::EM_PotentialConstantExpressionUnevaluated);
10733
10734   // Fabricate a call stack frame to give the arguments a plausible cover story.
10735   ArrayRef<const Expr*> Args;
10736   ArgVector ArgValues(0);
10737   bool Success = EvaluateArgs(Args, ArgValues, Info);
10738   (void)Success;
10739   assert(Success &&
10740          "Failed to set up arguments for potential constant evaluation");
10741   CallStackFrame Frame(Info, SourceLocation(), FD, nullptr, ArgValues.data());
10742
10743   APValue ResultScratch;
10744   Evaluate(ResultScratch, Info, E);
10745   return Diags.empty();
10746 }
10747
10748 bool Expr::tryEvaluateObjectSize(uint64_t &Result, ASTContext &Ctx,
10749                                  unsigned Type) const {
10750   if (!getType()->isPointerType())
10751     return false;
10752
10753   Expr::EvalStatus Status;
10754   EvalInfo Info(Ctx, Status, EvalInfo::EM_ConstantFold);
10755   return tryEvaluateBuiltinObjectSize(this, Type, Info, Result);
10756 }