granicus.if.org Git - clang/blob - lib/Sema/SemaTemplate.cpp

   1 //===------- SemaTemplate.cpp - Semantic Analysis for C++ Templates -------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //===----------------------------------------------------------------------===//
   8 //
   9 //  This file implements semantic analysis for C++ templates.
  10 //===----------------------------------------------------------------------===//
  11
  12 #include "TreeTransform.h"
  13 #include "clang/AST/ASTConsumer.h"
  14 #include "clang/AST/ASTContext.h"
  15 #include "clang/AST/DeclFriend.h"
  16 #include "clang/AST/DeclTemplate.h"
  17 #include "clang/AST/Expr.h"
  18 #include "clang/AST/ExprCXX.h"
  19 #include "clang/AST/RecursiveASTVisitor.h"
  20 #include "clang/AST/TypeVisitor.h"
  21 #include "clang/Basic/Builtins.h"
  22 #include "clang/Basic/LangOptions.h"
  23 #include "clang/Basic/PartialDiagnostic.h"
  24 #include "clang/Basic/TargetInfo.h"
  25 #include "clang/Sema/DeclSpec.h"
  26 #include "clang/Sema/Lookup.h"
  27 #include "clang/Sema/ParsedTemplate.h"
  28 #include "clang/Sema/Scope.h"
  29 #include "clang/Sema/SemaInternal.h"
  30 #include "clang/Sema/Template.h"
  31 #include "clang/Sema/TemplateDeduction.h"
  32 #include "llvm/ADT/SmallBitVector.h"
  33 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  34 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  35
  36 using namespace clang;
  37 using namespace sema;
  38
  39 // Exported for use by Parser.
  40 SourceRange
  41 clang::getTemplateParamsRange(TemplateParameterList const * const *Ps,
  42                               unsigned N) {
  43   if (!N) return SourceRange();
  44   return SourceRange(Ps[0]->getTemplateLoc(), Ps[N-1]->getRAngleLoc());
  45 }
  46
  47 /// \brief Determine whether the declaration found is acceptable as the name
  48 /// of a template and, if so, return that template declaration. Otherwise,
  49 /// returns NULL.
  50 static NamedDecl *isAcceptableTemplateName(ASTContext &Context,
  51                                            NamedDecl *Orig,
  52                                            bool AllowFunctionTemplates) {
  53   NamedDecl *D = Orig->getUnderlyingDecl();
  54
  55   if (isa<TemplateDecl>(D)) {
  56     if (!AllowFunctionTemplates && isa<FunctionTemplateDecl>(D))
  57       return nullptr;
  58
  59     return Orig;
  60   }
  61
  62   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D)) {
  63     // C++ [temp.local]p1:
  64     //   Like normal (non-template) classes, class templates have an
  65     //   injected-class-name (Clause 9). The injected-class-name
  66     //   can be used with or without a template-argument-list. When
  67     //   it is used without a template-argument-list, it is
  68     //   equivalent to the injected-class-name followed by the
  69     //   template-parameters of the class template enclosed in
  70     //   <>. When it is used with a template-argument-list, it
  71     //   refers to the specified class template specialization,
  72     //   which could be the current specialization or another
  73     //   specialization.
  74     if (Record->isInjectedClassName()) {
  75       Record = cast<CXXRecordDecl>(Record->getDeclContext());
  76       if (Record->getDescribedClassTemplate())
  77         return Record->getDescribedClassTemplate();
  78
  79       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
  80             = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record))
  81         return Spec->getSpecializedTemplate();
  82     }
  83
  84     return nullptr;
  85   }
  86
  87   return nullptr;
  88 }
  89
  90 void Sema::FilterAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
  91                                          bool AllowFunctionTemplates) {
  92   // The set of class templates we've already seen.
  93   llvm::SmallPtrSet<ClassTemplateDecl *, 8> ClassTemplates;
  94   LookupResult::Filter filter = R.makeFilter();
  95   while (filter.hasNext()) {
  96     NamedDecl *Orig = filter.next();
  97     NamedDecl *Repl = isAcceptableTemplateName(Context, Orig,
  98                                                AllowFunctionTemplates);
  99     if (!Repl)
 100       filter.erase();
 101     else if (Repl != Orig) {
 102
 103       // C++ [temp.local]p3:
 104       //   A lookup that finds an injected-class-name (10.2) can result in an
 105       //   ambiguity in certain cases (for example, if it is found in more than
 106       //   one base class). If all of the injected-class-names that are found
 107       //   refer to specializations of the same class template, and if the name
 108       //   is used as a template-name, the reference refers to the class
 109       //   template itself and not a specialization thereof, and is not
 110       //   ambiguous.
 111       if (ClassTemplateDecl *ClassTmpl = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Repl))
 112         if (!ClassTemplates.insert(ClassTmpl).second) {
 113           filter.erase();
 114           continue;
 115         }
 116
 117       // FIXME: we promote access to public here as a workaround to
 118       // the fact that LookupResult doesn't let us remember that we
 119       // found this template through a particular injected class name,
 120       // which means we end up doing nasty things to the invariants.
 121       // Pretending that access is public is *much* safer.
 122       filter.replace(Repl, AS_public);
 123     }
 124   }
 125   filter.done();
 126 }
 127
 128 bool Sema::hasAnyAcceptableTemplateNames(LookupResult &R,
 129                                          bool AllowFunctionTemplates) {
 130   for (LookupResult::iterator I = R.begin(), IEnd = R.end(); I != IEnd; ++I)
 131     if (isAcceptableTemplateName(Context, *I, AllowFunctionTemplates))
 132       return true;
 133
 134   return false;
 135 }
 136
 137 TemplateNameKind Sema::isTemplateName(Scope *S,
 138                                       CXXScopeSpec &SS,
 139                                       bool hasTemplateKeyword,
 140                                       UnqualifiedId &Name,
 141                                       ParsedType ObjectTypePtr,
 142                                       bool EnteringContext,
 143                                       TemplateTy &TemplateResult,
 144                                       bool &MemberOfUnknownSpecialization) {
 145   assert(getLangOpts().CPlusPlus && "No template names in C!");
 146
 147   DeclarationName TName;
 148   MemberOfUnknownSpecialization = false;
 149
 150   switch (Name.getKind()) {
 151   case UnqualifiedId::IK_Identifier:
 152     TName = DeclarationName(Name.Identifier);
 153     break;
 154
 155   case UnqualifiedId::IK_OperatorFunctionId:
 156     TName = Context.DeclarationNames.getCXXOperatorName(
 157                                               Name.OperatorFunctionId.Operator);
 158     break;
 159
 160   case UnqualifiedId::IK_LiteralOperatorId:
 161     TName = Context.DeclarationNames.getCXXLiteralOperatorName(Name.Identifier);
 162     break;
 163
 164   default:
 165     return TNK_Non_template;
 166   }
 167
 168   QualType ObjectType = ObjectTypePtr.get();
 169
 170   LookupResult R(*this, TName, Name.getLocStart(), LookupOrdinaryName);
 171   LookupTemplateName(R, S, SS, ObjectType, EnteringContext,
 172                      MemberOfUnknownSpecialization);
 173   if (R.empty()) return TNK_Non_template;
 174   if (R.isAmbiguous()) {
 175     // Suppress diagnostics;  we'll redo this lookup later.
 176     R.suppressDiagnostics();
 177
 178     // FIXME: we might have ambiguous templates, in which case we
 179     // should at least parse them properly!
 180     return TNK_Non_template;
 181   }
 182
 183   TemplateName Template;
 184   TemplateNameKind TemplateKind;
 185
 186   unsigned ResultCount = R.end() - R.begin();
 187   if (ResultCount > 1) {
 188     // We assume that we'll preserve the qualifier from a function
 189     // template name in other ways.
 190     Template = Context.getOverloadedTemplateName(R.begin(), R.end());
 191     TemplateKind = TNK_Function_template;
 192
 193     // We'll do this lookup again later.
 194     R.suppressDiagnostics();
 195   } else {
 196     TemplateDecl *TD = cast<TemplateDecl>((*R.begin())->getUnderlyingDecl());
 197
 198     if (SS.isSet() && !SS.isInvalid()) {
 199       NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
 200       Template = Context.getQualifiedTemplateName(Qualifier,
 201                                                   hasTemplateKeyword, TD);
 202     } else {
 203       Template = TemplateName(TD);
 204     }
 205
 206     if (isa<FunctionTemplateDecl>(TD)) {
 207       TemplateKind = TNK_Function_template;
 208
 209       // We'll do this lookup again later.
 210       R.suppressDiagnostics();
 211     } else {
 212       assert(isa<ClassTemplateDecl>(TD) || isa<TemplateTemplateParmDecl>(TD) ||
 213              isa<TypeAliasTemplateDecl>(TD) || isa<VarTemplateDecl>(TD) ||
 214              isa<BuiltinTemplateDecl>(TD));
 215       TemplateKind =
 216           isa<VarTemplateDecl>(TD) ? TNK_Var_template : TNK_Type_template;
 217     }
 218   }
 219
 220   TemplateResult = TemplateTy::make(Template);
 221   return TemplateKind;
 222 }
 223
 224 bool Sema::DiagnoseUnknownTemplateName(const IdentifierInfo &II,
 225                                        SourceLocation IILoc,
 226                                        Scope *S,
 227                                        const CXXScopeSpec *SS,
 228                                        TemplateTy &SuggestedTemplate,
 229                                        TemplateNameKind &SuggestedKind) {
 230   // We can't recover unless there's a dependent scope specifier preceding the
 231   // template name.
 232   // FIXME: Typo correction?
 233   if (!SS || !SS->isSet() || !isDependentScopeSpecifier(*SS) ||
 234       computeDeclContext(*SS))
 235     return false;
 236
 237   // The code is missing a 'template' keyword prior to the dependent template
 238   // name.
 239   NestedNameSpecifier *Qualifier = (NestedNameSpecifier*)SS->getScopeRep();
 240   Diag(IILoc, diag::err_template_kw_missing)
 241     << Qualifier << II.getName()
 242     << FixItHint::CreateInsertion(IILoc, "template ");
 243   SuggestedTemplate
 244     = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier, &II));
 245   SuggestedKind = TNK_Dependent_template_name;
 246   return true;
 247 }
 248
 249 void Sema::LookupTemplateName(LookupResult &Found,
 250                               Scope *S, CXXScopeSpec &SS,
 251                               QualType ObjectType,
 252                               bool EnteringContext,
 253                               bool &MemberOfUnknownSpecialization) {
 254   // Determine where to perform name lookup
 255   MemberOfUnknownSpecialization = false;
 256   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
 257   bool isDependent = false;
 258   if (!ObjectType.isNull()) {
 259     // This nested-name-specifier occurs in a member access expression, e.g.,
 260     // x->B::f, and we are looking into the type of the object.
 261     assert(!SS.isSet() && "ObjectType and scope specifier cannot coexist");
 262     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType);
 263     isDependent = ObjectType->isDependentType();
 264     assert((isDependent || !ObjectType->isIncompleteType() ||
 265             ObjectType->castAs<TagType>()->isBeingDefined()) &&
 266            "Caller should have completed object type");
 267
 268     // Template names cannot appear inside an Objective-C class or object type.
 269     if (ObjectType->isObjCObjectOrInterfaceType()) {
 270       Found.clear();
 271       return;
 272     }
 273   } else if (SS.isSet()) {
 274     // This nested-name-specifier occurs after another nested-name-specifier,
 275     // so long into the context associated with the prior nested-name-specifier.
 276     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
 277     isDependent = isDependentScopeSpecifier(SS);
 278
 279     // The declaration context must be complete.
 280     if (LookupCtx && RequireCompleteDeclContext(SS, LookupCtx))
 281       return;
 282   }
 283
 284   bool ObjectTypeSearchedInScope = false;
 285   bool AllowFunctionTemplatesInLookup = true;
 286   if (LookupCtx) {
 287     // Perform "qualified" name lookup into the declaration context we
 288     // computed, which is either the type of the base of a member access
 289     // expression or the declaration context associated with a prior
 290     // nested-name-specifier.
 291     LookupQualifiedName(Found, LookupCtx);
 292     if (!ObjectType.isNull() && Found.empty()) {
 293       // C++ [basic.lookup.classref]p1:
 294       //   In a class member access expression (5.2.5), if the . or -> token is
 295       //   immediately followed by an identifier followed by a <, the
 296       //   identifier must be looked up to determine whether the < is the
 297       //   beginning of a template argument list (14.2) or a less-than operator.
 298       //   The identifier is first looked up in the class of the object
 299       //   expression. If the identifier is not found, it is then looked up in
 300       //   the context of the entire postfix-expression and shall name a class
 301       //   or function template.
 302       if (S) LookupName(Found, S);
 303       ObjectTypeSearchedInScope = true;
 304       AllowFunctionTemplatesInLookup = false;
 305     }
 306   } else if (isDependent && (!S || ObjectType.isNull())) {
 307     // We cannot look into a dependent object type or nested nme
 308     // specifier.
 309     MemberOfUnknownSpecialization = true;
 310     return;
 311   } else {
 312     // Perform unqualified name lookup in the current scope.
 313     LookupName(Found, S);
 314
 315     if (!ObjectType.isNull())
 316       AllowFunctionTemplatesInLookup = false;
 317   }
 318
 319   if (Found.empty() && !isDependent) {
 320     // If we did not find any names, attempt to correct any typos.
 321     DeclarationName Name = Found.getLookupName();
 322     Found.clear();
 323     // Simple filter callback that, for keywords, only accepts the C++ *_cast
 324     auto FilterCCC = llvm::make_unique<CorrectionCandidateCallback>();
 325     FilterCCC->WantTypeSpecifiers = false;
 326     FilterCCC->WantExpressionKeywords = false;
 327     FilterCCC->WantRemainingKeywords = false;
 328     FilterCCC->WantCXXNamedCasts = true;
 329     if (TypoCorrection Corrected = CorrectTypo(
 330             Found.getLookupNameInfo(), Found.getLookupKind(), S, &SS,
 331             std::move(FilterCCC), CTK_ErrorRecovery, LookupCtx)) {
 332       Found.setLookupName(Corrected.getCorrection());
 333       if (auto *ND = Corrected.getFoundDecl())
 334         Found.addDecl(ND);
 335       FilterAcceptableTemplateNames(Found);
 336       if (!Found.empty()) {
 337         if (LookupCtx) {
 338           std::string CorrectedStr(Corrected.getAsString(getLangOpts()));
 339           bool DroppedSpecifier = Corrected.WillReplaceSpecifier() &&
 340                                   Name.getAsString() == CorrectedStr;
 341           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_member_template_suggest)
 342                                     << Name << LookupCtx << DroppedSpecifier
 343                                     << SS.getRange());
 344         } else {
 345           diagnoseTypo(Corrected, PDiag(diag::err_no_template_suggest) << Name);
 346         }
 347       }
 348     } else {
 349       Found.setLookupName(Name);
 350     }
 351   }
 352
 353   FilterAcceptableTemplateNames(Found, AllowFunctionTemplatesInLookup);
 354   if (Found.empty()) {
 355     if (isDependent)
 356       MemberOfUnknownSpecialization = true;
 357     return;
 358   }
 359
 360   if (S && !ObjectType.isNull() && !ObjectTypeSearchedInScope &&
 361       !getLangOpts().CPlusPlus11) {
 362     // C++03 [basic.lookup.classref]p1:
 363     //   [...] If the lookup in the class of the object expression finds a
 364     //   template, the name is also looked up in the context of the entire
 365     //   postfix-expression and [...]
 366     //
 367     // Note: C++11 does not perform this second lookup.
 368     LookupResult FoundOuter(*this, Found.getLookupName(), Found.getNameLoc(),
 369                             LookupOrdinaryName);
 370     LookupName(FoundOuter, S);
 371     FilterAcceptableTemplateNames(FoundOuter, /*AllowFunctionTemplates=*/false);
 372
 373     if (FoundOuter.empty()) {
 374       //   - if the name is not found, the name found in the class of the
 375       //     object expression is used, otherwise
 376     } else if (!FoundOuter.getAsSingle<ClassTemplateDecl>() ||
 377                FoundOuter.isAmbiguous()) {
 378       //   - if the name is found in the context of the entire
 379       //     postfix-expression and does not name a class template, the name
 380       //     found in the class of the object expression is used, otherwise
 381       FoundOuter.clear();
 382     } else if (!Found.isSuppressingDiagnostics()) {
 383       //   - if the name found is a class template, it must refer to the same
 384       //     entity as the one found in the class of the object expression,
 385       //     otherwise the program is ill-formed.
 386       if (!Found.isSingleResult() ||
 387           Found.getFoundDecl()->getCanonicalDecl()
 388             != FoundOuter.getFoundDecl()->getCanonicalDecl()) {
 389         Diag(Found.getNameLoc(),
 390              diag::ext_nested_name_member_ref_lookup_ambiguous)
 391           << Found.getLookupName()
 392           << ObjectType;
 393         Diag(Found.getRepresentativeDecl()->getLocation(),
 394              diag::note_ambig_member_ref_object_type)
 395           << ObjectType;
 396         Diag(FoundOuter.getFoundDecl()->getLocation(),
 397              diag::note_ambig_member_ref_scope);
 398
 399         // Recover by taking the template that we found in the object
 400         // expression's type.
 401       }
 402     }
 403   }
 404 }
 405
 406 /// ActOnDependentIdExpression - Handle a dependent id-expression that
 407 /// was just parsed.  This is only possible with an explicit scope
 408 /// specifier naming a dependent type.
 409 ExprResult
 410 Sema::ActOnDependentIdExpression(const CXXScopeSpec &SS,
 411                                  SourceLocation TemplateKWLoc,
 412                                  const DeclarationNameInfo &NameInfo,
 413                                  bool isAddressOfOperand,
 414                            const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
 415   DeclContext *DC = getFunctionLevelDeclContext();
 416
 417   if (!isAddressOfOperand &&
 418       isa<CXXMethodDecl>(DC) &&
 419       cast<CXXMethodDecl>(DC)->isInstance()) {
 420     QualType ThisType = cast<CXXMethodDecl>(DC)->getThisType(Context);
 421
 422     // Since the 'this' expression is synthesized, we don't need to
 423     // perform the double-lookup check.
 424     NamedDecl *FirstQualifierInScope = nullptr;
 425
 426     return CXXDependentScopeMemberExpr::Create(
 427         Context, /*This*/ nullptr, ThisType, /*IsArrow*/ true,
 428         /*Op*/ SourceLocation(), SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc,
 429         FirstQualifierInScope, NameInfo, TemplateArgs);
 430   }
 431
 432   return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
 433 }
 434
 435 ExprResult
 436 Sema::BuildDependentDeclRefExpr(const CXXScopeSpec &SS,
 437                                 SourceLocation TemplateKWLoc,
 438                                 const DeclarationNameInfo &NameInfo,
 439                                 const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
 440   return DependentScopeDeclRefExpr::Create(
 441       Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
 442       TemplateArgs);
 443 }
 444
 445 /// DiagnoseTemplateParameterShadow - Produce a diagnostic complaining
 446 /// that the template parameter 'PrevDecl' is being shadowed by a new
 447 /// declaration at location Loc. Returns true to indicate that this is
 448 /// an error, and false otherwise.
 449 void Sema::DiagnoseTemplateParameterShadow(SourceLocation Loc, Decl *PrevDecl) {
 450   assert(PrevDecl->isTemplateParameter() && "Not a template parameter");
 451
 452   // Microsoft Visual C++ permits template parameters to be shadowed.
 453   if (getLangOpts().MicrosoftExt)
 454     return;
 455
 456   // C++ [temp.local]p4:
 457   //   A template-parameter shall not be redeclared within its
 458   //   scope (including nested scopes).
 459   Diag(Loc, diag::err_template_param_shadow)
 460     << cast<NamedDecl>(PrevDecl)->getDeclName();
 461   Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_template_param_here);
 462 }
 463
 464 /// AdjustDeclIfTemplate - If the given decl happens to be a template, reset
 465 /// the parameter D to reference the templated declaration and return a pointer
 466 /// to the template declaration. Otherwise, do nothing to D and return null.
 467 TemplateDecl *Sema::AdjustDeclIfTemplate(Decl *&D) {
 468   if (TemplateDecl *Temp = dyn_cast_or_null<TemplateDecl>(D)) {
 469     D = Temp->getTemplatedDecl();
 470     return Temp;
 471   }
 472   return nullptr;
 473 }
 474
 475 ParsedTemplateArgument ParsedTemplateArgument::getTemplatePackExpansion(
 476                                              SourceLocation EllipsisLoc) const {
 477   assert(Kind == Template &&
 478          "Only template template arguments can be pack expansions here");
 479   assert(getAsTemplate().get().containsUnexpandedParameterPack() &&
 480          "Template template argument pack expansion without packs");
 481   ParsedTemplateArgument Result(*this);
 482   Result.EllipsisLoc = EllipsisLoc;
 483   return Result;
 484 }
 485
 486 static TemplateArgumentLoc translateTemplateArgument(Sema &SemaRef,
 487                                             const ParsedTemplateArgument &Arg) {
 488
 489   switch (Arg.getKind()) {
 490   case ParsedTemplateArgument::Type: {
 491     TypeSourceInfo *DI;
 492     QualType T = SemaRef.GetTypeFromParser(Arg.getAsType(), &DI);
 493     if (!DI)
 494       DI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(T, Arg.getLocation());
 495     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(T), DI);
 496   }
 497
 498   case ParsedTemplateArgument::NonType: {
 499     Expr *E = static_cast<Expr *>(Arg.getAsExpr());
 500     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(E), E);
 501   }
 502
 503   case ParsedTemplateArgument::Template: {
 504     TemplateName Template = Arg.getAsTemplate().get();
 505     TemplateArgument TArg;
 506     if (Arg.getEllipsisLoc().isValid())
 507       TArg = TemplateArgument(Template, Optional<unsigned int>());
 508     else
 509       TArg = Template;
 510     return TemplateArgumentLoc(TArg,
 511                                Arg.getScopeSpec().getWithLocInContext(
 512                                                               SemaRef.Context),
 513                                Arg.getLocation(),
 514                                Arg.getEllipsisLoc());
 515   }
 516   }
 517
 518   llvm_unreachable("Unhandled parsed template argument");
 519 }
 520
 521 /// \brief Translates template arguments as provided by the parser
 522 /// into template arguments used by semantic analysis.
 523 void Sema::translateTemplateArguments(const ASTTemplateArgsPtr &TemplateArgsIn,
 524                                       TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
 525  for (unsigned I = 0, Last = TemplateArgsIn.size(); I != Last; ++I)
 526    TemplateArgs.addArgument(translateTemplateArgument(*this,
 527                                                       TemplateArgsIn[I]));
 528 }
 529
 530 static void maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(Sema &SemaRef, Scope *S,
 531                                                  SourceLocation Loc,
 532                                                  IdentifierInfo *Name) {
 533   NamedDecl *PrevDecl = SemaRef.LookupSingleName(
 534       S, Name, Loc, Sema::LookupOrdinaryName, Sema::ForRedeclaration);
 535   if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter())
 536     SemaRef.DiagnoseTemplateParameterShadow(Loc, PrevDecl);
 537 }
 538
 539 /// ActOnTypeParameter - Called when a C++ template type parameter
 540 /// (e.g., "typename T") has been parsed. Typename specifies whether
 541 /// the keyword "typename" was used to declare the type parameter
 542 /// (otherwise, "class" was used), and KeyLoc is the location of the
 543 /// "class" or "typename" keyword. ParamName is the name of the
 544 /// parameter (NULL indicates an unnamed template parameter) and
 545 /// ParamNameLoc is the location of the parameter name (if any).
 546 /// If the type parameter has a default argument, it will be added
 547 /// later via ActOnTypeParameterDefault.
 548 Decl *Sema::ActOnTypeParameter(Scope *S, bool Typename,
 549                                SourceLocation EllipsisLoc,
 550                                SourceLocation KeyLoc,
 551                                IdentifierInfo *ParamName,
 552                                SourceLocation ParamNameLoc,
 553                                unsigned Depth, unsigned Position,
 554                                SourceLocation EqualLoc,
 555                                ParsedType DefaultArg) {
 556   assert(S->isTemplateParamScope() &&
 557          "Template type parameter not in template parameter scope!");
 558   bool Invalid = false;
 559
 560   SourceLocation Loc = ParamNameLoc;
 561   if (!ParamName)
 562     Loc = KeyLoc;
 563
 564   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
 565   TemplateTypeParmDecl *Param
 566     = TemplateTypeParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
 567                                    KeyLoc, Loc, Depth, Position, ParamName,
 568                                    Typename, IsParameterPack);
 569   Param->setAccess(AS_public);
 570   if (Invalid)
 571     Param->setInvalidDecl();
 572
 573   if (ParamName) {
 574     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, ParamNameLoc, ParamName);
 575
 576     // Add the template parameter into the current scope.
 577     S->AddDecl(Param);
 578     IdResolver.AddDecl(Param);
 579   }
 580
 581   // C++0x [temp.param]p9:
 582   //   A default template-argument may be specified for any kind of
 583   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
 584   if (DefaultArg && IsParameterPack) {
 585     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
 586     DefaultArg = nullptr;
 587   }
 588
 589   // Handle the default argument, if provided.
 590   if (DefaultArg) {
 591     TypeSourceInfo *DefaultTInfo;
 592     GetTypeFromParser(DefaultArg, &DefaultTInfo);
 593
 594     assert(DefaultTInfo && "expected source information for type");
 595
 596     // Check for unexpanded parameter packs.
 597     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Loc, DefaultTInfo,
 598                                         UPPC_DefaultArgument))
 599       return Param;
 600
 601     // Check the template argument itself.
 602     if (CheckTemplateArgument(Param, DefaultTInfo)) {
 603       Param->setInvalidDecl();
 604       return Param;
 605     }
 606
 607     Param->setDefaultArgument(DefaultTInfo);
 608   }
 609
 610   return Param;
 611 }
 612
 613 /// \brief Check that the type of a non-type template parameter is
 614 /// well-formed.
 615 ///
 616 /// \returns the (possibly-promoted) parameter type if valid;
 617 /// otherwise, produces a diagnostic and returns a NULL type.
 618 QualType
 619 Sema::CheckNonTypeTemplateParameterType(QualType T, SourceLocation Loc) {
 620   // We don't allow variably-modified types as the type of non-type template
 621   // parameters.
 622   if (T->isVariablyModifiedType()) {
 623     Diag(Loc, diag::err_variably_modified_nontype_template_param)
 624       << T;
 625     return QualType();
 626   }
 627
 628   // C++ [temp.param]p4:
 629   //
 630   // A non-type template-parameter shall have one of the following
 631   // (optionally cv-qualified) types:
 632   //
 633   //       -- integral or enumeration type,
 634   if (T->isIntegralOrEnumerationType() ||
 635       //   -- pointer to object or pointer to function,
 636       T->isPointerType() ||
 637       //   -- reference to object or reference to function,
 638       T->isReferenceType() ||
 639       //   -- pointer to member,
 640       T->isMemberPointerType() ||
 641       //   -- std::nullptr_t.
 642       T->isNullPtrType() ||
 643       // If T is a dependent type, we can't do the check now, so we
 644       // assume that it is well-formed.
 645       T->isDependentType()) {
 646     // C++ [temp.param]p5: The top-level cv-qualifiers on the template-parameter
 647     // are ignored when determining its type.
 648     return T.getUnqualifiedType();
 649   }
 650
 651   // C++ [temp.param]p8:
 652   //
 653   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
 654   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
 655   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
 656   else if (T->isArrayType() || T->isFunctionType())
 657     return Context.getDecayedType(T);
 658
 659   Diag(Loc, diag::err_template_nontype_parm_bad_type)
 660     << T;
 661
 662   return QualType();
 663 }
 664
 665 Decl *Sema::ActOnNonTypeTemplateParameter(Scope *S, Declarator &D,
 666                                           unsigned Depth,
 667                                           unsigned Position,
 668                                           SourceLocation EqualLoc,
 669                                           Expr *Default) {
 670   TypeSourceInfo *TInfo = GetTypeForDeclarator(D, S);
 671   QualType T = TInfo->getType();
 672
 673   assert(S->isTemplateParamScope() &&
 674          "Non-type template parameter not in template parameter scope!");
 675   bool Invalid = false;
 676
 677   T = CheckNonTypeTemplateParameterType(T, D.getIdentifierLoc());
 678   if (T.isNull()) {
 679     T = Context.IntTy; // Recover with an 'int' type.
 680     Invalid = true;
 681   }
 682
 683   IdentifierInfo *ParamName = D.getIdentifier();
 684   bool IsParameterPack = D.hasEllipsis();
 685   NonTypeTemplateParmDecl *Param
 686     = NonTypeTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
 687                                       D.getLocStart(),
 688                                       D.getIdentifierLoc(),
 689                                       Depth, Position, ParamName, T,
 690                                       IsParameterPack, TInfo);
 691   Param->setAccess(AS_public);
 692
 693   if (Invalid)
 694     Param->setInvalidDecl();
 695
 696   if (ParamName) {
 697     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, D.getIdentifierLoc(),
 698                                          ParamName);
 699
 700     // Add the template parameter into the current scope.
 701     S->AddDecl(Param);
 702     IdResolver.AddDecl(Param);
 703   }
 704
 705   // C++0x [temp.param]p9:
 706   //   A default template-argument may be specified for any kind of
 707   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
 708   if (Default && IsParameterPack) {
 709     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
 710     Default = nullptr;
 711   }
 712
 713   // Check the well-formedness of the default template argument, if provided.
 714   if (Default) {
 715     // Check for unexpanded parameter packs.
 716     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Default, UPPC_DefaultArgument))
 717       return Param;
 718
 719     TemplateArgument Converted;
 720     ExprResult DefaultRes =
 721         CheckTemplateArgument(Param, Param->getType(), Default, Converted);
 722     if (DefaultRes.isInvalid()) {
 723       Param->setInvalidDecl();
 724       return Param;
 725     }
 726     Default = DefaultRes.get();
 727
 728     Param->setDefaultArgument(Default);
 729   }
 730
 731   return Param;
 732 }
 733
 734 /// ActOnTemplateTemplateParameter - Called when a C++ template template
 735 /// parameter (e.g. T in template <template \<typename> class T> class array)
 736 /// has been parsed. S is the current scope.
 737 Decl *Sema::ActOnTemplateTemplateParameter(Scope* S,
 738                                            SourceLocation TmpLoc,
 739                                            TemplateParameterList *Params,
 740                                            SourceLocation EllipsisLoc,
 741                                            IdentifierInfo *Name,
 742                                            SourceLocation NameLoc,
 743                                            unsigned Depth,
 744                                            unsigned Position,
 745                                            SourceLocation EqualLoc,
 746                                            ParsedTemplateArgument Default) {
 747   assert(S->isTemplateParamScope() &&
 748          "Template template parameter not in template parameter scope!");
 749
 750   // Construct the parameter object.
 751   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
 752   TemplateTemplateParmDecl *Param =
 753     TemplateTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
 754                                      NameLoc.isInvalid()? TmpLoc : NameLoc,
 755                                      Depth, Position, IsParameterPack,
 756                                      Name, Params);
 757   Param->setAccess(AS_public);
 758
 759   // If the template template parameter has a name, then link the identifier
 760   // into the scope and lookup mechanisms.
 761   if (Name) {
 762     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, NameLoc, Name);
 763
 764     S->AddDecl(Param);
 765     IdResolver.AddDecl(Param);
 766   }
 767
 768   if (Params->size() == 0) {
 769     Diag(Param->getLocation(), diag::err_template_template_parm_no_parms)
 770     << SourceRange(Params->getLAngleLoc(), Params->getRAngleLoc());
 771     Param->setInvalidDecl();
 772   }
 773
 774   // C++0x [temp.param]p9:
 775   //   A default template-argument may be specified for any kind of
 776   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
 777   if (IsParameterPack && !Default.isInvalid()) {
 778     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
 779     Default = ParsedTemplateArgument();
 780   }
 781
 782   if (!Default.isInvalid()) {
 783     // Check only that we have a template template argument. We don't want to
 784     // try to check well-formedness now, because our template template parameter
 785     // might have dependent types in its template parameters, which we wouldn't
 786     // be able to match now.
 787     //
 788     // If none of the template template parameter's template arguments mention
 789     // other template parameters, we could actually perform more checking here.
 790     // However, it isn't worth doing.
 791     TemplateArgumentLoc DefaultArg = translateTemplateArgument(*this, Default);
 792     if (DefaultArg.getArgument().getAsTemplate().isNull()) {
 793       Diag(DefaultArg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_class_template)
 794         << DefaultArg.getSourceRange();
 795       return Param;
 796     }
 797
 798     // Check for unexpanded parameter packs.
 799     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(DefaultArg.getLocation(),
 800                                         DefaultArg.getArgument().getAsTemplate(),
 801                                         UPPC_DefaultArgument))
 802       return Param;
 803
 804     Param->setDefaultArgument(Context, DefaultArg);
 805   }
 806
 807   return Param;
 808 }
 809
 810 /// ActOnTemplateParameterList - Builds a TemplateParameterList that
 811 /// contains the template parameters in Params/NumParams.
 812 TemplateParameterList *
 813 Sema::ActOnTemplateParameterList(unsigned Depth,
 814                                  SourceLocation ExportLoc,
 815                                  SourceLocation TemplateLoc,
 816                                  SourceLocation LAngleLoc,
 817                                  ArrayRef<Decl *> Params,
 818                                  SourceLocation RAngleLoc) {
 819   if (ExportLoc.isValid())
 820     Diag(ExportLoc, diag::warn_template_export_unsupported);
 821
 822   return TemplateParameterList::Create(
 823       Context, TemplateLoc, LAngleLoc,
 824       llvm::makeArrayRef((NamedDecl *const *)Params.data(), Params.size()),
 825       RAngleLoc);
 826 }
 827
 828 static void SetNestedNameSpecifier(TagDecl *T, const CXXScopeSpec &SS) {
 829   if (SS.isSet())
 830     T->setQualifierInfo(SS.getWithLocInContext(T->getASTContext()));
 831 }
 832
 833 DeclResult
 834 Sema::CheckClassTemplate(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
 835                          SourceLocation KWLoc, CXXScopeSpec &SS,
 836                          IdentifierInfo *Name, SourceLocation NameLoc,
 837                          AttributeList *Attr,
 838                          TemplateParameterList *TemplateParams,
 839                          AccessSpecifier AS, SourceLocation ModulePrivateLoc,
 840                          SourceLocation FriendLoc,
 841                          unsigned NumOuterTemplateParamLists,
 842                          TemplateParameterList** OuterTemplateParamLists,
 843                          SkipBodyInfo *SkipBody) {
 844   assert(TemplateParams && TemplateParams->size() > 0 &&
 845          "No template parameters");
 846   assert(TUK != TUK_Reference && "Can only declare or define class templates");
 847   bool Invalid = false;
 848
 849   // Check that we can declare a template here.
 850   if (CheckTemplateDeclScope(S, TemplateParams))
 851     return true;
 852
 853   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
 854   assert(Kind != TTK_Enum && "can't build template of enumerated type");
 855
 856   // There is no such thing as an unnamed class template.
 857   if (!Name) {
 858     Diag(KWLoc, diag::err_template_unnamed_class);
 859     return true;
 860   }
 861
 862   // Find any previous declaration with this name. For a friend with no
 863   // scope explicitly specified, we only look for tag declarations (per
 864   // C++11 [basic.lookup.elab]p2).
 865   DeclContext *SemanticContext;
 866   LookupResult Previous(*this, Name, NameLoc,
 867                         (SS.isEmpty() && TUK == TUK_Friend)
 868                           ? LookupTagName : LookupOrdinaryName,
 869                         ForRedeclaration);
 870   if (SS.isNotEmpty() && !SS.isInvalid()) {
 871     SemanticContext = computeDeclContext(SS, true);
 872     if (!SemanticContext) {
 873       // FIXME: Horrible, horrible hack! We can't currently represent this
 874       // in the AST, and historically we have just ignored such friend
 875       // class templates, so don't complain here.
 876       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend
 877                         ? diag::warn_template_qualified_friend_ignored
 878                         : diag::err_template_qualified_declarator_no_match)
 879           << SS.getScopeRep() << SS.getRange();
 880       return TUK != TUK_Friend;
 881     }
 882
 883     if (RequireCompleteDeclContext(SS, SemanticContext))
 884       return true;
 885
 886     // If we're adding a template to a dependent context, we may need to
 887     // rebuilding some of the types used within the template parameter list,
 888     // now that we know what the current instantiation is.
 889     if (SemanticContext->isDependentContext()) {
 890       ContextRAII SavedContext(*this, SemanticContext);
 891       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(TemplateParams))
 892         Invalid = true;
 893     } else if (TUK != TUK_Friend && TUK != TUK_Reference)
 894       diagnoseQualifiedDeclaration(SS, SemanticContext, Name, NameLoc);
 895
 896     LookupQualifiedName(Previous, SemanticContext);
 897   } else {
 898     SemanticContext = CurContext;
 899
 900     // C++14 [class.mem]p14:
 901     //   If T is the name of a class, then each of the following shall have a
 902     //   name different from T:
 903     //    -- every member template of class T
 904     if (TUK != TUK_Friend &&
 905         DiagnoseClassNameShadow(SemanticContext,
 906                                 DeclarationNameInfo(Name, NameLoc)))
 907       return true;
 908
 909     LookupName(Previous, S);
 910   }
 911
 912   if (Previous.isAmbiguous())
 913     return true;
 914
 915   NamedDecl *PrevDecl = nullptr;
 916   if (Previous.begin() != Previous.end())
 917     PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
 918
 919   // If there is a previous declaration with the same name, check
 920   // whether this is a valid redeclaration.
 921   ClassTemplateDecl *PrevClassTemplate
 922     = dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(PrevDecl);
 923
 924   // We may have found the injected-class-name of a class template,
 925   // class template partial specialization, or class template specialization.
 926   // In these cases, grab the template that is being defined or specialized.
 927   if (!PrevClassTemplate && PrevDecl && isa<CXXRecordDecl>(PrevDecl) &&
 928       cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->isInjectedClassName()) {
 929     PrevDecl = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl->getDeclContext());
 930     PrevClassTemplate
 931       = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->getDescribedClassTemplate();
 932     if (!PrevClassTemplate && isa<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)) {
 933       PrevClassTemplate
 934         = cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)
 935             ->getSpecializedTemplate();
 936     }
 937   }
 938
 939   if (TUK == TUK_Friend) {
 940     // C++ [namespace.memdef]p3:
 941     //   [...] When looking for a prior declaration of a class or a function
 942     //   declared as a friend, and when the name of the friend class or
 943     //   function is neither a qualified name nor a template-id, scopes outside
 944     //   the innermost enclosing namespace scope are not considered.
 945     if (!SS.isSet()) {
 946       DeclContext *OutermostContext = CurContext;
 947       while (!OutermostContext->isFileContext())
 948         OutermostContext = OutermostContext->getLookupParent();
 949
 950       if (PrevDecl &&
 951           (OutermostContext->Equals(PrevDecl->getDeclContext()) ||
 952            OutermostContext->Encloses(PrevDecl->getDeclContext()))) {
 953         SemanticContext = PrevDecl->getDeclContext();
 954       } else {
 955         // Declarations in outer scopes don't matter. However, the outermost
 956         // context we computed is the semantic context for our new
 957         // declaration.
 958         PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
 959         SemanticContext = OutermostContext;
 960
 961         // Check that the chosen semantic context doesn't already contain a
 962         // declaration of this name as a non-tag type.
 963         Previous.clear(LookupOrdinaryName);
 964         DeclContext *LookupContext = SemanticContext;
 965         while (LookupContext->isTransparentContext())
 966           LookupContext = LookupContext->getLookupParent();
 967         LookupQualifiedName(Previous, LookupContext);
 968
 969         if (Previous.isAmbiguous())
 970           return true;
 971
 972         if (Previous.begin() != Previous.end())
 973           PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
 974       }
 975     }
 976   } else if (PrevDecl &&
 977              !isDeclInScope(Previous.getRepresentativeDecl(), SemanticContext,
 978                             S, SS.isValid()))
 979     PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
 980
 981   if (auto *Shadow = dyn_cast_or_null<UsingShadowDecl>(
 982           PrevDecl ? Previous.getRepresentativeDecl() : nullptr)) {
 983     if (SS.isEmpty() &&
 984         !(PrevClassTemplate &&
 985           PrevClassTemplate->getDeclContext()->getRedeclContext()->Equals(
 986               SemanticContext->getRedeclContext()))) {
 987       Diag(KWLoc, diag::err_using_decl_conflict_reverse);
 988       Diag(Shadow->getTargetDecl()->getLocation(),
 989            diag::note_using_decl_target);
 990       Diag(Shadow->getUsingDecl()->getLocation(), diag::note_using_decl) << 0;
 991       // Recover by ignoring the old declaration.
 992       PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
 993     }
 994   }
 995
 996   if (PrevClassTemplate) {
 997     // Ensure that the template parameter lists are compatible. Skip this check
 998     // for a friend in a dependent context: the template parameter list itself
 999     // could be dependent.
1000     if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1001         !TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParams,
1002                                    PrevClassTemplate->getTemplateParameters(),
1003                                         /*Complain=*/true,
1004                                         TPL_TemplateMatch))
1005       return true;
1006
1007     // C++ [temp.class]p4:
1008     //   In a redeclaration, partial specialization, explicit
1009     //   specialization or explicit instantiation of a class template,
1010     //   the class-key shall agree in kind with the original class
1011     //   template declaration (7.1.5.3).
1012     RecordDecl *PrevRecordDecl = PrevClassTemplate->getTemplatedDecl();
1013     if (!isAcceptableTagRedeclaration(PrevRecordDecl, Kind,
1014                                       TUK == TUK_Definition,  KWLoc, Name)) {
1015       Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
1016         << Name
1017         << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc, PrevRecordDecl->getKindName());
1018       Diag(PrevRecordDecl->getLocation(), diag::note_previous_use);
1019       Kind = PrevRecordDecl->getTagKind();
1020     }
1021
1022     // Check for redefinition of this class template.
1023     if (TUK == TUK_Definition) {
1024       if (TagDecl *Def = PrevRecordDecl->getDefinition()) {
1025         // If we have a prior definition that is not visible, treat this as
1026         // simply making that previous definition visible.
1027         NamedDecl *Hidden = nullptr;
1028         if (SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
1029           SkipBody->ShouldSkip = true;
1030           auto *Tmpl = cast<CXXRecordDecl>(Hidden)->getDescribedClassTemplate();
1031           assert(Tmpl && "original definition of a class template is not a "
1032                          "class template?");
1033           makeMergedDefinitionVisible(Hidden, KWLoc);
1034           makeMergedDefinitionVisible(Tmpl, KWLoc);
1035           return Def;
1036         }
1037
1038         Diag(NameLoc, diag::err_redefinition) << Name;
1039         Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1040         // FIXME: Would it make sense to try to "forget" the previous
1041         // definition, as part of error recovery?
1042         return true;
1043       }
1044     }
1045   } else if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter()) {
1046     // Maybe we will complain about the shadowed template parameter.
1047     DiagnoseTemplateParameterShadow(NameLoc, PrevDecl);
1048     // Just pretend that we didn't see the previous declaration.
1049     PrevDecl = nullptr;
1050   } else if (PrevDecl) {
1051     // C++ [temp]p5:
1052     //   A class template shall not have the same name as any other
1053     //   template, class, function, object, enumeration, enumerator,
1054     //   namespace, or type in the same scope (3.3), except as specified
1055     //   in (14.5.4).
1056     Diag(NameLoc, diag::err_redefinition_different_kind) << Name;
1057     Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1058     return true;
1059   }
1060
1061   // Check the template parameter list of this declaration, possibly
1062   // merging in the template parameter list from the previous class
1063   // template declaration. Skip this check for a friend in a dependent
1064   // context, because the template parameter list might be dependent.
1065   if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1066       CheckTemplateParameterList(
1067           TemplateParams,
1068           PrevClassTemplate ? PrevClassTemplate->getTemplateParameters()
1069                             : nullptr,
1070           (SS.isSet() && SemanticContext && SemanticContext->isRecord() &&
1071            SemanticContext->isDependentContext())
1072               ? TPC_ClassTemplateMember
1073               : TUK == TUK_Friend ? TPC_FriendClassTemplate
1074                                   : TPC_ClassTemplate))
1075     Invalid = true;
1076
1077   if (SS.isSet()) {
1078     // If the name of the template was qualified, we must be defining the
1079     // template out-of-line.
1080     if (!SS.isInvalid() && !Invalid && !PrevClassTemplate) {
1081       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend ? diag::err_friend_decl_does_not_match
1082                                       : diag::err_member_decl_does_not_match)
1083         << Name << SemanticContext << /*IsDefinition*/true << SS.getRange();
1084       Invalid = true;
1085     }
1086   }
1087
1088   CXXRecordDecl *NewClass =
1089     CXXRecordDecl::Create(Context, Kind, SemanticContext, KWLoc, NameLoc, Name,
1090                           PrevClassTemplate?
1091                             PrevClassTemplate->getTemplatedDecl() : nullptr,
1092                           /*DelayTypeCreation=*/true);
1093   SetNestedNameSpecifier(NewClass, SS);
1094   if (NumOuterTemplateParamLists > 0)
1095     NewClass->setTemplateParameterListsInfo(
1096         Context, llvm::makeArrayRef(OuterTemplateParamLists,
1097                                     NumOuterTemplateParamLists));
1098
1099   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
1100   // the ASTContext lays out the structure.
1101   if (TUK == TUK_Definition) {
1102     AddAlignmentAttributesForRecord(NewClass);
1103     AddMsStructLayoutForRecord(NewClass);
1104   }
1105
1106   ClassTemplateDecl *NewTemplate
1107     = ClassTemplateDecl::Create(Context, SemanticContext, NameLoc,
1108                                 DeclarationName(Name), TemplateParams,
1109                                 NewClass, PrevClassTemplate);
1110   NewClass->setDescribedClassTemplate(NewTemplate);
1111
1112   if (ModulePrivateLoc.isValid())
1113     NewTemplate->setModulePrivate();
1114
1115   // Build the type for the class template declaration now.
1116   QualType T = NewTemplate->getInjectedClassNameSpecialization();
1117   T = Context.getInjectedClassNameType(NewClass, T);
1118   assert(T->isDependentType() && "Class template type is not dependent?");
1119   (void)T;
1120
1121   // If we are providing an explicit specialization of a member that is a
1122   // class template, make a note of that.
1123   if (PrevClassTemplate &&
1124       PrevClassTemplate->getInstantiatedFromMemberTemplate())
1125     PrevClassTemplate->setMemberSpecialization();
1126
1127   // Set the access specifier.
1128   if (!Invalid && TUK != TUK_Friend && NewTemplate->getDeclContext()->isRecord())
1129     SetMemberAccessSpecifier(NewTemplate, PrevClassTemplate, AS);
1130
1131   // Set the lexical context of these templates
1132   NewClass->setLexicalDeclContext(CurContext);
1133   NewTemplate->setLexicalDeclContext(CurContext);
1134
1135   if (TUK == TUK_Definition)
1136     NewClass->startDefinition();
1137
1138   if (Attr)
1139     ProcessDeclAttributeList(S, NewClass, Attr);
1140
1141   if (PrevClassTemplate)
1142     mergeDeclAttributes(NewClass, PrevClassTemplate->getTemplatedDecl());
1143
1144   AddPushedVisibilityAttribute(NewClass);
1145
1146   if (TUK != TUK_Friend) {
1147     // Per C++ [basic.scope.temp]p2, skip the template parameter scopes.
1148     Scope *Outer = S;
1149     while ((Outer->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
1150       Outer = Outer->getParent();
1151     PushOnScopeChains(NewTemplate, Outer);
1152   } else {
1153     if (PrevClassTemplate && PrevClassTemplate->getAccess() != AS_none) {
1154       NewTemplate->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1155       NewClass->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1156     }
1157
1158     NewTemplate->setObjectOfFriendDecl();
1159
1160     // Friend templates are visible in fairly strange ways.
1161     if (!CurContext->isDependentContext()) {
1162       DeclContext *DC = SemanticContext->getRedeclContext();
1163       DC->makeDeclVisibleInContext(NewTemplate);
1164       if (Scope *EnclosingScope = getScopeForDeclContext(S, DC))
1165         PushOnScopeChains(NewTemplate, EnclosingScope,
1166                           /* AddToContext = */ false);
1167     }
1168
1169     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(
1170         Context, CurContext, NewClass->getLocation(), NewTemplate, FriendLoc);
1171     Friend->setAccess(AS_public);
1172     CurContext->addDecl(Friend);
1173   }
1174
1175   if (Invalid) {
1176     NewTemplate->setInvalidDecl();
1177     NewClass->setInvalidDecl();
1178   }
1179
1180   ActOnDocumentableDecl(NewTemplate);
1181
1182   return NewTemplate;
1183 }
1184
1185 /// \brief Diagnose the presence of a default template argument on a
1186 /// template parameter, which is ill-formed in certain contexts.
1187 ///
1188 /// \returns true if the default template argument should be dropped.
1189 static bool DiagnoseDefaultTemplateArgument(Sema &S,
1190                                             Sema::TemplateParamListContext TPC,
1191                                             SourceLocation ParamLoc,
1192                                             SourceRange DefArgRange) {
1193   switch (TPC) {
1194   case Sema::TPC_ClassTemplate:
1195   case Sema::TPC_VarTemplate:
1196   case Sema::TPC_TypeAliasTemplate:
1197     return false;
1198
1199   case Sema::TPC_FunctionTemplate:
1200   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplateDefinition:
1201     // C++ [temp.param]p9:
1202     //   A default template-argument shall not be specified in a
1203     //   function template declaration or a function template
1204     //   definition [...]
1205     //   If a friend function template declaration specifies a default
1206     //   template-argument, that declaration shall be a definition and shall be
1207     //   the only declaration of the function template in the translation unit.
1208     // (C++98/03 doesn't have this wording; see DR226).
1209     S.Diag(ParamLoc, S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
1210          diag::warn_cxx98_compat_template_parameter_default_in_function_template
1211            : diag::ext_template_parameter_default_in_function_template)
1212       << DefArgRange;
1213     return false;
1214
1215   case Sema::TPC_ClassTemplateMember:
1216     // C++0x [temp.param]p9:
1217     //   A default template-argument shall not be specified in the
1218     //   template-parameter-lists of the definition of a member of a
1219     //   class template that appears outside of the member's class.
1220     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_template_member)
1221       << DefArgRange;
1222     return true;
1223
1224   case Sema::TPC_FriendClassTemplate:
1225   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplate:
1226     // C++ [temp.param]p9:
1227     //   A default template-argument shall not be specified in a
1228     //   friend template declaration.
1229     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_friend_template)
1230       << DefArgRange;
1231     return true;
1232
1233     // FIXME: C++0x [temp.param]p9 allows default template-arguments
1234     // for friend function templates if there is only a single
1235     // declaration (and it is a definition). Strange!
1236   }
1237
1238   llvm_unreachable("Invalid TemplateParamListContext!");
1239 }
1240
1241 /// \brief Check for unexpanded parameter packs within the template parameters
1242 /// of a template template parameter, recursively.
1243 static bool DiagnoseUnexpandedParameterPacks(Sema &S,
1244                                              TemplateTemplateParmDecl *TTP) {
1245   // A template template parameter which is a parameter pack is also a pack
1246   // expansion.
1247   if (TTP->isParameterPack())
1248     return false;
1249
1250   TemplateParameterList *Params = TTP->getTemplateParameters();
1251   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
1252     NamedDecl *P = Params->getParam(I);
1253     if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(P)) {
1254       if (!NTTP->isParameterPack() &&
1255           S.DiagnoseUnexpandedParameterPack(NTTP->getLocation(),
1256                                             NTTP->getTypeSourceInfo(),
1257                                       Sema::UPPC_NonTypeTemplateParameterType))
1258         return true;
1259
1260       continue;
1261     }
1262
1263     if (TemplateTemplateParmDecl *InnerTTP
1264                                         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(P))
1265       if (DiagnoseUnexpandedParameterPacks(S, InnerTTP))
1266         return true;
1267   }
1268
1269   return false;
1270 }
1271
1272 /// \brief Checks the validity of a template parameter list, possibly
1273 /// considering the template parameter list from a previous
1274 /// declaration.
1275 ///
1276 /// If an "old" template parameter list is provided, it must be
1277 /// equivalent (per TemplateParameterListsAreEqual) to the "new"
1278 /// template parameter list.
1279 ///
1280 /// \param NewParams Template parameter list for a new template
1281 /// declaration. This template parameter list will be updated with any
1282 /// default arguments that are carried through from the previous
1283 /// template parameter list.
1284 ///
1285 /// \param OldParams If provided, template parameter list from a
1286 /// previous declaration of the same template. Default template
1287 /// arguments will be merged from the old template parameter list to
1288 /// the new template parameter list.
1289 ///
1290 /// \param TPC Describes the context in which we are checking the given
1291 /// template parameter list.
1292 ///
1293 /// \returns true if an error occurred, false otherwise.
1294 bool Sema::CheckTemplateParameterList(TemplateParameterList *NewParams,
1295                                       TemplateParameterList *OldParams,
1296                                       TemplateParamListContext TPC) {
1297   bool Invalid = false;
1298
1299   // C++ [temp.param]p10:
1300   //   The set of default template-arguments available for use with a
1301   //   template declaration or definition is obtained by merging the
1302   //   default arguments from the definition (if in scope) and all
1303   //   declarations in scope in the same way default function
1304   //   arguments are (8.3.6).
1305   bool SawDefaultArgument = false;
1306   SourceLocation PreviousDefaultArgLoc;
1307
1308   // Dummy initialization to avoid warnings.
1309   TemplateParameterList::iterator OldParam = NewParams->end();
1310   if (OldParams)
1311     OldParam = OldParams->begin();
1312
1313   bool RemoveDefaultArguments = false;
1314   for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
1315                                     NewParamEnd = NewParams->end();
1316        NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
1317     // Variables used to diagnose redundant default arguments
1318     bool RedundantDefaultArg = false;
1319     SourceLocation OldDefaultLoc;
1320     SourceLocation NewDefaultLoc;
1321
1322     // Variable used to diagnose missing default arguments
1323     bool MissingDefaultArg = false;
1324
1325     // Variable used to diagnose non-final parameter packs
1326     bool SawParameterPack = false;
1327
1328     if (TemplateTypeParmDecl *NewTypeParm
1329           = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam)) {
1330       // Check the presence of a default argument here.
1331       if (NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
1332           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
1333                                           NewTypeParm->getLocation(),
1334                NewTypeParm->getDefaultArgumentInfo()->getTypeLoc()
1335                                                        .getSourceRange()))
1336         NewTypeParm->removeDefaultArgument();
1337
1338       // Merge default arguments for template type parameters.
1339       TemplateTypeParmDecl *OldTypeParm
1340           = OldParams? cast<TemplateTypeParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
1341       if (NewTypeParm->isParameterPack()) {
1342         assert(!NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
1343                "Parameter packs can't have a default argument!");
1344         SawParameterPack = true;
1345       } else if (OldTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldTypeParm) &&
1346                  NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1347         OldDefaultLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1348         NewDefaultLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1349         SawDefaultArgument = true;
1350         RedundantDefaultArg = true;
1351         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
1352       } else if (OldTypeParm && OldTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1353         // Merge the default argument from the old declaration to the
1354         // new declaration.
1355         NewTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTypeParm);
1356         PreviousDefaultArgLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1357       } else if (NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1358         SawDefaultArgument = true;
1359         PreviousDefaultArgLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1360       } else if (SawDefaultArgument)
1361         MissingDefaultArg = true;
1362     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NewNonTypeParm
1363                = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam)) {
1364       // Check for unexpanded parameter packs.
1365       if (!NewNonTypeParm->isParameterPack() &&
1366           DiagnoseUnexpandedParameterPack(NewNonTypeParm->getLocation(),
1367                                           NewNonTypeParm->getTypeSourceInfo(),
1368                                           UPPC_NonTypeTemplateParameterType)) {
1369         Invalid = true;
1370         continue;
1371       }
1372
1373       // Check the presence of a default argument here.
1374       if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
1375           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
1376                                           NewNonTypeParm->getLocation(),
1377                     NewNonTypeParm->getDefaultArgument()->getSourceRange())) {
1378         NewNonTypeParm->removeDefaultArgument();
1379       }
1380
1381       // Merge default arguments for non-type template parameters
1382       NonTypeTemplateParmDecl *OldNonTypeParm
1383         = OldParams? cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
1384       if (NewNonTypeParm->isParameterPack()) {
1385         assert(!NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
1386                "Parameter packs can't have a default argument!");
1387         if (!NewNonTypeParm->isPackExpansion())
1388           SawParameterPack = true;
1389       } else if (OldNonTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldNonTypeParm) &&
1390                  NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1391         OldDefaultLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1392         NewDefaultLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1393         SawDefaultArgument = true;
1394         RedundantDefaultArg = true;
1395         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
1396       } else if (OldNonTypeParm && OldNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1397         // Merge the default argument from the old declaration to the
1398         // new declaration.
1399         NewNonTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldNonTypeParm);
1400         PreviousDefaultArgLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1401       } else if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1402         SawDefaultArgument = true;
1403         PreviousDefaultArgLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1404       } else if (SawDefaultArgument)
1405         MissingDefaultArg = true;
1406     } else {
1407       TemplateTemplateParmDecl *NewTemplateParm
1408         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam);
1409
1410       // Check for unexpanded parameter packs, recursively.
1411       if (::DiagnoseUnexpandedParameterPacks(*this, NewTemplateParm)) {
1412         Invalid = true;
1413         continue;
1414       }
1415
1416       // Check the presence of a default argument here.
1417       if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
1418           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
1419                                           NewTemplateParm->getLocation(),
1420                      NewTemplateParm->getDefaultArgument().getSourceRange()))
1421         NewTemplateParm->removeDefaultArgument();
1422
1423       // Merge default arguments for template template parameters
1424       TemplateTemplateParmDecl *OldTemplateParm
1425         = OldParams? cast<TemplateTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
1426       if (NewTemplateParm->isParameterPack()) {
1427         assert(!NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
1428                "Parameter packs can't have a default argument!");
1429         if (!NewTemplateParm->isPackExpansion())
1430           SawParameterPack = true;
1431       } else if (OldTemplateParm &&
1432                  hasVisibleDefaultArgument(OldTemplateParm) &&
1433                  NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
1434         OldDefaultLoc = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
1435         NewDefaultLoc = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
1436         SawDefaultArgument = true;
1437         RedundantDefaultArg = true;
1438         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
1439       } else if (OldTemplateParm && OldTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
1440         // Merge the default argument from the old declaration to the
1441         // new declaration.
1442         NewTemplateParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTemplateParm);
1443         PreviousDefaultArgLoc
1444           = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
1445       } else if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
1446         SawDefaultArgument = true;
1447         PreviousDefaultArgLoc
1448           = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
1449       } else if (SawDefaultArgument)
1450         MissingDefaultArg = true;
1451     }
1452
1453     // C++11 [temp.param]p11:
1454     //   If a template parameter of a primary class template or alias template
1455     //   is a template parameter pack, it shall be the last template parameter.
1456     if (SawParameterPack && (NewParam + 1) != NewParamEnd &&
1457         (TPC == TPC_ClassTemplate || TPC == TPC_VarTemplate ||
1458          TPC == TPC_TypeAliasTemplate)) {
1459       Diag((*NewParam)->getLocation(),
1460            diag::err_template_param_pack_must_be_last_template_parameter);
1461       Invalid = true;
1462     }
1463
1464     if (RedundantDefaultArg) {
1465       // C++ [temp.param]p12:
1466       //   A template-parameter shall not be given default arguments
1467       //   by two different declarations in the same scope.
1468       Diag(NewDefaultLoc, diag::err_template_param_default_arg_redefinition);
1469       Diag(OldDefaultLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
1470       Invalid = true;
1471     } else if (MissingDefaultArg && TPC != TPC_FunctionTemplate) {
1472       // C++ [temp.param]p11:
1473       //   If a template-parameter of a class template has a default
1474       //   template-argument, each subsequent template-parameter shall either
1475       //   have a default template-argument supplied or be a template parameter
1476       //   pack.
1477       Diag((*NewParam)->getLocation(),
1478            diag::err_template_param_default_arg_missing);
1479       Diag(PreviousDefaultArgLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
1480       Invalid = true;
1481       RemoveDefaultArguments = true;
1482     }
1483
1484     // If we have an old template parameter list that we're merging
1485     // in, move on to the next parameter.
1486     if (OldParams)
1487       ++OldParam;
1488   }
1489
1490   // We were missing some default arguments at the end of the list, so remove
1491   // all of the default arguments.
1492   if (RemoveDefaultArguments) {
1493     for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
1494                                       NewParamEnd = NewParams->end();
1495          NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
1496       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam))
1497         TTP->removeDefaultArgument();
1498       else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
1499                                 = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam))
1500         NTTP->removeDefaultArgument();
1501       else
1502         cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam)->removeDefaultArgument();
1503     }
1504   }
1505
1506   return Invalid;
1507 }
1508
1509 namespace {
1510
1511 /// A class which looks for a use of a certain level of template
1512 /// parameter.
1513 struct DependencyChecker : RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> {
1514   typedef RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> super;
1515
1516   unsigned Depth;
1517   bool Match;
1518   SourceLocation MatchLoc;
1519
1520   DependencyChecker(unsigned Depth) : Depth(Depth), Match(false) {}
1521
1522   DependencyChecker(TemplateParameterList *Params) : Match(false) {
1523     NamedDecl *ND = Params->getParam(0);
1524     if (TemplateTypeParmDecl *PD = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(ND)) {
1525       Depth = PD->getDepth();
1526     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
1527                  dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(ND)) {
1528       Depth = PD->getDepth();
1529     } else {
1530       Depth = cast<TemplateTemplateParmDecl>(ND)->getDepth();
1531     }
1532   }
1533
1534   bool Matches(unsigned ParmDepth, SourceLocation Loc = SourceLocation()) {
1535     if (ParmDepth >= Depth) {
1536       Match = true;
1537       MatchLoc = Loc;
1538       return true;
1539     }
1540     return false;
1541   }
1542
1543   bool VisitTemplateTypeParmTypeLoc(TemplateTypeParmTypeLoc TL) {
1544     return !Matches(TL.getTypePtr()->getDepth(), TL.getNameLoc());
1545   }
1546
1547   bool VisitTemplateTypeParmType(const TemplateTypeParmType *T) {
1548     return !Matches(T->getDepth());
1549   }
1550
1551   bool TraverseTemplateName(TemplateName N) {
1552     if (TemplateTemplateParmDecl *PD =
1553           dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(N.getAsTemplateDecl()))
1554       if (Matches(PD->getDepth()))
1555         return false;
1556     return super::TraverseTemplateName(N);
1557   }
1558
1559   bool VisitDeclRefExpr(DeclRefExpr *E) {
1560     if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
1561           dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(E->getDecl()))
1562       if (Matches(PD->getDepth(), E->getExprLoc()))
1563         return false;
1564     return super::VisitDeclRefExpr(E);
1565   }
1566
1567   bool VisitSubstTemplateTypeParmType(const SubstTemplateTypeParmType *T) {
1568     return TraverseType(T->getReplacementType());
1569   }
1570
1571   bool
1572   VisitSubstTemplateTypeParmPackType(const SubstTemplateTypeParmPackType *T) {
1573     return TraverseTemplateArgument(T->getArgumentPack());
1574   }
1575
1576   bool TraverseInjectedClassNameType(const InjectedClassNameType *T) {
1577     return TraverseType(T->getInjectedSpecializationType());
1578   }
1579 };
1580 } // end anonymous namespace
1581
1582 /// Determines whether a given type depends on the given parameter
1583 /// list.
1584 static bool
1585 DependsOnTemplateParameters(QualType T, TemplateParameterList *Params) {
1586   DependencyChecker Checker(Params);
1587   Checker.TraverseType(T);
1588   return Checker.Match;
1589 }
1590
1591 // Find the source range corresponding to the named type in the given
1592 // nested-name-specifier, if any.
1593 static SourceRange getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(ASTContext &Context,
1594                                                        QualType T,
1595                                                        const CXXScopeSpec &SS) {
1596   NestedNameSpecifierLoc NNSLoc(SS.getScopeRep(), SS.location_data());
1597   while (NestedNameSpecifier *NNS = NNSLoc.getNestedNameSpecifier()) {
1598     if (const Type *CurType = NNS->getAsType()) {
1599       if (Context.hasSameUnqualifiedType(T, QualType(CurType, 0)))
1600         return NNSLoc.getTypeLoc().getSourceRange();
1601     } else
1602       break;
1603
1604     NNSLoc = NNSLoc.getPrefix();
1605   }
1606
1607   return SourceRange();
1608 }
1609
1610 /// \brief Match the given template parameter lists to the given scope
1611 /// specifier, returning the template parameter list that applies to the
1612 /// name.
1613 ///
1614 /// \param DeclStartLoc the start of the declaration that has a scope
1615 /// specifier or a template parameter list.
1616 ///
1617 /// \param DeclLoc The location of the declaration itself.
1618 ///
1619 /// \param SS the scope specifier that will be matched to the given template
1620 /// parameter lists. This scope specifier precedes a qualified name that is
1621 /// being declared.
1622 ///
1623 /// \param TemplateId The template-id following the scope specifier, if there
1624 /// is one. Used to check for a missing 'template<>'.
1625 ///
1626 /// \param ParamLists the template parameter lists, from the outermost to the
1627 /// innermost template parameter lists.
1628 ///
1629 /// \param IsFriend Whether to apply the slightly different rules for
1630 /// matching template parameters to scope specifiers in friend
1631 /// declarations.
1632 ///
1633 /// \param IsExplicitSpecialization will be set true if the entity being
1634 /// declared is an explicit specialization, false otherwise.
1635 ///
1636 /// \returns the template parameter list, if any, that corresponds to the
1637 /// name that is preceded by the scope specifier @p SS. This template
1638 /// parameter list may have template parameters (if we're declaring a
1639 /// template) or may have no template parameters (if we're declaring a
1640 /// template specialization), or may be NULL (if what we're declaring isn't
1641 /// itself a template).
1642 TemplateParameterList *Sema::MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
1643     SourceLocation DeclStartLoc, SourceLocation DeclLoc, const CXXScopeSpec &SS,
1644     TemplateIdAnnotation *TemplateId,
1645     ArrayRef<TemplateParameterList *> ParamLists, bool IsFriend,
1646     bool &IsExplicitSpecialization, bool &Invalid) {
1647   IsExplicitSpecialization = false;
1648   Invalid = false;
1649
1650   // The sequence of nested types to which we will match up the template
1651   // parameter lists. We first build this list by starting with the type named
1652   // by the nested-name-specifier and walking out until we run out of types.
1653   SmallVector<QualType, 4> NestedTypes;
1654   QualType T;
1655   if (SS.getScopeRep()) {
1656     if (CXXRecordDecl *Record
1657               = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(computeDeclContext(SS, true)))
1658       T = Context.getTypeDeclType(Record);
1659     else
1660       T = QualType(SS.getScopeRep()->getAsType(), 0);
1661   }
1662
1663   // If we found an explicit specialization that prevents us from needing
1664   // 'template<>' headers, this will be set to the location of that
1665   // explicit specialization.
1666   SourceLocation ExplicitSpecLoc;
1667
1668   while (!T.isNull()) {
1669     NestedTypes.push_back(T);
1670
1671     // Retrieve the parent of a record type.
1672     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
1673       // If this type is an explicit specialization, we're done.
1674       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
1675           = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
1676         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Spec) &&
1677             Spec->getSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
1678           ExplicitSpecLoc = Spec->getLocation();
1679           break;
1680         }
1681       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()
1682                                                 == TSK_ExplicitSpecialization) {
1683         ExplicitSpecLoc = Record->getLocation();
1684         break;
1685       }
1686
1687       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Record->getParent()))
1688         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
1689       else
1690         T = QualType();
1691       continue;
1692     }
1693
1694     if (const TemplateSpecializationType *TST
1695                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
1696       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
1697         if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Template->getDeclContext()))
1698           T = Context.getTypeDeclType(Parent);
1699         else
1700           T = QualType();
1701         continue;
1702       }
1703     }
1704
1705     // Look one step prior in a dependent template specialization type.
1706     if (const DependentTemplateSpecializationType *DependentTST
1707                           = T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
1708       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentTST->getQualifier())
1709         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
1710       else
1711         T = QualType();
1712       continue;
1713     }
1714
1715     // Look one step prior in a dependent name type.
1716     if (const DependentNameType *DependentName = T->getAs<DependentNameType>()){
1717       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentName->getQualifier())
1718         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
1719       else
1720         T = QualType();
1721       continue;
1722     }
1723
1724     // Retrieve the parent of an enumeration type.
1725     if (const EnumType *EnumT = T->getAs<EnumType>()) {
1726       // FIXME: Forward-declared enums require a TSK_ExplicitSpecialization
1727       // check here.
1728       EnumDecl *Enum = EnumT->getDecl();
1729
1730       // Get to the parent type.
1731       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Enum->getParent()))
1732         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
1733       else
1734         T = QualType();
1735       continue;
1736     }
1737
1738     T = QualType();
1739   }
1740   // Reverse the nested types list, since we want to traverse from the outermost
1741   // to the innermost while checking template-parameter-lists.
1742   std::reverse(NestedTypes.begin(), NestedTypes.end());
1743
1744   // C++0x [temp.expl.spec]p17:
1745   //   A member or a member template may be nested within many
1746   //   enclosing class templates. In an explicit specialization for
1747   //   such a member, the member declaration shall be preceded by a
1748   //   template<> for each enclosing class template that is
1749   //   explicitly specialized.
1750   bool SawNonEmptyTemplateParameterList = false;
1751
1752   auto CheckExplicitSpecialization = [&](SourceRange Range, bool Recovery) {
1753     if (SawNonEmptyTemplateParameterList) {
1754       Diag(DeclLoc, diag::err_specialize_member_of_template)
1755         << !Recovery << Range;
1756       Invalid = true;
1757       IsExplicitSpecialization = false;
1758       return true;
1759     }
1760
1761     return false;
1762   };
1763
1764   auto DiagnoseMissingExplicitSpecialization = [&] (SourceRange Range) {
1765     // Check that we can have an explicit specialization here.
1766     if (CheckExplicitSpecialization(Range, true))
1767       return true;
1768
1769     // We don't have a template header, but we should.
1770     SourceLocation ExpectedTemplateLoc;
1771     if (!ParamLists.empty())
1772       ExpectedTemplateLoc = ParamLists[0]->getTemplateLoc();
1773     else
1774       ExpectedTemplateLoc = DeclStartLoc;
1775
1776     Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_header)
1777       << Range
1778       << FixItHint::CreateInsertion(ExpectedTemplateLoc, "template<> ");
1779     return false;
1780   };
1781
1782   unsigned ParamIdx = 0;
1783   for (unsigned TypeIdx = 0, NumTypes = NestedTypes.size(); TypeIdx != NumTypes;
1784        ++TypeIdx) {
1785     T = NestedTypes[TypeIdx];
1786
1787     // Whether we expect a 'template<>' header.
1788     bool NeedEmptyTemplateHeader = false;
1789
1790     // Whether we expect a template header with parameters.
1791     bool NeedNonemptyTemplateHeader = false;
1792
1793     // For a dependent type, the set of template parameters that we
1794     // expect to see.
1795     TemplateParameterList *ExpectedTemplateParams = nullptr;
1796
1797     // C++0x [temp.expl.spec]p15:
1798     //   A member or a member template may be nested within many enclosing
1799     //   class templates. In an explicit specialization for such a member, the
1800     //   member declaration shall be preceded by a template<> for each
1801     //   enclosing class template that is explicitly specialized.
1802     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
1803       if (ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
1804             = dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record)) {
1805         ExpectedTemplateParams = Partial->getTemplateParameters();
1806         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
1807       } else if (Record->isDependentType()) {
1808         if (Record->getDescribedClassTemplate()) {
1809           ExpectedTemplateParams = Record->getDescribedClassTemplate()
1810                                                       ->getTemplateParameters();
1811           NeedNonemptyTemplateHeader = true;
1812         }
1813       } else if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
1814                      = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
1815         // C++0x [temp.expl.spec]p4:
1816         //   Members of an explicitly specialized class template are defined
1817         //   in the same manner as members of normal classes, and not using
1818         //   the template<> syntax.
1819         if (Spec->getSpecializationKind() != TSK_ExplicitSpecialization)
1820           NeedEmptyTemplateHeader = true;
1821         else
1822           continue;
1823       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()) {
1824         if (Record->getTemplateSpecializationKind()
1825                                                 != TSK_ExplicitSpecialization &&
1826             TypeIdx == NumTypes - 1)
1827           IsExplicitSpecialization = true;
1828
1829         continue;
1830       }
1831     } else if (const TemplateSpecializationType *TST
1832                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
1833       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
1834         ExpectedTemplateParams = Template->getTemplateParameters();
1835         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
1836       }
1837     } else if (T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
1838       // FIXME:  We actually could/should check the template arguments here
1839       // against the corresponding template parameter list.
1840       NeedNonemptyTemplateHeader = false;
1841     }
1842
1843     // C++ [temp.expl.spec]p16:
1844     //   In an explicit specialization declaration for a member of a class
1845     //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the
1846     //   member template and some of its enclosing class templates may remain
1847     //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly
1848     //   specialize a class member template if its en- closing class templates
1849     //   are not explicitly specialized as well.
1850     if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
1851       if (ParamLists[ParamIdx]->size() == 0) {
1852         if (CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
1853                                         false))
1854           return nullptr;
1855       } else
1856         SawNonEmptyTemplateParameterList = true;
1857     }
1858
1859     if (NeedEmptyTemplateHeader) {
1860       // If we're on the last of the types, and we need a 'template<>' header
1861       // here, then it's an explicit specialization.
1862       if (TypeIdx == NumTypes - 1)
1863         IsExplicitSpecialization = true;
1864
1865       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
1866         if (ParamLists[ParamIdx]->size() > 0) {
1867           // The header has template parameters when it shouldn't. Complain.
1868           Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
1869                diag::err_template_param_list_matches_nontemplate)
1870             << T
1871             << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getLAngleLoc(),
1872                            ParamLists[ParamIdx]->getRAngleLoc())
1873             << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
1874           Invalid = true;
1875           return nullptr;
1876         }
1877
1878         // Consume this template header.
1879         ++ParamIdx;
1880         continue;
1881       }
1882
1883       if (!IsFriend)
1884         if (DiagnoseMissingExplicitSpecialization(
1885                 getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS)))
1886           return nullptr;
1887
1888       continue;
1889     }
1890
1891     if (NeedNonemptyTemplateHeader) {
1892       // In friend declarations we can have template-ids which don't
1893       // depend on the corresponding template parameter lists.  But
1894       // assume that empty parameter lists are supposed to match this
1895       // template-id.
1896       if (IsFriend && T->isDependentType()) {
1897         if (ParamIdx < ParamLists.size() &&
1898             DependsOnTemplateParameters(T, ParamLists[ParamIdx]))
1899           ExpectedTemplateParams = nullptr;
1900         else
1901           continue;
1902       }
1903
1904       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
1905         // Check the template parameter list, if we can.
1906         if (ExpectedTemplateParams &&
1907             !TemplateParameterListsAreEqual(ParamLists[ParamIdx],
1908                                             ExpectedTemplateParams,
1909                                             true, TPL_TemplateMatch))
1910           Invalid = true;
1911
1912         if (!Invalid &&
1913             CheckTemplateParameterList(ParamLists[ParamIdx], nullptr,
1914                                        TPC_ClassTemplateMember))
1915           Invalid = true;
1916
1917         ++ParamIdx;
1918         continue;
1919       }
1920
1921       Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_template_parameters)
1922         << T
1923         << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
1924       Invalid = true;
1925       continue;
1926     }
1927   }
1928
1929   // If there were at least as many template-ids as there were template
1930   // parameter lists, then there are no template parameter lists remaining for
1931   // the declaration itself.
1932   if (ParamIdx >= ParamLists.size()) {
1933     if (TemplateId && !IsFriend) {
1934       // We don't have a template header for the declaration itself, but we
1935       // should.
1936       IsExplicitSpecialization = true;
1937       DiagnoseMissingExplicitSpecialization(SourceRange(TemplateId->LAngleLoc,
1938                                                         TemplateId->RAngleLoc));
1939
1940       // Fabricate an empty template parameter list for the invented header.
1941       return TemplateParameterList::Create(Context, SourceLocation(),
1942                                            SourceLocation(), None,
1943                                            SourceLocation());
1944     }
1945
1946     return nullptr;
1947   }
1948
1949   // If there were too many template parameter lists, complain about that now.
1950   if (ParamIdx < ParamLists.size() - 1) {
1951     bool HasAnyExplicitSpecHeader = false;
1952     bool AllExplicitSpecHeaders = true;
1953     for (unsigned I = ParamIdx, E = ParamLists.size() - 1; I != E; ++I) {
1954       if (ParamLists[I]->size() == 0)
1955         HasAnyExplicitSpecHeader = true;
1956       else
1957         AllExplicitSpecHeaders = false;
1958     }
1959
1960     Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
1961          AllExplicitSpecHeaders ? diag::warn_template_spec_extra_headers
1962                                 : diag::err_template_spec_extra_headers)
1963         << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
1964                        ParamLists[ParamLists.size() - 2]->getRAngleLoc());
1965
1966     // If there was a specialization somewhere, such that 'template<>' is
1967     // not required, and there were any 'template<>' headers, note where the
1968     // specialization occurred.
1969     if (ExplicitSpecLoc.isValid() && HasAnyExplicitSpecHeader)
1970       Diag(ExplicitSpecLoc,
1971            diag::note_explicit_template_spec_does_not_need_header)
1972         << NestedTypes.back();
1973
1974     // We have a template parameter list with no corresponding scope, which
1975     // means that the resulting template declaration can't be instantiated
1976     // properly (we'll end up with dependent nodes when we shouldn't).
1977     if (!AllExplicitSpecHeaders)
1978       Invalid = true;
1979   }
1980
1981   // C++ [temp.expl.spec]p16:
1982   //   In an explicit specialization declaration for a member of a class
1983   //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the
1984   //   member template and some of its enclosing class templates may remain
1985   //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly
1986   //   specialize a class member template if its en- closing class templates
1987   //   are not explicitly specialized as well.
1988   if (ParamLists.back()->size() == 0 &&
1989       CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
1990                                   false))
1991     return nullptr;
1992
1993   // Return the last template parameter list, which corresponds to the
1994   // entity being declared.
1995   return ParamLists.back();
1996 }
1997
1998 void Sema::NoteAllFoundTemplates(TemplateName Name) {
1999   if (TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl()) {
2000     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
2001         << (isa<FunctionTemplateDecl>(Template)
2002                 ? 0
2003                 : isa<ClassTemplateDecl>(Template)
2004                       ? 1
2005                       : isa<VarTemplateDecl>(Template)
2006                             ? 2
2007                             : isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) ? 3 : 4)
2008         << Template->getDeclName();
2009     return;
2010   }
2011
2012   if (OverloadedTemplateStorage *OST = Name.getAsOverloadedTemplate()) {
2013     for (OverloadedTemplateStorage::iterator I = OST->begin(),
2014                                           IEnd = OST->end();
2015          I != IEnd; ++I)
2016       Diag((*I)->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
2017         << 0 << (*I)->getDeclName();
2018
2019     return;
2020   }
2021 }
2022
2023 static QualType
2024 checkBuiltinTemplateIdType(Sema &SemaRef, BuiltinTemplateDecl *BTD,
2025                            const SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
2026                            SourceLocation TemplateLoc,
2027                            TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2028   ASTContext &Context = SemaRef.getASTContext();
2029   switch (BTD->getBuiltinTemplateKind()) {
2030   case BTK__make_integer_seq:
2031     // Specializations of __make_integer_seq<S, T, N> are treated like
2032     // S<T, 0, ..., N-1>.
2033
2034     // C++14 [inteseq.intseq]p1:
2035     //   T shall be an integer type.
2036     if (!Converted[1].getAsType()->isIntegralType(Context)) {
2037       SemaRef.Diag(TemplateArgs[1].getLocation(),
2038                    diag::err_integer_sequence_integral_element_type);
2039       return QualType();
2040     }
2041
2042     // C++14 [inteseq.make]p1:
2043     //   If N is negative the program is ill-formed.
2044     TemplateArgument NumArgsArg = Converted[2];
2045     llvm::APSInt NumArgs = NumArgsArg.getAsIntegral();
2046     if (NumArgs < 0) {
2047       SemaRef.Diag(TemplateArgs[2].getLocation(),
2048                    diag::err_integer_sequence_negative_length);
2049       return QualType();
2050     }
2051
2052     QualType ArgTy = NumArgsArg.getIntegralType();
2053     TemplateArgumentListInfo SyntheticTemplateArgs;
2054     // The type argument gets reused as the first template argument in the
2055     // synthetic template argument list.
2056     SyntheticTemplateArgs.addArgument(TemplateArgs[1]);
2057     // Expand N into 0 ... N-1.
2058     for (llvm::APSInt I(NumArgs.getBitWidth(), NumArgs.isUnsigned());
2059          I < NumArgs; ++I) {
2060       TemplateArgument TA(Context, I, ArgTy);
2061       Expr *E = SemaRef.BuildExpressionFromIntegralTemplateArgument(
2062                            TA, TemplateArgs[2].getLocation())
2063                     .getAs<Expr>();
2064       SyntheticTemplateArgs.addArgument(
2065           TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(E), E));
2066     }
2067     // The first template argument will be reused as the template decl that
2068     // our synthetic template arguments will be applied to.
2069     return SemaRef.CheckTemplateIdType(Converted[0].getAsTemplate(),
2070                                        TemplateLoc, SyntheticTemplateArgs);
2071   }
2072   llvm_unreachable("unexpected BuiltinTemplateDecl!");
2073 }
2074
2075 QualType Sema::CheckTemplateIdType(TemplateName Name,
2076                                    SourceLocation TemplateLoc,
2077                                    TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2078   DependentTemplateName *DTN
2079     = Name.getUnderlying().getAsDependentTemplateName();
2080   if (DTN && DTN->isIdentifier())
2081     // When building a template-id where the template-name is dependent,
2082     // assume the template is a type template. Either our assumption is
2083     // correct, or the code is ill-formed and will be diagnosed when the
2084     // dependent name is substituted.
2085     return Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
2086                                                           DTN->getQualifier(),
2087                                                           DTN->getIdentifier(),
2088                                                           TemplateArgs);
2089
2090   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
2091   if (!Template || isa<FunctionTemplateDecl>(Template) ||
2092       isa<VarTemplateDecl>(Template)) {
2093     // We might have a substituted template template parameter pack. If so,
2094     // build a template specialization type for it.
2095     if (Name.getAsSubstTemplateTemplateParmPack())
2096       return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs);
2097
2098     Diag(TemplateLoc, diag::err_template_id_not_a_type)
2099       << Name;
2100     NoteAllFoundTemplates(Name);
2101     return QualType();
2102   }
2103
2104   // Check that the template argument list is well-formed for this
2105   // template.
2106   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
2107   if (CheckTemplateArgumentList(Template, TemplateLoc, TemplateArgs,
2108                                 false, Converted))
2109     return QualType();
2110
2111   QualType CanonType;
2112
2113   bool InstantiationDependent = false;
2114   if (TypeAliasTemplateDecl *AliasTemplate =
2115           dyn_cast<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
2116     // Find the canonical type for this type alias template specialization.
2117     TypeAliasDecl *Pattern = AliasTemplate->getTemplatedDecl();
2118     if (Pattern->isInvalidDecl())
2119       return QualType();
2120
2121     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
2122                                       Converted.data(), Converted.size());
2123
2124     // Only substitute for the innermost template argument list.
2125     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
2126     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
2127     unsigned Depth = AliasTemplate->getTemplateParameters()->getDepth();
2128     for (unsigned I = 0; I < Depth; ++I)
2129       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
2130
2131     LocalInstantiationScope Scope(*this);
2132     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template);
2133     if (Inst.isInvalid())
2134       return QualType();
2135
2136     CanonType = SubstType(Pattern->getUnderlyingType(),
2137                           TemplateArgLists, AliasTemplate->getLocation(),
2138                           AliasTemplate->getDeclName());
2139     if (CanonType.isNull())
2140       return QualType();
2141   } else if (Name.isDependent() ||
2142              TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
2143                TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
2144     // This class template specialization is a dependent
2145     // type. Therefore, its canonical type is another class template
2146     // specialization type that contains all of the converted
2147     // arguments in canonical form. This ensures that, e.g., A<T> and
2148     // A<T, T> have identical types when A is declared as:
2149     //
2150     //   template<typename T, typename U = T> struct A;
2151     TemplateName CanonName = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
2152     CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(CanonName,
2153                                                       Converted.data(),
2154                                                       Converted.size());
2155
2156     // FIXME: CanonType is not actually the canonical type, and unfortunately
2157     // it is a TemplateSpecializationType that we will never use again.
2158     // In the future, we need to teach getTemplateSpecializationType to only
2159     // build the canonical type and return that to us.
2160     CanonType = Context.getCanonicalType(CanonType);
2161
2162     // This might work out to be a current instantiation, in which
2163     // case the canonical type needs to be the InjectedClassNameType.
2164     //
2165     // TODO: in theory this could be a simple hashtable lookup; most
2166     // changes to CurContext don't change the set of current
2167     // instantiations.
2168     if (isa<ClassTemplateDecl>(Template)) {
2169       for (DeclContext *Ctx = CurContext; Ctx; Ctx = Ctx->getLookupParent()) {
2170         // If we get out to a namespace, we're done.
2171         if (Ctx->isFileContext()) break;
2172
2173         // If this isn't a record, keep looking.
2174         CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx);
2175         if (!Record) continue;
2176
2177         // Look for one of the two cases with InjectedClassNameTypes
2178         // and check whether it's the same template.
2179         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record) &&
2180             !Record->getDescribedClassTemplate())
2181           continue;
2182
2183         // Fetch the injected class name type and check whether its
2184         // injected type is equal to the type we just built.
2185         QualType ICNT = Context.getTypeDeclType(Record);
2186         QualType Injected = cast<InjectedClassNameType>(ICNT)
2187           ->getInjectedSpecializationType();
2188
2189         if (CanonType != Injected->getCanonicalTypeInternal())
2190           continue;
2191
2192         // If so, the canonical type of this TST is the injected
2193         // class name type of the record we just found.
2194         assert(ICNT.isCanonical());
2195         CanonType = ICNT;
2196         break;
2197       }
2198     }
2199   } else if (ClassTemplateDecl *ClassTemplate
2200                = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Template)) {
2201     // Find the class template specialization declaration that
2202     // corresponds to these arguments.
2203     void *InsertPos = nullptr;
2204     ClassTemplateSpecializationDecl *Decl
2205       = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
2206     if (!Decl) {
2207       // This is the first time we have referenced this class template
2208       // specialization. Create the canonical declaration and add it to
2209       // the set of specializations.
2210       Decl = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context,
2211                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind(),
2212                                                 ClassTemplate->getDeclContext(),
2213                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocStart(),
2214                                                 ClassTemplate->getLocation(),
2215                                                      ClassTemplate,
2216                                                      Converted.data(),
2217                                                      Converted.size(), nullptr);
2218       ClassTemplate->AddSpecialization(Decl, InsertPos);
2219       if (ClassTemplate->isOutOfLine())
2220         Decl->setLexicalDeclContext(ClassTemplate->getLexicalDeclContext());
2221     }
2222
2223     // Diagnose uses of this specialization.
2224     (void)DiagnoseUseOfDecl(Decl, TemplateLoc);
2225
2226     CanonType = Context.getTypeDeclType(Decl);
2227     assert(isa<RecordType>(CanonType) &&
2228            "type of non-dependent specialization is not a RecordType");
2229   } else if (auto *BTD = dyn_cast<BuiltinTemplateDecl>(Template)) {
2230     CanonType = checkBuiltinTemplateIdType(*this, BTD, Converted, TemplateLoc,
2231                                            TemplateArgs);
2232   }
2233
2234   // Build the fully-sugared type for this class template
2235   // specialization, which refers back to the class template
2236   // specialization we created or found.
2237   return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs, CanonType);
2238 }
2239
2240 TypeResult
2241 Sema::ActOnTemplateIdType(CXXScopeSpec &SS, SourceLocation TemplateKWLoc,
2242                           TemplateTy TemplateD, SourceLocation TemplateLoc,
2243                           SourceLocation LAngleLoc,
2244                           ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
2245                           SourceLocation RAngleLoc,
2246                           bool IsCtorOrDtorName) {
2247   if (SS.isInvalid())
2248     return true;
2249
2250   TemplateName Template = TemplateD.get();
2251
2252   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
2253   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
2254   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
2255
2256   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
2257     QualType T
2258       = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
2259                                                        DTN->getQualifier(),
2260                                                        DTN->getIdentifier(),
2261                                                        TemplateArgs);
2262     // Build type-source information.
2263     TypeLocBuilder TLB;
2264     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
2265       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
2266     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
2267     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
2268     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
2269     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
2270     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
2271     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
2272     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
2273       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
2274     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
2275   }
2276
2277   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateLoc, TemplateArgs);
2278
2279   if (Result.isNull())
2280     return true;
2281
2282   // Build type-source information.
2283   TypeLocBuilder TLB;
2284   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
2285     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
2286   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
2287   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
2288   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
2289   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
2290   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
2291     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
2292
2293   // NOTE: avoid constructing an ElaboratedTypeLoc if this is a
2294   // constructor or destructor name (in such a case, the scope specifier
2295   // will be attached to the enclosing Decl or Expr node).
2296   if (SS.isNotEmpty() && !IsCtorOrDtorName) {
2297     // Create an elaborated-type-specifier containing the nested-name-specifier.
2298     Result = Context.getElaboratedType(ETK_None, SS.getScopeRep(), Result);
2299     ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
2300     ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
2301     ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
2302   }
2303
2304   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
2305 }
2306
2307 TypeResult Sema::ActOnTagTemplateIdType(TagUseKind TUK,
2308                                         TypeSpecifierType TagSpec,
2309                                         SourceLocation TagLoc,
2310                                         CXXScopeSpec &SS,
2311                                         SourceLocation TemplateKWLoc,
2312                                         TemplateTy TemplateD,
2313                                         SourceLocation TemplateLoc,
2314                                         SourceLocation LAngleLoc,
2315                                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
2316                                         SourceLocation RAngleLoc) {
2317   TemplateName Template = TemplateD.get();
2318
2319   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
2320   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
2321   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
2322
2323   // Determine the tag kind
2324   TagTypeKind TagKind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
2325   ElaboratedTypeKeyword Keyword
2326     = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(TagKind);
2327
2328   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
2329     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(Keyword,
2330                                                           DTN->getQualifier(),
2331                                                           DTN->getIdentifier(),
2332                                                                 TemplateArgs);
2333
2334     // Build type-source information.
2335     TypeLocBuilder TLB;
2336     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
2337       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
2338     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
2339     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
2340     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
2341     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
2342     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
2343     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
2344     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
2345       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
2346     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
2347   }
2348
2349   if (TypeAliasTemplateDecl *TAT =
2350         dyn_cast_or_null<TypeAliasTemplateDecl>(Template.getAsTemplateDecl())) {
2351     // C++0x [dcl.type.elab]p2:
2352     //   If the identifier resolves to a typedef-name or the simple-template-id
2353     //   resolves to an alias template specialization, the
2354     //   elaborated-type-specifier is ill-formed.
2355     Diag(TemplateLoc, diag::err_tag_reference_non_tag) << 4;
2356     Diag(TAT->getLocation(), diag::note_declared_at);
2357   }
2358
2359   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateLoc, TemplateArgs);
2360   if (Result.isNull())
2361     return TypeResult(true);
2362
2363   // Check the tag kind
2364   if (const RecordType *RT = Result->getAs<RecordType>()) {
2365     RecordDecl *D = RT->getDecl();
2366
2367     IdentifierInfo *Id = D->getIdentifier();
2368     assert(Id && "templated class must have an identifier");
2369
2370     if (!isAcceptableTagRedeclaration(D, TagKind, TUK == TUK_Definition,
2371                                       TagLoc, Id)) {
2372       Diag(TagLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
2373         << Result
2374         << FixItHint::CreateReplacement(SourceRange(TagLoc), D->getKindName());
2375       Diag(D->getLocation(), diag::note_previous_use);
2376     }
2377   }
2378
2379   // Provide source-location information for the template specialization.
2380   TypeLocBuilder TLB;
2381   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
2382     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
2383   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
2384   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
2385   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
2386   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
2387   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
2388     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
2389
2390   // Construct an elaborated type containing the nested-name-specifier (if any)
2391   // and tag keyword.
2392   Result = Context.getElaboratedType(Keyword, SS.getScopeRep(), Result);
2393   ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
2394   ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
2395   ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
2396   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
2397 }
2398
2399 static bool CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
2400     Sema &S, SourceLocation NameLoc, TemplateParameterList *TemplateParams,
2401     unsigned ExplicitArgs, SmallVectorImpl<TemplateArgument> &TemplateArgs);
2402
2403 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S, NamedDecl *Specialized,
2404                                              NamedDecl *PrevDecl,
2405                                              SourceLocation Loc,
2406                                              bool IsPartialSpecialization);
2407
2408 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D);
2409
2410 static bool isTemplateArgumentTemplateParameter(
2411     const TemplateArgument &Arg, unsigned Depth, unsigned Index) {
2412   switch (Arg.getKind()) {
2413   case TemplateArgument::Null:
2414   case TemplateArgument::NullPtr:
2415   case TemplateArgument::Integral:
2416   case TemplateArgument::Declaration:
2417   case TemplateArgument::Pack:
2418   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
2419     return false;
2420
2421   case TemplateArgument::Type: {
2422     QualType Type = Arg.getAsType();
2423     const TemplateTypeParmType *TPT =
2424         Arg.getAsType()->getAs<TemplateTypeParmType>();
2425     return TPT && !Type.hasQualifiers() &&
2426            TPT->getDepth() == Depth && TPT->getIndex() == Index;
2427   }
2428
2429   case TemplateArgument::Expression: {
2430     DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr());
2431     if (!DRE || !DRE->getDecl())
2432       return false;
2433     const NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =
2434         dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl());
2435     return NTTP && NTTP->getDepth() == Depth && NTTP->getIndex() == Index;
2436   }
2437
2438   case TemplateArgument::Template:
2439     const TemplateTemplateParmDecl *TTP =
2440         dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
2441             Arg.getAsTemplateOrTemplatePattern().getAsTemplateDecl());
2442     return TTP && TTP->getDepth() == Depth && TTP->getIndex() == Index;
2443   }
2444   llvm_unreachable("unexpected kind of template argument");
2445 }
2446
2447 static bool isSameAsPrimaryTemplate(TemplateParameterList *Params,
2448                                     ArrayRef<TemplateArgument> Args) {
2449   if (Params->size() != Args.size())
2450     return false;
2451
2452   unsigned Depth = Params->getDepth();
2453
2454   for (unsigned I = 0, N = Args.size(); I != N; ++I) {
2455     TemplateArgument Arg = Args[I];
2456
2457     // If the parameter is a pack expansion, the argument must be a pack
2458     // whose only element is a pack expansion.
2459     if (Params->getParam(I)->isParameterPack()) {
2460       if (Arg.getKind() != TemplateArgument::Pack || Arg.pack_size() != 1 ||
2461           !Arg.pack_begin()->isPackExpansion())
2462         return false;
2463       Arg = Arg.pack_begin()->getPackExpansionPattern();
2464     }
2465
2466     if (!isTemplateArgumentTemplateParameter(Arg, Depth, I))
2467       return false;
2468   }
2469
2470   return true;
2471 }
2472
2473 /// Convert the parser's template argument list representation into our form.
2474 static TemplateArgumentListInfo
2475 makeTemplateArgumentListInfo(Sema &S, TemplateIdAnnotation &TemplateId) {
2476   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(TemplateId.LAngleLoc,
2477                                         TemplateId.RAngleLoc);
2478   ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsPtr(TemplateId.getTemplateArgs(),
2479                                      TemplateId.NumArgs);
2480   S.translateTemplateArguments(TemplateArgsPtr, TemplateArgs);
2481   return TemplateArgs;
2482 }
2483
2484 DeclResult Sema::ActOnVarTemplateSpecialization(
2485     Scope *S, Declarator &D, TypeSourceInfo *DI, SourceLocation TemplateKWLoc,
2486     TemplateParameterList *TemplateParams, StorageClass SC,
2487     bool IsPartialSpecialization) {
2488   // D must be variable template id.
2489   assert(D.getName().getKind() == UnqualifiedId::IK_TemplateId &&
2490          "Variable template specialization is declared with a template it.");
2491
2492   TemplateIdAnnotation *TemplateId = D.getName().TemplateId;
2493   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
2494       makeTemplateArgumentListInfo(*this, *TemplateId);
2495   SourceLocation TemplateNameLoc = D.getIdentifierLoc();
2496   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId->LAngleLoc;
2497   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId->RAngleLoc;
2498
2499   TemplateName Name = TemplateId->Template.get();
2500
2501   // The template-id must name a variable template.
2502   VarTemplateDecl *VarTemplate =
2503       dyn_cast_or_null<VarTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
2504   if (!VarTemplate) {
2505     NamedDecl *FnTemplate;
2506     if (auto *OTS = Name.getAsOverloadedTemplate())
2507       FnTemplate = *OTS->begin();
2508     else
2509       FnTemplate = dyn_cast_or_null<FunctionTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
2510     if (FnTemplate)
2511       return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template_but_method)
2512                << FnTemplate->getDeclName();
2513     return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template)
2514              << IsPartialSpecialization;
2515   }
2516
2517   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
2518   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
2519     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
2520                                         UPPC_PartialSpecialization))
2521       return true;
2522
2523   // Check that the template argument list is well-formed for this
2524   // template.
2525   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
2526   if (CheckTemplateArgumentList(VarTemplate, TemplateNameLoc, TemplateArgs,
2527                                 false, Converted))
2528     return true;
2529
2530   // Find the variable template (partial) specialization declaration that
2531   // corresponds to these arguments.
2532   if (IsPartialSpecialization) {
2533     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
2534             *this, TemplateNameLoc, VarTemplate->getTemplateParameters(),
2535             TemplateArgs.size(), Converted))
2536       return true;
2537
2538     bool InstantiationDependent;
2539     if (!Name.isDependent() &&
2540         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
2541             TemplateArgs.getArgumentArray(), TemplateArgs.size(),
2542             InstantiationDependent)) {
2543       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
2544           << VarTemplate->getDeclName();
2545       IsPartialSpecialization = false;
2546     }
2547
2548     if (isSameAsPrimaryTemplate(VarTemplate->getTemplateParameters(),
2549                                 Converted)) {
2550       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
2551       //
2552       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
2553       //      to the implicit argument list of the primary template.
2554       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
2555         << /*variable template*/ 1
2556         << /*is definition*/(SC != SC_Extern && !CurContext->isRecord())
2557         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
2558       // FIXME: Recover from this by treating the declaration as a redeclaration
2559       // of the primary template.
2560       return true;
2561     }
2562   }
2563
2564   void *InsertPos = nullptr;
2565   VarTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
2566
2567   if (IsPartialSpecialization)
2568     // FIXME: Template parameter list matters too
2569     PrevDecl = VarTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
2570   else
2571     PrevDecl = VarTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
2572
2573   VarTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
2574
2575   // Check whether we can declare a variable template specialization in
2576   // the current scope.
2577   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this, VarTemplate, PrevDecl,
2578                                        TemplateNameLoc,
2579                                        IsPartialSpecialization))
2580     return true;
2581
2582   if (PrevDecl && PrevDecl->getSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
2583     // Since the only prior variable template specialization with these
2584     // arguments was referenced but not declared,  reuse that
2585     // declaration node as our own, updating its source location and
2586     // the list of outer template parameters to reflect our new declaration.
2587     Specialization = PrevDecl;
2588     Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
2589     PrevDecl = nullptr;
2590   } else if (IsPartialSpecialization) {
2591     // Create a new class template partial specialization declaration node.
2592     VarTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial =
2593         cast_or_null<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
2594     VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial =
2595         VarTemplatePartialSpecializationDecl::Create(
2596             Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc,
2597             TemplateNameLoc, TemplateParams, VarTemplate, DI->getType(), DI, SC,
2598             Converted.data(), Converted.size(), TemplateArgs);
2599
2600     if (!PrevPartial)
2601       VarTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
2602     Specialization = Partial;
2603
2604     // If we are providing an explicit specialization of a member variable
2605     // template specialization, make a note of that.
2606     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
2607       PrevPartial->setMemberSpecialization();
2608
2609     // Check that all of the template parameters of the variable template
2610     // partial specialization are deducible from the template
2611     // arguments. If not, this variable template partial specialization
2612     // will never be used.
2613     llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
2614     MarkUsedTemplateParameters(Partial->getTemplateArgs(), true,
2615                                TemplateParams->getDepth(), DeducibleParams);
2616
2617     if (!DeducibleParams.all()) {
2618       unsigned NumNonDeducible =
2619           DeducibleParams.size() - DeducibleParams.count();
2620       Diag(TemplateNameLoc, diag::warn_partial_specs_not_deducible)
2621         << /*variable template*/ 1 << (NumNonDeducible > 1)
2622         << SourceRange(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
2623       for (unsigned I = 0, N = DeducibleParams.size(); I != N; ++I) {
2624         if (!DeducibleParams[I]) {
2625           NamedDecl *Param = cast<NamedDecl>(TemplateParams->getParam(I));
2626           if (Param->getDeclName())
2627             Diag(Param->getLocation(), diag::note_partial_spec_unused_parameter)
2628                 << Param->getDeclName();
2629           else
2630             Diag(Param->getLocation(), diag::note_partial_spec_unused_parameter)
2631                 << "(anonymous)";
2632         }
2633       }
2634     }
2635   } else {
2636     // Create a new class template specialization declaration node for
2637     // this explicit specialization or friend declaration.
2638     Specialization = VarTemplateSpecializationDecl::Create(
2639         Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc, TemplateNameLoc,
2640         VarTemplate, DI->getType(), DI, SC, Converted.data(), Converted.size());
2641     Specialization->setTemplateArgsInfo(TemplateArgs);
2642
2643     if (!PrevDecl)
2644       VarTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
2645   }
2646
2647   // C++ [temp.expl.spec]p6:
2648   //   If a template, a member template or the member of a class template is
2649   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
2650   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
2651   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
2652   //   use occurs; no diagnostic is required.
2653   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
2654     bool Okay = false;
2655     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
2656       // Is there any previous explicit specialization declaration?
2657       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
2658         Okay = true;
2659         break;
2660       }
2661     }
2662
2663     if (!Okay) {
2664       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
2665       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
2666           << Name << Range;
2667
2668       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
2669            diag::note_instantiation_required_here)
2670           << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() !=
2671               TSK_ImplicitInstantiation);
2672       return true;
2673     }
2674   }
2675
2676   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
2677   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
2678
2679   // Add the specialization into its lexical context, so that it can
2680   // be seen when iterating through the list of declarations in that
2681   // context. However, specializations are not found by name lookup.
2682   CurContext->addDecl(Specialization);
2683
2684   // Note that this is an explicit specialization.
2685   Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
2686
2687   if (PrevDecl) {
2688     // Check that this isn't a redefinition of this specialization,
2689     // merging with previous declarations.
2690     LookupResult PrevSpec(*this, GetNameForDeclarator(D), LookupOrdinaryName,
2691                           ForRedeclaration);
2692     PrevSpec.addDecl(PrevDecl);
2693     D.setRedeclaration(CheckVariableDeclaration(Specialization, PrevSpec));
2694   } else if (Specialization->isStaticDataMember() &&
2695              Specialization->isOutOfLine()) {
2696     Specialization->setAccess(VarTemplate->getAccess());
2697   }
2698
2699   // Link instantiations of static data members back to the template from
2700   // which they were instantiated.
2701   if (Specialization->isStaticDataMember())
2702     Specialization->setInstantiationOfStaticDataMember(
2703         VarTemplate->getTemplatedDecl(),
2704         Specialization->getSpecializationKind());
2705
2706   return Specialization;
2707 }
2708
2709 namespace {
2710 /// \brief A partial specialization whose template arguments have matched
2711 /// a given template-id.
2712 struct PartialSpecMatchResult {
2713   VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial;
2714   TemplateArgumentList *Args;
2715 };
2716 } // end anonymous namespace
2717
2718 DeclResult
2719 Sema::CheckVarTemplateId(VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
2720                          SourceLocation TemplateNameLoc,
2721                          const TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2722   assert(Template && "A variable template id without template?");
2723
2724   // Check that the template argument list is well-formed for this template.
2725   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
2726   if (CheckTemplateArgumentList(
2727           Template, TemplateNameLoc,
2728           const_cast<TemplateArgumentListInfo &>(TemplateArgs), false,
2729           Converted))
2730     return true;
2731
2732   // Find the variable template specialization declaration that
2733   // corresponds to these arguments.
2734   void *InsertPos = nullptr;
2735   if (VarTemplateSpecializationDecl *Spec = Template->findSpecialization(
2736           Converted, InsertPos))
2737     // If we already have a variable template specialization, return it.
2738     return Spec;
2739
2740   // This is the first time we have referenced this variable template
2741   // specialization. Create the canonical declaration and add it to
2742   // the set of specializations, based on the closest partial specialization
2743   // that it represents. That is,
2744   VarDecl *InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
2745   TemplateArgumentList TemplateArgList(TemplateArgumentList::OnStack,
2746                                        Converted.data(), Converted.size());
2747   TemplateArgumentList *InstantiationArgs = &TemplateArgList;
2748   bool AmbiguousPartialSpec = false;
2749   typedef PartialSpecMatchResult MatchResult;
2750   SmallVector<MatchResult, 4> Matched;
2751   SourceLocation PointOfInstantiation = TemplateNameLoc;
2752   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(PointOfInstantiation,
2753                                             /*ForTakingAddress=*/false);
2754
2755   // 1. Attempt to find the closest partial specialization that this
2756   // specializes, if any.
2757   // If any of the template arguments is dependent, then this is probably
2758   // a placeholder for an incomplete declarative context; which must be
2759   // complete by instantiation time. Thus, do not search through the partial
2760   // specializations yet.
2761   // TODO: Unify with InstantiateClassTemplateSpecialization()?
2762   //       Perhaps better after unification of DeduceTemplateArguments() and
2763   //       getMoreSpecializedPartialSpecialization().
2764   bool InstantiationDependent = false;
2765   if (!TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
2766           TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
2767
2768     SmallVector<VarTemplatePartialSpecializationDecl *, 4> PartialSpecs;
2769     Template->getPartialSpecializations(PartialSpecs);
2770
2771     for (unsigned I = 0, N = PartialSpecs.size(); I != N; ++I) {
2772       VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial = PartialSpecs[I];
2773       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
2774
2775       if (TemplateDeductionResult Result =
2776               DeduceTemplateArguments(Partial, TemplateArgList, Info)) {
2777         // Store the failed-deduction information for use in diagnostics, later.
2778         // TODO: Actually use the failed-deduction info?
2779         FailedCandidates.addCandidate()
2780             .set(Partial, MakeDeductionFailureInfo(Context, Result, Info));
2781         (void)Result;
2782       } else {
2783         Matched.push_back(PartialSpecMatchResult());
2784         Matched.back().Partial = Partial;
2785         Matched.back().Args = Info.take();
2786       }
2787     }
2788
2789     if (Matched.size() >= 1) {
2790       SmallVector<MatchResult, 4>::iterator Best = Matched.begin();
2791       if (Matched.size() == 1) {
2792         //   -- If exactly one matching specialization is found, the
2793         //      instantiation is generated from that specialization.
2794         // We don't need to do anything for this.
2795       } else {
2796         //   -- If more than one matching specialization is found, the
2797         //      partial order rules (14.5.4.2) are used to determine
2798         //      whether one of the specializations is more specialized
2799         //      than the others. If none of the specializations is more
2800         //      specialized than all of the other matching
2801         //      specializations, then the use of the variable template is
2802         //      ambiguous and the program is ill-formed.
2803         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Best + 1,
2804                                                    PEnd = Matched.end();
2805              P != PEnd; ++P) {
2806           if (getMoreSpecializedPartialSpecialization(P->Partial, Best->Partial,
2807                                                       PointOfInstantiation) ==
2808               P->Partial)
2809             Best = P;
2810         }
2811
2812         // Determine if the best partial specialization is more specialized than
2813         // the others.
2814         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Matched.begin(),
2815                                                    PEnd = Matched.end();
2816              P != PEnd; ++P) {
2817           if (P != Best && getMoreSpecializedPartialSpecialization(
2818                                P->Partial, Best->Partial,
2819                                PointOfInstantiation) != Best->Partial) {
2820             AmbiguousPartialSpec = true;
2821             break;
2822           }
2823         }
2824       }
2825
2826       // Instantiate using the best variable template partial specialization.
2827       InstantiationPattern = Best->Partial;
2828       InstantiationArgs = Best->Args;
2829     } else {
2830       //   -- If no match is found, the instantiation is generated
2831       //      from the primary template.
2832       // InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
2833     }
2834   }
2835
2836   // 2. Create the canonical declaration.
2837   // Note that we do not instantiate the variable just yet, since
2838   // instantiation is handled in DoMarkVarDeclReferenced().
2839   // FIXME: LateAttrs et al.?
2840   VarTemplateSpecializationDecl *Decl = BuildVarTemplateInstantiation(
2841       Template, InstantiationPattern, *InstantiationArgs, TemplateArgs,
2842       Converted, TemplateNameLoc, InsertPos /*, LateAttrs, StartingScope*/);
2843   if (!Decl)
2844     return true;
2845
2846   if (AmbiguousPartialSpec) {
2847     // Partial ordering did not produce a clear winner. Complain.
2848     Decl->setInvalidDecl();
2849     Diag(PointOfInstantiation, diag::err_partial_spec_ordering_ambiguous)
2850         << Decl;
2851
2852     // Print the matching partial specializations.
2853     for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Matched.begin(),
2854                                                PEnd = Matched.end();
2855          P != PEnd; ++P)
2856       Diag(P->Partial->getLocation(), diag::note_partial_spec_match)
2857           << getTemplateArgumentBindingsText(
2858                  P->Partial->getTemplateParameters(), *P->Args);
2859     return true;
2860   }
2861
2862   if (VarTemplatePartialSpecializationDecl *D =
2863           dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(InstantiationPattern))
2864     Decl->setInstantiationOf(D, InstantiationArgs);
2865
2866   assert(Decl && "No variable template specialization?");
2867   return Decl;
2868 }
2869
2870 ExprResult
2871 Sema::CheckVarTemplateId(const CXXScopeSpec &SS,
2872                          const DeclarationNameInfo &NameInfo,
2873                          VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
2874                          const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
2875
2876   DeclResult Decl = CheckVarTemplateId(Template, TemplateLoc, NameInfo.getLoc(),
2877                                        *TemplateArgs);
2878   if (Decl.isInvalid())
2879     return ExprError();
2880
2881   VarDecl *Var = cast<VarDecl>(Decl.get());
2882   if (!Var->getTemplateSpecializationKind())
2883     Var->setTemplateSpecializationKind(TSK_ImplicitInstantiation,
2884                                        NameInfo.getLoc());
2885
2886   // Build an ordinary singleton decl ref.
2887   return BuildDeclarationNameExpr(SS, NameInfo, Var,
2888                                   /*FoundD=*/nullptr, TemplateArgs);
2889 }
2890
2891 ExprResult Sema::BuildTemplateIdExpr(const CXXScopeSpec &SS,
2892                                      SourceLocation TemplateKWLoc,
2893                                      LookupResult &R,
2894                                      bool RequiresADL,
2895                                  const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
2896   // FIXME: Can we do any checking at this point? I guess we could check the
2897   // template arguments that we have against the template name, if the template
2898   // name refers to a single template. That's not a terribly common case,
2899   // though.
2900   // foo<int> could identify a single function unambiguously
2901   // This approach does NOT work, since f<int>(1);
2902   // gets resolved prior to resorting to overload resolution
2903   // i.e., template<class T> void f(double);
2904   //       vs template<class T, class U> void f(U);
2905
2906   // These should be filtered out by our callers.
2907   assert(!R.empty() && "empty lookup results when building templateid");
2908   assert(!R.isAmbiguous() && "ambiguous lookup when building templateid");
2909
2910   // In C++1y, check variable template ids.
2911   bool InstantiationDependent;
2912   if (R.getAsSingle<VarTemplateDecl>() &&
2913       !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
2914            *TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
2915     return CheckVarTemplateId(SS, R.getLookupNameInfo(),
2916                               R.getAsSingle<VarTemplateDecl>(),
2917                               TemplateKWLoc, TemplateArgs);
2918   }
2919
2920   // We don't want lookup warnings at this point.
2921   R.suppressDiagnostics();
2922
2923   UnresolvedLookupExpr *ULE
2924     = UnresolvedLookupExpr::Create(Context, R.getNamingClass(),
2925                                    SS.getWithLocInContext(Context),
2926                                    TemplateKWLoc,
2927                                    R.getLookupNameInfo(),
2928                                    RequiresADL, TemplateArgs,
2929                                    R.begin(), R.end());
2930
2931   return ULE;
2932 }
2933
2934 // We actually only call this from template instantiation.
2935 ExprResult
2936 Sema::BuildQualifiedTemplateIdExpr(CXXScopeSpec &SS,
2937                                    SourceLocation TemplateKWLoc,
2938                                    const DeclarationNameInfo &NameInfo,
2939                              const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
2940
2941   assert(TemplateArgs || TemplateKWLoc.isValid());
2942   DeclContext *DC;
2943   if (!(DC = computeDeclContext(SS, false)) ||
2944       DC->isDependentContext() ||
2945       RequireCompleteDeclContext(SS, DC))
2946     return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
2947
2948   bool MemberOfUnknownSpecialization;
2949   LookupResult R(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
2950   LookupTemplateName(R, (Scope*)nullptr, SS, QualType(), /*Entering*/ false,
2951                      MemberOfUnknownSpecialization);
2952
2953   if (R.isAmbiguous())
2954     return ExprError();
2955
2956   if (R.empty()) {
2957     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
2958       << NameInfo.getName() << SS.getRange();
2959     return ExprError();
2960   }
2961
2962   if (ClassTemplateDecl *Temp = R.getAsSingle<ClassTemplateDecl>()) {
2963     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_class_template)
2964       << SS.getScopeRep()
2965       << NameInfo.getName().getAsString() << SS.getRange();
2966     Diag(Temp->getLocation(), diag::note_referenced_class_template);
2967     return ExprError();
2968   }
2969
2970   return BuildTemplateIdExpr(SS, TemplateKWLoc, R, /*ADL*/ false, TemplateArgs);
2971 }
2972
2973 /// \brief Form a dependent template name.
2974 ///
2975 /// This action forms a dependent template name given the template
2976 /// name and its (presumably dependent) scope specifier. For
2977 /// example, given "MetaFun::template apply", the scope specifier \p
2978 /// SS will be "MetaFun::", \p TemplateKWLoc contains the location
2979 /// of the "template" keyword, and "apply" is the \p Name.
2980 TemplateNameKind Sema::ActOnDependentTemplateName(Scope *S,
2981                                                   CXXScopeSpec &SS,
2982                                                   SourceLocation TemplateKWLoc,
2983                                                   UnqualifiedId &Name,
2984                                                   ParsedType ObjectType,
2985                                                   bool EnteringContext,
2986                                                   TemplateTy &Result) {
2987   if (TemplateKWLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
2988     Diag(TemplateKWLoc,
2989          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
2990            diag::warn_cxx98_compat_template_outside_of_template :
2991            diag::ext_template_outside_of_template)
2992       << FixItHint::CreateRemoval(TemplateKWLoc);
2993
2994   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
2995   if (SS.isSet())
2996     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
2997   if (!LookupCtx && ObjectType)
2998     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType.get());
2999   if (LookupCtx) {
3000     // C++0x [temp.names]p5:
3001     //   If a name prefixed by the keyword template is not the name of
3002     //   a template, the program is ill-formed. [Note: the keyword
3003     //   template may not be applied to non-template members of class
3004     //   templates. -end note ] [ Note: as is the case with the
3005     //   typename prefix, the template prefix is allowed in cases
3006     //   where it is not strictly necessary; i.e., when the
3007     //   nested-name-specifier or the expression on the left of the ->
3008     //   or . is not dependent on a template-parameter, or the use
3009     //   does not appear in the scope of a template. -end note]
3010     //
3011     // Note: C++03 was more strict here, because it banned the use of
3012     // the "template" keyword prior to a template-name that was not a
3013     // dependent name. C++ DR468 relaxed this requirement (the
3014     // "template" keyword is now permitted). We follow the C++0x
3015     // rules, even in C++03 mode with a warning, retroactively applying the DR.
3016     bool MemberOfUnknownSpecialization;
3017     TemplateNameKind TNK = isTemplateName(S, SS, TemplateKWLoc.isValid(), Name,
3018                                           ObjectType, EnteringContext, Result,
3019                                           MemberOfUnknownSpecialization);
3020     if (TNK == TNK_Non_template && LookupCtx->isDependentContext() &&
3021         isa<CXXRecordDecl>(LookupCtx) &&
3022         (!cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx)->hasDefinition() ||
3023          cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx)->hasAnyDependentBases())) {
3024       // This is a dependent template. Handle it below.
3025     } else if (TNK == TNK_Non_template) {
3026       Diag(Name.getLocStart(),
3027            diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
3028         << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName()
3029         << Name.getSourceRange()
3030         << TemplateKWLoc;
3031       return TNK_Non_template;
3032     } else {
3033       // We found something; return it.
3034       return TNK;
3035     }
3036   }
3037
3038   NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
3039
3040   switch (Name.getKind()) {
3041   case UnqualifiedId::IK_Identifier:
3042     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
3043                                                               Name.Identifier));
3044     return TNK_Dependent_template_name;
3045
3046   case UnqualifiedId::IK_OperatorFunctionId:
3047     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
3048                                              Name.OperatorFunctionId.Operator));
3049     return TNK_Function_template;
3050
3051   case UnqualifiedId::IK_LiteralOperatorId:
3052     llvm_unreachable("literal operator id cannot have a dependent scope");
3053
3054   default:
3055     break;
3056   }
3057
3058   Diag(Name.getLocStart(),
3059        diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
3060     << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName()
3061     << Name.getSourceRange()
3062     << TemplateKWLoc;
3063   return TNK_Non_template;
3064 }
3065
3066 bool Sema::CheckTemplateTypeArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
3067                                      TemplateArgumentLoc &AL,
3068                           SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
3069   const TemplateArgument &Arg = AL.getArgument();
3070   QualType ArgType;
3071   TypeSourceInfo *TSI = nullptr;
3072
3073   // Check template type parameter.
3074   switch(Arg.getKind()) {
3075   case TemplateArgument::Type:
3076     // C++ [temp.arg.type]p1:
3077     //   A template-argument for a template-parameter which is a
3078     //   type shall be a type-id.
3079     ArgType = Arg.getAsType();
3080     TSI = AL.getTypeSourceInfo();
3081     break;
3082   case TemplateArgument::Template: {
3083     // We have a template type parameter but the template argument
3084     // is a template without any arguments.
3085     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
3086     TemplateName Name = Arg.getAsTemplate();
3087     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_missing_args)
3088       << Name << SR;
3089     if (TemplateDecl *Decl = Name.getAsTemplateDecl())
3090       Diag(Decl->getLocation(), diag::note_template_decl_here);
3091
3092     return true;
3093   }
3094   case TemplateArgument::Expression: {
3095     // We have a template type parameter but the template argument is an
3096     // expression; see if maybe it is missing the "typename" keyword.
3097     CXXScopeSpec SS;
3098     DeclarationNameInfo NameInfo;
3099
3100     if (DeclRefExpr *ArgExpr = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
3101       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
3102       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
3103     } else if (DependentScopeDeclRefExpr *ArgExpr =
3104                dyn_cast<DependentScopeDeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
3105       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
3106       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
3107     } else if (CXXDependentScopeMemberExpr *ArgExpr =
3108                dyn_cast<CXXDependentScopeMemberExpr>(Arg.getAsExpr())) {
3109       if (ArgExpr->isImplicitAccess()) {
3110         SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
3111         NameInfo = ArgExpr->getMemberNameInfo();
3112       }
3113     }
3114
3115     if (auto *II = NameInfo.getName().getAsIdentifierInfo()) {
3116       LookupResult Result(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
3117       LookupParsedName(Result, CurScope, &SS);
3118
3119       if (Result.getAsSingle<TypeDecl>() ||
3120           Result.getResultKind() ==
3121               LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation) {
3122         // Suggest that the user add 'typename' before the NNS.
3123         SourceLocation Loc = AL.getSourceRange().getBegin();
3124         Diag(Loc, getLangOpts().MSVCCompat
3125                       ? diag::ext_ms_template_type_arg_missing_typename
3126                       : diag::err_template_arg_must_be_type_suggest)
3127             << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
3128         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
3129
3130         // Recover by synthesizing a type using the location information that we
3131         // already have.
3132         ArgType =
3133             Context.getDependentNameType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), II);
3134         TypeLocBuilder TLB;
3135         DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(ArgType);
3136         TL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation(/*synthesized*/));
3137         TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3138         TL.setNameLoc(NameInfo.getLoc());
3139         TSI = TLB.getTypeSourceInfo(Context, ArgType);
3140
3141         // Overwrite our input TemplateArgumentLoc so that we can recover
3142         // properly.
3143         AL = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType),
3144                                  TemplateArgumentLocInfo(TSI));
3145
3146         break;
3147       }
3148     }
3149     // fallthrough
3150   }
3151   default: {
3152     // We have a template type parameter but the template argument
3153     // is not a type.
3154     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
3155     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_type) << SR;
3156     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
3157
3158     return true;
3159   }
3160   }
3161
3162   if (CheckTemplateArgument(Param, TSI))
3163     return true;
3164
3165   // Add the converted template type argument.
3166   ArgType = Context.getCanonicalType(ArgType);
3167
3168   // Objective-C ARC:
3169   //   If an explicitly-specified template argument type is a lifetime type
3170   //   with no lifetime qualifier, the __strong lifetime qualifier is inferred.
3171   if (getLangOpts().ObjCAutoRefCount &&
3172       ArgType->isObjCLifetimeType() &&
3173       !ArgType.getObjCLifetime()) {
3174     Qualifiers Qs;
3175     Qs.setObjCLifetime(Qualifiers::OCL_Strong);
3176     ArgType = Context.getQualifiedType(ArgType, Qs);
3177   }
3178
3179   Converted.push_back(TemplateArgument(ArgType));
3180   return false;
3181 }
3182
3183 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
3184 /// the given template type parameter.
3185 ///
3186 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
3187 /// the substitution.
3188 ///
3189 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
3190 /// for.
3191 ///
3192 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
3193 /// template-id we are checking.
3194 ///
3195 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
3196 /// terminates the template-id.
3197 ///
3198 /// \param Param the template template parameter whose default we are
3199 /// substituting into.
3200 ///
3201 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
3202 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
3203 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
3204 static TypeSourceInfo *
3205 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
3206                              TemplateDecl *Template,
3207                              SourceLocation TemplateLoc,
3208                              SourceLocation RAngleLoc,
3209                              TemplateTypeParmDecl *Param,
3210                          SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
3211   TypeSourceInfo *ArgType = Param->getDefaultArgumentInfo();
3212
3213   // If the argument type is dependent, instantiate it now based
3214   // on the previously-computed template arguments.
3215   if (ArgType->getType()->isDependentType()) {
3216     Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
3217                                      Template, Converted,
3218                                      SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3219     if (Inst.isInvalid())
3220       return nullptr;
3221
3222     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3223                                       Converted.data(), Converted.size());
3224
3225     // Only substitute for the innermost template argument list.
3226     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3227     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
3228     for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
3229       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
3230
3231     Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
3232     ArgType =
3233         SemaRef.SubstType(ArgType, TemplateArgLists,
3234                           Param->getDefaultArgumentLoc(), Param->getDeclName());
3235   }
3236
3237   return ArgType;
3238 }
3239
3240 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
3241 /// the given non-type template parameter.
3242 ///
3243 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
3244 /// the substitution.
3245 ///
3246 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
3247 /// for.
3248 ///
3249 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
3250 /// template-id we are checking.
3251 ///
3252 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
3253 /// terminates the template-id.
3254 ///
3255 /// \param Param the non-type template parameter whose default we are
3256 /// substituting into.
3257 ///
3258 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
3259 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
3260 ///
3261 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
3262 static ExprResult
3263 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
3264                              TemplateDecl *Template,
3265                              SourceLocation TemplateLoc,
3266                              SourceLocation RAngleLoc,
3267                              NonTypeTemplateParmDecl *Param,
3268                         SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
3269   Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
3270                                    Template, Converted,
3271                                    SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3272   if (Inst.isInvalid())
3273     return ExprError();
3274
3275   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3276                                     Converted.data(), Converted.size());
3277
3278   // Only substitute for the innermost template argument list.
3279   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3280   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
3281   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
3282     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
3283
3284   EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(SemaRef,
3285                                                      Sema::ConstantEvaluated);
3286   return SemaRef.SubstExpr(Param->getDefaultArgument(), TemplateArgLists);
3287 }
3288
3289 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
3290 /// the given template template parameter.
3291 ///
3292 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
3293 /// the substitution.
3294 ///
3295 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
3296 /// for.
3297 ///
3298 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
3299 /// template-id we are checking.
3300 ///
3301 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
3302 /// terminates the template-id.
3303 ///
3304 /// \param Param the template template parameter whose default we are
3305 /// substituting into.
3306 ///
3307 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
3308 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
3309 ///
3310 /// \param QualifierLoc Will be set to the nested-name-specifier (with
3311 /// source-location information) that precedes the template name.
3312 ///
3313 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
3314 static TemplateName
3315 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
3316                              TemplateDecl *Template,
3317                              SourceLocation TemplateLoc,
3318                              SourceLocation RAngleLoc,
3319                              TemplateTemplateParmDecl *Param,
3320                        SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
3321                              NestedNameSpecifierLoc &QualifierLoc) {
3322   Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc, Template, Converted,
3323                                    SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3324   if (Inst.isInvalid())
3325     return TemplateName();
3326
3327   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3328                                     Converted.data(), Converted.size());
3329
3330   // Only substitute for the innermost template argument list.
3331   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3332   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
3333   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
3334     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
3335
3336   Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
3337   // Substitute into the nested-name-specifier first,
3338   QualifierLoc = Param->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc();
3339   if (QualifierLoc) {
3340     QualifierLoc =
3341         SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc, TemplateArgLists);
3342     if (!QualifierLoc)
3343       return TemplateName();
3344   }
3345
3346   return SemaRef.SubstTemplateName(
3347              QualifierLoc,
3348              Param->getDefaultArgument().getArgument().getAsTemplate(),
3349              Param->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc(),
3350              TemplateArgLists);
3351 }
3352
3353 /// \brief If the given template parameter has a default template
3354 /// argument, substitute into that default template argument and
3355 /// return the corresponding template argument.
3356 TemplateArgumentLoc
3357 Sema::SubstDefaultTemplateArgumentIfAvailable(TemplateDecl *Template,
3358                                               SourceLocation TemplateLoc,
3359                                               SourceLocation RAngleLoc,
3360                                               Decl *Param,
3361                                               SmallVectorImpl<TemplateArgument>
3362                                                 &Converted,
3363                                               bool &HasDefaultArg) {
3364   HasDefaultArg = false;
3365
3366   if (TemplateTypeParmDecl *TypeParm = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
3367     if (!hasVisibleDefaultArgument(TypeParm))
3368       return TemplateArgumentLoc();
3369
3370     HasDefaultArg = true;
3371     TypeSourceInfo *DI = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
3372                                                       TemplateLoc,
3373                                                       RAngleLoc,
3374                                                       TypeParm,
3375                                                       Converted);
3376     if (DI)
3377       return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(DI->getType()), DI);
3378
3379     return TemplateArgumentLoc();
3380   }
3381
3382   if (NonTypeTemplateParmDecl *NonTypeParm
3383         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
3384     if (!hasVisibleDefaultArgument(NonTypeParm))
3385       return TemplateArgumentLoc();
3386
3387     HasDefaultArg = true;
3388     ExprResult Arg = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
3389                                                   TemplateLoc,
3390                                                   RAngleLoc,
3391                                                   NonTypeParm,
3392                                                   Converted);
3393     if (Arg.isInvalid())
3394       return TemplateArgumentLoc();
3395
3396     Expr *ArgE = Arg.getAs<Expr>();
3397     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgE), ArgE);
3398   }
3399
3400   TemplateTemplateParmDecl *TempTempParm
3401     = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
3402   if (!hasVisibleDefaultArgument(TempTempParm))
3403     return TemplateArgumentLoc();
3404
3405   HasDefaultArg = true;
3406   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
3407   TemplateName TName = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
3408                                                     TemplateLoc,
3409                                                     RAngleLoc,
3410                                                     TempTempParm,
3411                                                     Converted,
3412                                                     QualifierLoc);
3413   if (TName.isNull())
3414     return TemplateArgumentLoc();
3415
3416   return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(TName),
3417                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc(),
3418                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
3419 }
3420
3421 /// \brief Check that the given template argument corresponds to the given
3422 /// template parameter.
3423 ///
3424 /// \param Param The template parameter against which the argument will be
3425 /// checked.
3426 ///
3427 /// \param Arg The template argument, which may be updated due to conversions.
3428 ///
3429 /// \param Template The template in which the template argument resides.
3430 ///
3431 /// \param TemplateLoc The location of the template name for the template
3432 /// whose argument list we're matching.
3433 ///
3434 /// \param RAngleLoc The location of the right angle bracket ('>') that closes
3435 /// the template argument list.
3436 ///
3437 /// \param ArgumentPackIndex The index into the argument pack where this
3438 /// argument will be placed. Only valid if the parameter is a parameter pack.
3439 ///
3440 /// \param Converted The checked, converted argument will be added to the
3441 /// end of this small vector.
3442 ///
3443 /// \param CTAK Describes how we arrived at this particular template argument:
3444 /// explicitly written, deduced, etc.
3445 ///
3446 /// \returns true on error, false otherwise.
3447 bool Sema::CheckTemplateArgument(NamedDecl *Param,
3448                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
3449                                  NamedDecl *Template,
3450                                  SourceLocation TemplateLoc,
3451                                  SourceLocation RAngleLoc,
3452                                  unsigned ArgumentPackIndex,
3453                             SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
3454                                  CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
3455   // Check template type parameters.
3456   if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param))
3457     return CheckTemplateTypeArgument(TTP, Arg, Converted);
3458
3459   // Check non-type template parameters.
3460   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
3461     // Do substitution on the type of the non-type template parameter
3462     // with the template arguments we've seen thus far.  But if the
3463     // template has a dependent context then we cannot substitute yet.
3464     QualType NTTPType = NTTP->getType();
3465     if (NTTP->isParameterPack() && NTTP->isExpandedParameterPack())
3466       NTTPType = NTTP->getExpansionType(ArgumentPackIndex);
3467
3468     if (NTTPType->isDependentType() &&
3469         !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
3470         !Template->getDeclContext()->isDependentContext()) {
3471       // Do substitution on the type of the non-type template parameter.
3472       InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
3473                                  NTTP, Converted,
3474                                  SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3475       if (Inst.isInvalid())
3476         return true;
3477
3478       TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3479                                         Converted.data(), Converted.size());
3480       NTTPType = SubstType(NTTPType,
3481                            MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs),
3482                            NTTP->getLocation(),
3483                            NTTP->getDeclName());
3484       // If that worked, check the non-type template parameter type
3485       // for validity.
3486       if (!NTTPType.isNull())
3487         NTTPType = CheckNonTypeTemplateParameterType(NTTPType,
3488                                                      NTTP->getLocation());
3489       if (NTTPType.isNull())
3490         return true;
3491     }
3492
3493     switch (Arg.getArgument().getKind()) {
3494     case TemplateArgument::Null:
3495       llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
3496
3497     case TemplateArgument::Expression: {
3498       TemplateArgument Result;
3499       ExprResult Res =
3500         CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, Arg.getArgument().getAsExpr(),
3501                               Result, CTAK);
3502       if (Res.isInvalid())
3503         return true;
3504
3505       // If the resulting expression is new, then use it in place of the
3506       // old expression in the template argument.
3507       if (Res.get() != Arg.getArgument().getAsExpr()) {
3508         TemplateArgument TA(Res.get());
3509         Arg = TemplateArgumentLoc(TA, Res.get());
3510       }
3511
3512       Converted.push_back(Result);
3513       break;
3514     }
3515
3516     case TemplateArgument::Declaration:
3517     case TemplateArgument::Integral:
3518     case TemplateArgument::NullPtr:
3519       // We've already checked this template argument, so just copy
3520       // it to the list of converted arguments.
3521       Converted.push_back(Arg.getArgument());
3522       break;
3523
3524     case TemplateArgument::Template:
3525     case TemplateArgument::TemplateExpansion:
3526       // We were given a template template argument. It may not be ill-formed;
3527       // see below.
3528       if (DependentTemplateName *DTN
3529             = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern()
3530                                               .getAsDependentTemplateName()) {
3531         // We have a template argument such as \c T::template X, which we
3532         // parsed as a template template argument. However, since we now
3533         // know that we need a non-type template argument, convert this
3534         // template name into an expression.
3535
3536         DeclarationNameInfo NameInfo(DTN->getIdentifier(),
3537                                      Arg.getTemplateNameLoc());
3538
3539         CXXScopeSpec SS;
3540         SS.Adopt(Arg.getTemplateQualifierLoc());
3541         // FIXME: the template-template arg was a DependentTemplateName,
3542         // so it was provided with a template keyword. However, its source
3543         // location is not stored in the template argument structure.
3544         SourceLocation TemplateKWLoc;
3545         ExprResult E = DependentScopeDeclRefExpr::Create(
3546             Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
3547             nullptr);
3548
3549         // If we parsed the template argument as a pack expansion, create a
3550         // pack expansion expression.
3551         if (Arg.getArgument().getKind() == TemplateArgument::TemplateExpansion){
3552           E = ActOnPackExpansion(E.get(), Arg.getTemplateEllipsisLoc());
3553           if (E.isInvalid())
3554             return true;
3555         }
3556
3557         TemplateArgument Result;
3558         E = CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, E.get(), Result);
3559         if (E.isInvalid())
3560           return true;
3561
3562         Converted.push_back(Result);
3563         break;
3564       }
3565
3566       // We have a template argument that actually does refer to a class
3567       // template, alias template, or template template parameter, and
3568       // therefore cannot be a non-type template argument.
3569       Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_expr)
3570         << Arg.getSourceRange();
3571
3572       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
3573       return true;
3574
3575     case TemplateArgument::Type: {
3576       // We have a non-type template parameter but the template
3577       // argument is a type.
3578
3579       // C++ [temp.arg]p2:
3580       //   In a template-argument, an ambiguity between a type-id and
3581       //   an expression is resolved to a type-id, regardless of the
3582       //   form of the corresponding template-parameter.
3583       //
3584       // We warn specifically about this case, since it can be rather
3585       // confusing for users.
3586       QualType T = Arg.getArgument().getAsType();
3587       SourceRange SR = Arg.getSourceRange();
3588       if (T->isFunctionType())
3589         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_nontype_ambig) << SR << T;
3590       else
3591         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_expr) << SR;
3592       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
3593       return true;
3594     }
3595
3596     case TemplateArgument::Pack:
3597       llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
3598     }
3599
3600     return false;
3601   }
3602
3603
3604   // Check template template parameters.
3605   TemplateTemplateParmDecl *TempParm = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
3606
3607   // Substitute into the template parameter list of the template
3608   // template parameter, since previously-supplied template arguments
3609   // may appear within the template template parameter.
3610   {
3611     // Set up a template instantiation context.
3612     LocalInstantiationScope Scope(*this);
3613     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
3614                                TempParm, Converted,
3615                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3616     if (Inst.isInvalid())
3617       return true;
3618
3619     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3620                                       Converted.data(), Converted.size());
3621     TempParm = cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
3622                       SubstDecl(TempParm, CurContext,
3623                                 MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs)));
3624     if (!TempParm)
3625       return true;
3626   }
3627
3628   switch (Arg.getArgument().getKind()) {
3629   case TemplateArgument::Null:
3630     llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
3631
3632   case TemplateArgument::Template:
3633   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
3634     if (CheckTemplateArgument(TempParm, Arg, ArgumentPackIndex))
3635       return true;
3636
3637     Converted.push_back(Arg.getArgument());
3638     break;
3639
3640   case TemplateArgument::Expression:
3641   case TemplateArgument::Type:
3642     // We have a template template parameter but the template
3643     // argument does not refer to a template.
3644     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_template)
3645       << getLangOpts().CPlusPlus11;
3646     return true;
3647
3648   case TemplateArgument::Declaration:
3649     llvm_unreachable("Declaration argument with template template parameter");
3650   case TemplateArgument::Integral:
3651     llvm_unreachable("Integral argument with template template parameter");
3652   case TemplateArgument::NullPtr:
3653     llvm_unreachable("Null pointer argument with template template parameter");
3654
3655   case TemplateArgument::Pack:
3656     llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
3657   }
3658
3659   return false;
3660 }
3661
3662 /// \brief Diagnose an arity mismatch in the
3663 static bool diagnoseArityMismatch(Sema &S, TemplateDecl *Template,
3664                                   SourceLocation TemplateLoc,
3665                                   TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
3666   TemplateParameterList *Params = Template->getTemplateParameters();
3667   unsigned NumParams = Params->size();
3668   unsigned NumArgs = TemplateArgs.size();
3669
3670   SourceRange Range;
3671   if (NumArgs > NumParams)
3672     Range = SourceRange(TemplateArgs[NumParams].getLocation(),
3673                         TemplateArgs.getRAngleLoc());
3674   S.Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
3675     << (NumArgs > NumParams)
3676     << (isa<ClassTemplateDecl>(Template)? 0 :
3677         isa<FunctionTemplateDecl>(Template)? 1 :
3678         isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template)? 2 : 3)
3679     << Template << Range;
3680   S.Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
3681     << Params->getSourceRange();
3682   return true;
3683 }
3684
3685 /// \brief Check whether the template parameter is a pack expansion, and if so,
3686 /// determine the number of parameters produced by that expansion. For instance:
3687 ///
3688 /// \code
3689 /// template<typename ...Ts> struct A {
3690 ///   template<Ts ...NTs, template<Ts> class ...TTs, typename ...Us> struct B;
3691 /// };
3692 /// \endcode
3693 ///
3694 /// In \c A<int,int>::B, \c NTs and \c TTs have expanded pack size 2, and \c Us
3695 /// is not a pack expansion, so returns an empty Optional.
3696 static Optional<unsigned> getExpandedPackSize(NamedDecl *Param) {
3697   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
3698         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
3699     if (NTTP->isExpandedParameterPack())
3700       return NTTP->getNumExpansionTypes();
3701   }
3702
3703   if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
3704         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
3705     if (TTP->isExpandedParameterPack())
3706       return TTP->getNumExpansionTemplateParameters();
3707   }
3708
3709   return None;
3710 }
3711
3712 /// Diagnose a missing template argument.
3713 template<typename TemplateParmDecl>
3714 static bool diagnoseMissingArgument(Sema &S, SourceLocation Loc,
3715                                     TemplateDecl *TD,
3716                                     const TemplateParmDecl *D,
3717                                     TemplateArgumentListInfo &Args) {
3718   // Dig out the most recent declaration of the template parameter; there may be
3719   // declarations of the template that are more recent than TD.
3720   D = cast<TemplateParmDecl>(cast<TemplateDecl>(TD->getMostRecentDecl())
3721                                  ->getTemplateParameters()
3722                                  ->getParam(D->getIndex()));
3723
3724   // If there's a default argument that's not visible, diagnose that we're
3725   // missing a module import.
3726   llvm::SmallVector<Module*, 8> Modules;
3727   if (D->hasDefaultArgument() && !S.hasVisibleDefaultArgument(D, &Modules)) {
3728     S.diagnoseMissingImport(Loc, cast<NamedDecl>(TD),
3729                             D->getDefaultArgumentLoc(), Modules,
3730                             Sema::MissingImportKind::DefaultArgument,
3731                             /*Recover*/ true);
3732     return true;
3733   }
3734
3735   // FIXME: If there's a more recent default argument that *is* visible,
3736   // diagnose that it was declared too late.
3737
3738   return diagnoseArityMismatch(S, TD, Loc, Args);
3739 }
3740
3741 /// \brief Check that the given template argument list is well-formed
3742 /// for specializing the given template.
3743 bool Sema::CheckTemplateArgumentList(TemplateDecl *Template,
3744                                      SourceLocation TemplateLoc,
3745                                      TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs,
3746                                      bool PartialTemplateArgs,
3747                           SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
3748   // Make a copy of the template arguments for processing.  Only make the
3749   // changes at the end when successful in matching the arguments to the
3750   // template.
3751   TemplateArgumentListInfo NewArgs = TemplateArgs;
3752
3753   TemplateParameterList *Params = Template->getTemplateParameters();
3754
3755   SourceLocation RAngleLoc = NewArgs.getRAngleLoc();
3756
3757   // C++ [temp.arg]p1:
3758   //   [...] The type and form of each template-argument specified in
3759   //   a template-id shall match the type and form specified for the
3760   //   corresponding parameter declared by the template in its
3761   //   template-parameter-list.
3762   bool isTemplateTemplateParameter = isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template);
3763   SmallVector<TemplateArgument, 2> ArgumentPack;
3764   unsigned ArgIdx = 0, NumArgs = NewArgs.size();
3765   LocalInstantiationScope InstScope(*this, true);
3766   for (TemplateParameterList::iterator Param = Params->begin(),
3767                                        ParamEnd = Params->end();
3768        Param != ParamEnd; /* increment in loop */) {
3769     // If we have an expanded parameter pack, make sure we don't have too
3770     // many arguments.
3771     if (Optional<unsigned> Expansions = getExpandedPackSize(*Param)) {
3772       if (*Expansions == ArgumentPack.size()) {
3773         // We're done with this parameter pack. Pack up its arguments and add
3774         // them to the list.
3775         Converted.push_back(
3776             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
3777         ArgumentPack.clear();
3778
3779         // This argument is assigned to the next parameter.
3780         ++Param;
3781         continue;
3782       } else if (ArgIdx == NumArgs && !PartialTemplateArgs) {
3783         // Not enough arguments for this parameter pack.
3784         Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
3785           << false
3786           << (isa<ClassTemplateDecl>(Template)? 0 :
3787               isa<FunctionTemplateDecl>(Template)? 1 :
3788               isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template)? 2 : 3)
3789           << Template;
3790         Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
3791           << Params->getSourceRange();
3792         return true;
3793       }
3794     }
3795
3796     if (ArgIdx < NumArgs) {
3797       // Check the template argument we were given.
3798       if (CheckTemplateArgument(*Param, NewArgs[ArgIdx], Template,
3799                                 TemplateLoc, RAngleLoc,
3800                                 ArgumentPack.size(), Converted))
3801         return true;
3802
3803       bool PackExpansionIntoNonPack =
3804           NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion() &&
3805           (!(*Param)->isTemplateParameterPack() || getExpandedPackSize(*Param));
3806       if (PackExpansionIntoNonPack && isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
3807         // Core issue 1430: we have a pack expansion as an argument to an
3808         // alias template, and it's not part of a parameter pack. This
3809         // can't be canonicalized, so reject it now.
3810         Diag(NewArgs[ArgIdx].getLocation(),
3811              diag::err_alias_template_expansion_into_fixed_list)
3812           << NewArgs[ArgIdx].getSourceRange();
3813         Diag((*Param)->getLocation(), diag::note_template_param_here);
3814         return true;
3815       }
3816
3817       // We're now done with this argument.
3818       ++ArgIdx;
3819
3820       if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
3821         // The template parameter was a template parameter pack, so take the
3822         // deduced argument and place it on the argument pack. Note that we
3823         // stay on the same template parameter so that we can deduce more
3824         // arguments.
3825         ArgumentPack.push_back(Converted.pop_back_val());
3826       } else {
3827         // Move to the next template parameter.
3828         ++Param;
3829       }
3830
3831       // If we just saw a pack expansion into a non-pack, then directly convert
3832       // the remaining arguments, because we don't know what parameters they'll
3833       // match up with.
3834       if (PackExpansionIntoNonPack) {
3835         if (!ArgumentPack.empty()) {
3836           // If we were part way through filling in an expanded parameter pack,
3837           // fall back to just producing individual arguments.
3838           Converted.insert(Converted.end(),
3839                            ArgumentPack.begin(), ArgumentPack.end());
3840           ArgumentPack.clear();
3841         }
3842
3843         while (ArgIdx < NumArgs) {
3844           Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx].getArgument());
3845           ++ArgIdx;
3846         }
3847
3848         return false;
3849       }
3850
3851       continue;
3852     }
3853
3854     // If we're checking a partial template argument list, we're done.
3855     if (PartialTemplateArgs) {
3856       if ((*Param)->isTemplateParameterPack() && !ArgumentPack.empty())
3857         Converted.push_back(
3858             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
3859
3860       return false;
3861     }
3862
3863     // If we have a template parameter pack with no more corresponding
3864     // arguments, just break out now and we'll fill in the argument pack below.
3865     if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
3866       assert(!getExpandedPackSize(*Param) &&
3867              "Should have dealt with this already");
3868
3869       // A non-expanded parameter pack before the end of the parameter list
3870       // only occurs for an ill-formed template parameter list, unless we've
3871       // got a partial argument list for a function template, so just bail out.
3872       if (Param + 1 != ParamEnd)
3873         return true;
3874
3875       Converted.push_back(
3876           TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
3877       ArgumentPack.clear();
3878
3879       ++Param;
3880       continue;
3881     }
3882
3883     // Check whether we have a default argument.
3884     TemplateArgumentLoc Arg;
3885
3886     // Retrieve the default template argument from the template
3887     // parameter. For each kind of template parameter, we substitute the
3888     // template arguments provided thus far and any "outer" template arguments
3889     // (when the template parameter was part of a nested template) into
3890     // the default argument.
3891     if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*Param)) {
3892       if (!hasVisibleDefaultArgument(TTP))
3893         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TTP,
3894                                        NewArgs);
3895
3896       TypeSourceInfo *ArgType = SubstDefaultTemplateArgument(*this,
3897                                                              Template,
3898                                                              TemplateLoc,
3899                                                              RAngleLoc,
3900                                                              TTP,
3901                                                              Converted);
3902       if (!ArgType)
3903         return true;
3904
3905       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType->getType()),
3906                                 ArgType);
3907     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
3908                  = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*Param)) {
3909       if (!hasVisibleDefaultArgument(NTTP))
3910         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, NTTP,
3911                                        NewArgs);
3912
3913       ExprResult E = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
3914                                                               TemplateLoc,
3915                                                               RAngleLoc,
3916                                                               NTTP,
3917                                                               Converted);
3918       if (E.isInvalid())
3919         return true;
3920
3921       Expr *Ex = E.getAs<Expr>();
3922       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Ex), Ex);
3923     } else {
3924       TemplateTemplateParmDecl *TempParm
3925         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*Param);
3926
3927       if (!hasVisibleDefaultArgument(TempParm))
3928         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TempParm,
3929                                        NewArgs);
3930
3931       NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
3932       TemplateName Name = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
3933                                                        TemplateLoc,
3934                                                        RAngleLoc,
3935                                                        TempParm,
3936                                                        Converted,
3937                                                        QualifierLoc);
3938       if (Name.isNull())
3939         return true;
3940
3941       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Name), QualifierLoc,
3942                            TempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
3943     }
3944
3945     // Introduce an instantiation record that describes where we are using
3946     // the default template argument.
3947     InstantiatingTemplate Inst(*this, RAngleLoc, Template, *Param, Converted,
3948                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3949     if (Inst.isInvalid())
3950       return true;
3951
3952     // Check the default template argument.
3953     if (CheckTemplateArgument(*Param, Arg, Template, TemplateLoc,
3954                               RAngleLoc, 0, Converted))
3955       return true;
3956
3957     // Core issue 150 (assumed resolution): if this is a template template
3958     // parameter, keep track of the default template arguments from the
3959     // template definition.
3960     if (isTemplateTemplateParameter)
3961       NewArgs.addArgument(Arg);
3962
3963     // Move to the next template parameter and argument.
3964     ++Param;
3965     ++ArgIdx;
3966   }
3967
3968   // If we're performing a partial argument substitution, allow any trailing
3969   // pack expansions; they might be empty. This can happen even if
3970   // PartialTemplateArgs is false (the list of arguments is complete but
3971   // still dependent).
3972   if (ArgIdx < NumArgs && CurrentInstantiationScope &&
3973       CurrentInstantiationScope->getPartiallySubstitutedPack()) {
3974     while (ArgIdx < NumArgs && NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion())
3975       Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx++].getArgument());
3976   }
3977
3978   // If we have any leftover arguments, then there were too many arguments.
3979   // Complain and fail.
3980   if (ArgIdx < NumArgs)
3981     return diagnoseArityMismatch(*this, Template, TemplateLoc, NewArgs);
3982
3983   // No problems found with the new argument list, propagate changes back
3984   // to caller.
3985   TemplateArgs = std::move(NewArgs);
3986
3987   return false;
3988 }
3989
3990 namespace {
3991   class UnnamedLocalNoLinkageFinder
3992     : public TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool>
3993   {
3994     Sema &S;
3995     SourceRange SR;
3996
3997     typedef TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool> inherited;
3998
3999   public:
4000     UnnamedLocalNoLinkageFinder(Sema &S, SourceRange SR) : S(S), SR(SR) { }
4001
4002     bool Visit(QualType T) {
4003       return inherited::Visit(T.getTypePtr());
4004     }
4005
4006 #define TYPE(Class, Parent) \
4007     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *);
4008 #define ABSTRACT_TYPE(Class, Parent) \
4009     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
4010 #define NON_CANONICAL_TYPE(Class, Parent) \
4011     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
4012 #include "clang/AST/TypeNodes.def"
4013
4014     bool VisitTagDecl(const TagDecl *Tag);
4015     bool VisitNestedNameSpecifier(NestedNameSpecifier *NNS);
4016   };
4017 } // end anonymous namespace
4018
4019 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBuiltinType(const BuiltinType*) {
4020   return false;
4021 }
4022
4023 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitComplexType(const ComplexType* T) {
4024   return Visit(T->getElementType());
4025 }
4026
4027 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPointerType(const PointerType* T) {
4028   return Visit(T->getPointeeType());
4029 }
4030
4031 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBlockPointerType(
4032                                                     const BlockPointerType* T) {
4033   return Visit(T->getPointeeType());
4034 }
4035
4036 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitLValueReferenceType(
4037                                                 const LValueReferenceType* T) {
4038   return Visit(T->getPointeeType());
4039 }
4040
4041 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRValueReferenceType(
4042                                                 const RValueReferenceType* T) {
4043   return Visit(T->getPointeeType());
4044 }
4045
4046 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitMemberPointerType(
4047                                                   const MemberPointerType* T) {
4048   return Visit(T->getPointeeType()) || Visit(QualType(T->getClass(), 0));
4049 }
4050
4051 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitConstantArrayType(
4052                                                   const ConstantArrayType* T) {
4053   return Visit(T->getElementType());
4054 }
4055
4056 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitIncompleteArrayType(
4057                                                  const IncompleteArrayType* T) {
4058   return Visit(T->getElementType());
4059 }
4060
4061 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVariableArrayType(
4062                                                    const VariableArrayType* T) {
4063   return Visit(T->getElementType());
4064 }
4065
4066 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedArrayType(
4067                                             const DependentSizedArrayType* T) {
4068   return Visit(T->getElementType());
4069 }
4070
4071 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedExtVectorType(
4072                                          const DependentSizedExtVectorType* T) {
4073   return Visit(T->getElementType());
4074 }
4075
4076 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVectorType(const VectorType* T) {
4077   return Visit(T->getElementType());
4078 }
4079
4080 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitExtVectorType(const ExtVectorType* T) {
4081   return Visit(T->getElementType());
4082 }
4083
4084 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionProtoType(
4085                                                   const FunctionProtoType* T) {
4086   for (const auto &A : T->param_types()) {
4087     if (Visit(A))
4088       return true;
4089   }
4090
4091   return Visit(T->getReturnType());
4092 }
4093
4094 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionNoProtoType(
4095                                                const FunctionNoProtoType* T) {
4096   return Visit(T->getReturnType());
4097 }
4098
4099 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnresolvedUsingType(
4100                                                   const UnresolvedUsingType*) {
4101   return false;
4102 }
4103
4104 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfExprType(const TypeOfExprType*) {
4105   return false;
4106 }
4107
4108 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfType(const TypeOfType* T) {
4109   return Visit(T->getUnderlyingType());
4110 }
4111
4112 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDecltypeType(const DecltypeType*) {
4113   return false;
4114 }
4115
4116 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnaryTransformType(
4117                                                     const UnaryTransformType*) {
4118   return false;
4119 }
4120
4121 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAutoType(const AutoType *T) {
4122   return Visit(T->getDeducedType());
4123 }
4124
4125 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRecordType(const RecordType* T) {
4126   return VisitTagDecl(T->getDecl());
4127 }
4128
4129 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitEnumType(const EnumType* T) {
4130   return VisitTagDecl(T->getDecl());
4131 }
4132
4133 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateTypeParmType(
4134                                                  const TemplateTypeParmType*) {
4135   return false;
4136 }
4137
4138 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitSubstTemplateTypeParmPackType(
4139                                         const SubstTemplateTypeParmPackType *) {
4140   return false;
4141 }
4142
4143 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateSpecializationType(
4144                                             const TemplateSpecializationType*) {
4145   return false;
4146 }
4147
4148 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitInjectedClassNameType(
4149                                               const InjectedClassNameType* T) {
4150   return VisitTagDecl(T->getDecl());
4151 }
4152
4153 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentNameType(
4154                                                    const DependentNameType* T) {
4155   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
4156 }
4157
4158 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentTemplateSpecializationType(
4159                                  const DependentTemplateSpecializationType* T) {
4160   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
4161 }
4162
4163 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPackExpansionType(
4164                                                    const PackExpansionType* T) {
4165   return Visit(T->getPattern());
4166 }
4167
4168 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectType(const ObjCObjectType *) {
4169   return false;
4170 }
4171
4172 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCInterfaceType(
4173                                                    const ObjCInterfaceType *) {
4174   return false;
4175 }
4176
4177 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectPointerType(
4178                                                 const ObjCObjectPointerType *) {
4179   return false;
4180 }
4181
4182 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAtomicType(const AtomicType* T) {
4183   return Visit(T->getValueType());
4184 }
4185
4186 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPipeType(const PipeType* T) {
4187   return false;
4188 }
4189
4190 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTagDecl(const TagDecl *Tag) {
4191   if (Tag->getDeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
4192     S.Diag(SR.getBegin(),
4193            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
4194              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_local_type :
4195              diag::ext_template_arg_local_type)
4196       << S.Context.getTypeDeclType(Tag) << SR;
4197     return true;
4198   }
4199
4200   if (!Tag->hasNameForLinkage()) {
4201     S.Diag(SR.getBegin(),
4202            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
4203              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_unnamed_type :
4204              diag::ext_template_arg_unnamed_type) << SR;
4205     S.Diag(Tag->getLocation(), diag::note_template_unnamed_type_here);
4206     return true;
4207   }
4208
4209   return false;
4210 }
4211
4212 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitNestedNameSpecifier(
4213                                                     NestedNameSpecifier *NNS) {
4214   if (NNS->getPrefix() && VisitNestedNameSpecifier(NNS->getPrefix()))
4215     return true;
4216
4217   switch (NNS->getKind()) {
4218   case NestedNameSpecifier::Identifier:
4219   case NestedNameSpecifier::Namespace:
4220   case NestedNameSpecifier::NamespaceAlias:
4221   case NestedNameSpecifier::Global:
4222   case NestedNameSpecifier::Super:
4223     return false;
4224
4225   case NestedNameSpecifier::TypeSpec:
4226   case NestedNameSpecifier::TypeSpecWithTemplate:
4227     return Visit(QualType(NNS->getAsType(), 0));
4228   }
4229   llvm_unreachable("Invalid NestedNameSpecifier::Kind!");
4230 }
4231
4232 /// \brief Check a template argument against its corresponding
4233 /// template type parameter.
4234 ///
4235 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.type]. It
4236 /// returns true if an error occurred, and false otherwise.
4237 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
4238                                  TypeSourceInfo *ArgInfo) {
4239   assert(ArgInfo && "invalid TypeSourceInfo");
4240   QualType Arg = ArgInfo->getType();
4241   SourceRange SR = ArgInfo->getTypeLoc().getSourceRange();
4242
4243   if (Arg->isVariablyModifiedType()) {
4244     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_variably_modified_template_arg) << Arg;
4245   } else if (Context.hasSameUnqualifiedType(Arg, Context.OverloadTy)) {
4246     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_overload_type) << SR;
4247   }
4248
4249   // C++03 [temp.arg.type]p2:
4250   //   A local type, a type with no linkage, an unnamed type or a type
4251   //   compounded from any of these types shall not be used as a
4252   //   template-argument for a template type-parameter.
4253   //
4254   // C++11 allows these, and even in C++03 we allow them as an extension with
4255   // a warning.
4256   bool NeedsCheck;
4257   if (LangOpts.CPlusPlus11)
4258     NeedsCheck =
4259         !Diags.isIgnored(diag::warn_cxx98_compat_template_arg_unnamed_type,
4260                          SR.getBegin()) ||
4261         !Diags.isIgnored(diag::warn_cxx98_compat_template_arg_local_type,
4262                          SR.getBegin());
4263   else
4264     NeedsCheck = Arg->hasUnnamedOrLocalType();
4265
4266   if (NeedsCheck) {
4267     UnnamedLocalNoLinkageFinder Finder(*this, SR);
4268     (void)Finder.Visit(Context.getCanonicalType(Arg));
4269   }
4270
4271   return false;
4272 }
4273
4274 enum NullPointerValueKind {
4275   NPV_NotNullPointer,
4276   NPV_NullPointer,
4277   NPV_Error
4278 };
4279
4280 /// \brief Determine whether the given template argument is a null pointer
4281 /// value of the appropriate type.
4282 static NullPointerValueKind
4283 isNullPointerValueTemplateArgument(Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4284                                    QualType ParamType, Expr *Arg) {
4285   if (Arg->isValueDependent() || Arg->isTypeDependent())
4286     return NPV_NotNullPointer;
4287
4288   if (!S.isCompleteType(Arg->getExprLoc(), ParamType))
4289     llvm_unreachable(
4290         "Incomplete parameter type in isNullPointerValueTemplateArgument!");
4291
4292   if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
4293     return NPV_NotNullPointer;
4294
4295   // Determine whether we have a constant expression.
4296   ExprResult ArgRV = S.DefaultFunctionArrayConversion(Arg);
4297   if (ArgRV.isInvalid())
4298     return NPV_Error;
4299   Arg = ArgRV.get();
4300
4301   Expr::EvalResult EvalResult;
4302   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Notes;
4303   EvalResult.Diag = &Notes;
4304   if (!Arg->EvaluateAsRValue(EvalResult, S.Context) ||
4305       EvalResult.HasSideEffects) {
4306     SourceLocation DiagLoc = Arg->getExprLoc();
4307
4308     // If our only note is the usual "invalid subexpression" note, just point
4309     // the caret at its location rather than producing an essentially
4310     // redundant note.
4311     if (Notes.size() == 1 && Notes[0].second.getDiagID() ==
4312         diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr) {
4313       DiagLoc = Notes[0].first;
4314       Notes.clear();
4315     }
4316
4317     S.Diag(DiagLoc, diag::err_template_arg_not_address_constant)
4318       << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
4319     for (unsigned I = 0, N = Notes.size(); I != N; ++I)
4320       S.Diag(Notes[I].first, Notes[I].second);
4321
4322     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4323     return NPV_Error;
4324   }
4325
4326   // C++11 [temp.arg.nontype]p1:
4327   //   - an address constant expression of type std::nullptr_t
4328   if (Arg->getType()->isNullPtrType())
4329     return NPV_NullPointer;
4330
4331   //   - a constant expression that evaluates to a null pointer value (4.10); or
4332   //   - a constant expression that evaluates to a null member pointer value
4333   //     (4.11); or
4334   if ((EvalResult.Val.isLValue() && !EvalResult.Val.getLValueBase()) ||
4335       (EvalResult.Val.isMemberPointer() &&
4336        !EvalResult.Val.getMemberPointerDecl())) {
4337     // If our expression has an appropriate type, we've succeeded.
4338     bool ObjCLifetimeConversion;
4339     if (S.Context.hasSameUnqualifiedType(Arg->getType(), ParamType) ||
4340         S.IsQualificationConversion(Arg->getType(), ParamType, false,
4341                                      ObjCLifetimeConversion))
4342       return NPV_NullPointer;
4343
4344     // The types didn't match, but we know we got a null pointer; complain,
4345     // then recover as if the types were correct.
4346     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_wrongtype_null_constant)
4347       << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
4348     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4349     return NPV_NullPointer;
4350   }
4351
4352   // If we don't have a null pointer value, but we do have a NULL pointer
4353   // constant, suggest a cast to the appropriate type.
4354   if (Arg->isNullPointerConstant(S.Context, Expr::NPC_NeverValueDependent)) {
4355     std::string Code = "static_cast<" + ParamType.getAsString() + ">(";
4356     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_untyped_null_constant)
4357         << ParamType << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getLocStart(), Code)
4358         << FixItHint::CreateInsertion(S.getLocForEndOfToken(Arg->getLocEnd()),
4359                                       ")");
4360     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4361     return NPV_NullPointer;
4362   }
4363
4364   // FIXME: If we ever want to support general, address-constant expressions
4365   // as non-type template arguments, we should return the ExprResult here to
4366   // be interpreted by the caller.
4367   return NPV_NotNullPointer;
4368 }
4369
4370 /// \brief Checks whether the given template argument is compatible with its
4371 /// template parameter.
4372 static bool CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(
4373     Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param, QualType ParamType, Expr *ArgIn,
4374     Expr *Arg, QualType ArgType) {
4375   bool ObjCLifetimeConversion;
4376   if (ParamType->isPointerType() &&
4377       !ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType() &&
4378       S.IsQualificationConversion(ArgType, ParamType, false,
4379                                   ObjCLifetimeConversion)) {
4380     // For pointer-to-object types, qualification conversions are
4381     // permitted.
4382   } else {
4383     if (const ReferenceType *ParamRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
4384       if (!ParamRef->getPointeeType()->isFunctionType()) {
4385         // C++ [temp.arg.nontype]p5b3:
4386         //   For a non-type template-parameter of type reference to
4387         //   object, no conversions apply. The type referred to by the
4388         //   reference may be more cv-qualified than the (otherwise
4389         //   identical) type of the template- argument. The
4390         //   template-parameter is bound directly to the
4391         //   template-argument, which shall be an lvalue.
4392
4393         // FIXME: Other qualifiers?
4394         unsigned ParamQuals = ParamRef->getPointeeType().getCVRQualifiers();
4395         unsigned ArgQuals = ArgType.getCVRQualifiers();
4396
4397         if ((ParamQuals | ArgQuals) != ParamQuals) {
4398           S.Diag(Arg->getLocStart(),
4399                  diag::err_template_arg_ref_bind_ignores_quals)
4400             << ParamType << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
4401           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4402           return true;
4403         }
4404       }
4405     }
4406
4407     // At this point, the template argument refers to an object or
4408     // function with external linkage. We now need to check whether the
4409     // argument and parameter types are compatible.
4410     if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType,
4411                                           ParamType.getNonReferenceType())) {
4412       // We can't perform this conversion or binding.
4413       if (ParamType->isReferenceType())
4414         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_no_ref_bind)
4415           << ParamType << ArgIn->getType() << Arg->getSourceRange();
4416       else
4417         S.Diag(Arg->getLocStart(),  diag::err_template_arg_not_convertible)
4418           << ArgIn->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
4419       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4420       return true;
4421     }
4422   }
4423
4424   return false;
4425 }
4426
4427 /// \brief Checks whether the given template argument is the address
4428 /// of an object or function according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
4429 static bool
4430 CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(Sema &S,
4431                                                NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4432                                                QualType ParamType,
4433                                                Expr *ArgIn,
4434                                                TemplateArgument &Converted) {
4435   bool Invalid = false;
4436   Expr *Arg = ArgIn;
4437   QualType ArgType = Arg->getType();
4438
4439   bool AddressTaken = false;
4440   SourceLocation AddrOpLoc;
4441   if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
4442     // Microsoft Visual C++ strips all casts, allows an arbitrary number of
4443     // dereference and address-of operators.
4444     Arg = Arg->IgnoreParenCasts();
4445
4446     bool ExtWarnMSTemplateArg = false;
4447     UnaryOperatorKind FirstOpKind;
4448     SourceLocation FirstOpLoc;
4449     while (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
4450       UnaryOperatorKind UnOpKind = UnOp->getOpcode();
4451       if (UnOpKind == UO_Deref)
4452         ExtWarnMSTemplateArg = true;
4453       if (UnOpKind == UO_AddrOf || UnOpKind == UO_Deref) {
4454         Arg = UnOp->getSubExpr()->IgnoreParenCasts();
4455         if (!AddrOpLoc.isValid()) {
4456           FirstOpKind = UnOpKind;
4457           FirstOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
4458         }
4459       } else
4460         break;
4461     }
4462     if (FirstOpLoc.isValid()) {
4463       if (ExtWarnMSTemplateArg)
4464         S.Diag(ArgIn->getLocStart(), diag::ext_ms_deref_template_argument)
4465           << ArgIn->getSourceRange();
4466
4467       if (FirstOpKind == UO_AddrOf)
4468         AddressTaken = true;
4469       else if (Arg->getType()->isPointerType()) {
4470         // We cannot let pointers get dereferenced here, that is obviously not a
4471         // constant expression.
4472         assert(FirstOpKind == UO_Deref);
4473         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
4474           << Arg->getSourceRange();
4475       }
4476     }
4477   } else {
4478     // See through any implicit casts we added to fix the type.
4479     Arg = Arg->IgnoreImpCasts();
4480
4481     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
4482     //
4483     //   A template-argument for a non-type, non-template
4484     //   template-parameter shall be one of: [...]
4485     //
4486     //     -- the address of an object or function with external
4487     //        linkage, including function templates and function
4488     //        template-ids but excluding non-static class members,
4489     //        expressed as & id-expression where the & is optional if
4490     //        the name refers to a function or array, or if the
4491     //        corresponding template-parameter is a reference; or
4492
4493     // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
4494     // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
4495     bool ExtraParens = false;
4496     while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
4497       if (!Invalid && !ExtraParens) {
4498         S.Diag(Arg->getLocStart(),
4499                S.getLangOpts().CPlusPlus11
4500                    ? diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens
4501                    : diag::ext_template_arg_extra_parens)
4502             << Arg->getSourceRange();
4503         ExtraParens = true;
4504       }
4505
4506       Arg = Parens->getSubExpr();
4507     }
4508
4509     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
4510                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
4511       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
4512
4513     if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
4514       if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
4515         Arg = UnOp->getSubExpr();
4516         AddressTaken = true;
4517         AddrOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
4518       }
4519     }
4520
4521     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
4522                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
4523       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
4524   }
4525
4526   DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg);
4527   ValueDecl *Entity = DRE ? DRE->getDecl() : nullptr;
4528
4529   // If our parameter has pointer type, check for a null template value.
4530   if (ParamType->isPointerType() || ParamType->isNullPtrType()) {
4531     NullPointerValueKind NPV;
4532     // dllimport'd entities aren't constant but are available inside of template
4533     // arguments.
4534     if (Entity && Entity->hasAttr<DLLImportAttr>())
4535       NPV = NPV_NotNullPointer;
4536     else
4537       NPV = isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, ArgIn);
4538     switch (NPV) {
4539     case NPV_NullPointer:
4540       S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
4541       Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
4542                                    /*isNullPtr=*/true);
4543       return false;
4544
4545     case NPV_Error:
4546       return true;
4547
4548     case NPV_NotNullPointer:
4549       break;
4550     }
4551   }
4552
4553   // Stop checking the precise nature of the argument if it is value dependent,
4554   // it should be checked when instantiated.
4555   if (Arg->isValueDependent()) {
4556     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
4557     return false;
4558   }
4559
4560   if (isa<CXXUuidofExpr>(Arg)) {
4561     if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType,
4562                                                        ArgIn, Arg, ArgType))
4563       return true;
4564
4565     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
4566     return false;
4567   }
4568
4569   if (!DRE) {
4570     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
4571     << Arg->getSourceRange();
4572     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4573     return true;
4574   }
4575
4576   // Cannot refer to non-static data members
4577   if (isa<FieldDecl>(Entity) || isa<IndirectFieldDecl>(Entity)) {
4578     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_field)
4579       << Entity << Arg->getSourceRange();
4580     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4581     return true;
4582   }
4583
4584   // Cannot refer to non-static member functions
4585   if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Entity)) {
4586     if (!Method->isStatic()) {
4587       S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_method)
4588         << Method << Arg->getSourceRange();
4589       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4590       return true;
4591     }
4592   }
4593
4594   FunctionDecl *Func = dyn_cast<FunctionDecl>(Entity);
4595   VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(Entity);
4596
4597   // A non-type template argument must refer to an object or function.
4598   if (!Func && !Var) {
4599     // We found something, but we don't know specifically what it is.
4600     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_object_or_func)
4601       << Arg->getSourceRange();
4602     S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
4603     return true;
4604   }
4605
4606   // Address / reference template args must have external linkage in C++98.
4607   if (Entity->getFormalLinkage() == InternalLinkage) {
4608     S.Diag(Arg->getLocStart(), S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
4609              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_object_internal :
4610              diag::ext_template_arg_object_internal)
4611       << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
4612     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
4613       << !Func;
4614   } else if (!Entity->hasLinkage()) {
4615     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_object_no_linkage)
4616       << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
4617     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
4618       << !Func;
4619     return true;
4620   }
4621
4622   if (Func) {
4623     // If the template parameter has pointer type, the function decays.
4624     if (ParamType->isPointerType() && !AddressTaken)
4625       ArgType = S.Context.getPointerType(Func->getType());
4626     else if (AddressTaken && ParamType->isReferenceType()) {
4627       // If we originally had an address-of operator, but the
4628       // parameter has reference type, complain and (if things look
4629       // like they will work) drop the address-of operator.
4630       if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Func->getType(),
4631                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
4632         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
4633           << ParamType;
4634         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4635         return true;
4636       }
4637
4638       S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
4639         << ParamType
4640         << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
4641       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4642
4643       ArgType = Func->getType();
4644     }
4645   } else {
4646     // A value of reference type is not an object.
4647     if (Var->getType()->isReferenceType()) {
4648       S.Diag(Arg->getLocStart(),
4649              diag::err_template_arg_reference_var)
4650         << Var->getType() << Arg->getSourceRange();
4651       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4652       return true;
4653     }
4654
4655     // A template argument must have static storage duration.
4656     if (Var->getTLSKind()) {
4657       S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_thread_local)
4658         << Arg->getSourceRange();
4659       S.Diag(Var->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
4660       return true;
4661     }
4662
4663     // If the template parameter has pointer type, we must have taken
4664     // the address of this object.
4665     if (ParamType->isReferenceType()) {
4666       if (AddressTaken) {
4667         // If we originally had an address-of operator, but the
4668         // parameter has reference type, complain and (if things look
4669         // like they will work) drop the address-of operator.
4670         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Var->getType(),
4671                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
4672           S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
4673             << ParamType;
4674           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4675           return true;
4676         }
4677
4678         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
4679           << ParamType
4680           << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
4681         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4682
4683         ArgType = Var->getType();
4684       }
4685     } else if (!AddressTaken && ParamType->isPointerType()) {
4686       if (Var->getType()->isArrayType()) {
4687         // Array-to-pointer decay.
4688         ArgType = S.Context.getArrayDecayedType(Var->getType());
4689       } else {
4690         // If the template parameter has pointer type but the address of
4691         // this object was not taken, complain and (possibly) recover by
4692         // taking the address of the entity.
4693         ArgType = S.Context.getPointerType(Var->getType());
4694         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType, ParamType)) {
4695           S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_address_of)
4696             << ParamType;
4697           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4698           return true;
4699         }
4700
4701         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_address_of)
4702           << ParamType
4703           << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getLocStart(), "&");
4704
4705         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4706       }
4707     }
4708   }
4709
4710   if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType, ArgIn,
4711                                                      Arg, ArgType))
4712     return true;
4713
4714   // Create the template argument.
4715   Converted =
4716       TemplateArgument(cast<ValueDecl>(Entity->getCanonicalDecl()), ParamType);
4717   S.MarkAnyDeclReferenced(Arg->getLocStart(), Entity, false);
4718   return false;
4719 }
4720
4721 /// \brief Checks whether the given template argument is a pointer to
4722 /// member constant according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
4723 static bool CheckTemplateArgumentPointerToMember(Sema &S,
4724                                                  NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4725                                                  QualType ParamType,
4726                                                  Expr *&ResultArg,
4727                                                  TemplateArgument &Converted) {
4728   bool Invalid = false;
4729
4730   // Check for a null pointer value.
4731   Expr *Arg = ResultArg;
4732   switch (isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, Arg)) {
4733   case NPV_Error:
4734     return true;
4735   case NPV_NullPointer:
4736     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
4737     Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
4738                                  /*isNullPtr*/true);
4739     return false;
4740   case NPV_NotNullPointer:
4741     break;
4742   }
4743
4744   bool ObjCLifetimeConversion;
4745   if (S.IsQualificationConversion(Arg->getType(),
4746                                   ParamType.getNonReferenceType(),
4747                                   false, ObjCLifetimeConversion)) {
4748     Arg = S.ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_NoOp,
4749                               Arg->getValueKind()).get();
4750     ResultArg = Arg;
4751   } else if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Arg->getType(),
4752                 ParamType.getNonReferenceType())) {
4753     // We can't perform this conversion.
4754     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_convertible)
4755       << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
4756     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4757     return true;
4758   }
4759
4760   // See through any implicit casts we added to fix the type.
4761   while (ImplicitCastExpr *Cast = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(Arg))
4762     Arg = Cast->getSubExpr();
4763
4764   // C++ [temp.arg.nontype]p1:
4765   //
4766   //   A template-argument for a non-type, non-template
4767   //   template-parameter shall be one of: [...]
4768   //
4769   //     -- a pointer to member expressed as described in 5.3.1.
4770   DeclRefExpr *DRE = nullptr;
4771
4772   // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
4773   // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
4774   bool ExtraParens = false;
4775   while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
4776     if (!Invalid && !ExtraParens) {
4777       S.Diag(Arg->getLocStart(),
4778              S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
4779                diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens :
4780                diag::ext_template_arg_extra_parens)
4781         << Arg->getSourceRange();
4782       ExtraParens = true;
4783     }
4784
4785     Arg = Parens->getSubExpr();
4786   }
4787
4788   while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
4789            dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
4790     Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
4791
4792   // A pointer-to-member constant written &Class::member.
4793   if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
4794     if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
4795       DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(UnOp->getSubExpr());
4796       if (DRE && !DRE->getQualifier())
4797         DRE = nullptr;
4798     }
4799   }
4800   // A constant of pointer-to-member type.
4801   else if ((DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg))) {
4802     if (ValueDecl *VD = dyn_cast<ValueDecl>(DRE->getDecl())) {
4803       if (VD->getType()->isMemberPointerType()) {
4804         if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(VD)) {
4805           if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
4806             Converted = TemplateArgument(Arg);
4807           } else {
4808             VD = cast<ValueDecl>(VD->getCanonicalDecl());
4809             Converted = TemplateArgument(VD, ParamType);
4810           }
4811           return Invalid;
4812         }
4813       }
4814     }
4815
4816     DRE = nullptr;
4817   }
4818
4819   if (!DRE)
4820     return S.Diag(Arg->getLocStart(),
4821                   diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
4822       << Arg->getSourceRange();
4823
4824   if (isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
4825       isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
4826       isa<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())) {
4827     assert((isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
4828             isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
4829             !cast<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())->isStatic()) &&
4830            "Only non-static member pointers can make it here");
4831
4832     // Okay: this is the address of a non-static member, and therefore
4833     // a member pointer constant.
4834     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
4835       Converted = TemplateArgument(Arg);
4836     } else {
4837       ValueDecl *D = cast<ValueDecl>(DRE->getDecl()->getCanonicalDecl());
4838       Converted = TemplateArgument(D, ParamType);
4839     }
4840     return Invalid;
4841   }
4842
4843   // We found something else, but we don't know specifically what it is.
4844   S.Diag(Arg->getLocStart(),
4845          diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
4846     << Arg->getSourceRange();
4847   S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
4848   return true;
4849 }
4850
4851 /// \brief Check a template argument against its corresponding
4852 /// non-type template parameter.
4853 ///
4854 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.nontype].
4855 /// If an error occurred, it returns ExprError(); otherwise, it
4856 /// returns the converted template argument. \p ParamType is the
4857 /// type of the non-type template parameter after it has been instantiated.
4858 ExprResult Sema::CheckTemplateArgument(NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4859                                        QualType ParamType, Expr *Arg,
4860                                        TemplateArgument &Converted,
4861                                        CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
4862   SourceLocation StartLoc = Arg->getLocStart();
4863
4864   // If either the parameter has a dependent type or the argument is
4865   // type-dependent, there's nothing we can check now.
4866   if (ParamType->isDependentType() || Arg->isTypeDependent()) {
4867     // FIXME: Produce a cloned, canonical expression?
4868     Converted = TemplateArgument(Arg);
4869     return Arg;
4870   }
4871
4872   // We should have already dropped all cv-qualifiers by now.
4873   assert(!ParamType.hasQualifiers() &&
4874          "non-type template parameter type cannot be qualified");
4875
4876   if (CTAK == CTAK_Deduced &&
4877       !Context.hasSameUnqualifiedType(ParamType, Arg->getType())) {
4878     // C++ [temp.deduct.type]p17:
4879     //   If, in the declaration of a function template with a non-type
4880     //   template-parameter, the non-type template-parameter is used
4881     //   in an expression in the function parameter-list and, if the
4882     //   corresponding template-argument is deduced, the
4883     //   template-argument type shall match the type of the
4884     //   template-parameter exactly, except that a template-argument
4885     //   deduced from an array bound may be of any integral type.
4886     Diag(StartLoc, diag::err_deduced_non_type_template_arg_type_mismatch)
4887       << Arg->getType().getUnqualifiedType()
4888       << ParamType.getUnqualifiedType();
4889     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4890     return ExprError();
4891   }
4892
4893   if (getLangOpts().CPlusPlus1z) {
4894     // FIXME: We can do some limited checking for a value-dependent but not
4895     // type-dependent argument.
4896     if (Arg->isValueDependent()) {
4897       Converted = TemplateArgument(Arg);
4898       return Arg;
4899     }
4900
4901     // C++1z [temp.arg.nontype]p1:
4902     //   A template-argument for a non-type template parameter shall be
4903     //   a converted constant expression of the type of the template-parameter.
4904     APValue Value;
4905     ExprResult ArgResult = CheckConvertedConstantExpression(
4906         Arg, ParamType, Value, CCEK_TemplateArg);
4907     if (ArgResult.isInvalid())
4908       return ExprError();
4909
4910     QualType CanonParamType = Context.getCanonicalType(ParamType);
4911
4912     // Convert the APValue to a TemplateArgument.
4913     switch (Value.getKind()) {
4914     case APValue::Uninitialized:
4915       assert(ParamType->isNullPtrType());
4916       Converted = TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
4917       break;
4918     case APValue::Int:
4919       assert(ParamType->isIntegralOrEnumerationType());
4920       Converted = TemplateArgument(Context, Value.getInt(), CanonParamType);
4921       break;
4922     case APValue::MemberPointer: {
4923       assert(ParamType->isMemberPointerType());
4924
4925       // FIXME: We need TemplateArgument representation and mangling for these.
4926       if (!Value.getMemberPointerPath().empty()) {
4927         Diag(Arg->getLocStart(),
4928              diag::err_template_arg_member_ptr_base_derived_not_supported)
4929             << Value.getMemberPointerDecl() << ParamType
4930             << Arg->getSourceRange();
4931         return ExprError();
4932       }
4933
4934       auto *VD = const_cast<ValueDecl*>(Value.getMemberPointerDecl());
4935       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
4936                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
4937       break;
4938     }
4939     case APValue::LValue: {
4940       //   For a non-type template-parameter of pointer or reference type,
4941       //   the value of the constant expression shall not refer to
4942       assert(ParamType->isPointerType() || ParamType->isReferenceType() ||
4943              ParamType->isNullPtrType());
4944       // -- a temporary object
4945       // -- a string literal
4946       // -- the result of a typeid expression, or
4947       // -- a predefind __func__ variable
4948       if (auto *E = Value.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>()) {
4949         if (isa<CXXUuidofExpr>(E)) {
4950           Converted = TemplateArgument(const_cast<Expr*>(E));
4951           break;
4952         }
4953         Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
4954           << Arg->getSourceRange();
4955         return ExprError();
4956       }
4957       auto *VD = const_cast<ValueDecl *>(
4958           Value.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl *>());
4959       // -- a subobject
4960       if (Value.hasLValuePath() && Value.getLValuePath().size() == 1 &&
4961           VD && VD->getType()->isArrayType() &&
4962           Value.getLValuePath()[0].ArrayIndex == 0 &&
4963           !Value.isLValueOnePastTheEnd() && ParamType->isPointerType()) {
4964         // Per defect report (no number yet):
4965         //   ... other than a pointer to the first element of a complete array
4966         //       object.
4967       } else if (!Value.hasLValuePath() || Value.getLValuePath().size() ||
4968                  Value.isLValueOnePastTheEnd()) {
4969         Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_subobject)
4970           << Value.getAsString(Context, ParamType);
4971         return ExprError();
4972       }
4973       assert((VD || !ParamType->isReferenceType()) &&
4974              "null reference should not be a constant expression");
4975       assert((!VD || !ParamType->isNullPtrType()) &&
4976              "non-null value of type nullptr_t?");
4977       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
4978                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
4979       break;
4980     }
4981     case APValue::AddrLabelDiff:
4982       return Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_addr_label_diff);
4983     case APValue::Float:
4984     case APValue::ComplexInt:
4985     case APValue::ComplexFloat:
4986     case APValue::Vector:
4987     case APValue::Array:
4988     case APValue::Struct:
4989     case APValue::Union:
4990       llvm_unreachable("invalid kind for template argument");
4991     }
4992
4993     return ArgResult.get();
4994   }
4995
4996   // C++ [temp.arg.nontype]p5:
4997   //   The following conversions are performed on each expression used
4998   //   as a non-type template-argument. If a non-type
4999   //   template-argument cannot be converted to the type of the
5000   //   corresponding template-parameter then the program is
5001   //   ill-formed.
5002   if (ParamType->isIntegralOrEnumerationType()) {
5003     // C++11:
5004     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
5005     //      enumeration type, conversions permitted in a converted
5006     //      constant expression are applied.
5007     //
5008     // C++98:
5009     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
5010     //      enumeration type, integral promotions (4.5) and integral
5011     //      conversions (4.7) are applied.
5012
5013     if (getLangOpts().CPlusPlus11) {
5014       // We can't check arbitrary value-dependent arguments.
5015       // FIXME: If there's no viable conversion to the template parameter type,
5016       // we should be able to diagnose that prior to instantiation.
5017       if (Arg->isValueDependent()) {
5018         Converted = TemplateArgument(Arg);
5019         return Arg;
5020       }
5021
5022       // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5023       //   A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5024       //   shall be one of:
5025       //
5026       //     -- for a non-type template-parameter of integral or enumeration
5027       //        type, a converted constant expression of the type of the
5028       //        template-parameter; or
5029       llvm::APSInt Value;
5030       ExprResult ArgResult =
5031         CheckConvertedConstantExpression(Arg, ParamType, Value,
5032                                          CCEK_TemplateArg);
5033       if (ArgResult.isInvalid())
5034         return ExprError();
5035
5036       // Widen the argument value to sizeof(parameter type). This is almost
5037       // always a no-op, except when the parameter type is bool. In
5038       // that case, this may extend the argument from 1 bit to 8 bits.
5039       QualType IntegerType = ParamType;
5040       if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
5041         IntegerType = Enum->getDecl()->getIntegerType();
5042       Value = Value.extOrTrunc(Context.getTypeSize(IntegerType));
5043
5044       Converted = TemplateArgument(Context, Value,
5045                                    Context.getCanonicalType(ParamType));
5046       return ArgResult;
5047     }
5048
5049     ExprResult ArgResult = DefaultLvalueConversion(Arg);
5050     if (ArgResult.isInvalid())
5051       return ExprError();
5052     Arg = ArgResult.get();
5053
5054     QualType ArgType = Arg->getType();
5055
5056     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5057     //   A template-argument for a non-type, non-template
5058     //   template-parameter shall be one of:
5059     //
5060     //     -- an integral constant-expression of integral or enumeration
5061     //        type; or
5062     //     -- the name of a non-type template-parameter; or
5063     SourceLocation NonConstantLoc;
5064     llvm::APSInt Value;
5065     if (!ArgType->isIntegralOrEnumerationType()) {
5066       Diag(Arg->getLocStart(),
5067            diag::err_template_arg_not_integral_or_enumeral)
5068         << ArgType << Arg->getSourceRange();
5069       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5070       return ExprError();
5071     } else if (!Arg->isValueDependent()) {
5072       class TmplArgICEDiagnoser : public VerifyICEDiagnoser {
5073         QualType T;
5074
5075       public:
5076         TmplArgICEDiagnoser(QualType T) : T(T) { }
5077
5078         void diagnoseNotICE(Sema &S, SourceLocation Loc,
5079                             SourceRange SR) override {
5080           S.Diag(Loc, diag::err_template_arg_not_ice) << T << SR;
5081         }
5082       } Diagnoser(ArgType);
5083
5084       Arg = VerifyIntegerConstantExpression(Arg, &Value, Diagnoser,
5085                                             false).get();
5086       if (!Arg)
5087         return ExprError();
5088     }
5089
5090     // From here on out, all we care about is the unqualified form
5091     // of the argument type.
5092     ArgType = ArgType.getUnqualifiedType();
5093
5094     // Try to convert the argument to the parameter's type.
5095     if (Context.hasSameType(ParamType, ArgType)) {
5096       // Okay: no conversion necessary
5097     } else if (ParamType->isBooleanType()) {
5098       // This is an integral-to-boolean conversion.
5099       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralToBoolean).get();
5100     } else if (IsIntegralPromotion(Arg, ArgType, ParamType) ||
5101                !ParamType->isEnumeralType()) {
5102       // This is an integral promotion or conversion.
5103       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralCast).get();
5104     } else {
5105       // We can't perform this conversion.
5106       Diag(Arg->getLocStart(),
5107            diag::err_template_arg_not_convertible)
5108         << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5109       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5110       return ExprError();
5111     }
5112
5113     // Add the value of this argument to the list of converted
5114     // arguments. We use the bitwidth and signedness of the template
5115     // parameter.
5116     if (Arg->isValueDependent()) {
5117       // The argument is value-dependent. Create a new
5118       // TemplateArgument with the converted expression.
5119       Converted = TemplateArgument(Arg);
5120       return Arg;
5121     }
5122
5123     QualType IntegerType = Context.getCanonicalType(ParamType);
5124     if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
5125       IntegerType = Context.getCanonicalType(Enum->getDecl()->getIntegerType());
5126
5127     if (ParamType->isBooleanType()) {
5128       // Value must be zero or one.
5129       Value = Value != 0;
5130       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
5131       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
5132         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
5133       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
5134     } else {
5135       llvm::APSInt OldValue = Value;
5136
5137       // Coerce the template argument's value to the value it will have
5138       // based on the template parameter's type.
5139       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
5140       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
5141         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
5142       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
5143
5144       // Complain if an unsigned parameter received a negative value.
5145       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType()
5146                && (OldValue.isSigned() && OldValue.isNegative())) {
5147         Diag(Arg->getLocStart(), diag::warn_template_arg_negative)
5148           << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
5149           << Arg->getSourceRange();
5150         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5151       }
5152
5153       // Complain if we overflowed the template parameter's type.
5154       unsigned RequiredBits;
5155       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType())
5156         RequiredBits = OldValue.getActiveBits();
5157       else if (OldValue.isUnsigned())
5158         RequiredBits = OldValue.getActiveBits() + 1;
5159       else
5160         RequiredBits = OldValue.getMinSignedBits();
5161       if (RequiredBits > AllowedBits) {
5162         Diag(Arg->getLocStart(),
5163              diag::warn_template_arg_too_large)
5164           << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
5165           << Arg->getSourceRange();
5166         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5167       }
5168     }
5169
5170     Converted = TemplateArgument(Context, Value,
5171                                  ParamType->isEnumeralType()
5172                                    ? Context.getCanonicalType(ParamType)
5173                                    : IntegerType);
5174     return Arg;
5175   }
5176
5177   QualType ArgType = Arg->getType();
5178   DeclAccessPair FoundResult; // temporary for ResolveOverloadedFunction
5179
5180   // Handle pointer-to-function, reference-to-function, and
5181   // pointer-to-member-function all in (roughly) the same way.
5182   if (// -- For a non-type template-parameter of type pointer to
5183       //    function, only the function-to-pointer conversion (4.3) is
5184       //    applied. If the template-argument represents a set of
5185       //    overloaded functions (or a pointer to such), the matching
5186       //    function is selected from the set (13.4).
5187       (ParamType->isPointerType() &&
5188        ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
5189       // -- For a non-type template-parameter of type reference to
5190       //    function, no conversions apply. If the template-argument
5191       //    represents a set of overloaded functions, the matching
5192       //    function is selected from the set (13.4).
5193       (ParamType->isReferenceType() &&
5194        ParamType->getAs<ReferenceType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
5195       // -- For a non-type template-parameter of type pointer to
5196       //    member function, no conversions apply. If the
5197       //    template-argument represents a set of overloaded member
5198       //    functions, the matching member function is selected from
5199       //    the set (13.4).
5200       (ParamType->isMemberPointerType() &&
5201        ParamType->getAs<MemberPointerType>()->getPointeeType()
5202          ->isFunctionType())) {
5203
5204     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
5205       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg, ParamType,
5206                                                                 true,
5207                                                                 FoundResult)) {
5208         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getLocStart()))
5209           return ExprError();
5210
5211         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
5212         ArgType = Arg->getType();
5213       } else
5214         return ExprError();
5215     }
5216
5217     if (!ParamType->isMemberPointerType()) {
5218       if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
5219                                                          ParamType,
5220                                                          Arg, Converted))
5221         return ExprError();
5222       return Arg;
5223     }
5224
5225     if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
5226                                              Converted))
5227       return ExprError();
5228     return Arg;
5229   }
5230
5231   if (ParamType->isPointerType()) {
5232     //   -- for a non-type template-parameter of type pointer to
5233     //      object, qualification conversions (4.4) and the
5234     //      array-to-pointer conversion (4.2) are applied.
5235     // C++0x also allows a value of std::nullptr_t.
5236     assert(ParamType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
5237            "Only object pointers allowed here");
5238
5239     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
5240                                                        ParamType,
5241                                                        Arg, Converted))
5242       return ExprError();
5243     return Arg;
5244   }
5245
5246   if (const ReferenceType *ParamRefType = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
5247     //   -- For a non-type template-parameter of type reference to
5248     //      object, no conversions apply. The type referred to by the
5249     //      reference may be more cv-qualified than the (otherwise
5250     //      identical) type of the template-argument. The
5251     //      template-parameter is bound directly to the
5252     //      template-argument, which must be an lvalue.
5253     assert(ParamRefType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
5254            "Only object references allowed here");
5255
5256     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
5257       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg,
5258                                                  ParamRefType->getPointeeType(),
5259                                                                 true,
5260                                                                 FoundResult)) {
5261         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getLocStart()))
5262           return ExprError();
5263
5264         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
5265         ArgType = Arg->getType();
5266       } else
5267         return ExprError();
5268     }
5269
5270     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
5271                                                        ParamType,
5272                                                        Arg, Converted))
5273       return ExprError();
5274     return Arg;
5275   }
5276
5277   // Deal with parameters of type std::nullptr_t.
5278   if (ParamType->isNullPtrType()) {
5279     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
5280       Converted = TemplateArgument(Arg);
5281       return Arg;
5282     }
5283
5284     switch (isNullPointerValueTemplateArgument(*this, Param, ParamType, Arg)) {
5285     case NPV_NotNullPointer:
5286       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_not_convertible)
5287         << Arg->getType() << ParamType;
5288       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5289       return ExprError();
5290
5291     case NPV_Error:
5292       return ExprError();
5293
5294     case NPV_NullPointer:
5295       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
5296       Converted = TemplateArgument(Context.getCanonicalType(ParamType),
5297                                    /*isNullPtr*/true);
5298       return Arg;
5299     }
5300   }
5301
5302   //     -- For a non-type template-parameter of type pointer to data
5303   //        member, qualification conversions (4.4) are applied.
5304   assert(ParamType->isMemberPointerType() && "Only pointers to members remain");
5305
5306   if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
5307                                            Converted))
5308     return ExprError();
5309   return Arg;
5310 }
5311
5312 /// \brief Check a template argument against its corresponding
5313 /// template template parameter.
5314 ///
5315 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.template].
5316 /// It returns true if an error occurred, and false otherwise.
5317 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTemplateParmDecl *Param,
5318                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
5319                                  unsigned ArgumentPackIndex) {
5320   TemplateName Name = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern();
5321   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
5322   if (!Template) {
5323     // Any dependent template name is fine.
5324     assert(Name.isDependent() && "Non-dependent template isn't a declaration?");
5325     return false;
5326   }
5327
5328   // C++0x [temp.arg.template]p1:
5329   //   A template-argument for a template template-parameter shall be
5330   //   the name of a class template or an alias template, expressed as an
5331   //   id-expression. When the template-argument names a class template, only
5332   //   primary class templates are considered when matching the
5333   //   template template argument with the corresponding parameter;
5334   //   partial specializations are not considered even if their
5335   //   parameter lists match that of the template template parameter.
5336   //
5337   // Note that we also allow template template parameters here, which
5338   // will happen when we are dealing with, e.g., class template
5339   // partial specializations.
5340   if (!isa<ClassTemplateDecl>(Template) &&
5341       !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
5342       !isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
5343     assert(isa<FunctionTemplateDecl>(Template) &&
5344            "Only function templates are possible here");
5345     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_class_template);
5346     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here_func)
5347       << Template;
5348   }
5349
5350   TemplateParameterList *Params = Param->getTemplateParameters();
5351   if (Param->isExpandedParameterPack())
5352     Params = Param->getExpansionTemplateParameters(ArgumentPackIndex);
5353
5354   return !TemplateParameterListsAreEqual(Template->getTemplateParameters(),
5355                                          Params,
5356                                          true,
5357                                          TPL_TemplateTemplateArgumentMatch,
5358                                          Arg.getLocation());
5359 }
5360
5361 /// \brief Given a non-type template argument that refers to a
5362 /// declaration and the type of its corresponding non-type template
5363 /// parameter, produce an expression that properly refers to that
5364 /// declaration.
5365 ExprResult
5366 Sema::BuildExpressionFromDeclTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
5367                                               QualType ParamType,
5368                                               SourceLocation Loc) {
5369   // C++ [temp.param]p8:
5370   //
5371   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
5372   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
5373   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
5374   if (ParamType->isArrayType())
5375     ParamType = Context.getArrayDecayedType(ParamType);
5376   else if (ParamType->isFunctionType())
5377     ParamType = Context.getPointerType(ParamType);
5378
5379   // For a NULL non-type template argument, return nullptr casted to the
5380   // parameter's type.
5381   if (Arg.getKind() == TemplateArgument::NullPtr) {
5382     return ImpCastExprToType(
5383              new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc),
5384                              ParamType,
5385                              ParamType->getAs<MemberPointerType>()
5386                                ? CK_NullToMemberPointer
5387                                : CK_NullToPointer);
5388   }
5389   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Declaration &&
5390          "Only declaration template arguments permitted here");
5391
5392   ValueDecl *VD = cast<ValueDecl>(Arg.getAsDecl());
5393
5394   if (VD->getDeclContext()->isRecord() &&
5395       (isa<CXXMethodDecl>(VD) || isa<FieldDecl>(VD) ||
5396        isa<IndirectFieldDecl>(VD))) {
5397     // If the value is a class member, we might have a pointer-to-member.
5398     // Determine whether the non-type template template parameter is of
5399     // pointer-to-member type. If so, we need to build an appropriate
5400     // expression for a pointer-to-member, since a "normal" DeclRefExpr
5401     // would refer to the member itself.
5402     if (ParamType->isMemberPointerType()) {
5403       QualType ClassType
5404         = Context.getTypeDeclType(cast<RecordDecl>(VD->getDeclContext()));
5405       NestedNameSpecifier *Qualifier
5406         = NestedNameSpecifier::Create(Context, nullptr, false,
5407                                       ClassType.getTypePtr());
5408       CXXScopeSpec SS;
5409       SS.MakeTrivial(Context, Qualifier, Loc);
5410
5411       // The actual value-ness of this is unimportant, but for
5412       // internal consistency's sake, references to instance methods
5413       // are r-values.
5414       ExprValueKind VK = VK_LValue;
5415       if (isa<CXXMethodDecl>(VD) && cast<CXXMethodDecl>(VD)->isInstance())
5416         VK = VK_RValue;
5417
5418       ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD,
5419                                             VD->getType().getNonReferenceType(),
5420                                             VK,
5421                                             Loc,
5422                                             &SS);
5423       if (RefExpr.isInvalid())
5424         return ExprError();
5425
5426       RefExpr = CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
5427
5428       // We might need to perform a trailing qualification conversion, since
5429       // the element type on the parameter could be more qualified than the
5430       // element type in the expression we constructed.
5431       bool ObjCLifetimeConversion;
5432       if (IsQualificationConversion(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
5433                                     ParamType.getUnqualifiedType(), false,
5434                                     ObjCLifetimeConversion))
5435         RefExpr = ImpCastExprToType(RefExpr.get(), ParamType.getUnqualifiedType(), CK_NoOp);
5436
5437       assert(!RefExpr.isInvalid() &&
5438              Context.hasSameType(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
5439                                  ParamType.getUnqualifiedType()));
5440       return RefExpr;
5441     }
5442   }
5443
5444   QualType T = VD->getType().getNonReferenceType();
5445
5446   if (ParamType->isPointerType()) {
5447     // When the non-type template parameter is a pointer, take the
5448     // address of the declaration.
5449     ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD, T, VK_LValue, Loc);
5450     if (RefExpr.isInvalid())
5451       return ExprError();
5452
5453     if (T->isFunctionType() || T->isArrayType()) {
5454       // Decay functions and arrays.
5455       RefExpr = DefaultFunctionArrayConversion(RefExpr.get());
5456       if (RefExpr.isInvalid())
5457         return ExprError();
5458
5459       return RefExpr;
5460     }
5461
5462     // Take the address of everything else
5463     return CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
5464   }
5465
5466   ExprValueKind VK = VK_RValue;
5467
5468   // If the non-type template parameter has reference type, qualify the
5469   // resulting declaration reference with the extra qualifiers on the
5470   // type that the reference refers to.
5471   if (const ReferenceType *TargetRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
5472     VK = VK_LValue;
5473     T = Context.getQualifiedType(T,
5474                               TargetRef->getPointeeType().getQualifiers());
5475   } else if (isa<FunctionDecl>(VD)) {
5476     // References to functions are always lvalues.
5477     VK = VK_LValue;
5478   }
5479
5480   return BuildDeclRefExpr(VD, T, VK, Loc);
5481 }
5482
5483 /// \brief Construct a new expression that refers to the given
5484 /// integral template argument with the given source-location
5485 /// information.
5486 ///
5487 /// This routine takes care of the mapping from an integral template
5488 /// argument (which may have any integral type) to the appropriate
5489 /// literal value.
5490 ExprResult
5491 Sema::BuildExpressionFromIntegralTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
5492                                                   SourceLocation Loc) {
5493   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Integral &&
5494          "Operation is only valid for integral template arguments");
5495   QualType OrigT = Arg.getIntegralType();
5496
5497   // If this is an enum type that we're instantiating, we need to use an integer
5498   // type the same size as the enumerator.  We don't want to build an
5499   // IntegerLiteral with enum type.  The integer type of an enum type can be of
5500   // any integral type with C++11 enum classes, make sure we create the right
5501   // type of literal for it.
5502   QualType T = OrigT;
5503   if (const EnumType *ET = OrigT->getAs<EnumType>())
5504     T = ET->getDecl()->getIntegerType();
5505
5506   Expr *E;
5507   if (T->isAnyCharacterType()) {
5508     // This does not need to handle u8 character literals because those are
5509     // of type char, and so can also be covered by an ASCII character literal.
5510     CharacterLiteral::CharacterKind Kind;
5511     if (T->isWideCharType())
5512       Kind = CharacterLiteral::Wide;
5513     else if (T->isChar16Type())
5514       Kind = CharacterLiteral::UTF16;
5515     else if (T->isChar32Type())
5516       Kind = CharacterLiteral::UTF32;
5517     else
5518       Kind = CharacterLiteral::Ascii;
5519
5520     E = new (Context) CharacterLiteral(Arg.getAsIntegral().getZExtValue(),
5521                                        Kind, T, Loc);
5522   } else if (T->isBooleanType()) {
5523     E = new (Context) CXXBoolLiteralExpr(Arg.getAsIntegral().getBoolValue(),
5524                                          T, Loc);
5525   } else if (T->isNullPtrType()) {
5526     E = new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc);
5527   } else {
5528     E = IntegerLiteral::Create(Context, Arg.getAsIntegral(), T, Loc);
5529   }
5530
5531   if (OrigT->isEnumeralType()) {
5532     // FIXME: This is a hack. We need a better way to handle substituted
5533     // non-type template parameters.
5534     E = CStyleCastExpr::Create(Context, OrigT, VK_RValue, CK_IntegralCast, E,
5535                                nullptr,
5536                                Context.getTrivialTypeSourceInfo(OrigT, Loc),
5537                                Loc, Loc);
5538   }
5539
5540   return E;
5541 }
5542
5543 /// \brief Match two template parameters within template parameter lists.
5544 static bool MatchTemplateParameterKind(Sema &S, NamedDecl *New, NamedDecl *Old,
5545                                        bool Complain,
5546                                      Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
5547                                        SourceLocation TemplateArgLoc) {
5548   // Check the actual kind (type, non-type, template).
5549   if (Old->getKind() != New->getKind()) {
5550     if (Complain) {
5551       unsigned NextDiag = diag::err_template_param_different_kind;
5552       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
5553         S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
5554         NextDiag = diag::note_template_param_different_kind;
5555       }
5556       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
5557         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
5558       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_prev_declaration)
5559         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
5560     }
5561
5562     return false;
5563   }
5564
5565   // Check that both are parameter packs are neither are parameter packs.
5566   // However, if we are matching a template template argument to a
5567   // template template parameter, the template template parameter can have
5568   // a parameter pack where the template template argument does not.
5569   if (Old->isTemplateParameterPack() != New->isTemplateParameterPack() &&
5570       !(Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
5571         Old->isTemplateParameterPack())) {
5572     if (Complain) {
5573       unsigned NextDiag = diag::err_template_parameter_pack_non_pack;
5574       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
5575         S.Diag(TemplateArgLoc,
5576              diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
5577         NextDiag = diag::note_template_parameter_pack_non_pack;
5578       }
5579
5580       unsigned ParamKind = isa<TemplateTypeParmDecl>(New)? 0
5581                       : isa<NonTypeTemplateParmDecl>(New)? 1
5582                       : 2;
5583       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
5584         << ParamKind << New->isParameterPack();
5585       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_parameter_pack_here)
5586         << ParamKind << Old->isParameterPack();
5587     }
5588
5589     return false;
5590   }
5591
5592   // For non-type template parameters, check the type of the parameter.
5593   if (NonTypeTemplateParmDecl *OldNTTP
5594                                     = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Old)) {
5595     NonTypeTemplateParmDecl *NewNTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(New);
5596
5597     // If we are matching a template template argument to a template
5598     // template parameter and one of the non-type template parameter types
5599     // is dependent, then we must wait until template instantiation time
5600     // to actually compare the arguments.
5601     if (Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
5602         (OldNTTP->getType()->isDependentType() ||
5603          NewNTTP->getType()->isDependentType()))
5604       return true;
5605
5606     if (!S.Context.hasSameType(OldNTTP->getType(), NewNTTP->getType())) {
5607       if (Complain) {
5608         unsigned NextDiag = diag::err_template_nontype_parm_different_type;
5609         if (TemplateArgLoc.isValid()) {
5610           S.Diag(TemplateArgLoc,
5611                  diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
5612           NextDiag = diag::note_template_nontype_parm_different_type;
5613         }
5614         S.Diag(NewNTTP->getLocation(), NextDiag)
5615           << NewNTTP->getType()
5616           << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
5617         S.Diag(OldNTTP->getLocation(),
5618                diag::note_template_nontype_parm_prev_declaration)
5619           << OldNTTP->getType();
5620       }
5621
5622       return false;
5623     }
5624
5625     return true;
5626   }
5627
5628   // For template template parameters, check the template parameter types.
5629   // The template parameter lists of template template
5630   // parameters must agree.
5631   if (TemplateTemplateParmDecl *OldTTP
5632                                     = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Old)) {
5633     TemplateTemplateParmDecl *NewTTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(New);
5634     return S.TemplateParameterListsAreEqual(NewTTP->getTemplateParameters(),
5635                                             OldTTP->getTemplateParameters(),
5636                                             Complain,
5637                                         (Kind == Sema::TPL_TemplateMatch
5638                                            ? Sema::TPL_TemplateTemplateParmMatch
5639                                            : Kind),
5640                                             TemplateArgLoc);
5641   }
5642
5643   return true;
5644 }
5645
5646 /// \brief Diagnose a known arity mismatch when comparing template argument
5647 /// lists.
5648 static
5649 void DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(Sema &S,
5650                                                 TemplateParameterList *New,
5651                                                 TemplateParameterList *Old,
5652                                       Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
5653                                                 SourceLocation TemplateArgLoc) {
5654   unsigned NextDiag = diag::err_template_param_list_different_arity;
5655   if (TemplateArgLoc.isValid()) {
5656     S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
5657     NextDiag = diag::note_template_param_list_different_arity;
5658   }
5659   S.Diag(New->getTemplateLoc(), NextDiag)
5660     << (New->size() > Old->size())
5661     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
5662     << SourceRange(New->getTemplateLoc(), New->getRAngleLoc());
5663   S.Diag(Old->getTemplateLoc(), diag::note_template_prev_declaration)
5664     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
5665     << SourceRange(Old->getTemplateLoc(), Old->getRAngleLoc());
5666 }
5667
5668 /// \brief Determine whether the given template parameter lists are
5669 /// equivalent.
5670 ///
5671 /// \param New  The new template parameter list, typically written in the
5672 /// source code as part of a new template declaration.
5673 ///
5674 /// \param Old  The old template parameter list, typically found via
5675 /// name lookup of the template declared with this template parameter
5676 /// list.
5677 ///
5678 /// \param Complain  If true, this routine will produce a diagnostic if
5679 /// the template parameter lists are not equivalent.
5680 ///
5681 /// \param Kind describes how we are to match the template parameter lists.
5682 ///
5683 /// \param TemplateArgLoc If this source location is valid, then we
5684 /// are actually checking the template parameter list of a template
5685 /// argument (New) against the template parameter list of its
5686 /// corresponding template template parameter (Old). We produce
5687 /// slightly different diagnostics in this scenario.
5688 ///
5689 /// \returns True if the template parameter lists are equal, false
5690 /// otherwise.
5691 bool
5692 Sema::TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParameterList *New,
5693                                      TemplateParameterList *Old,
5694                                      bool Complain,
5695                                      TemplateParameterListEqualKind Kind,
5696                                      SourceLocation TemplateArgLoc) {
5697   if (Old->size() != New->size() && Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch) {
5698     if (Complain)
5699       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
5700                                                  TemplateArgLoc);
5701
5702     return false;
5703   }
5704
5705   // C++0x [temp.arg.template]p3:
5706   //   A template-argument matches a template template-parameter (call it P)
5707   //   when each of the template parameters in the template-parameter-list of
5708   //   the template-argument's corresponding class template or alias template
5709   //   (call it A) matches the corresponding template parameter in the
5710   //   template-parameter-list of P. [...]
5711   TemplateParameterList::iterator NewParm = New->begin();
5712   TemplateParameterList::iterator NewParmEnd = New->end();
5713   for (TemplateParameterList::iterator OldParm = Old->begin(),
5714                                     OldParmEnd = Old->end();
5715        OldParm != OldParmEnd; ++OldParm) {
5716     if (Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch ||
5717         !(*OldParm)->isTemplateParameterPack()) {
5718       if (NewParm == NewParmEnd) {
5719         if (Complain)
5720           DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
5721                                                      TemplateArgLoc);
5722
5723         return false;
5724       }
5725
5726       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
5727                                       Kind, TemplateArgLoc))
5728         return false;
5729
5730       ++NewParm;
5731       continue;
5732     }
5733
5734     // C++0x [temp.arg.template]p3:
5735     //   [...] When P's template- parameter-list contains a template parameter
5736     //   pack (14.5.3), the template parameter pack will match zero or more
5737     //   template parameters or template parameter packs in the
5738     //   template-parameter-list of A with the same type and form as the
5739     //   template parameter pack in P (ignoring whether those template
5740     //   parameters are template parameter packs).
5741     for (; NewParm != NewParmEnd; ++NewParm) {
5742       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
5743                                       Kind, TemplateArgLoc))
5744         return false;
5745     }
5746   }
5747
5748   // Make sure we exhausted all of the arguments.
5749   if (NewParm != NewParmEnd) {
5750     if (Complain)
5751       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
5752                                                  TemplateArgLoc);
5753
5754     return false;
5755   }
5756
5757   return true;
5758 }
5759
5760 /// \brief Check whether a template can be declared within this scope.
5761 ///
5762 /// If the template declaration is valid in this scope, returns
5763 /// false. Otherwise, issues a diagnostic and returns true.
5764 bool
5765 Sema::CheckTemplateDeclScope(Scope *S, TemplateParameterList *TemplateParams) {
5766   if (!S)
5767     return false;
5768
5769   // Find the nearest enclosing declaration scope.
5770   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
5771          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
5772     S = S->getParent();
5773
5774   // C++ [temp]p4:
5775   //   A template [...] shall not have C linkage.
5776   DeclContext *Ctx = S->getEntity();
5777   if (Ctx && Ctx->isExternCContext())
5778     return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(), diag::err_template_linkage)
5779              << TemplateParams->getSourceRange();
5780
5781   while (Ctx && isa<LinkageSpecDecl>(Ctx))
5782     Ctx = Ctx->getParent();
5783
5784   // C++ [temp]p2:
5785   //   A template-declaration can appear only as a namespace scope or
5786   //   class scope declaration.
5787   if (Ctx) {
5788     if (Ctx->isFileContext())
5789       return false;
5790     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx)) {
5791       // C++ [temp.mem]p2:
5792       //   A local class shall not have member templates.
5793       if (RD->isLocalClass())
5794         return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
5795                     diag::err_template_inside_local_class)
5796           << TemplateParams->getSourceRange();
5797       else
5798         return false;
5799     }
5800   }
5801
5802   return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
5803               diag::err_template_outside_namespace_or_class_scope)
5804     << TemplateParams->getSourceRange();
5805 }
5806
5807 /// \brief Determine what kind of template specialization the given declaration
5808 /// is.
5809 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D) {
5810   if (!D)
5811     return TSK_Undeclared;
5812
5813   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D))
5814     return Record->getTemplateSpecializationKind();
5815   if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
5816     return Function->getTemplateSpecializationKind();
5817   if (VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(D))
5818     return Var->getTemplateSpecializationKind();
5819
5820   return TSK_Undeclared;
5821 }
5822
5823 /// \brief Check whether a specialization is well-formed in the current
5824 /// context.
5825 ///
5826 /// This routine determines whether a template specialization can be declared
5827 /// in the current context (C++ [temp.expl.spec]p2).
5828 ///
5829 /// \param S the semantic analysis object for which this check is being
5830 /// performed.
5831 ///
5832 /// \param Specialized the entity being specialized or instantiated, which
5833 /// may be a kind of template (class template, function template, etc.) or
5834 /// a member of a class template (member function, static data member,
5835 /// member class).
5836 ///
5837 /// \param PrevDecl the previous declaration of this entity, if any.
5838 ///
5839 /// \param Loc the location of the explicit specialization or instantiation of
5840 /// this entity.
5841 ///
5842 /// \param IsPartialSpecialization whether this is a partial specialization of
5843 /// a class template.
5844 ///
5845 /// \returns true if there was an error that we cannot recover from, false
5846 /// otherwise.
5847 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S,
5848                                              NamedDecl *Specialized,
5849                                              NamedDecl *PrevDecl,
5850                                              SourceLocation Loc,
5851                                              bool IsPartialSpecialization) {
5852   // Keep these "kind" numbers in sync with the %select statements in the
5853   // various diagnostics emitted by this routine.
5854   int EntityKind = 0;
5855   if (isa<ClassTemplateDecl>(Specialized))
5856     EntityKind = IsPartialSpecialization? 1 : 0;
5857   else if (isa<VarTemplateDecl>(Specialized))
5858     EntityKind = IsPartialSpecialization ? 3 : 2;
5859   else if (isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized))
5860     EntityKind = 4;
5861   else if (isa<CXXMethodDecl>(Specialized))
5862     EntityKind = 5;
5863   else if (isa<VarDecl>(Specialized))
5864     EntityKind = 6;
5865   else if (isa<RecordDecl>(Specialized))
5866     EntityKind = 7;
5867   else if (isa<EnumDecl>(Specialized) && S.getLangOpts().CPlusPlus11)
5868     EntityKind = 8;
5869   else {
5870     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_unknown_kind)
5871       << S.getLangOpts().CPlusPlus11;
5872     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
5873     return true;
5874   }
5875
5876   // C++ [temp.expl.spec]p2:
5877   //   An explicit specialization shall be declared in the namespace
5878   //   of which the template is a member, or, for member templates, in
5879   //   the namespace of which the enclosing class or enclosing class
5880   //   template is a member. An explicit specialization of a member
5881   //   function, member class or static data member of a class
5882   //   template shall be declared in the namespace of which the class
5883   //   template is a member. Such a declaration may also be a
5884   //   definition. If the declaration is not a definition, the
5885   //   specialization may be defined later in the name- space in which
5886   //   the explicit specialization was declared, or in a namespace
5887   //   that encloses the one in which the explicit specialization was
5888   //   declared.
5889   if (S.CurContext->getRedeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
5890     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_function_scope)
5891       << Specialized;
5892     return true;
5893   }
5894
5895   if (S.CurContext->isRecord() && !IsPartialSpecialization) {
5896     if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
5897       // Do not warn for class scope explicit specialization during
5898       // instantiation, warning was already emitted during pattern
5899       // semantic analysis.
5900       if (!S.ActiveTemplateInstantiations.size())
5901         S.Diag(Loc, diag::ext_function_specialization_in_class)
5902           << Specialized;
5903     } else {
5904       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_class_scope)
5905         << Specialized;
5906       return true;
5907     }
5908   }
5909
5910   if (S.CurContext->isRecord() &&
5911       !S.CurContext->Equals(Specialized->getDeclContext())) {
5912     // Make sure that we're specializing in the right record context.
5913     // Otherwise, things can go horribly wrong.
5914     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_class_scope)
5915       << Specialized;
5916     return true;
5917   }
5918
5919   // C++ [temp.class.spec]p6:
5920   //   A class template partial specialization may be declared or redeclared
5921   //   in any namespace scope in which its definition may be defined (14.5.1
5922   //   and 14.5.2).
5923   DeclContext *SpecializedContext
5924     = Specialized->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
5925   DeclContext *DC = S.CurContext->getEnclosingNamespaceContext();
5926
5927   // Make sure that this redeclaration (or definition) occurs in an enclosing
5928   // namespace.
5929   // Note that HandleDeclarator() performs this check for explicit
5930   // specializations of function templates, static data members, and member
5931   // functions, so we skip the check here for those kinds of entities.
5932   // FIXME: HandleDeclarator's diagnostics aren't quite as good, though.
5933   // Should we refactor that check, so that it occurs later?
5934   if (!DC->Encloses(SpecializedContext) &&
5935       !(isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized) ||
5936         isa<FunctionDecl>(Specialized) ||
5937         isa<VarTemplateDecl>(Specialized) ||
5938         isa<VarDecl>(Specialized))) {
5939     if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext))
5940       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_redecl_global_scope)
5941         << EntityKind << Specialized;
5942     else if (isa<NamespaceDecl>(SpecializedContext)) {
5943       int Diag = diag::err_template_spec_redecl_out_of_scope;
5944       if (S.getLangOpts().MicrosoftExt)
5945         Diag = diag::ext_ms_template_spec_redecl_out_of_scope;
5946       S.Diag(Loc, Diag) << EntityKind << Specialized
5947                         << cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
5948     } else
5949       llvm_unreachable("unexpected namespace context for specialization");
5950
5951     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
5952   } else if ((!PrevDecl ||
5953               getTemplateSpecializationKind(PrevDecl) == TSK_Undeclared ||
5954               getTemplateSpecializationKind(PrevDecl) ==
5955                   TSK_ImplicitInstantiation)) {
5956     // C++ [temp.exp.spec]p2:
5957     //   An explicit specialization shall be declared in the namespace of which
5958     //   the template is a member, or, for member templates, in the namespace
5959     //   of which the enclosing class or enclosing class template is a member.
5960     //   An explicit specialization of a member function, member class or
5961     //   static data member of a class template shall be declared in the
5962     //   namespace of which the class template is a member.
5963     //
5964     // C++11 [temp.expl.spec]p2:
5965     //   An explicit specialization shall be declared in a namespace enclosing
5966     //   the specialized template.
5967     // C++11 [temp.explicit]p3:
5968     //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
5969     //   template.
5970     if (!DC->InEnclosingNamespaceSetOf(SpecializedContext)) {
5971       bool IsCPlusPlus11Extension = DC->Encloses(SpecializedContext);
5972       if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext)) {
5973         assert(!IsCPlusPlus11Extension &&
5974                "DC encloses TU but isn't in enclosing namespace set");
5975         S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_out_of_scope_global)
5976           << EntityKind << Specialized;
5977       } else if (isa<NamespaceDecl>(SpecializedContext)) {
5978         int Diag;
5979         if (!IsCPlusPlus11Extension)
5980           Diag = diag::err_template_spec_decl_out_of_scope;
5981         else if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
5982           Diag = diag::ext_template_spec_decl_out_of_scope;
5983         else
5984           Diag = diag::warn_cxx98_compat_template_spec_decl_out_of_scope;
5985         S.Diag(Loc, Diag)
5986           << EntityKind << Specialized << cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
5987       }
5988
5989       S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
5990     }
5991   }
5992
5993   return false;
5994 }
5995
5996 static SourceRange findTemplateParameter(unsigned Depth, Expr *E) {
5997   if (!E->isInstantiationDependent())
5998     return SourceLocation();
5999   DependencyChecker Checker(Depth);
6000   Checker.TraverseStmt(E);
6001   if (Checker.Match && Checker.MatchLoc.isInvalid())
6002     return E->getSourceRange();
6003   return Checker.MatchLoc;
6004 }
6005
6006 static SourceRange findTemplateParameter(unsigned Depth, TypeLoc TL) {
6007   if (!TL.getType()->isDependentType())
6008     return SourceLocation();
6009   DependencyChecker Checker(Depth);
6010   Checker.TraverseTypeLoc(TL);
6011   if (Checker.Match && Checker.MatchLoc.isInvalid())
6012     return TL.getSourceRange();
6013   return Checker.MatchLoc;
6014 }
6015
6016 /// \brief Subroutine of Sema::CheckTemplatePartialSpecializationArgs
6017 /// that checks non-type template partial specialization arguments.
6018 static bool CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
6019     Sema &S, SourceLocation TemplateNameLoc, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
6020     const TemplateArgument *Args, unsigned NumArgs, bool IsDefaultArgument) {
6021   for (unsigned I = 0; I != NumArgs; ++I) {
6022     if (Args[I].getKind() == TemplateArgument::Pack) {
6023       if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
6024               S, TemplateNameLoc, Param, Args[I].pack_begin(),
6025               Args[I].pack_size(), IsDefaultArgument))
6026         return true;
6027
6028       continue;
6029     }
6030
6031     if (Args[I].getKind() != TemplateArgument::Expression)
6032       continue;
6033
6034     Expr *ArgExpr = Args[I].getAsExpr();
6035
6036     // We can have a pack expansion of any of the bullets below.
6037     if (PackExpansionExpr *Expansion = dyn_cast<PackExpansionExpr>(ArgExpr))
6038       ArgExpr = Expansion->getPattern();
6039
6040     // Strip off any implicit casts we added as part of type checking.
6041     while (ImplicitCastExpr *ICE = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(ArgExpr))
6042       ArgExpr = ICE->getSubExpr();
6043
6044     // C++ [temp.class.spec]p8:
6045     //   A non-type argument is non-specialized if it is the name of a
6046     //   non-type parameter. All other non-type arguments are
6047     //   specialized.
6048     //
6049     // Below, we check the two conditions that only apply to
6050     // specialized non-type arguments, so skip any non-specialized
6051     // arguments.
6052     if (DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(ArgExpr))
6053       if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl()))
6054         continue;
6055
6056     // C++ [temp.class.spec]p9:
6057     //   Within the argument list of a class template partial
6058     //   specialization, the following restrictions apply:
6059     //     -- A partially specialized non-type argument expression
6060     //        shall not involve a template parameter of the partial
6061     //        specialization except when the argument expression is a
6062     //        simple identifier.
6063     SourceRange ParamUseRange =
6064         findTemplateParameter(Param->getDepth(), ArgExpr);
6065     if (ParamUseRange.isValid()) {
6066       if (IsDefaultArgument) {
6067         S.Diag(TemplateNameLoc,
6068                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec);
6069         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
6070                diag::note_dependent_non_type_default_arg_in_partial_spec)
6071           << ParamUseRange;
6072       } else {
6073         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
6074                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec)
6075           << ParamUseRange;
6076       }
6077       return true;
6078     }
6079
6080     //     -- The type of a template parameter corresponding to a
6081     //        specialized non-type argument shall not be dependent on a
6082     //        parameter of the specialization.
6083     //
6084     // FIXME: We need to delay this check until instantiation in some cases:
6085     //
6086     //   template<template<typename> class X> struct A {
6087     //     template<typename T, X<T> N> struct B;
6088     //     template<typename T> struct B<T, 0>;
6089     //   };
6090     //   template<typename> using X = int;
6091     //   A<X>::B<int, 0> b;
6092     ParamUseRange = findTemplateParameter(
6093             Param->getDepth(), Param->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
6094     if (ParamUseRange.isValid()) {
6095       S.Diag(IsDefaultArgument ? TemplateNameLoc : ArgExpr->getLocStart(),
6096              diag::err_dependent_typed_non_type_arg_in_partial_spec)
6097         << Param->getType() << ParamUseRange;
6098       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here)
6099         << (IsDefaultArgument ? ParamUseRange : SourceRange());
6100       return true;
6101     }
6102   }
6103
6104   return false;
6105 }
6106
6107 /// \brief Check the non-type template arguments of a class template
6108 /// partial specialization according to C++ [temp.class.spec]p9.
6109 ///
6110 /// \param TemplateNameLoc the location of the template name.
6111 /// \param TemplateParams the template parameters of the primary class
6112 ///        template.
6113 /// \param NumExplicit the number of explicitly-specified template arguments.
6114 /// \param TemplateArgs the template arguments of the class template
6115 ///        partial specialization.
6116 ///
6117 /// \returns \c true if there was an error, \c false otherwise.
6118 static bool CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
6119     Sema &S, SourceLocation TemplateNameLoc,
6120     TemplateParameterList *TemplateParams, unsigned NumExplicit,
6121     SmallVectorImpl<TemplateArgument> &TemplateArgs) {
6122   const TemplateArgument *ArgList = TemplateArgs.data();
6123
6124   for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
6125     NonTypeTemplateParmDecl *Param
6126       = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(TemplateParams->getParam(I));
6127     if (!Param)
6128       continue;
6129
6130     if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
6131             S, TemplateNameLoc, Param, &ArgList[I], 1, I >= NumExplicit))
6132       return true;
6133   }
6134
6135   return false;
6136 }
6137
6138 DeclResult
6139 Sema::ActOnClassTemplateSpecialization(Scope *S, unsigned TagSpec,
6140                                        TagUseKind TUK,
6141                                        SourceLocation KWLoc,
6142                                        SourceLocation ModulePrivateLoc,
6143                                        TemplateIdAnnotation &TemplateId,
6144                                        AttributeList *Attr,
6145                                        MultiTemplateParamsArg
6146                                            TemplateParameterLists,
6147                                        SkipBodyInfo *SkipBody) {
6148   assert(TUK != TUK_Reference && "References are not specializations");
6149
6150   CXXScopeSpec &SS = TemplateId.SS;
6151
6152   // NOTE: KWLoc is the location of the tag keyword. This will instead
6153   // store the location of the outermost template keyword in the declaration.
6154   SourceLocation TemplateKWLoc = TemplateParameterLists.size() > 0
6155     ? TemplateParameterLists[0]->getTemplateLoc() : KWLoc;
6156   SourceLocation TemplateNameLoc = TemplateId.TemplateNameLoc;
6157   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId.LAngleLoc;
6158   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId.RAngleLoc;
6159
6160   // Find the class template we're specializing
6161   TemplateName Name = TemplateId.Template.get();
6162   ClassTemplateDecl *ClassTemplate
6163     = dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
6164
6165   if (!ClassTemplate) {
6166     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_not_class_template_specialization)
6167       << (Name.getAsTemplateDecl() &&
6168           isa<TemplateTemplateParmDecl>(Name.getAsTemplateDecl()));
6169     return true;
6170   }
6171
6172   bool isExplicitSpecialization = false;
6173   bool isPartialSpecialization = false;
6174
6175   // Check the validity of the template headers that introduce this
6176   // template.
6177   // FIXME: We probably shouldn't complain about these headers for
6178   // friend declarations.
6179   bool Invalid = false;
6180   TemplateParameterList *TemplateParams =
6181       MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
6182           KWLoc, TemplateNameLoc, SS, &TemplateId,
6183           TemplateParameterLists, TUK == TUK_Friend, isExplicitSpecialization,
6184           Invalid);
6185   if (Invalid)
6186     return true;
6187
6188   if (TemplateParams && TemplateParams->size() > 0) {
6189     isPartialSpecialization = true;
6190
6191     if (TUK == TUK_Friend) {
6192       Diag(KWLoc, diag::err_partial_specialization_friend)
6193         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
6194       return true;
6195     }
6196
6197     // C++ [temp.class.spec]p10:
6198     //   The template parameter list of a specialization shall not
6199     //   contain default template argument values.
6200     for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
6201       Decl *Param = TemplateParams->getParam(I);
6202       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
6203         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
6204           Diag(TTP->getDefaultArgumentLoc(),
6205                diag::err_default_arg_in_partial_spec);
6206           TTP->removeDefaultArgument();
6207         }
6208       } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
6209                    = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
6210         if (Expr *DefArg = NTTP->getDefaultArgument()) {
6211           Diag(NTTP->getDefaultArgumentLoc(),
6212                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
6213             << DefArg->getSourceRange();
6214           NTTP->removeDefaultArgument();
6215         }
6216       } else {
6217         TemplateTemplateParmDecl *TTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
6218         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
6219           Diag(TTP->getDefaultArgument().getLocation(),
6220                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
6221             << TTP->getDefaultArgument().getSourceRange();
6222           TTP->removeDefaultArgument();
6223         }
6224       }
6225     }
6226   } else if (TemplateParams) {
6227     if (TUK == TUK_Friend)
6228       Diag(KWLoc, diag::err_template_spec_friend)
6229         << FixItHint::CreateRemoval(
6230                                 SourceRange(TemplateParams->getTemplateLoc(),
6231                                             TemplateParams->getRAngleLoc()))
6232         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
6233     else
6234       isExplicitSpecialization = true;
6235   } else {
6236     assert(TUK == TUK_Friend && "should have a 'template<>' for this decl");
6237   }
6238
6239   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
6240   // original template.
6241   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
6242   assert(Kind != TTK_Enum && "Invalid enum tag in class template spec!");
6243   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
6244                                     Kind, TUK == TUK_Definition, KWLoc,
6245                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
6246     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
6247       << ClassTemplate
6248       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
6249                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
6250     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
6251          diag::note_previous_use);
6252     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
6253   }
6254
6255   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
6256   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
6257       makeTemplateArgumentListInfo(*this, TemplateId);
6258
6259   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
6260   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
6261     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
6262                                         UPPC_PartialSpecialization))
6263       return true;
6264
6265   // Check that the template argument list is well-formed for this
6266   // template.
6267   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
6268   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
6269                                 TemplateArgs, false, Converted))
6270     return true;
6271
6272   // Find the class template (partial) specialization declaration that
6273   // corresponds to these arguments.
6274   if (isPartialSpecialization) {
6275     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
6276             *this, TemplateNameLoc, ClassTemplate->getTemplateParameters(),
6277             TemplateArgs.size(), Converted))
6278       return true;
6279
6280     bool InstantiationDependent;
6281     if (!Name.isDependent() &&
6282         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
6283                                              TemplateArgs.getArgumentArray(),
6284                                                          TemplateArgs.size(),
6285                                                      InstantiationDependent)) {
6286       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
6287         << ClassTemplate->getDeclName();
6288       isPartialSpecialization = false;
6289     }
6290   }
6291
6292   void *InsertPos = nullptr;
6293   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
6294
6295   if (isPartialSpecialization)
6296     // FIXME: Template parameter list matters, too
6297     PrevDecl = ClassTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
6298   else
6299     PrevDecl = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
6300
6301   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
6302
6303   // Check whether we can declare a class template specialization in
6304   // the current scope.
6305   if (TUK != TUK_Friend &&
6306       CheckTemplateSpecializationScope(*this, ClassTemplate, PrevDecl,
6307                                        TemplateNameLoc,
6308                                        isPartialSpecialization))
6309     return true;
6310
6311   // The canonical type
6312   QualType CanonType;
6313   if (isPartialSpecialization) {
6314     // Build the canonical type that describes the converted template
6315     // arguments of the class template partial specialization.
6316     TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
6317     CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(CanonTemplate,
6318                                                       Converted.data(),
6319                                                       Converted.size());
6320
6321     if (Context.hasSameType(CanonType,
6322                         ClassTemplate->getInjectedClassNameSpecialization())) {
6323       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
6324       //
6325       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
6326       //      to the implicit argument list of the primary template.
6327       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
6328         << /*class template*/0 << (TUK == TUK_Definition)
6329         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
6330       return CheckClassTemplate(S, TagSpec, TUK, KWLoc, SS,
6331                                 ClassTemplate->getIdentifier(),
6332                                 TemplateNameLoc,
6333                                 Attr,
6334                                 TemplateParams,
6335                                 AS_none, /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
6336                                 /*FriendLoc*/SourceLocation(),
6337                                 TemplateParameterLists.size() - 1,
6338                                 TemplateParameterLists.data());
6339     }
6340
6341     // Create a new class template partial specialization declaration node.
6342     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial
6343       = cast_or_null<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
6344     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
6345       = ClassTemplatePartialSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
6346                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
6347                                                        KWLoc, TemplateNameLoc,
6348                                                        TemplateParams,
6349                                                        ClassTemplate,
6350                                                        Converted.data(),
6351                                                        Converted.size(),
6352                                                        TemplateArgs,
6353                                                        CanonType,
6354                                                        PrevPartial);
6355     SetNestedNameSpecifier(Partial, SS);
6356     if (TemplateParameterLists.size() > 1 && SS.isSet()) {
6357       Partial->setTemplateParameterListsInfo(
6358           Context, TemplateParameterLists.drop_back(1));
6359     }
6360
6361     if (!PrevPartial)
6362       ClassTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
6363     Specialization = Partial;
6364
6365     // If we are providing an explicit specialization of a member class
6366     // template specialization, make a note of that.
6367     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
6368       PrevPartial->setMemberSpecialization();
6369
6370     // Check that all of the template parameters of the class template
6371     // partial specialization are deducible from the template
6372     // arguments. If not, this class template partial specialization
6373     // will never be used.
6374     llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
6375     MarkUsedTemplateParameters(Partial->getTemplateArgs(), true,
6376                                TemplateParams->getDepth(),
6377                                DeducibleParams);
6378
6379     if (!DeducibleParams.all()) {
6380       unsigned NumNonDeducible = DeducibleParams.size()-DeducibleParams.count();
6381       Diag(TemplateNameLoc, diag::warn_partial_specs_not_deducible)
6382         << /*class template*/0 << (NumNonDeducible > 1)
6383         << SourceRange(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
6384       for (unsigned I = 0, N = DeducibleParams.size(); I != N; ++I) {
6385         if (!DeducibleParams[I]) {
6386           NamedDecl *Param = cast<NamedDecl>(TemplateParams->getParam(I));
6387           if (Param->getDeclName())
6388             Diag(Param->getLocation(),
6389                  diag::note_partial_spec_unused_parameter)
6390               << Param->getDeclName();
6391           else
6392             Diag(Param->getLocation(),
6393                  diag::note_partial_spec_unused_parameter)
6394               << "(anonymous)";
6395         }
6396       }
6397     }
6398   } else {
6399     // Create a new class template specialization declaration node for
6400     // this explicit specialization or friend declaration.
6401     Specialization
6402       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
6403                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
6404                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
6405                                                 ClassTemplate,
6406                                                 Converted.data(),
6407                                                 Converted.size(),
6408                                                 PrevDecl);
6409     SetNestedNameSpecifier(Specialization, SS);
6410     if (TemplateParameterLists.size() > 0) {
6411       Specialization->setTemplateParameterListsInfo(Context,
6412                                                     TemplateParameterLists);
6413     }
6414
6415     if (!PrevDecl)
6416       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
6417
6418     if (CurContext->isDependentContext()) {
6419       // -fms-extensions permits specialization of nested classes without
6420       // fully specializing the outer class(es).
6421       assert(getLangOpts().MicrosoftExt &&
6422              "Only possible with -fms-extensions!");
6423       TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
6424       CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(
6425           CanonTemplate, Converted.data(), Converted.size());
6426     } else {
6427       CanonType = Context.getTypeDeclType(Specialization);
6428     }
6429   }
6430
6431   // C++ [temp.expl.spec]p6:
6432   //   If a template, a member template or the member of a class template is
6433   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
6434   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
6435   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
6436   //   use occurs; no diagnostic is required.
6437   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
6438     bool Okay = false;
6439     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
6440       // Is there any previous explicit specialization declaration?
6441       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
6442         Okay = true;
6443         break;
6444       }
6445     }
6446
6447     if (!Okay) {
6448       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
6449       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
6450         << Context.getTypeDeclType(Specialization) << Range;
6451
6452       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
6453            diag::note_instantiation_required_here)
6454         << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind()
6455                                                 != TSK_ImplicitInstantiation);
6456       return true;
6457     }
6458   }
6459
6460   // If this is not a friend, note that this is an explicit specialization.
6461   if (TUK != TUK_Friend)
6462     Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
6463
6464   // Check that this isn't a redefinition of this specialization.
6465   if (TUK == TUK_Definition) {
6466     RecordDecl *Def = Specialization->getDefinition();
6467     NamedDecl *Hidden = nullptr;
6468     if (Def && SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
6469       SkipBody->ShouldSkip = true;
6470       makeMergedDefinitionVisible(Hidden, KWLoc);
6471       // From here on out, treat this as just a redeclaration.
6472       TUK = TUK_Declaration;
6473     } else if (Def) {
6474       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
6475       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_redefinition)
6476         << Context.getTypeDeclType(Specialization) << Range;
6477       Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
6478       Specialization->setInvalidDecl();
6479       return true;
6480     }
6481   }
6482
6483   if (Attr)
6484     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
6485
6486   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
6487   // the ASTContext lays out the structure.
6488   if (TUK == TUK_Definition) {
6489     AddAlignmentAttributesForRecord(Specialization);
6490     AddMsStructLayoutForRecord(Specialization);
6491   }
6492
6493   if (ModulePrivateLoc.isValid())
6494     Diag(Specialization->getLocation(), diag::err_module_private_specialization)
6495       << (isPartialSpecialization? 1 : 0)
6496       << FixItHint::CreateRemoval(ModulePrivateLoc);
6497
6498   // Build the fully-sugared type for this class template
6499   // specialization as the user wrote in the specialization
6500   // itself. This means that we'll pretty-print the type retrieved
6501   // from the specialization's declaration the way that the user
6502   // actually wrote the specialization, rather than formatting the
6503   // name based on the "canonical" representation used to store the
6504   // template arguments in the specialization.
6505   TypeSourceInfo *WrittenTy
6506     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
6507                                                 TemplateArgs, CanonType);
6508   if (TUK != TUK_Friend) {
6509     Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
6510     Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
6511   }
6512
6513   // C++ [temp.expl.spec]p9:
6514   //   A template explicit specialization is in the scope of the
6515   //   namespace in which the template was defined.
6516   //
6517   // We actually implement this paragraph where we set the semantic
6518   // context (in the creation of the ClassTemplateSpecializationDecl),
6519   // but we also maintain the lexical context where the actual
6520   // definition occurs.
6521   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
6522
6523   // We may be starting the definition of this specialization.
6524   if (TUK == TUK_Definition)
6525     Specialization->startDefinition();
6526
6527   if (TUK == TUK_Friend) {
6528     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(Context, CurContext,
6529                                             TemplateNameLoc,
6530                                             WrittenTy,
6531                                             /*FIXME:*/KWLoc);
6532     Friend->setAccess(AS_public);
6533     CurContext->addDecl(Friend);
6534   } else {
6535     // Add the specialization into its lexical context, so that it can
6536     // be seen when iterating through the list of declarations in that
6537     // context. However, specializations are not found by name lookup.
6538     CurContext->addDecl(Specialization);
6539   }
6540   return Specialization;
6541 }
6542
6543 Decl *Sema::ActOnTemplateDeclarator(Scope *S,
6544                               MultiTemplateParamsArg TemplateParameterLists,
6545                                     Declarator &D) {
6546   Decl *NewDecl = HandleDeclarator(S, D, TemplateParameterLists);
6547   ActOnDocumentableDecl(NewDecl);
6548   return NewDecl;
6549 }
6550
6551 /// \brief Strips various properties off an implicit instantiation
6552 /// that has just been explicitly specialized.
6553 static void StripImplicitInstantiation(NamedDecl *D) {
6554   D->dropAttr<DLLImportAttr>();
6555   D->dropAttr<DLLExportAttr>();
6556
6557   if (FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
6558     FD->setInlineSpecified(false);
6559 }
6560
6561 /// \brief Compute the diagnostic location for an explicit instantiation
6562 //  declaration or definition.
6563 static SourceLocation DiagLocForExplicitInstantiation(
6564     NamedDecl* D, SourceLocation PointOfInstantiation) {
6565   // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
6566   // hence no PointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
6567   // until a valid name loc is found.
6568   SourceLocation PrevDiagLoc = PointOfInstantiation;
6569   for (Decl *Prev = D; Prev && !PrevDiagLoc.isValid();
6570        Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
6571     PrevDiagLoc = Prev->getLocation();
6572   }
6573   assert(PrevDiagLoc.isValid() &&
6574          "Explicit instantiation without point of instantiation?");
6575   return PrevDiagLoc;
6576 }
6577
6578 /// \brief Diagnose cases where we have an explicit template specialization
6579 /// before/after an explicit template instantiation, producing diagnostics
6580 /// for those cases where they are required and determining whether the
6581 /// new specialization/instantiation will have any effect.
6582 ///
6583 /// \param NewLoc the location of the new explicit specialization or
6584 /// instantiation.
6585 ///
6586 /// \param NewTSK the kind of the new explicit specialization or instantiation.
6587 ///
6588 /// \param PrevDecl the previous declaration of the entity.
6589 ///
6590 /// \param PrevTSK the kind of the old explicit specialization or instantiatin.
6591 ///
6592 /// \param PrevPointOfInstantiation if valid, indicates where the previus
6593 /// declaration was instantiated (either implicitly or explicitly).
6594 ///
6595 /// \param HasNoEffect will be set to true to indicate that the new
6596 /// specialization or instantiation has no effect and should be ignored.
6597 ///
6598 /// \returns true if there was an error that should prevent the introduction of
6599 /// the new declaration into the AST, false otherwise.
6600 bool
6601 Sema::CheckSpecializationInstantiationRedecl(SourceLocation NewLoc,
6602                                              TemplateSpecializationKind NewTSK,
6603                                              NamedDecl *PrevDecl,
6604                                              TemplateSpecializationKind PrevTSK,
6605                                         SourceLocation PrevPointOfInstantiation,
6606                                              bool &HasNoEffect) {
6607   HasNoEffect = false;
6608
6609   switch (NewTSK) {
6610   case TSK_Undeclared:
6611   case TSK_ImplicitInstantiation:
6612     assert(
6613         (PrevTSK == TSK_Undeclared || PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation) &&
6614         "previous declaration must be implicit!");
6615     return false;
6616
6617   case TSK_ExplicitSpecialization:
6618     switch (PrevTSK) {
6619     case TSK_Undeclared:
6620     case TSK_ExplicitSpecialization:
6621       // Okay, we're just specializing something that is either already
6622       // explicitly specialized or has merely been mentioned without any
6623       // instantiation.
6624       return false;
6625
6626     case TSK_ImplicitInstantiation:
6627       if (PrevPointOfInstantiation.isInvalid()) {
6628         // The declaration itself has not actually been instantiated, so it is
6629         // still okay to specialize it.
6630         StripImplicitInstantiation(PrevDecl);
6631         return false;
6632       }
6633       // Fall through
6634
6635     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
6636     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
6637       assert((PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
6638               PrevPointOfInstantiation.isValid()) &&
6639              "Explicit instantiation without point of instantiation?");
6640
6641       // C++ [temp.expl.spec]p6:
6642       //   If a template, a member template or the member of a class template
6643       //   is explicitly specialized then that specialization shall be declared
6644       //   before the first use of that specialization that would cause an
6645       //   implicit instantiation to take place, in every translation unit in
6646       //   which such a use occurs; no diagnostic is required.
6647       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
6648         // Is there any previous explicit specialization declaration?
6649         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization)
6650           return false;
6651       }
6652
6653       Diag(NewLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
6654         << PrevDecl;
6655       Diag(PrevPointOfInstantiation, diag::note_instantiation_required_here)
6656         << (PrevTSK != TSK_ImplicitInstantiation);
6657
6658       return true;
6659     }
6660
6661   case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
6662     switch (PrevTSK) {
6663     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
6664       // This explicit instantiation declaration is redundant (that's okay).
6665       HasNoEffect = true;
6666       return false;
6667
6668     case TSK_Undeclared:
6669     case TSK_ImplicitInstantiation:
6670       // We're explicitly instantiating something that may have already been
6671       // implicitly instantiated; that's fine.
6672       return false;
6673
6674     case TSK_ExplicitSpecialization:
6675       // C++0x [temp.explicit]p4:
6676       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
6677       //   of a template appears after a declaration of an explicit
6678       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
6679       //   effect.
6680       HasNoEffect = true;
6681       return false;
6682
6683     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
6684       // C++0x [temp.explicit]p10:
6685       //   If an entity is the subject of both an explicit instantiation
6686       //   declaration and an explicit instantiation definition in the same
6687       //   translation unit, the definition shall follow the declaration.
6688       Diag(NewLoc,
6689            diag::err_explicit_instantiation_declaration_after_definition);
6690
6691       // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
6692       // hence no PrevPointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
6693       // until a valid name loc is found.
6694       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
6695            diag::note_explicit_instantiation_definition_here);
6696       HasNoEffect = true;
6697       return false;
6698     }
6699
6700   case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
6701     switch (PrevTSK) {
6702     case TSK_Undeclared:
6703     case TSK_ImplicitInstantiation:
6704       // We're explicitly instantiating something that may have already been
6705       // implicitly instantiated; that's fine.
6706       return false;
6707
6708     case TSK_ExplicitSpecialization:
6709       // C++ DR 259, C++0x [temp.explicit]p4:
6710       //   For a given set of template parameters, if an explicit
6711       //   instantiation of a template appears after a declaration of
6712       //   an explicit specialization for that template, the explicit
6713       //   instantiation has no effect.
6714       //
6715       // In C++98/03 mode, we only give an extension warning here, because it
6716       // is not harmful to try to explicitly instantiate something that
6717       // has been explicitly specialized.
6718       Diag(NewLoc, getLangOpts().CPlusPlus11 ?
6719            diag::warn_cxx98_compat_explicit_instantiation_after_specialization :
6720            diag::ext_explicit_instantiation_after_specialization)
6721         << PrevDecl;
6722       Diag(PrevDecl->getLocation(),
6723            diag::note_previous_template_specialization);
6724       HasNoEffect = true;
6725       return false;
6726
6727     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
6728       // We're explicity instantiating a definition for something for which we
6729       // were previously asked to suppress instantiations. That's fine.
6730
6731       // C++0x [temp.explicit]p4:
6732       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
6733       //   of a template appears after a declaration of an explicit
6734       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
6735       //   effect.
6736       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
6737         // Is there any previous explicit specialization declaration?
6738         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
6739           HasNoEffect = true;
6740           break;
6741         }
6742       }
6743
6744       return false;
6745
6746     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
6747       // C++0x [temp.spec]p5:
6748       //   For a given template and a given set of template-arguments,
6749       //     - an explicit instantiation definition shall appear at most once
6750       //       in a program,
6751
6752       // MSVCCompat: MSVC silently ignores duplicate explicit instantiations.
6753       Diag(NewLoc, (getLangOpts().MSVCCompat)
6754                        ? diag::ext_explicit_instantiation_duplicate
6755                        : diag::err_explicit_instantiation_duplicate)
6756           << PrevDecl;
6757       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
6758            diag::note_previous_explicit_instantiation);
6759       HasNoEffect = true;
6760       return false;
6761     }
6762   }
6763
6764   llvm_unreachable("Missing specialization/instantiation case?");
6765 }
6766
6767 /// \brief Perform semantic analysis for the given dependent function
6768 /// template specialization.
6769 ///
6770 /// The only possible way to get a dependent function template specialization
6771 /// is with a friend declaration, like so:
6772 ///
6773 /// \code
6774 ///   template \<class T> void foo(T);
6775 ///   template \<class T> class A {
6776 ///     friend void foo<>(T);
6777 ///   };
6778 /// \endcode
6779 ///
6780 /// There really isn't any useful analysis we can do here, so we
6781 /// just store the information.
6782 bool
6783 Sema::CheckDependentFunctionTemplateSpecialization(FunctionDecl *FD,
6784                    const TemplateArgumentListInfo &ExplicitTemplateArgs,
6785                                                    LookupResult &Previous) {
6786   // Remove anything from Previous that isn't a function template in
6787   // the correct context.
6788   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
6789   LookupResult::Filter F = Previous.makeFilter();
6790   while (F.hasNext()) {
6791     NamedDecl *D = F.next()->getUnderlyingDecl();
6792     if (!isa<FunctionTemplateDecl>(D) ||
6793         !FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
6794                               D->getDeclContext()->getRedeclContext()))
6795       F.erase();
6796   }
6797   F.done();
6798
6799   // Should this be diagnosed here?
6800   if (Previous.empty()) return true;
6801
6802   FD->setDependentTemplateSpecialization(Context, Previous.asUnresolvedSet(),
6803                                          ExplicitTemplateArgs);
6804   return false;
6805 }
6806
6807 /// \brief Perform semantic analysis for the given function template
6808 /// specialization.
6809 ///
6810 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
6811 /// explicit function template specialization. On successful completion,
6812 /// the function declaration \p FD will become a function template
6813 /// specialization.
6814 ///
6815 /// \param FD the function declaration, which will be updated to become a
6816 /// function template specialization.
6817 ///
6818 /// \param ExplicitTemplateArgs the explicitly-provided template arguments,
6819 /// if any. Note that this may be valid info even when 0 arguments are
6820 /// explicitly provided as in, e.g., \c void sort<>(char*, char*);
6821 /// as it anyway contains info on the angle brackets locations.
6822 ///
6823 /// \param Previous the set of declarations that may be specialized by
6824 /// this function specialization.
6825 bool Sema::CheckFunctionTemplateSpecialization(
6826     FunctionDecl *FD, TemplateArgumentListInfo *ExplicitTemplateArgs,
6827     LookupResult &Previous) {
6828   // The set of function template specializations that could match this
6829   // explicit function template specialization.
6830   UnresolvedSet<8> Candidates;
6831   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(FD->getLocation(),
6832                                             /*ForTakingAddress=*/false);
6833
6834   llvm::SmallDenseMap<FunctionDecl *, TemplateArgumentListInfo, 8>
6835       ConvertedTemplateArgs;
6836
6837   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
6838   for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
6839          I != E; ++I) {
6840     NamedDecl *Ovl = (*I)->getUnderlyingDecl();
6841     if (FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Ovl)) {
6842       // Only consider templates found within the same semantic lookup scope as
6843       // FD.
6844       if (!FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
6845                                 Ovl->getDeclContext()->getRedeclContext()))
6846         continue;
6847
6848       // When matching a constexpr member function template specialization
6849       // against the primary template, we don't yet know whether the
6850       // specialization has an implicit 'const' (because we don't know whether
6851       // it will be a static member function until we know which template it
6852       // specializes), so adjust it now assuming it specializes this template.
6853       QualType FT = FD->getType();
6854       if (FD->isConstexpr()) {
6855         CXXMethodDecl *OldMD =
6856           dyn_cast<CXXMethodDecl>(FunTmpl->getTemplatedDecl());
6857         if (OldMD && OldMD->isConst()) {
6858           const FunctionProtoType *FPT = FT->castAs<FunctionProtoType>();
6859           FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI = FPT->getExtProtoInfo();
6860           EPI.TypeQuals |= Qualifiers::Const;
6861           FT = Context.getFunctionType(FPT->getReturnType(),
6862                                        FPT->getParamTypes(), EPI);
6863         }
6864       }
6865
6866       TemplateArgumentListInfo Args;
6867       if (ExplicitTemplateArgs)
6868         Args = *ExplicitTemplateArgs;
6869
6870       // C++ [temp.expl.spec]p11:
6871       //   A trailing template-argument can be left unspecified in the
6872       //   template-id naming an explicit function template specialization
6873       //   provided it can be deduced from the function argument type.
6874       // Perform template argument deduction to determine whether we may be
6875       // specializing this template.
6876       // FIXME: It is somewhat wasteful to build
6877       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
6878       FunctionDecl *Specialization = nullptr;
6879       if (TemplateDeductionResult TDK = DeduceTemplateArguments(
6880               cast<FunctionTemplateDecl>(FunTmpl->getFirstDecl()),
6881               ExplicitTemplateArgs ? &Args : nullptr, FT, Specialization, Info)) {
6882         // Template argument deduction failed; record why it failed, so
6883         // that we can provide nifty diagnostics.
6884         FailedCandidates.addCandidate()
6885             .set(FunTmpl->getTemplatedDecl(),
6886                  MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
6887         (void)TDK;
6888         continue;
6889       }
6890
6891       // Record this candidate.
6892       if (ExplicitTemplateArgs)
6893         ConvertedTemplateArgs[Specialization] = std::move(Args);
6894       Candidates.addDecl(Specialization, I.getAccess());
6895     }
6896   }
6897
6898   // Find the most specialized function template.
6899   UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
6900       Candidates.begin(), Candidates.end(), FailedCandidates,
6901       FD->getLocation(),
6902       PDiag(diag::err_function_template_spec_no_match) << FD->getDeclName(),
6903       PDiag(diag::err_function_template_spec_ambiguous)
6904           << FD->getDeclName() << (ExplicitTemplateArgs != nullptr),
6905       PDiag(diag::note_function_template_spec_matched));
6906
6907   if (Result == Candidates.end())
6908     return true;
6909
6910   // Ignore access information;  it doesn't figure into redeclaration checking.
6911   FunctionDecl *Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
6912
6913   FunctionTemplateSpecializationInfo *SpecInfo
6914     = Specialization->getTemplateSpecializationInfo();
6915   assert(SpecInfo && "Function template specialization info missing?");
6916
6917   // Note: do not overwrite location info if previous template
6918   // specialization kind was explicit.
6919   TemplateSpecializationKind TSK = SpecInfo->getTemplateSpecializationKind();
6920   if (TSK == TSK_Undeclared || TSK == TSK_ImplicitInstantiation) {
6921     Specialization->setLocation(FD->getLocation());
6922     // C++11 [dcl.constexpr]p1: An explicit specialization of a constexpr
6923     // function can differ from the template declaration with respect to
6924     // the constexpr specifier.
6925     Specialization->setConstexpr(FD->isConstexpr());
6926   }
6927
6928   // FIXME: Check if the prior specialization has a point of instantiation.
6929   // If so, we have run afoul of .
6930
6931   // If this is a friend declaration, then we're not really declaring
6932   // an explicit specialization.
6933   bool isFriend = (FD->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
6934
6935   // Check the scope of this explicit specialization.
6936   if (!isFriend &&
6937       CheckTemplateSpecializationScope(*this,
6938                                        Specialization->getPrimaryTemplate(),
6939                                        Specialization, FD->getLocation(),
6940                                        false))
6941     return true;
6942
6943   // C++ [temp.expl.spec]p6:
6944   //   If a template, a member template or the member of a class template is
6945   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
6946   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
6947   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
6948   //   use occurs; no diagnostic is required.
6949   bool HasNoEffect = false;
6950   if (!isFriend &&
6951       CheckSpecializationInstantiationRedecl(FD->getLocation(),
6952                                              TSK_ExplicitSpecialization,
6953                                              Specialization,
6954                                    SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
6955                                          SpecInfo->getPointOfInstantiation(),
6956                                              HasNoEffect))
6957     return true;
6958
6959   // Mark the prior declaration as an explicit specialization, so that later
6960   // clients know that this is an explicit specialization.
6961   if (!isFriend) {
6962     SpecInfo->setTemplateSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
6963     MarkUnusedFileScopedDecl(Specialization);
6964   }
6965
6966   // Turn the given function declaration into a function template
6967   // specialization, with the template arguments from the previous
6968   // specialization.
6969   // Take copies of (semantic and syntactic) template argument lists.
6970   const TemplateArgumentList* TemplArgs = new (Context)
6971     TemplateArgumentList(Specialization->getTemplateSpecializationArgs());
6972   FD->setFunctionTemplateSpecialization(
6973       Specialization->getPrimaryTemplate(), TemplArgs, /*InsertPos=*/nullptr,
6974       SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
6975       ExplicitTemplateArgs ? &ConvertedTemplateArgs[Specialization] : nullptr);
6976
6977   // The "previous declaration" for this function template specialization is
6978   // the prior function template specialization.
6979   Previous.clear();
6980   Previous.addDecl(Specialization);
6981   return false;
6982 }
6983
6984 /// \brief Perform semantic analysis for the given non-template member
6985 /// specialization.
6986 ///
6987 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
6988 /// explicit member function specialization. On successful completion,
6989 /// the function declaration \p FD will become a member function
6990 /// specialization.
6991 ///
6992 /// \param Member the member declaration, which will be updated to become a
6993 /// specialization.
6994 ///
6995 /// \param Previous the set of declarations, one of which may be specialized
6996 /// by this function specialization;  the set will be modified to contain the
6997 /// redeclared member.
6998 bool
6999 Sema::CheckMemberSpecialization(NamedDecl *Member, LookupResult &Previous) {
7000   assert(!isa<TemplateDecl>(Member) && "Only for non-template members");
7001
7002   // Try to find the member we are instantiating.
7003   NamedDecl *Instantiation = nullptr;
7004   NamedDecl *InstantiatedFrom = nullptr;
7005   MemberSpecializationInfo *MSInfo = nullptr;
7006
7007   if (Previous.empty()) {
7008     // Nowhere to look anyway.
7009   } else if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(Member)) {
7010     for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
7011            I != E; ++I) {
7012       NamedDecl *D = (*I)->getUnderlyingDecl();
7013       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(D)) {
7014         QualType Adjusted = Function->getType();
7015         if (!hasExplicitCallingConv(Adjusted))
7016           Adjusted = adjustCCAndNoReturn(Adjusted, Method->getType());
7017         if (Context.hasSameType(Adjusted, Method->getType())) {
7018           Instantiation = Method;
7019           InstantiatedFrom = Method->getInstantiatedFromMemberFunction();
7020           MSInfo = Method->getMemberSpecializationInfo();
7021           break;
7022         }
7023       }
7024     }
7025   } else if (isa<VarDecl>(Member)) {
7026     VarDecl *PrevVar;
7027     if (Previous.isSingleResult() &&
7028         (PrevVar = dyn_cast<VarDecl>(Previous.getFoundDecl())))
7029       if (PrevVar->isStaticDataMember()) {
7030         Instantiation = PrevVar;
7031         InstantiatedFrom = PrevVar->getInstantiatedFromStaticDataMember();
7032         MSInfo = PrevVar->getMemberSpecializationInfo();
7033       }
7034   } else if (isa<RecordDecl>(Member)) {
7035     CXXRecordDecl *PrevRecord;
7036     if (Previous.isSingleResult() &&
7037         (PrevRecord = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
7038       Instantiation = PrevRecord;
7039       InstantiatedFrom = PrevRecord->getInstantiatedFromMemberClass();
7040       MSInfo = PrevRecord->getMemberSpecializationInfo();
7041     }
7042   } else if (isa<EnumDecl>(Member)) {
7043     EnumDecl *PrevEnum;
7044     if (Previous.isSingleResult() &&
7045         (PrevEnum = dyn_cast<EnumDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
7046       Instantiation = PrevEnum;
7047       InstantiatedFrom = PrevEnum->getInstantiatedFromMemberEnum();
7048       MSInfo = PrevEnum->getMemberSpecializationInfo();
7049     }
7050   }
7051
7052   if (!Instantiation) {
7053     // There is no previous declaration that matches. Since member
7054     // specializations are always out-of-line, the caller will complain about
7055     // this mismatch later.
7056     return false;
7057   }
7058
7059   // If this is a friend, just bail out here before we start turning
7060   // things into explicit specializations.
7061   if (Member->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None) {
7062     // Preserve instantiation information.
7063     if (InstantiatedFrom && isa<CXXMethodDecl>(Member)) {
7064       cast<CXXMethodDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberFunction(
7065                                       cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom),
7066         cast<CXXMethodDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
7067     } else if (InstantiatedFrom && isa<CXXRecordDecl>(Member)) {
7068       cast<CXXRecordDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberClass(
7069                                       cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom),
7070         cast<CXXRecordDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
7071     }
7072
7073     Previous.clear();
7074     Previous.addDecl(Instantiation);
7075     return false;
7076   }
7077
7078   // Make sure that this is a specialization of a member.
7079   if (!InstantiatedFrom) {
7080     Diag(Member->getLocation(), diag::err_spec_member_not_instantiated)
7081       << Member;
7082     Diag(Instantiation->getLocation(), diag::note_specialized_decl);
7083     return true;
7084   }
7085
7086   // C++ [temp.expl.spec]p6:
7087   //   If a template, a member template or the member of a class template is
7088   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
7089   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
7090   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
7091   //   use occurs; no diagnostic is required.
7092   assert(MSInfo && "Member specialization info missing?");
7093
7094   bool HasNoEffect = false;
7095   if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(Member->getLocation(),
7096                                              TSK_ExplicitSpecialization,
7097                                              Instantiation,
7098                                      MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
7099                                            MSInfo->getPointOfInstantiation(),
7100                                              HasNoEffect))
7101     return true;
7102
7103   // Check the scope of this explicit specialization.
7104   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this,
7105                                        InstantiatedFrom,
7106                                        Instantiation, Member->getLocation(),
7107                                        false))
7108     return true;
7109
7110   // Note that this is an explicit instantiation of a member.
7111   // the original declaration to note that it is an explicit specialization
7112   // (if it was previously an implicit instantiation). This latter step
7113   // makes bookkeeping easier.
7114   if (isa<FunctionDecl>(Member)) {
7115     FunctionDecl *InstantiationFunction = cast<FunctionDecl>(Instantiation);
7116     if (InstantiationFunction->getTemplateSpecializationKind() ==
7117           TSK_ImplicitInstantiation) {
7118       InstantiationFunction->setTemplateSpecializationKind(
7119                                                   TSK_ExplicitSpecialization);
7120       InstantiationFunction->setLocation(Member->getLocation());
7121     }
7122
7123     cast<FunctionDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberFunction(
7124                                         cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom),
7125                                                   TSK_ExplicitSpecialization);
7126     MarkUnusedFileScopedDecl(InstantiationFunction);
7127   } else if (isa<VarDecl>(Member)) {
7128     VarDecl *InstantiationVar = cast<VarDecl>(Instantiation);
7129     if (InstantiationVar->getTemplateSpecializationKind() ==
7130           TSK_ImplicitInstantiation) {
7131       InstantiationVar->setTemplateSpecializationKind(
7132                                                   TSK_ExplicitSpecialization);
7133       InstantiationVar->setLocation(Member->getLocation());
7134     }
7135
7136     cast<VarDecl>(Member)->setInstantiationOfStaticDataMember(
7137         cast<VarDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
7138     MarkUnusedFileScopedDecl(InstantiationVar);
7139   } else if (isa<CXXRecordDecl>(Member)) {
7140     CXXRecordDecl *InstantiationClass = cast<CXXRecordDecl>(Instantiation);
7141     if (InstantiationClass->getTemplateSpecializationKind() ==
7142           TSK_ImplicitInstantiation) {
7143       InstantiationClass->setTemplateSpecializationKind(
7144                                                    TSK_ExplicitSpecialization);
7145       InstantiationClass->setLocation(Member->getLocation());
7146     }
7147
7148     cast<CXXRecordDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberClass(
7149                                         cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom),
7150                                                    TSK_ExplicitSpecialization);
7151   } else {
7152     assert(isa<EnumDecl>(Member) && "Only member enums remain");
7153     EnumDecl *InstantiationEnum = cast<EnumDecl>(Instantiation);
7154     if (InstantiationEnum->getTemplateSpecializationKind() ==
7155           TSK_ImplicitInstantiation) {
7156       InstantiationEnum->setTemplateSpecializationKind(
7157                                                    TSK_ExplicitSpecialization);
7158       InstantiationEnum->setLocation(Member->getLocation());
7159     }
7160
7161     cast<EnumDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberEnum(
7162         cast<EnumDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
7163   }
7164
7165   // Save the caller the trouble of having to figure out which declaration
7166   // this specialization matches.
7167   Previous.clear();
7168   Previous.addDecl(Instantiation);
7169   return false;
7170 }
7171
7172 /// \brief Check the scope of an explicit instantiation.
7173 ///
7174 /// \returns true if a serious error occurs, false otherwise.
7175 static bool CheckExplicitInstantiationScope(Sema &S, NamedDecl *D,
7176                                             SourceLocation InstLoc,
7177                                             bool WasQualifiedName) {
7178   DeclContext *OrigContext= D->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
7179   DeclContext *CurContext = S.CurContext->getRedeclContext();
7180
7181   if (CurContext->isRecord()) {
7182     S.Diag(InstLoc, diag::err_explicit_instantiation_in_class)
7183       << D;
7184     return true;
7185   }
7186
7187   // C++11 [temp.explicit]p3:
7188   //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
7189   //   template. If the name declared in the explicit instantiation is an
7190   //   unqualified name, the explicit instantiation shall appear in the
7191   //   namespace where its template is declared or, if that namespace is inline
7192   //   (7.3.1), any namespace from its enclosing namespace set.
7193   //
7194   // This is DR275, which we do not retroactively apply to C++98/03.
7195   if (WasQualifiedName) {
7196     if (CurContext->Encloses(OrigContext))
7197       return false;
7198   } else {
7199     if (CurContext->InEnclosingNamespaceSetOf(OrigContext))
7200       return false;
7201   }
7202
7203   if (NamespaceDecl *NS = dyn_cast<NamespaceDecl>(OrigContext)) {
7204     if (WasQualifiedName)
7205       S.Diag(InstLoc,
7206              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
7207                diag::err_explicit_instantiation_out_of_scope :
7208                diag::warn_explicit_instantiation_out_of_scope_0x)
7209         << D << NS;
7210     else
7211       S.Diag(InstLoc,
7212              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
7213                diag::err_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace :
7214                diag::warn_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace_0x)
7215         << D << NS;
7216   } else
7217     S.Diag(InstLoc,
7218            S.getLangOpts().CPlusPlus11?
7219              diag::err_explicit_instantiation_must_be_global :
7220              diag::warn_explicit_instantiation_must_be_global_0x)
7221       << D;
7222   S.Diag(D->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
7223   return false;
7224 }
7225
7226 /// \brief Determine whether the given scope specifier has a template-id in it.
7227 static bool ScopeSpecifierHasTemplateId(const CXXScopeSpec &SS) {
7228   if (!SS.isSet())
7229     return false;
7230
7231   // C++11 [temp.explicit]p3:
7232   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
7233   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
7234   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
7235   //   name shall be a simple-template-id.
7236   //
7237   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
7238   for (NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep(); NNS;
7239        NNS = NNS->getPrefix())
7240     if (const Type *T = NNS->getAsType())
7241       if (isa<TemplateSpecializationType>(T))
7242         return true;
7243
7244   return false;
7245 }
7246
7247 // Explicit instantiation of a class template specialization
7248 DeclResult
7249 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
7250                                  SourceLocation ExternLoc,
7251                                  SourceLocation TemplateLoc,
7252                                  unsigned TagSpec,
7253                                  SourceLocation KWLoc,
7254                                  const CXXScopeSpec &SS,
7255                                  TemplateTy TemplateD,
7256                                  SourceLocation TemplateNameLoc,
7257                                  SourceLocation LAngleLoc,
7258                                  ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
7259                                  SourceLocation RAngleLoc,
7260                                  AttributeList *Attr) {
7261   // Find the class template we're specializing
7262   TemplateName Name = TemplateD.get();
7263   TemplateDecl *TD = Name.getAsTemplateDecl();
7264   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
7265   // original template.
7266   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
7267   assert(Kind != TTK_Enum &&
7268          "Invalid enum tag in class template explicit instantiation!");
7269
7270   if (isa<TypeAliasTemplateDecl>(TD)) {
7271       Diag(KWLoc, diag::err_tag_reference_non_tag) << Kind;
7272       Diag(TD->getTemplatedDecl()->getLocation(),
7273            diag::note_previous_use);
7274     return true;
7275   }
7276
7277   ClassTemplateDecl *ClassTemplate = cast<ClassTemplateDecl>(TD);
7278
7279   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
7280                                     Kind, /*isDefinition*/false, KWLoc,
7281                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
7282     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
7283       << ClassTemplate
7284       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
7285                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
7286     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
7287          diag::note_previous_use);
7288     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
7289   }
7290
7291   // C++0x [temp.explicit]p2:
7292   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
7293   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
7294   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
7295   TemplateSpecializationKind TSK = ExternLoc.isInvalid()
7296                                        ? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
7297                                        : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
7298
7299   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration) {
7300     // Check for dllexport class template instantiation declarations.
7301     for (AttributeList *A = Attr; A; A = A->getNext()) {
7302       if (A->getKind() == AttributeList::AT_DLLExport) {
7303         Diag(ExternLoc,
7304              diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
7305         Diag(A->getLoc(), diag::note_attribute);
7306         break;
7307       }
7308     }
7309
7310     if (auto *A = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getAttr<DLLExportAttr>()) {
7311       Diag(ExternLoc,
7312            diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
7313       Diag(A->getLocation(), diag::note_attribute);
7314     }
7315   }
7316
7317   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
7318   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
7319   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
7320
7321   // Check that the template argument list is well-formed for this
7322   // template.
7323   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
7324   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
7325                                 TemplateArgs, false, Converted))
7326     return true;
7327
7328   // Find the class template specialization declaration that
7329   // corresponds to these arguments.
7330   void *InsertPos = nullptr;
7331   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl
7332     = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
7333
7334   TemplateSpecializationKind PrevDecl_TSK
7335     = PrevDecl ? PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() : TSK_Undeclared;
7336
7337   // C++0x [temp.explicit]p2:
7338   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
7339   //   namespace of its template. [...]
7340   //
7341   // This is C++ DR 275.
7342   if (CheckExplicitInstantiationScope(*this, ClassTemplate, TemplateNameLoc,
7343                                       SS.isSet()))
7344     return true;
7345
7346   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
7347
7348   bool HasNoEffect = false;
7349   if (PrevDecl) {
7350     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateNameLoc, TSK,
7351                                                PrevDecl, PrevDecl_TSK,
7352                                             PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
7353                                                HasNoEffect))
7354       return PrevDecl;
7355
7356     // Even though HasNoEffect == true means that this explicit instantiation
7357     // has no effect on semantics, we go on to put its syntax in the AST.
7358
7359     if (PrevDecl_TSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
7360         PrevDecl_TSK == TSK_Undeclared) {
7361       // Since the only prior class template specialization with these
7362       // arguments was referenced but not declared, reuse that
7363       // declaration node as our own, updating the source location
7364       // for the template name to reflect our new declaration.
7365       // (Other source locations will be updated later.)
7366       Specialization = PrevDecl;
7367       Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
7368       PrevDecl = nullptr;
7369     }
7370   }
7371
7372   if (!Specialization) {
7373     // Create a new class template specialization declaration node for
7374     // this explicit specialization.
7375     Specialization
7376       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
7377                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
7378                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
7379                                                 ClassTemplate,
7380                                                 Converted.data(),
7381                                                 Converted.size(),
7382                                                 PrevDecl);
7383     SetNestedNameSpecifier(Specialization, SS);
7384
7385     if (!HasNoEffect && !PrevDecl) {
7386       // Insert the new specialization.
7387       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
7388     }
7389   }
7390
7391   // Build the fully-sugared type for this explicit instantiation as
7392   // the user wrote in the explicit instantiation itself. This means
7393   // that we'll pretty-print the type retrieved from the
7394   // specialization's declaration the way that the user actually wrote
7395   // the explicit instantiation, rather than formatting the name based
7396   // on the "canonical" representation used to store the template
7397   // arguments in the specialization.
7398   TypeSourceInfo *WrittenTy
7399     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
7400                                                 TemplateArgs,
7401                                   Context.getTypeDeclType(Specialization));
7402   Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
7403
7404   // Set source locations for keywords.
7405   Specialization->setExternLoc(ExternLoc);
7406   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateLoc);
7407   Specialization->setRBraceLoc(SourceLocation());
7408
7409   if (Attr)
7410     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
7411
7412   // Add the explicit instantiation into its lexical context. However,
7413   // since explicit instantiations are never found by name lookup, we
7414   // just put it into the declaration context directly.
7415   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
7416   CurContext->addDecl(Specialization);
7417
7418   // Syntax is now OK, so return if it has no other effect on semantics.
7419   if (HasNoEffect) {
7420     // Set the template specialization kind.
7421     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
7422     return Specialization;
7423   }
7424
7425   // C++ [temp.explicit]p3:
7426   //   A definition of a class template or class member template
7427   //   shall be in scope at the point of the explicit instantiation of
7428   //   the class template or class member template.
7429   //
7430   // This check comes when we actually try to perform the
7431   // instantiation.
7432   ClassTemplateSpecializationDecl *Def
7433     = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
7434                                               Specialization->getDefinition());
7435   if (!Def)
7436     InstantiateClassTemplateSpecialization(TemplateNameLoc, Specialization, TSK);
7437   else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition) {
7438     MarkVTableUsed(TemplateNameLoc, Specialization, true);
7439     Specialization->setPointOfInstantiation(Def->getPointOfInstantiation());
7440   }
7441
7442   // Instantiate the members of this class template specialization.
7443   Def = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
7444                                        Specialization->getDefinition());
7445   if (Def) {
7446     TemplateSpecializationKind Old_TSK = Def->getTemplateSpecializationKind();
7447
7448     // Fix a TSK_ExplicitInstantiationDeclaration followed by a
7449     // TSK_ExplicitInstantiationDefinition
7450     if (Old_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
7451         TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition) {
7452       // FIXME: Need to notify the ASTMutationListener that we did this.
7453       Def->setTemplateSpecializationKind(TSK);
7454
7455       if (!getDLLAttr(Def) && getDLLAttr(Specialization) &&
7456           Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft()) {
7457         // In the MS ABI, an explicit instantiation definition can add a dll
7458         // attribute to a template with a previous instantiation declaration.
7459         // MinGW doesn't allow this.
7460         auto *A = cast<InheritableAttr>(
7461             getDLLAttr(Specialization)->clone(getASTContext()));
7462         A->setInherited(true);
7463         Def->addAttr(A);
7464         checkClassLevelDLLAttribute(Def);
7465
7466         // Propagate attribute to base class templates.
7467         for (auto &B : Def->bases()) {
7468           if (auto *BT = dyn_cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
7469                   B.getType()->getAsCXXRecordDecl()))
7470             propagateDLLAttrToBaseClassTemplate(Def, A, BT, B.getLocStart());
7471         }
7472       }
7473     }
7474
7475     // Set the template specialization kind. Make sure it is set before
7476     // instantiating the members which will trigger ASTConsumer callbacks.
7477     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
7478     InstantiateClassTemplateSpecializationMembers(TemplateNameLoc, Def, TSK);
7479   } else {
7480
7481     // Set the template specialization kind.
7482     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
7483   }
7484
7485   return Specialization;
7486 }
7487
7488 // Explicit instantiation of a member class of a class template.
7489 DeclResult
7490 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
7491                                  SourceLocation ExternLoc,
7492                                  SourceLocation TemplateLoc,
7493                                  unsigned TagSpec,
7494                                  SourceLocation KWLoc,
7495                                  CXXScopeSpec &SS,
7496                                  IdentifierInfo *Name,
7497                                  SourceLocation NameLoc,
7498                                  AttributeList *Attr) {
7499
7500   bool Owned = false;
7501   bool IsDependent = false;
7502   Decl *TagD = ActOnTag(S, TagSpec, Sema::TUK_Reference,
7503                         KWLoc, SS, Name, NameLoc, Attr, AS_none,
7504                         /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
7505                         MultiTemplateParamsArg(), Owned, IsDependent,
7506                         SourceLocation(), false, TypeResult(),
7507                         /*IsTypeSpecifier*/false);
7508   assert(!IsDependent && "explicit instantiation of dependent name not yet handled");
7509
7510   if (!TagD)
7511     return true;
7512
7513   TagDecl *Tag = cast<TagDecl>(TagD);
7514   assert(!Tag->isEnum() && "shouldn't see enumerations here");
7515
7516   if (Tag->isInvalidDecl())
7517     return true;
7518
7519   CXXRecordDecl *Record = cast<CXXRecordDecl>(Tag);
7520   CXXRecordDecl *Pattern = Record->getInstantiatedFromMemberClass();
7521   if (!Pattern) {
7522     Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_nontemplate_type)
7523       << Context.getTypeDeclType(Record);
7524     Diag(Record->getLocation(), diag::note_nontemplate_decl_here);
7525     return true;
7526   }
7527
7528   // C++0x [temp.explicit]p2:
7529   //   If the explicit instantiation is for a class or member class, the
7530   //   elaborated-type-specifier in the declaration shall include a
7531   //   simple-template-id.
7532   //
7533   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
7534   if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(SS))
7535     Diag(TemplateLoc, diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
7536       << Record << SS.getRange();
7537
7538   // C++0x [temp.explicit]p2:
7539   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
7540   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
7541   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
7542   TemplateSpecializationKind TSK
7543     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
7544                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
7545
7546   // C++0x [temp.explicit]p2:
7547   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
7548   //   namespace of its template. [...]
7549   //
7550   // This is C++ DR 275.
7551   CheckExplicitInstantiationScope(*this, Record, NameLoc, true);
7552
7553   // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
7554   CXXRecordDecl *PrevDecl
7555     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getPreviousDecl());
7556   if (!PrevDecl && Record->getDefinition())
7557     PrevDecl = Record;
7558   if (PrevDecl) {
7559     MemberSpecializationInfo *MSInfo = PrevDecl->getMemberSpecializationInfo();
7560     bool HasNoEffect = false;
7561     assert(MSInfo && "No member specialization information?");
7562     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateLoc, TSK,
7563                                                PrevDecl,
7564                                         MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
7565                                              MSInfo->getPointOfInstantiation(),
7566                                                HasNoEffect))
7567       return true;
7568     if (HasNoEffect)
7569       return TagD;
7570   }
7571
7572   CXXRecordDecl *RecordDef
7573     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
7574   if (!RecordDef) {
7575     // C++ [temp.explicit]p3:
7576     //   A definition of a member class of a class template shall be in scope
7577     //   at the point of an explicit instantiation of the member class.
7578     CXXRecordDecl *Def
7579       = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Pattern->getDefinition());
7580     if (!Def) {
7581       Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
7582         << 0 << Record->getDeclName() << Record->getDeclContext();
7583       Diag(Pattern->getLocation(), diag::note_forward_declaration)
7584         << Pattern;
7585       return true;
7586     } else {
7587       if (InstantiateClass(NameLoc, Record, Def,
7588                            getTemplateInstantiationArgs(Record),
7589                            TSK))
7590         return true;
7591
7592       RecordDef = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
7593       if (!RecordDef)
7594         return true;
7595     }
7596   }
7597
7598   // Instantiate all of the members of the class.
7599   InstantiateClassMembers(NameLoc, RecordDef,
7600                           getTemplateInstantiationArgs(Record), TSK);
7601
7602   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
7603     MarkVTableUsed(NameLoc, RecordDef, true);
7604
7605   // FIXME: We don't have any representation for explicit instantiations of
7606   // member classes. Such a representation is not needed for compilation, but it
7607   // should be available for clients that want to see all of the declarations in
7608   // the source code.
7609   return TagD;
7610 }
7611
7612 DeclResult Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
7613                                             SourceLocation ExternLoc,
7614                                             SourceLocation TemplateLoc,
7615                                             Declarator &D) {
7616   // Explicit instantiations always require a name.
7617   // TODO: check if/when DNInfo should replace Name.
7618   DeclarationNameInfo NameInfo = GetNameForDeclarator(D);
7619   DeclarationName Name = NameInfo.getName();
7620   if (!Name) {
7621     if (!D.isInvalidType())
7622       Diag(D.getDeclSpec().getLocStart(),
7623            diag::err_explicit_instantiation_requires_name)
7624         << D.getDeclSpec().getSourceRange()
7625         << D.getSourceRange();
7626
7627     return true;
7628   }
7629
7630   // The scope passed in may not be a decl scope.  Zip up the scope tree until
7631   // we find one that is.
7632   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
7633          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
7634     S = S->getParent();
7635
7636   // Determine the type of the declaration.
7637   TypeSourceInfo *T = GetTypeForDeclarator(D, S);
7638   QualType R = T->getType();
7639   if (R.isNull())
7640     return true;
7641
7642   // C++ [dcl.stc]p1:
7643   //   A storage-class-specifier shall not be specified in [...] an explicit
7644   //   instantiation (14.7.2) directive.
7645   if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec() == DeclSpec::SCS_typedef) {
7646     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_of_typedef)
7647       << Name;
7648     return true;
7649   } else if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec()
7650                                                 != DeclSpec::SCS_unspecified) {
7651     // Complain about then remove the storage class specifier.
7652     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_storage_class)
7653       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getStorageClassSpecLoc());
7654
7655     D.getMutableDeclSpec().ClearStorageClassSpecs();
7656   }
7657
7658   // C++0x [temp.explicit]p1:
7659   //   [...] An explicit instantiation of a function template shall not use the
7660   //   inline or constexpr specifiers.
7661   // Presumably, this also applies to member functions of class templates as
7662   // well.
7663   if (D.getDeclSpec().isInlineSpecified())
7664     Diag(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc(),
7665          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
7666            diag::err_explicit_instantiation_inline :
7667            diag::warn_explicit_instantiation_inline_0x)
7668       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc());
7669   if (D.getDeclSpec().isConstexprSpecified() && R->isFunctionType())
7670     // FIXME: Add a fix-it to remove the 'constexpr' and add a 'const' if one is
7671     // not already specified.
7672     Diag(D.getDeclSpec().getConstexprSpecLoc(),
7673          diag::err_explicit_instantiation_constexpr);
7674
7675   // C++ Concepts TS [dcl.spec.concept]p1: The concept specifier shall be
7676   // applied only to the definition of a function template or variable template,
7677   // declared in namespace scope.
7678   if (D.getDeclSpec().isConceptSpecified()) {
7679     Diag(D.getDeclSpec().getConceptSpecLoc(),
7680          diag::err_concept_specified_specialization) << 0;
7681     return true;
7682   }
7683
7684   // C++0x [temp.explicit]p2:
7685   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
7686   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
7687   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
7688   TemplateSpecializationKind TSK
7689     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
7690                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
7691
7692   LookupResult Previous(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
7693   LookupParsedName(Previous, S, &D.getCXXScopeSpec());
7694
7695   if (!R->isFunctionType()) {
7696     // C++ [temp.explicit]p1:
7697     //   A [...] static data member of a class template can be explicitly
7698     //   instantiated from the member definition associated with its class
7699     //   template.
7700     // C++1y [temp.explicit]p1:
7701     //   A [...] variable [...] template specialization can be explicitly
7702     //   instantiated from its template.
7703     if (Previous.isAmbiguous())
7704       return true;
7705
7706     VarDecl *Prev = Previous.getAsSingle<VarDecl>();
7707     VarTemplateDecl *PrevTemplate = Previous.getAsSingle<VarTemplateDecl>();
7708
7709     if (!PrevTemplate) {
7710       if (!Prev || !Prev->isStaticDataMember()) {
7711         // We expect to see a data data member here.
7712         Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_not_known)
7713             << Name;
7714         for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
7715              P != PEnd; ++P)
7716           Diag((*P)->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
7717         return true;
7718       }
7719
7720       if (!Prev->getInstantiatedFromStaticDataMember()) {
7721         // FIXME: Check for explicit specialization?
7722         Diag(D.getIdentifierLoc(),
7723              diag::err_explicit_instantiation_data_member_not_instantiated)
7724             << Prev;
7725         Diag(Prev->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
7726         // FIXME: Can we provide a note showing where this was declared?
7727         return true;
7728       }
7729     } else {
7730       // Explicitly instantiate a variable template.
7731
7732       // C++1y [dcl.spec.auto]p6:
7733       //   ... A program that uses auto or decltype(auto) in a context not
7734       //   explicitly allowed in this section is ill-formed.
7735       //
7736       // This includes auto-typed variable template instantiations.
7737       if (R->isUndeducedType()) {
7738         Diag(T->getTypeLoc().getLocStart(),
7739              diag::err_auto_not_allowed_var_inst);
7740         return true;
7741       }
7742
7743       if (D.getName().getKind() != UnqualifiedId::IK_TemplateId) {
7744         // C++1y [temp.explicit]p3:
7745         //   If the explicit instantiation is for a variable, the unqualified-id
7746         //   in the declaration shall be a template-id.
7747         Diag(D.getIdentifierLoc(),
7748              diag::err_explicit_instantiation_without_template_id)
7749           << PrevTemplate;
7750         Diag(PrevTemplate->getLocation(),
7751              diag::note_explicit_instantiation_here);
7752         return true;
7753       }
7754
7755       // Translate the parser's template argument list into our AST format.
7756       TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
7757           makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
7758
7759       DeclResult Res = CheckVarTemplateId(PrevTemplate, TemplateLoc,
7760                                           D.getIdentifierLoc(), TemplateArgs);
7761       if (Res.isInvalid())
7762         return true;
7763
7764       // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration
7765       // checking.
7766       Prev = cast<VarDecl>(Res.get());
7767     }
7768
7769     // C++0x [temp.explicit]p2:
7770     //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
7771     //   or a static data member of a class template specialization, the name of
7772     //   the class template specialization in the qualified-id for the member
7773     //   name shall be a simple-template-id.
7774     //
7775     // C++98 has the same restriction, just worded differently.
7776     //
7777     // This does not apply to variable template specializations, where the
7778     // template-id is in the unqualified-id instead.
7779     if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()) && !PrevTemplate)
7780       Diag(D.getIdentifierLoc(),
7781            diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
7782         << Prev << D.getCXXScopeSpec().getRange();
7783
7784     // Check the scope of this explicit instantiation.
7785     CheckExplicitInstantiationScope(*this, Prev, D.getIdentifierLoc(), true);
7786
7787     // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
7788     TemplateSpecializationKind PrevTSK = Prev->getTemplateSpecializationKind();
7789     SourceLocation POI = Prev->getPointOfInstantiation();
7790     bool HasNoEffect = false;
7791     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK, Prev,
7792                                                PrevTSK, POI, HasNoEffect))
7793       return true;
7794
7795     if (!HasNoEffect) {
7796       // Instantiate static data member or variable template.
7797
7798       Prev->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
7799       if (PrevTemplate) {
7800         // Merge attributes.
7801         if (AttributeList *Attr = D.getDeclSpec().getAttributes().getList())
7802           ProcessDeclAttributeList(S, Prev, Attr);
7803       }
7804       if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
7805         InstantiateVariableDefinition(D.getIdentifierLoc(), Prev);
7806     }
7807
7808     // Check the new variable specialization against the parsed input.
7809     if (PrevTemplate && Prev && !Context.hasSameType(Prev->getType(), R)) {
7810       Diag(T->getTypeLoc().getLocStart(),
7811            diag::err_invalid_var_template_spec_type)
7812           << 0 << PrevTemplate << R << Prev->getType();
7813       Diag(PrevTemplate->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
7814           << 2 << PrevTemplate->getDeclName();
7815       return true;
7816     }
7817
7818     // FIXME: Create an ExplicitInstantiation node?
7819     return (Decl*) nullptr;
7820   }
7821
7822   // If the declarator is a template-id, translate the parser's template
7823   // argument list into our AST format.
7824   bool HasExplicitTemplateArgs = false;
7825   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs;
7826   if (D.getName().getKind() == UnqualifiedId::IK_TemplateId) {
7827     TemplateArgs = makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
7828     HasExplicitTemplateArgs = true;
7829   }
7830
7831   // C++ [temp.explicit]p1:
7832   //   A [...] function [...] can be explicitly instantiated from its template.
7833   //   A member function [...] of a class template can be explicitly
7834   //  instantiated from the member definition associated with its class
7835   //  template.
7836   UnresolvedSet<8> Matches;
7837   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(D.getIdentifierLoc());
7838   for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
7839        P != PEnd; ++P) {
7840     NamedDecl *Prev = *P;
7841     if (!HasExplicitTemplateArgs) {
7842       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Prev)) {
7843         QualType Adjusted = adjustCCAndNoReturn(R, Method->getType());
7844         if (Context.hasSameUnqualifiedType(Method->getType(), Adjusted)) {
7845           Matches.clear();
7846
7847           Matches.addDecl(Method, P.getAccess());
7848           if (Method->getTemplateSpecializationKind() == TSK_Undeclared)
7849             break;
7850         }
7851       }
7852     }
7853
7854     FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Prev);
7855     if (!FunTmpl)
7856       continue;
7857
7858     TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
7859     FunctionDecl *Specialization = nullptr;
7860     if (TemplateDeductionResult TDK
7861           = DeduceTemplateArguments(FunTmpl,
7862                                (HasExplicitTemplateArgs ? &TemplateArgs
7863                                                         : nullptr),
7864                                     R, Specialization, Info)) {
7865       // Keep track of almost-matches.
7866       FailedCandidates.addCandidate()
7867           .set(FunTmpl->getTemplatedDecl(),
7868                MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
7869       (void)TDK;
7870       continue;
7871     }
7872
7873     Matches.addDecl(Specialization, P.getAccess());
7874   }
7875
7876   // Find the most specialized function template specialization.
7877   UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
7878       Matches.begin(), Matches.end(), FailedCandidates,
7879       D.getIdentifierLoc(),
7880       PDiag(diag::err_explicit_instantiation_not_known) << Name,
7881       PDiag(diag::err_explicit_instantiation_ambiguous) << Name,
7882       PDiag(diag::note_explicit_instantiation_candidate));
7883
7884   if (Result == Matches.end())
7885     return true;
7886
7887   // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration checking.
7888   FunctionDecl *Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
7889
7890   // C++11 [except.spec]p4
7891   // In an explicit instantiation an exception-specification may be specified,
7892   // but is not required.
7893   // If an exception-specification is specified in an explicit instantiation
7894   // directive, it shall be compatible with the exception-specifications of
7895   // other declarations of that function.
7896   if (auto *FPT = R->getAs<FunctionProtoType>())
7897     if (FPT->hasExceptionSpec()) {
7898       unsigned DiagID =
7899           diag::err_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
7900       if (getLangOpts().MicrosoftExt)
7901         DiagID = diag::ext_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
7902       bool Result = CheckEquivalentExceptionSpec(
7903           PDiag(DiagID) << Specialization->getType(),
7904           PDiag(diag::note_explicit_instantiation_here),
7905           Specialization->getType()->getAs<FunctionProtoType>(),
7906           Specialization->getLocation(), FPT, D.getLocStart());
7907       // In Microsoft mode, mismatching exception specifications just cause a
7908       // warning.
7909       if (!getLangOpts().MicrosoftExt && Result)
7910         return true;
7911     }
7912
7913   if (Specialization->getTemplateSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
7914     Diag(D.getIdentifierLoc(),
7915          diag::err_explicit_instantiation_member_function_not_instantiated)
7916       << Specialization
7917       << (Specialization->getTemplateSpecializationKind() ==
7918           TSK_ExplicitSpecialization);
7919     Diag(Specialization->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
7920     return true;
7921   }
7922
7923   FunctionDecl *PrevDecl = Specialization->getPreviousDecl();
7924   if (!PrevDecl && Specialization->isThisDeclarationADefinition())
7925     PrevDecl = Specialization;
7926
7927   if (PrevDecl) {
7928     bool HasNoEffect = false;
7929     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK,
7930                                                PrevDecl,
7931                                      PrevDecl->getTemplateSpecializationKind(),
7932                                           PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
7933                                                HasNoEffect))
7934       return true;
7935
7936     // FIXME: We may still want to build some representation of this
7937     // explicit specialization.
7938     if (HasNoEffect)
7939       return (Decl*) nullptr;
7940   }
7941
7942   Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
7943   AttributeList *Attr = D.getDeclSpec().getAttributes().getList();
7944   if (Attr)
7945     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
7946
7947   if (Specialization->isDefined()) {
7948     // Let the ASTConsumer know that this function has been explicitly
7949     // instantiated now, and its linkage might have changed.
7950     Consumer.HandleTopLevelDecl(DeclGroupRef(Specialization));
7951   } else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
7952     InstantiateFunctionDefinition(D.getIdentifierLoc(), Specialization);
7953
7954   // C++0x [temp.explicit]p2:
7955   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
7956   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
7957   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
7958   //   name shall be a simple-template-id.
7959   //
7960   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
7961   FunctionTemplateDecl *FunTmpl = Specialization->getPrimaryTemplate();
7962   if (D.getName().getKind() != UnqualifiedId::IK_TemplateId && !FunTmpl &&
7963       D.getCXXScopeSpec().isSet() &&
7964       !ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()))
7965     Diag(D.getIdentifierLoc(),
7966          diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
7967     << Specialization << D.getCXXScopeSpec().getRange();
7968
7969   CheckExplicitInstantiationScope(*this,
7970                    FunTmpl? (NamedDecl *)FunTmpl
7971                           : Specialization->getInstantiatedFromMemberFunction(),
7972                                   D.getIdentifierLoc(),
7973                                   D.getCXXScopeSpec().isSet());
7974
7975   // FIXME: Create some kind of ExplicitInstantiationDecl here.
7976   return (Decl*) nullptr;
7977 }
7978
7979 TypeResult
7980 Sema::ActOnDependentTag(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
7981                         const CXXScopeSpec &SS, IdentifierInfo *Name,
7982                         SourceLocation TagLoc, SourceLocation NameLoc) {
7983   // This has to hold, because SS is expected to be defined.
7984   assert(Name && "Expected a name in a dependent tag");
7985
7986   NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep();
7987   if (!NNS)
7988     return true;
7989
7990   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
7991
7992   if (TUK == TUK_Declaration || TUK == TUK_Definition) {
7993     Diag(NameLoc, diag::err_dependent_tag_decl)
7994       << (TUK == TUK_Definition) << Kind << SS.getRange();
7995     return true;
7996   }
7997
7998   // Create the resulting type.
7999   ElaboratedTypeKeyword Kwd = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(Kind);
8000   QualType Result = Context.getDependentNameType(Kwd, NNS, Name);
8001
8002   // Create type-source location information for this type.
8003   TypeLocBuilder TLB;
8004   DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(Result);
8005   TL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
8006   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
8007   TL.setNameLoc(NameLoc);
8008   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
8009 }
8010
8011 TypeResult
8012 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S, SourceLocation TypenameLoc,
8013                         const CXXScopeSpec &SS, const IdentifierInfo &II,
8014                         SourceLocation IdLoc) {
8015   if (SS.isInvalid())
8016     return true;
8017
8018   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
8019     Diag(TypenameLoc,
8020          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
8021            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
8022            diag::ext_typename_outside_of_template)
8023       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
8024
8025   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
8026   QualType T = CheckTypenameType(TypenameLoc.isValid()? ETK_Typename : ETK_None,
8027                                  TypenameLoc, QualifierLoc, II, IdLoc);
8028   if (T.isNull())
8029     return true;
8030
8031   TypeSourceInfo *TSI = Context.CreateTypeSourceInfo(T);
8032   if (isa<DependentNameType>(T)) {
8033     DependentNameTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<DependentNameTypeLoc>();
8034     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
8035     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
8036     TL.setNameLoc(IdLoc);
8037   } else {
8038     ElaboratedTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<ElaboratedTypeLoc>();
8039     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
8040     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
8041     TL.getNamedTypeLoc().castAs<TypeSpecTypeLoc>().setNameLoc(IdLoc);
8042   }
8043
8044   return CreateParsedType(T, TSI);
8045 }
8046
8047 TypeResult
8048 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S,
8049                         SourceLocation TypenameLoc,
8050                         const CXXScopeSpec &SS,
8051                         SourceLocation TemplateKWLoc,
8052                         TemplateTy TemplateIn,
8053                         SourceLocation TemplateNameLoc,
8054                         SourceLocation LAngleLoc,
8055                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
8056                         SourceLocation RAngleLoc) {
8057   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
8058     Diag(TypenameLoc,
8059          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
8060            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
8061            diag::ext_typename_outside_of_template)
8062       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
8063
8064   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
8065   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
8066   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
8067
8068   TemplateName Template = TemplateIn.get();
8069   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
8070     // Construct a dependent template specialization type.
8071     assert(DTN && "dependent template has non-dependent name?");
8072     assert(DTN->getQualifier() == SS.getScopeRep());
8073     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_Typename,
8074                                                           DTN->getQualifier(),
8075                                                           DTN->getIdentifier(),
8076                                                                 TemplateArgs);
8077
8078     // Create source-location information for this type.
8079     TypeLocBuilder Builder;
8080     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
8081     = Builder.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
8082     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
8083     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
8084     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
8085     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateNameLoc);
8086     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
8087     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
8088     for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
8089       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
8090     return CreateParsedType(T, Builder.getTypeSourceInfo(Context, T));
8091   }
8092
8093   QualType T = CheckTemplateIdType(Template, TemplateNameLoc, TemplateArgs);
8094   if (T.isNull())
8095     return true;
8096
8097   // Provide source-location information for the template specialization type.
8098   TypeLocBuilder Builder;
8099   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
8100     = Builder.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(T);
8101   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
8102   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateNameLoc);
8103   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
8104   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
8105   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
8106     SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
8107
8108   T = Context.getElaboratedType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), T);
8109   ElaboratedTypeLoc TL = Builder.push<ElaboratedTypeLoc>(T);
8110   TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
8111   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
8112
8113   TypeSourceInfo *TSI = Builder.getTypeSourceInfo(Context, T);
8114   return CreateParsedType(T, TSI);
8115 }
8116
8117
8118 /// Determine whether this failed name lookup should be treated as being
8119 /// disabled by a usage of std::enable_if.
8120 static bool isEnableIf(NestedNameSpecifierLoc NNS, const IdentifierInfo &II,
8121                        SourceRange &CondRange) {
8122   // We must be looking for a ::type...
8123   if (!II.isStr("type"))
8124     return false;
8125
8126   // ... within an explicitly-written template specialization...
8127   if (!NNS || !NNS.getNestedNameSpecifier()->getAsType())
8128     return false;
8129   TypeLoc EnableIfTy = NNS.getTypeLoc();
8130   TemplateSpecializationTypeLoc EnableIfTSTLoc =
8131       EnableIfTy.getAs<TemplateSpecializationTypeLoc>();
8132   if (!EnableIfTSTLoc || EnableIfTSTLoc.getNumArgs() == 0)
8133     return false;
8134   const TemplateSpecializationType *EnableIfTST =
8135     cast<TemplateSpecializationType>(EnableIfTSTLoc.getTypePtr());
8136
8137   // ... which names a complete class template declaration...
8138   const TemplateDecl *EnableIfDecl =
8139     EnableIfTST->getTemplateName().getAsTemplateDecl();
8140   if (!EnableIfDecl || EnableIfTST->isIncompleteType())
8141     return false;
8142
8143   // ... called "enable_if".
8144   const IdentifierInfo *EnableIfII =
8145     EnableIfDecl->getDeclName().getAsIdentifierInfo();
8146   if (!EnableIfII || !EnableIfII->isStr("enable_if"))
8147     return false;
8148
8149   // Assume the first template argument is the condition.
8150   CondRange = EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getSourceRange();
8151   return true;
8152 }
8153
8154 /// \brief Build the type that describes a C++ typename specifier,
8155 /// e.g., "typename T::type".
8156 QualType
8157 Sema::CheckTypenameType(ElaboratedTypeKeyword Keyword,
8158                         SourceLocation KeywordLoc,
8159                         NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc,
8160                         const IdentifierInfo &II,
8161                         SourceLocation IILoc) {
8162   CXXScopeSpec SS;
8163   SS.Adopt(QualifierLoc);
8164
8165   DeclContext *Ctx = computeDeclContext(SS);
8166   if (!Ctx) {
8167     // If the nested-name-specifier is dependent and couldn't be
8168     // resolved to a type, build a typename type.
8169     assert(QualifierLoc.getNestedNameSpecifier()->isDependent());
8170     return Context.getDependentNameType(Keyword,
8171                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
8172                                         &II);
8173   }
8174
8175   // If the nested-name-specifier refers to the current instantiation,
8176   // the "typename" keyword itself is superfluous. In C++03, the
8177   // program is actually ill-formed. However, DR 382 (in C++0x CD1)
8178   // allows such extraneous "typename" keywords, and we retroactively
8179   // apply this DR to C++03 code with only a warning. In any case we continue.
8180
8181   if (RequireCompleteDeclContext(SS, Ctx))
8182     return QualType();
8183
8184   DeclarationName Name(&II);
8185   LookupResult Result(*this, Name, IILoc, LookupOrdinaryName);
8186   LookupQualifiedName(Result, Ctx, SS);
8187   unsigned DiagID = 0;
8188   Decl *Referenced = nullptr;
8189   switch (Result.getResultKind()) {
8190   case LookupResult::NotFound: {
8191     // If we're looking up 'type' within a template named 'enable_if', produce
8192     // a more specific diagnostic.
8193     SourceRange CondRange;
8194     if (isEnableIf(QualifierLoc, II, CondRange)) {
8195       Diag(CondRange.getBegin(), diag::err_typename_nested_not_found_enable_if)
8196         << Ctx << CondRange;
8197       return QualType();
8198     }
8199
8200     DiagID = diag::err_typename_nested_not_found;
8201     break;
8202   }
8203
8204   case LookupResult::FoundUnresolvedValue: {
8205     // We found a using declaration that is a value. Most likely, the using
8206     // declaration itself is meant to have the 'typename' keyword.
8207     SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
8208                           IILoc);
8209     Diag(IILoc, diag::err_typename_refers_to_using_value_decl)
8210       << Name << Ctx << FullRange;
8211     if (UnresolvedUsingValueDecl *Using
8212           = dyn_cast<UnresolvedUsingValueDecl>(Result.getRepresentativeDecl())){
8213       SourceLocation Loc = Using->getQualifierLoc().getBeginLoc();
8214       Diag(Loc, diag::note_using_value_decl_missing_typename)
8215         << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
8216     }
8217   }
8218   // Fall through to create a dependent typename type, from which we can recover
8219   // better.
8220
8221   case LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation:
8222     // Okay, it's a member of an unknown instantiation.
8223     return Context.getDependentNameType(Keyword,
8224                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
8225                                         &II);
8226
8227   case LookupResult::Found:
8228     if (TypeDecl *Type = dyn_cast<TypeDecl>(Result.getFoundDecl())) {
8229       // We found a type. Build an ElaboratedType, since the
8230       // typename-specifier was just sugar.
8231       MarkAnyDeclReferenced(Type->getLocation(), Type, /*OdrUse=*/false);
8232       return Context.getElaboratedType(ETK_Typename,
8233                                        QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
8234                                        Context.getTypeDeclType(Type));
8235     }
8236
8237     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
8238     Referenced = Result.getFoundDecl();
8239     break;
8240
8241   case LookupResult::FoundOverloaded:
8242     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
8243     Referenced = *Result.begin();
8244     break;
8245
8246   case LookupResult::Ambiguous:
8247     return QualType();
8248   }
8249
8250   // If we get here, it's because name lookup did not find a
8251   // type. Emit an appropriate diagnostic and return an error.
8252   SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
8253                         IILoc);
8254   Diag(IILoc, DiagID) << FullRange << Name << Ctx;
8255   if (Referenced)
8256     Diag(Referenced->getLocation(), diag::note_typename_refers_here)
8257       << Name;
8258   return QualType();
8259 }
8260
8261 namespace {
8262   // See Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation
8263   class CurrentInstantiationRebuilder
8264     : public TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> {
8265     SourceLocation Loc;
8266     DeclarationName Entity;
8267
8268   public:
8269     typedef TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> inherited;
8270
8271     CurrentInstantiationRebuilder(Sema &SemaRef,
8272                                   SourceLocation Loc,
8273                                   DeclarationName Entity)
8274     : TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder>(SemaRef),
8275       Loc(Loc), Entity(Entity) { }
8276
8277     /// \brief Determine whether the given type \p T has already been
8278     /// transformed.
8279     ///
8280     /// For the purposes of type reconstruction, a type has already been
8281     /// transformed if it is NULL or if it is not dependent.
8282     bool AlreadyTransformed(QualType T) {
8283       return T.isNull() || !T->isDependentType();
8284     }
8285
8286     /// \brief Returns the location of the entity whose type is being
8287     /// rebuilt.
8288     SourceLocation getBaseLocation() { return Loc; }
8289
8290     /// \brief Returns the name of the entity whose type is being rebuilt.
8291     DeclarationName getBaseEntity() { return Entity; }
8292
8293     /// \brief Sets the "base" location and entity when that
8294     /// information is known based on another transformation.
8295     void setBase(SourceLocation Loc, DeclarationName Entity) {
8296       this->Loc = Loc;
8297       this->Entity = Entity;
8298     }
8299
8300     ExprResult TransformLambdaExpr(LambdaExpr *E) {
8301       // Lambdas never need to be transformed.
8302       return E;
8303     }
8304   };
8305 } // end anonymous namespace
8306
8307 /// \brief Rebuilds a type within the context of the current instantiation.
8308 ///
8309 /// The type \p T is part of the type of an out-of-line member definition of
8310 /// a class template (or class template partial specialization) that was parsed
8311 /// and constructed before we entered the scope of the class template (or
8312 /// partial specialization thereof). This routine will rebuild that type now
8313 /// that we have entered the declarator's scope, which may produce different
8314 /// canonical types, e.g.,
8315 ///
8316 /// \code
8317 /// template<typename T>
8318 /// struct X {
8319 ///   typedef T* pointer;
8320 ///   pointer data();
8321 /// };
8322 ///
8323 /// template<typename T>
8324 /// typename X<T>::pointer X<T>::data() { ... }
8325 /// \endcode
8326 ///
8327 /// Here, the type "typename X<T>::pointer" will be created as a DependentNameType,
8328 /// since we do not know that we can look into X<T> when we parsed the type.
8329 /// This function will rebuild the type, performing the lookup of "pointer"
8330 /// in X<T> and returning an ElaboratedType whose canonical type is the same
8331 /// as the canonical type of T*, allowing the return types of the out-of-line
8332 /// definition and the declaration to match.
8333 TypeSourceInfo *Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation(TypeSourceInfo *T,
8334                                                         SourceLocation Loc,
8335                                                         DeclarationName Name) {
8336   if (!T || !T->getType()->isDependentType())
8337     return T;
8338
8339   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, Loc, Name);
8340   return Rebuilder.TransformType(T);
8341 }
8342
8343 ExprResult Sema::RebuildExprInCurrentInstantiation(Expr *E) {
8344   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, E->getExprLoc(),
8345                                           DeclarationName());
8346   return Rebuilder.TransformExpr(E);
8347 }
8348
8349 bool Sema::RebuildNestedNameSpecifierInCurrentInstantiation(CXXScopeSpec &SS) {
8350   if (SS.isInvalid())
8351     return true;
8352
8353   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
8354   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, SS.getRange().getBegin(),
8355                                           DeclarationName());
8356   NestedNameSpecifierLoc Rebuilt
8357     = Rebuilder.TransformNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc);
8358   if (!Rebuilt)
8359     return true;
8360
8361   SS.Adopt(Rebuilt);
8362   return false;
8363 }
8364
8365 /// \brief Rebuild the template parameters now that we know we're in a current
8366 /// instantiation.
8367 bool Sema::RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
8368                                                TemplateParameterList *Params) {
8369   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
8370     Decl *Param = Params->getParam(I);
8371
8372     // There is nothing to rebuild in a type parameter.
8373     if (isa<TemplateTypeParmDecl>(Param))
8374       continue;
8375
8376     // Rebuild the template parameter list of a template template parameter.
8377     if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
8378         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
8379       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
8380             TTP->getTemplateParameters()))
8381         return true;
8382
8383       continue;
8384     }
8385
8386     // Rebuild the type of a non-type template parameter.
8387     NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param);
8388     TypeSourceInfo *NewTSI
8389       = RebuildTypeInCurrentInstantiation(NTTP->getTypeSourceInfo(),
8390                                           NTTP->getLocation(),
8391                                           NTTP->getDeclName());
8392     if (!NewTSI)
8393       return true;
8394
8395     if (NewTSI != NTTP->getTypeSourceInfo()) {
8396       NTTP->setTypeSourceInfo(NewTSI);
8397       NTTP->setType(NewTSI->getType());
8398     }
8399   }
8400
8401   return false;
8402 }
8403
8404 /// \brief Produces a formatted string that describes the binding of
8405 /// template parameters to template arguments.
8406 std::string
8407 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
8408                                       const TemplateArgumentList &Args) {
8409   return getTemplateArgumentBindingsText(Params, Args.data(), Args.size());
8410 }
8411
8412 std::string
8413 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
8414                                       const TemplateArgument *Args,
8415                                       unsigned NumArgs) {
8416   SmallString<128> Str;
8417   llvm::raw_svector_ostream Out(Str);
8418
8419   if (!Params || Params->size() == 0 || NumArgs == 0)
8420     return std::string();
8421
8422   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
8423     if (I >= NumArgs)
8424       break;
8425
8426     if (I == 0)
8427       Out << "[with ";
8428     else
8429       Out << ", ";
8430
8431     if (const IdentifierInfo *Id = Params->getParam(I)->getIdentifier()) {
8432       Out << Id->getName();
8433     } else {
8434       Out << '$' << I;
8435     }
8436
8437     Out << " = ";
8438     Args[I].print(getPrintingPolicy(), Out);
8439   }
8440
8441   Out << ']';
8442   return Out.str();
8443 }
8444
8445 void Sema::MarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD, Decl *FnD,
8446                                     CachedTokens &Toks) {
8447   if (!FD)
8448     return;
8449
8450   LateParsedTemplate *LPT = new LateParsedTemplate;
8451
8452   // Take tokens to avoid allocations
8453   LPT->Toks.swap(Toks);
8454   LPT->D = FnD;
8455   LateParsedTemplateMap.insert(std::make_pair(FD, LPT));
8456
8457   FD->setLateTemplateParsed(true);
8458 }
8459
8460 void Sema::UnmarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD) {
8461   if (!FD)
8462     return;
8463   FD->setLateTemplateParsed(false);
8464 }
8465
8466 bool Sema::IsInsideALocalClassWithinATemplateFunction() {
8467   DeclContext *DC = CurContext;
8468
8469   while (DC) {
8470     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(CurContext)) {
8471       const FunctionDecl *FD = RD->isLocalClass();
8472       return (FD && FD->getTemplatedKind() != FunctionDecl::TK_NonTemplate);
8473     } else if (DC->isTranslationUnit() || DC->isNamespace())
8474       return false;
8475
8476     DC = DC->getParent();
8477   }
8478   return false;
8479 }