]> granicus.if.org Git - clang/blob - lib/Sema/SemaTemplate.cpp
clang-cl: Treat dllimport explicit template instantiation definitions as declarations...
[clang] / 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   // C++11 [expr.prim.general]p12:
418   //   An id-expression that denotes a non-static data member or non-static
419   //   member function of a class can only be used:
420   //   (...)
421   //   - if that id-expression denotes a non-static data member and it
422   //     appears in an unevaluated operand.
423   //
424   // If this might be the case, form a DependentScopeDeclRefExpr instead of a
425   // CXXDependentScopeMemberExpr. The former can instantiate to either
426   // DeclRefExpr or MemberExpr depending on lookup results, while the latter is
427   // always a MemberExpr.
428   bool MightBeCxx11UnevalField =
429       getLangOpts().CPlusPlus11 && isUnevaluatedContext();
430
431   if (!MightBeCxx11UnevalField && !isAddressOfOperand &&
432       isa<CXXMethodDecl>(DC) && cast<CXXMethodDecl>(DC)->isInstance()) {
433     QualType ThisType = cast<CXXMethodDecl>(DC)->getThisType(Context);
434
435     // Since the 'this' expression is synthesized, we don't need to
436     // perform the double-lookup check.
437     NamedDecl *FirstQualifierInScope = nullptr;
438
439     return CXXDependentScopeMemberExpr::Create(
440         Context, /*This*/ nullptr, ThisType, /*IsArrow*/ true,
441         /*Op*/ SourceLocation(), SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc,
442         FirstQualifierInScope, NameInfo, TemplateArgs);
443   }
444
445   return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
446 }
447
448 ExprResult
449 Sema::BuildDependentDeclRefExpr(const CXXScopeSpec &SS,
450                                 SourceLocation TemplateKWLoc,
451                                 const DeclarationNameInfo &NameInfo,
452                                 const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
453   return DependentScopeDeclRefExpr::Create(
454       Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
455       TemplateArgs);
456 }
457
458 /// DiagnoseTemplateParameterShadow - Produce a diagnostic complaining
459 /// that the template parameter 'PrevDecl' is being shadowed by a new
460 /// declaration at location Loc. Returns true to indicate that this is
461 /// an error, and false otherwise.
462 void Sema::DiagnoseTemplateParameterShadow(SourceLocation Loc, Decl *PrevDecl) {
463   assert(PrevDecl->isTemplateParameter() && "Not a template parameter");
464
465   // Microsoft Visual C++ permits template parameters to be shadowed.
466   if (getLangOpts().MicrosoftExt)
467     return;
468
469   // C++ [temp.local]p4:
470   //   A template-parameter shall not be redeclared within its
471   //   scope (including nested scopes).
472   Diag(Loc, diag::err_template_param_shadow)
473     << cast<NamedDecl>(PrevDecl)->getDeclName();
474   Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_template_param_here);
475 }
476
477 /// AdjustDeclIfTemplate - If the given decl happens to be a template, reset
478 /// the parameter D to reference the templated declaration and return a pointer
479 /// to the template declaration. Otherwise, do nothing to D and return null.
480 TemplateDecl *Sema::AdjustDeclIfTemplate(Decl *&D) {
481   if (TemplateDecl *Temp = dyn_cast_or_null<TemplateDecl>(D)) {
482     D = Temp->getTemplatedDecl();
483     return Temp;
484   }
485   return nullptr;
486 }
487
488 ParsedTemplateArgument ParsedTemplateArgument::getTemplatePackExpansion(
489                                              SourceLocation EllipsisLoc) const {
490   assert(Kind == Template &&
491          "Only template template arguments can be pack expansions here");
492   assert(getAsTemplate().get().containsUnexpandedParameterPack() &&
493          "Template template argument pack expansion without packs");
494   ParsedTemplateArgument Result(*this);
495   Result.EllipsisLoc = EllipsisLoc;
496   return Result;
497 }
498
499 static TemplateArgumentLoc translateTemplateArgument(Sema &SemaRef,
500                                             const ParsedTemplateArgument &Arg) {
501
502   switch (Arg.getKind()) {
503   case ParsedTemplateArgument::Type: {
504     TypeSourceInfo *DI;
505     QualType T = SemaRef.GetTypeFromParser(Arg.getAsType(), &DI);
506     if (!DI)
507       DI = SemaRef.Context.getTrivialTypeSourceInfo(T, Arg.getLocation());
508     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(T), DI);
509   }
510
511   case ParsedTemplateArgument::NonType: {
512     Expr *E = static_cast<Expr *>(Arg.getAsExpr());
513     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(E), E);
514   }
515
516   case ParsedTemplateArgument::Template: {
517     TemplateName Template = Arg.getAsTemplate().get();
518     TemplateArgument TArg;
519     if (Arg.getEllipsisLoc().isValid())
520       TArg = TemplateArgument(Template, Optional<unsigned int>());
521     else
522       TArg = Template;
523     return TemplateArgumentLoc(TArg,
524                                Arg.getScopeSpec().getWithLocInContext(
525                                                               SemaRef.Context),
526                                Arg.getLocation(),
527                                Arg.getEllipsisLoc());
528   }
529   }
530
531   llvm_unreachable("Unhandled parsed template argument");
532 }
533
534 /// \brief Translates template arguments as provided by the parser
535 /// into template arguments used by semantic analysis.
536 void Sema::translateTemplateArguments(const ASTTemplateArgsPtr &TemplateArgsIn,
537                                       TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
538  for (unsigned I = 0, Last = TemplateArgsIn.size(); I != Last; ++I)
539    TemplateArgs.addArgument(translateTemplateArgument(*this,
540                                                       TemplateArgsIn[I]));
541 }
542
543 static void maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(Sema &SemaRef, Scope *S,
544                                                  SourceLocation Loc,
545                                                  IdentifierInfo *Name) {
546   NamedDecl *PrevDecl = SemaRef.LookupSingleName(
547       S, Name, Loc, Sema::LookupOrdinaryName, Sema::ForRedeclaration);
548   if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter())
549     SemaRef.DiagnoseTemplateParameterShadow(Loc, PrevDecl);
550 }
551
552 /// ActOnTypeParameter - Called when a C++ template type parameter
553 /// (e.g., "typename T") has been parsed. Typename specifies whether
554 /// the keyword "typename" was used to declare the type parameter
555 /// (otherwise, "class" was used), and KeyLoc is the location of the
556 /// "class" or "typename" keyword. ParamName is the name of the
557 /// parameter (NULL indicates an unnamed template parameter) and
558 /// ParamNameLoc is the location of the parameter name (if any).
559 /// If the type parameter has a default argument, it will be added
560 /// later via ActOnTypeParameterDefault.
561 Decl *Sema::ActOnTypeParameter(Scope *S, bool Typename,
562                                SourceLocation EllipsisLoc,
563                                SourceLocation KeyLoc,
564                                IdentifierInfo *ParamName,
565                                SourceLocation ParamNameLoc,
566                                unsigned Depth, unsigned Position,
567                                SourceLocation EqualLoc,
568                                ParsedType DefaultArg) {
569   assert(S->isTemplateParamScope() &&
570          "Template type parameter not in template parameter scope!");
571
572   SourceLocation Loc = ParamNameLoc;
573   if (!ParamName)
574     Loc = KeyLoc;
575
576   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
577   TemplateTypeParmDecl *Param
578     = TemplateTypeParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
579                                    KeyLoc, Loc, Depth, Position, ParamName,
580                                    Typename, IsParameterPack);
581   Param->setAccess(AS_public);
582
583   if (ParamName) {
584     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, ParamNameLoc, ParamName);
585
586     // Add the template parameter into the current scope.
587     S->AddDecl(Param);
588     IdResolver.AddDecl(Param);
589   }
590
591   // C++0x [temp.param]p9:
592   //   A default template-argument may be specified for any kind of
593   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
594   if (DefaultArg && IsParameterPack) {
595     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
596     DefaultArg = nullptr;
597   }
598
599   // Handle the default argument, if provided.
600   if (DefaultArg) {
601     TypeSourceInfo *DefaultTInfo;
602     GetTypeFromParser(DefaultArg, &DefaultTInfo);
603
604     assert(DefaultTInfo && "expected source information for type");
605
606     // Check for unexpanded parameter packs.
607     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Loc, DefaultTInfo,
608                                         UPPC_DefaultArgument))
609       return Param;
610
611     // Check the template argument itself.
612     if (CheckTemplateArgument(Param, DefaultTInfo)) {
613       Param->setInvalidDecl();
614       return Param;
615     }
616
617     Param->setDefaultArgument(DefaultTInfo);
618   }
619
620   return Param;
621 }
622
623 /// \brief Check that the type of a non-type template parameter is
624 /// well-formed.
625 ///
626 /// \returns the (possibly-promoted) parameter type if valid;
627 /// otherwise, produces a diagnostic and returns a NULL type.
628 QualType
629 Sema::CheckNonTypeTemplateParameterType(QualType T, SourceLocation Loc) {
630   // We don't allow variably-modified types as the type of non-type template
631   // parameters.
632   if (T->isVariablyModifiedType()) {
633     Diag(Loc, diag::err_variably_modified_nontype_template_param)
634       << T;
635     return QualType();
636   }
637
638   // C++ [temp.param]p4:
639   //
640   // A non-type template-parameter shall have one of the following
641   // (optionally cv-qualified) types:
642   //
643   //       -- integral or enumeration type,
644   if (T->isIntegralOrEnumerationType() ||
645       //   -- pointer to object or pointer to function,
646       T->isPointerType() ||
647       //   -- reference to object or reference to function,
648       T->isReferenceType() ||
649       //   -- pointer to member,
650       T->isMemberPointerType() ||
651       //   -- std::nullptr_t.
652       T->isNullPtrType() ||
653       // If T is a dependent type, we can't do the check now, so we
654       // assume that it is well-formed.
655       T->isDependentType()) {
656     // C++ [temp.param]p5: The top-level cv-qualifiers on the template-parameter
657     // are ignored when determining its type.
658     return T.getUnqualifiedType();
659   }
660
661   // C++ [temp.param]p8:
662   //
663   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
664   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
665   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
666   else if (T->isArrayType() || T->isFunctionType())
667     return Context.getDecayedType(T);
668
669   Diag(Loc, diag::err_template_nontype_parm_bad_type)
670     << T;
671
672   return QualType();
673 }
674
675 Decl *Sema::ActOnNonTypeTemplateParameter(Scope *S, Declarator &D,
676                                           unsigned Depth,
677                                           unsigned Position,
678                                           SourceLocation EqualLoc,
679                                           Expr *Default) {
680   TypeSourceInfo *TInfo = GetTypeForDeclarator(D, S);
681   QualType T = TInfo->getType();
682
683   assert(S->isTemplateParamScope() &&
684          "Non-type template parameter not in template parameter scope!");
685   bool Invalid = false;
686
687   T = CheckNonTypeTemplateParameterType(T, D.getIdentifierLoc());
688   if (T.isNull()) {
689     T = Context.IntTy; // Recover with an 'int' type.
690     Invalid = true;
691   }
692
693   IdentifierInfo *ParamName = D.getIdentifier();
694   bool IsParameterPack = D.hasEllipsis();
695   NonTypeTemplateParmDecl *Param
696     = NonTypeTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
697                                       D.getLocStart(),
698                                       D.getIdentifierLoc(),
699                                       Depth, Position, ParamName, T,
700                                       IsParameterPack, TInfo);
701   Param->setAccess(AS_public);
702
703   if (Invalid)
704     Param->setInvalidDecl();
705
706   if (ParamName) {
707     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, D.getIdentifierLoc(),
708                                          ParamName);
709
710     // Add the template parameter into the current scope.
711     S->AddDecl(Param);
712     IdResolver.AddDecl(Param);
713   }
714
715   // C++0x [temp.param]p9:
716   //   A default template-argument may be specified for any kind of
717   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
718   if (Default && IsParameterPack) {
719     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
720     Default = nullptr;
721   }
722
723   // Check the well-formedness of the default template argument, if provided.
724   if (Default) {
725     // Check for unexpanded parameter packs.
726     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(Default, UPPC_DefaultArgument))
727       return Param;
728
729     TemplateArgument Converted;
730     ExprResult DefaultRes =
731         CheckTemplateArgument(Param, Param->getType(), Default, Converted);
732     if (DefaultRes.isInvalid()) {
733       Param->setInvalidDecl();
734       return Param;
735     }
736     Default = DefaultRes.get();
737
738     Param->setDefaultArgument(Default);
739   }
740
741   return Param;
742 }
743
744 /// ActOnTemplateTemplateParameter - Called when a C++ template template
745 /// parameter (e.g. T in template <template \<typename> class T> class array)
746 /// has been parsed. S is the current scope.
747 Decl *Sema::ActOnTemplateTemplateParameter(Scope* S,
748                                            SourceLocation TmpLoc,
749                                            TemplateParameterList *Params,
750                                            SourceLocation EllipsisLoc,
751                                            IdentifierInfo *Name,
752                                            SourceLocation NameLoc,
753                                            unsigned Depth,
754                                            unsigned Position,
755                                            SourceLocation EqualLoc,
756                                            ParsedTemplateArgument Default) {
757   assert(S->isTemplateParamScope() &&
758          "Template template parameter not in template parameter scope!");
759
760   // Construct the parameter object.
761   bool IsParameterPack = EllipsisLoc.isValid();
762   TemplateTemplateParmDecl *Param =
763     TemplateTemplateParmDecl::Create(Context, Context.getTranslationUnitDecl(),
764                                      NameLoc.isInvalid()? TmpLoc : NameLoc,
765                                      Depth, Position, IsParameterPack,
766                                      Name, Params);
767   Param->setAccess(AS_public);
768   
769   // If the template template parameter has a name, then link the identifier
770   // into the scope and lookup mechanisms.
771   if (Name) {
772     maybeDiagnoseTemplateParameterShadow(*this, S, NameLoc, Name);
773
774     S->AddDecl(Param);
775     IdResolver.AddDecl(Param);
776   }
777
778   if (Params->size() == 0) {
779     Diag(Param->getLocation(), diag::err_template_template_parm_no_parms)
780     << SourceRange(Params->getLAngleLoc(), Params->getRAngleLoc());
781     Param->setInvalidDecl();
782   }
783
784   // C++0x [temp.param]p9:
785   //   A default template-argument may be specified for any kind of
786   //   template-parameter that is not a template parameter pack.
787   if (IsParameterPack && !Default.isInvalid()) {
788     Diag(EqualLoc, diag::err_template_param_pack_default_arg);
789     Default = ParsedTemplateArgument();
790   }
791
792   if (!Default.isInvalid()) {
793     // Check only that we have a template template argument. We don't want to
794     // try to check well-formedness now, because our template template parameter
795     // might have dependent types in its template parameters, which we wouldn't
796     // be able to match now.
797     //
798     // If none of the template template parameter's template arguments mention
799     // other template parameters, we could actually perform more checking here.
800     // However, it isn't worth doing.
801     TemplateArgumentLoc DefaultArg = translateTemplateArgument(*this, Default);
802     if (DefaultArg.getArgument().getAsTemplate().isNull()) {
803       Diag(DefaultArg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_valid_template)
804         << DefaultArg.getSourceRange();
805       return Param;
806     }
807
808     // Check for unexpanded parameter packs.
809     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(DefaultArg.getLocation(),
810                                         DefaultArg.getArgument().getAsTemplate(),
811                                         UPPC_DefaultArgument))
812       return Param;
813
814     Param->setDefaultArgument(Context, DefaultArg);
815   }
816
817   return Param;
818 }
819
820 /// ActOnTemplateParameterList - Builds a TemplateParameterList, optionally
821 /// constrained by RequiresClause, that contains the template parameters in
822 /// Params.
823 TemplateParameterList *
824 Sema::ActOnTemplateParameterList(unsigned Depth,
825                                  SourceLocation ExportLoc,
826                                  SourceLocation TemplateLoc,
827                                  SourceLocation LAngleLoc,
828                                  ArrayRef<Decl *> Params,
829                                  SourceLocation RAngleLoc,
830                                  Expr *RequiresClause) {
831   if (ExportLoc.isValid())
832     Diag(ExportLoc, diag::warn_template_export_unsupported);
833
834   // FIXME: store RequiresClause
835   return TemplateParameterList::Create(
836       Context, TemplateLoc, LAngleLoc,
837       llvm::makeArrayRef((NamedDecl *const *)Params.data(), Params.size()),
838       RAngleLoc);
839 }
840
841 static void SetNestedNameSpecifier(TagDecl *T, const CXXScopeSpec &SS) {
842   if (SS.isSet())
843     T->setQualifierInfo(SS.getWithLocInContext(T->getASTContext()));
844 }
845
846 DeclResult
847 Sema::CheckClassTemplate(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
848                          SourceLocation KWLoc, CXXScopeSpec &SS,
849                          IdentifierInfo *Name, SourceLocation NameLoc,
850                          AttributeList *Attr,
851                          TemplateParameterList *TemplateParams,
852                          AccessSpecifier AS, SourceLocation ModulePrivateLoc,
853                          SourceLocation FriendLoc,
854                          unsigned NumOuterTemplateParamLists,
855                          TemplateParameterList** OuterTemplateParamLists,
856                          SkipBodyInfo *SkipBody) {
857   assert(TemplateParams && TemplateParams->size() > 0 &&
858          "No template parameters");
859   assert(TUK != TUK_Reference && "Can only declare or define class templates");
860   bool Invalid = false;
861
862   // Check that we can declare a template here.
863   if (CheckTemplateDeclScope(S, TemplateParams))
864     return true;
865
866   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
867   assert(Kind != TTK_Enum && "can't build template of enumerated type");
868
869   // There is no such thing as an unnamed class template.
870   if (!Name) {
871     Diag(KWLoc, diag::err_template_unnamed_class);
872     return true;
873   }
874
875   // Find any previous declaration with this name. For a friend with no
876   // scope explicitly specified, we only look for tag declarations (per
877   // C++11 [basic.lookup.elab]p2).
878   DeclContext *SemanticContext;
879   LookupResult Previous(*this, Name, NameLoc,
880                         (SS.isEmpty() && TUK == TUK_Friend)
881                           ? LookupTagName : LookupOrdinaryName,
882                         ForRedeclaration);
883   if (SS.isNotEmpty() && !SS.isInvalid()) {
884     SemanticContext = computeDeclContext(SS, true);
885     if (!SemanticContext) {
886       // FIXME: Horrible, horrible hack! We can't currently represent this
887       // in the AST, and historically we have just ignored such friend
888       // class templates, so don't complain here.
889       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend
890                         ? diag::warn_template_qualified_friend_ignored
891                         : diag::err_template_qualified_declarator_no_match)
892           << SS.getScopeRep() << SS.getRange();
893       return TUK != TUK_Friend;
894     }
895
896     if (RequireCompleteDeclContext(SS, SemanticContext))
897       return true;
898
899     // If we're adding a template to a dependent context, we may need to 
900     // rebuilding some of the types used within the template parameter list, 
901     // now that we know what the current instantiation is.
902     if (SemanticContext->isDependentContext()) {
903       ContextRAII SavedContext(*this, SemanticContext);
904       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(TemplateParams))
905         Invalid = true;
906     } else if (TUK != TUK_Friend && TUK != TUK_Reference)
907       diagnoseQualifiedDeclaration(SS, SemanticContext, Name, NameLoc);
908
909     LookupQualifiedName(Previous, SemanticContext);
910   } else {
911     SemanticContext = CurContext;
912
913     // C++14 [class.mem]p14:
914     //   If T is the name of a class, then each of the following shall have a
915     //   name different from T:
916     //    -- every member template of class T
917     if (TUK != TUK_Friend &&
918         DiagnoseClassNameShadow(SemanticContext,
919                                 DeclarationNameInfo(Name, NameLoc)))
920       return true;
921
922     LookupName(Previous, S);
923   }
924
925   if (Previous.isAmbiguous())
926     return true;
927
928   NamedDecl *PrevDecl = nullptr;
929   if (Previous.begin() != Previous.end())
930     PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
931
932   // If there is a previous declaration with the same name, check
933   // whether this is a valid redeclaration.
934   ClassTemplateDecl *PrevClassTemplate
935     = dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(PrevDecl);
936
937   // We may have found the injected-class-name of a class template,
938   // class template partial specialization, or class template specialization.
939   // In these cases, grab the template that is being defined or specialized.
940   if (!PrevClassTemplate && PrevDecl && isa<CXXRecordDecl>(PrevDecl) &&
941       cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->isInjectedClassName()) {
942     PrevDecl = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl->getDeclContext());
943     PrevClassTemplate
944       = cast<CXXRecordDecl>(PrevDecl)->getDescribedClassTemplate();
945     if (!PrevClassTemplate && isa<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)) {
946       PrevClassTemplate
947         = cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(PrevDecl)
948             ->getSpecializedTemplate();
949     }
950   }
951
952   if (TUK == TUK_Friend) {
953     // C++ [namespace.memdef]p3:
954     //   [...] When looking for a prior declaration of a class or a function
955     //   declared as a friend, and when the name of the friend class or
956     //   function is neither a qualified name nor a template-id, scopes outside
957     //   the innermost enclosing namespace scope are not considered.
958     if (!SS.isSet()) {
959       DeclContext *OutermostContext = CurContext;
960       while (!OutermostContext->isFileContext())
961         OutermostContext = OutermostContext->getLookupParent();
962
963       if (PrevDecl &&
964           (OutermostContext->Equals(PrevDecl->getDeclContext()) ||
965            OutermostContext->Encloses(PrevDecl->getDeclContext()))) {
966         SemanticContext = PrevDecl->getDeclContext();
967       } else {
968         // Declarations in outer scopes don't matter. However, the outermost
969         // context we computed is the semantic context for our new
970         // declaration.
971         PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
972         SemanticContext = OutermostContext;
973
974         // Check that the chosen semantic context doesn't already contain a
975         // declaration of this name as a non-tag type.
976         Previous.clear(LookupOrdinaryName);
977         DeclContext *LookupContext = SemanticContext;
978         while (LookupContext->isTransparentContext())
979           LookupContext = LookupContext->getLookupParent();
980         LookupQualifiedName(Previous, LookupContext);
981
982         if (Previous.isAmbiguous())
983           return true;
984
985         if (Previous.begin() != Previous.end())
986           PrevDecl = (*Previous.begin())->getUnderlyingDecl();
987       }
988     }
989   } else if (PrevDecl &&
990              !isDeclInScope(Previous.getRepresentativeDecl(), SemanticContext,
991                             S, SS.isValid()))
992     PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
993
994   if (auto *Shadow = dyn_cast_or_null<UsingShadowDecl>(
995           PrevDecl ? Previous.getRepresentativeDecl() : nullptr)) {
996     if (SS.isEmpty() &&
997         !(PrevClassTemplate &&
998           PrevClassTemplate->getDeclContext()->getRedeclContext()->Equals(
999               SemanticContext->getRedeclContext()))) {
1000       Diag(KWLoc, diag::err_using_decl_conflict_reverse);
1001       Diag(Shadow->getTargetDecl()->getLocation(),
1002            diag::note_using_decl_target);
1003       Diag(Shadow->getUsingDecl()->getLocation(), diag::note_using_decl) << 0;
1004       // Recover by ignoring the old declaration.
1005       PrevDecl = PrevClassTemplate = nullptr;
1006     }
1007   }
1008
1009   if (PrevClassTemplate) {
1010     // Ensure that the template parameter lists are compatible. Skip this check
1011     // for a friend in a dependent context: the template parameter list itself
1012     // could be dependent.
1013     if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1014         !TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParams,
1015                                    PrevClassTemplate->getTemplateParameters(),
1016                                         /*Complain=*/true,
1017                                         TPL_TemplateMatch))
1018       return true;
1019
1020     // C++ [temp.class]p4:
1021     //   In a redeclaration, partial specialization, explicit
1022     //   specialization or explicit instantiation of a class template,
1023     //   the class-key shall agree in kind with the original class
1024     //   template declaration (7.1.5.3).
1025     RecordDecl *PrevRecordDecl = PrevClassTemplate->getTemplatedDecl();
1026     if (!isAcceptableTagRedeclaration(PrevRecordDecl, Kind,
1027                                       TUK == TUK_Definition,  KWLoc, Name)) {
1028       Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
1029         << Name
1030         << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc, PrevRecordDecl->getKindName());
1031       Diag(PrevRecordDecl->getLocation(), diag::note_previous_use);
1032       Kind = PrevRecordDecl->getTagKind();
1033     }
1034
1035     // Check for redefinition of this class template.
1036     if (TUK == TUK_Definition) {
1037       if (TagDecl *Def = PrevRecordDecl->getDefinition()) {
1038         // If we have a prior definition that is not visible, treat this as
1039         // simply making that previous definition visible.
1040         NamedDecl *Hidden = nullptr;
1041         if (SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
1042           SkipBody->ShouldSkip = true;
1043           auto *Tmpl = cast<CXXRecordDecl>(Hidden)->getDescribedClassTemplate();
1044           assert(Tmpl && "original definition of a class template is not a "
1045                          "class template?");
1046           makeMergedDefinitionVisible(Hidden, KWLoc);
1047           makeMergedDefinitionVisible(Tmpl, KWLoc);
1048           return Def;
1049         }
1050
1051         Diag(NameLoc, diag::err_redefinition) << Name;
1052         Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1053         // FIXME: Would it make sense to try to "forget" the previous
1054         // definition, as part of error recovery?
1055         return true;
1056       }
1057     }    
1058   } else if (PrevDecl && PrevDecl->isTemplateParameter()) {
1059     // Maybe we will complain about the shadowed template parameter.
1060     DiagnoseTemplateParameterShadow(NameLoc, PrevDecl);
1061     // Just pretend that we didn't see the previous declaration.
1062     PrevDecl = nullptr;
1063   } else if (PrevDecl) {
1064     // C++ [temp]p5:
1065     //   A class template shall not have the same name as any other
1066     //   template, class, function, object, enumeration, enumerator,
1067     //   namespace, or type in the same scope (3.3), except as specified
1068     //   in (14.5.4).
1069     Diag(NameLoc, diag::err_redefinition_different_kind) << Name;
1070     Diag(PrevDecl->getLocation(), diag::note_previous_definition);
1071     return true;
1072   }
1073
1074   // Check the template parameter list of this declaration, possibly
1075   // merging in the template parameter list from the previous class
1076   // template declaration. Skip this check for a friend in a dependent
1077   // context, because the template parameter list might be dependent.
1078   if (!(TUK == TUK_Friend && CurContext->isDependentContext()) &&
1079       CheckTemplateParameterList(
1080           TemplateParams,
1081           PrevClassTemplate ? PrevClassTemplate->getTemplateParameters()
1082                             : nullptr,
1083           (SS.isSet() && SemanticContext && SemanticContext->isRecord() &&
1084            SemanticContext->isDependentContext())
1085               ? TPC_ClassTemplateMember
1086               : TUK == TUK_Friend ? TPC_FriendClassTemplate
1087                                   : TPC_ClassTemplate))
1088     Invalid = true;
1089
1090   if (SS.isSet()) {
1091     // If the name of the template was qualified, we must be defining the
1092     // template out-of-line.
1093     if (!SS.isInvalid() && !Invalid && !PrevClassTemplate) {
1094       Diag(NameLoc, TUK == TUK_Friend ? diag::err_friend_decl_does_not_match
1095                                       : diag::err_member_decl_does_not_match)
1096         << Name << SemanticContext << /*IsDefinition*/true << SS.getRange();
1097       Invalid = true;
1098     }
1099   }
1100
1101   CXXRecordDecl *NewClass =
1102     CXXRecordDecl::Create(Context, Kind, SemanticContext, KWLoc, NameLoc, Name,
1103                           PrevClassTemplate?
1104                             PrevClassTemplate->getTemplatedDecl() : nullptr,
1105                           /*DelayTypeCreation=*/true);
1106   SetNestedNameSpecifier(NewClass, SS);
1107   if (NumOuterTemplateParamLists > 0)
1108     NewClass->setTemplateParameterListsInfo(
1109         Context, llvm::makeArrayRef(OuterTemplateParamLists,
1110                                     NumOuterTemplateParamLists));
1111
1112   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
1113   // the ASTContext lays out the structure.
1114   if (TUK == TUK_Definition) {
1115     AddAlignmentAttributesForRecord(NewClass);
1116     AddMsStructLayoutForRecord(NewClass);
1117   }
1118
1119   ClassTemplateDecl *NewTemplate
1120     = ClassTemplateDecl::Create(Context, SemanticContext, NameLoc,
1121                                 DeclarationName(Name), TemplateParams,
1122                                 NewClass, PrevClassTemplate);
1123   NewClass->setDescribedClassTemplate(NewTemplate);
1124   
1125   if (ModulePrivateLoc.isValid())
1126     NewTemplate->setModulePrivate();
1127   
1128   // Build the type for the class template declaration now.
1129   QualType T = NewTemplate->getInjectedClassNameSpecialization();
1130   T = Context.getInjectedClassNameType(NewClass, T);
1131   assert(T->isDependentType() && "Class template type is not dependent?");
1132   (void)T;
1133
1134   // If we are providing an explicit specialization of a member that is a
1135   // class template, make a note of that.
1136   if (PrevClassTemplate &&
1137       PrevClassTemplate->getInstantiatedFromMemberTemplate())
1138     PrevClassTemplate->setMemberSpecialization();
1139
1140   // Set the access specifier.
1141   if (!Invalid && TUK != TUK_Friend && NewTemplate->getDeclContext()->isRecord())
1142     SetMemberAccessSpecifier(NewTemplate, PrevClassTemplate, AS);
1143
1144   // Set the lexical context of these templates
1145   NewClass->setLexicalDeclContext(CurContext);
1146   NewTemplate->setLexicalDeclContext(CurContext);
1147
1148   if (TUK == TUK_Definition)
1149     NewClass->startDefinition();
1150
1151   if (Attr)
1152     ProcessDeclAttributeList(S, NewClass, Attr);
1153
1154   if (PrevClassTemplate)
1155     mergeDeclAttributes(NewClass, PrevClassTemplate->getTemplatedDecl());
1156
1157   AddPushedVisibilityAttribute(NewClass);
1158
1159   if (TUK != TUK_Friend) {
1160     // Per C++ [basic.scope.temp]p2, skip the template parameter scopes.
1161     Scope *Outer = S;
1162     while ((Outer->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
1163       Outer = Outer->getParent();
1164     PushOnScopeChains(NewTemplate, Outer);
1165   } else {
1166     if (PrevClassTemplate && PrevClassTemplate->getAccess() != AS_none) {
1167       NewTemplate->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1168       NewClass->setAccess(PrevClassTemplate->getAccess());
1169     }
1170
1171     NewTemplate->setObjectOfFriendDecl();
1172
1173     // Friend templates are visible in fairly strange ways.
1174     if (!CurContext->isDependentContext()) {
1175       DeclContext *DC = SemanticContext->getRedeclContext();
1176       DC->makeDeclVisibleInContext(NewTemplate);
1177       if (Scope *EnclosingScope = getScopeForDeclContext(S, DC))
1178         PushOnScopeChains(NewTemplate, EnclosingScope,
1179                           /* AddToContext = */ false);
1180     }
1181
1182     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(
1183         Context, CurContext, NewClass->getLocation(), NewTemplate, FriendLoc);
1184     Friend->setAccess(AS_public);
1185     CurContext->addDecl(Friend);
1186   }
1187
1188   if (Invalid) {
1189     NewTemplate->setInvalidDecl();
1190     NewClass->setInvalidDecl();
1191   }
1192
1193   ActOnDocumentableDecl(NewTemplate);
1194
1195   return NewTemplate;
1196 }
1197
1198 /// \brief Diagnose the presence of a default template argument on a
1199 /// template parameter, which is ill-formed in certain contexts.
1200 ///
1201 /// \returns true if the default template argument should be dropped.
1202 static bool DiagnoseDefaultTemplateArgument(Sema &S,
1203                                             Sema::TemplateParamListContext TPC,
1204                                             SourceLocation ParamLoc,
1205                                             SourceRange DefArgRange) {
1206   switch (TPC) {
1207   case Sema::TPC_ClassTemplate:
1208   case Sema::TPC_VarTemplate:
1209   case Sema::TPC_TypeAliasTemplate:
1210     return false;
1211
1212   case Sema::TPC_FunctionTemplate:
1213   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplateDefinition:
1214     // C++ [temp.param]p9:
1215     //   A default template-argument shall not be specified in a
1216     //   function template declaration or a function template
1217     //   definition [...]
1218     //   If a friend function template declaration specifies a default 
1219     //   template-argument, that declaration shall be a definition and shall be
1220     //   the only declaration of the function template in the translation unit.
1221     // (C++98/03 doesn't have this wording; see DR226).
1222     S.Diag(ParamLoc, S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
1223          diag::warn_cxx98_compat_template_parameter_default_in_function_template
1224            : diag::ext_template_parameter_default_in_function_template)
1225       << DefArgRange;
1226     return false;
1227
1228   case Sema::TPC_ClassTemplateMember:
1229     // C++0x [temp.param]p9:
1230     //   A default template-argument shall not be specified in the
1231     //   template-parameter-lists of the definition of a member of a
1232     //   class template that appears outside of the member's class.
1233     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_template_member)
1234       << DefArgRange;
1235     return true;
1236
1237   case Sema::TPC_FriendClassTemplate:
1238   case Sema::TPC_FriendFunctionTemplate:
1239     // C++ [temp.param]p9:
1240     //   A default template-argument shall not be specified in a
1241     //   friend template declaration.
1242     S.Diag(ParamLoc, diag::err_template_parameter_default_friend_template)
1243       << DefArgRange;
1244     return true;
1245
1246     // FIXME: C++0x [temp.param]p9 allows default template-arguments
1247     // for friend function templates if there is only a single
1248     // declaration (and it is a definition). Strange!
1249   }
1250
1251   llvm_unreachable("Invalid TemplateParamListContext!");
1252 }
1253
1254 /// \brief Check for unexpanded parameter packs within the template parameters
1255 /// of a template template parameter, recursively.
1256 static bool DiagnoseUnexpandedParameterPacks(Sema &S,
1257                                              TemplateTemplateParmDecl *TTP) {
1258   // A template template parameter which is a parameter pack is also a pack
1259   // expansion.
1260   if (TTP->isParameterPack())
1261     return false;
1262
1263   TemplateParameterList *Params = TTP->getTemplateParameters();
1264   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
1265     NamedDecl *P = Params->getParam(I);
1266     if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(P)) {
1267       if (!NTTP->isParameterPack() &&
1268           S.DiagnoseUnexpandedParameterPack(NTTP->getLocation(),
1269                                             NTTP->getTypeSourceInfo(),
1270                                       Sema::UPPC_NonTypeTemplateParameterType))
1271         return true;
1272
1273       continue;
1274     }
1275
1276     if (TemplateTemplateParmDecl *InnerTTP
1277                                         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(P))
1278       if (DiagnoseUnexpandedParameterPacks(S, InnerTTP))
1279         return true;
1280   }
1281
1282   return false;
1283 }
1284
1285 /// \brief Checks the validity of a template parameter list, possibly
1286 /// considering the template parameter list from a previous
1287 /// declaration.
1288 ///
1289 /// If an "old" template parameter list is provided, it must be
1290 /// equivalent (per TemplateParameterListsAreEqual) to the "new"
1291 /// template parameter list.
1292 ///
1293 /// \param NewParams Template parameter list for a new template
1294 /// declaration. This template parameter list will be updated with any
1295 /// default arguments that are carried through from the previous
1296 /// template parameter list.
1297 ///
1298 /// \param OldParams If provided, template parameter list from a
1299 /// previous declaration of the same template. Default template
1300 /// arguments will be merged from the old template parameter list to
1301 /// the new template parameter list.
1302 ///
1303 /// \param TPC Describes the context in which we are checking the given
1304 /// template parameter list.
1305 ///
1306 /// \returns true if an error occurred, false otherwise.
1307 bool Sema::CheckTemplateParameterList(TemplateParameterList *NewParams,
1308                                       TemplateParameterList *OldParams,
1309                                       TemplateParamListContext TPC) {
1310   bool Invalid = false;
1311
1312   // C++ [temp.param]p10:
1313   //   The set of default template-arguments available for use with a
1314   //   template declaration or definition is obtained by merging the
1315   //   default arguments from the definition (if in scope) and all
1316   //   declarations in scope in the same way default function
1317   //   arguments are (8.3.6).
1318   bool SawDefaultArgument = false;
1319   SourceLocation PreviousDefaultArgLoc;
1320
1321   // Dummy initialization to avoid warnings.
1322   TemplateParameterList::iterator OldParam = NewParams->end();
1323   if (OldParams)
1324     OldParam = OldParams->begin();
1325
1326   bool RemoveDefaultArguments = false;
1327   for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
1328                                     NewParamEnd = NewParams->end();
1329        NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
1330     // Variables used to diagnose redundant default arguments
1331     bool RedundantDefaultArg = false;
1332     SourceLocation OldDefaultLoc;
1333     SourceLocation NewDefaultLoc;
1334
1335     // Variable used to diagnose missing default arguments
1336     bool MissingDefaultArg = false;
1337
1338     // Variable used to diagnose non-final parameter packs
1339     bool SawParameterPack = false;
1340
1341     if (TemplateTypeParmDecl *NewTypeParm
1342           = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam)) {
1343       // Check the presence of a default argument here.
1344       if (NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
1345           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
1346                                           NewTypeParm->getLocation(),
1347                NewTypeParm->getDefaultArgumentInfo()->getTypeLoc()
1348                                                        .getSourceRange()))
1349         NewTypeParm->removeDefaultArgument();
1350
1351       // Merge default arguments for template type parameters.
1352       TemplateTypeParmDecl *OldTypeParm
1353           = OldParams? cast<TemplateTypeParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
1354       if (NewTypeParm->isParameterPack()) {
1355         assert(!NewTypeParm->hasDefaultArgument() &&
1356                "Parameter packs can't have a default argument!");
1357         SawParameterPack = true;
1358       } else if (OldTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldTypeParm) &&
1359                  NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1360         OldDefaultLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1361         NewDefaultLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1362         SawDefaultArgument = true;
1363         RedundantDefaultArg = true;
1364         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
1365       } else if (OldTypeParm && OldTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1366         // Merge the default argument from the old declaration to the
1367         // new declaration.
1368         NewTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTypeParm);
1369         PreviousDefaultArgLoc = OldTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1370       } else if (NewTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1371         SawDefaultArgument = true;
1372         PreviousDefaultArgLoc = NewTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1373       } else if (SawDefaultArgument)
1374         MissingDefaultArg = true;
1375     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NewNonTypeParm
1376                = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam)) {
1377       // Check for unexpanded parameter packs.
1378       if (!NewNonTypeParm->isParameterPack() &&
1379           DiagnoseUnexpandedParameterPack(NewNonTypeParm->getLocation(),
1380                                           NewNonTypeParm->getTypeSourceInfo(),
1381                                           UPPC_NonTypeTemplateParameterType)) {
1382         Invalid = true;
1383         continue;
1384       }
1385
1386       // Check the presence of a default argument here.
1387       if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
1388           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
1389                                           NewNonTypeParm->getLocation(),
1390                     NewNonTypeParm->getDefaultArgument()->getSourceRange())) {
1391         NewNonTypeParm->removeDefaultArgument();
1392       }
1393
1394       // Merge default arguments for non-type template parameters
1395       NonTypeTemplateParmDecl *OldNonTypeParm
1396         = OldParams? cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
1397       if (NewNonTypeParm->isParameterPack()) {
1398         assert(!NewNonTypeParm->hasDefaultArgument() &&
1399                "Parameter packs can't have a default argument!");
1400         if (!NewNonTypeParm->isPackExpansion())
1401           SawParameterPack = true;
1402       } else if (OldNonTypeParm && hasVisibleDefaultArgument(OldNonTypeParm) &&
1403                  NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1404         OldDefaultLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1405         NewDefaultLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1406         SawDefaultArgument = true;
1407         RedundantDefaultArg = true;
1408         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
1409       } else if (OldNonTypeParm && OldNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1410         // Merge the default argument from the old declaration to the
1411         // new declaration.
1412         NewNonTypeParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldNonTypeParm);
1413         PreviousDefaultArgLoc = OldNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1414       } else if (NewNonTypeParm->hasDefaultArgument()) {
1415         SawDefaultArgument = true;
1416         PreviousDefaultArgLoc = NewNonTypeParm->getDefaultArgumentLoc();
1417       } else if (SawDefaultArgument)
1418         MissingDefaultArg = true;
1419     } else {
1420       TemplateTemplateParmDecl *NewTemplateParm
1421         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam);
1422
1423       // Check for unexpanded parameter packs, recursively.
1424       if (::DiagnoseUnexpandedParameterPacks(*this, NewTemplateParm)) {
1425         Invalid = true;
1426         continue;
1427       }
1428
1429       // Check the presence of a default argument here.
1430       if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
1431           DiagnoseDefaultTemplateArgument(*this, TPC,
1432                                           NewTemplateParm->getLocation(),
1433                      NewTemplateParm->getDefaultArgument().getSourceRange()))
1434         NewTemplateParm->removeDefaultArgument();
1435
1436       // Merge default arguments for template template parameters
1437       TemplateTemplateParmDecl *OldTemplateParm
1438         = OldParams? cast<TemplateTemplateParmDecl>(*OldParam) : nullptr;
1439       if (NewTemplateParm->isParameterPack()) {
1440         assert(!NewTemplateParm->hasDefaultArgument() &&
1441                "Parameter packs can't have a default argument!");
1442         if (!NewTemplateParm->isPackExpansion())
1443           SawParameterPack = true;
1444       } else if (OldTemplateParm &&
1445                  hasVisibleDefaultArgument(OldTemplateParm) &&
1446                  NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
1447         OldDefaultLoc = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
1448         NewDefaultLoc = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
1449         SawDefaultArgument = true;
1450         RedundantDefaultArg = true;
1451         PreviousDefaultArgLoc = NewDefaultLoc;
1452       } else if (OldTemplateParm && OldTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
1453         // Merge the default argument from the old declaration to the
1454         // new declaration.
1455         NewTemplateParm->setInheritedDefaultArgument(Context, OldTemplateParm);
1456         PreviousDefaultArgLoc
1457           = OldTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
1458       } else if (NewTemplateParm->hasDefaultArgument()) {
1459         SawDefaultArgument = true;
1460         PreviousDefaultArgLoc
1461           = NewTemplateParm->getDefaultArgument().getLocation();
1462       } else if (SawDefaultArgument)
1463         MissingDefaultArg = true;
1464     }
1465
1466     // C++11 [temp.param]p11:
1467     //   If a template parameter of a primary class template or alias template
1468     //   is a template parameter pack, it shall be the last template parameter.
1469     if (SawParameterPack && (NewParam + 1) != NewParamEnd &&
1470         (TPC == TPC_ClassTemplate || TPC == TPC_VarTemplate ||
1471          TPC == TPC_TypeAliasTemplate)) {
1472       Diag((*NewParam)->getLocation(),
1473            diag::err_template_param_pack_must_be_last_template_parameter);
1474       Invalid = true;
1475     }
1476
1477     if (RedundantDefaultArg) {
1478       // C++ [temp.param]p12:
1479       //   A template-parameter shall not be given default arguments
1480       //   by two different declarations in the same scope.
1481       Diag(NewDefaultLoc, diag::err_template_param_default_arg_redefinition);
1482       Diag(OldDefaultLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
1483       Invalid = true;
1484     } else if (MissingDefaultArg && TPC != TPC_FunctionTemplate) {
1485       // C++ [temp.param]p11:
1486       //   If a template-parameter of a class template has a default
1487       //   template-argument, each subsequent template-parameter shall either
1488       //   have a default template-argument supplied or be a template parameter
1489       //   pack.
1490       Diag((*NewParam)->getLocation(),
1491            diag::err_template_param_default_arg_missing);
1492       Diag(PreviousDefaultArgLoc, diag::note_template_param_prev_default_arg);
1493       Invalid = true;
1494       RemoveDefaultArguments = true;
1495     }
1496
1497     // If we have an old template parameter list that we're merging
1498     // in, move on to the next parameter.
1499     if (OldParams)
1500       ++OldParam;
1501   }
1502
1503   // We were missing some default arguments at the end of the list, so remove
1504   // all of the default arguments.
1505   if (RemoveDefaultArguments) {
1506     for (TemplateParameterList::iterator NewParam = NewParams->begin(),
1507                                       NewParamEnd = NewParams->end();
1508          NewParam != NewParamEnd; ++NewParam) {
1509       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*NewParam))
1510         TTP->removeDefaultArgument();
1511       else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
1512                                 = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*NewParam))
1513         NTTP->removeDefaultArgument();
1514       else
1515         cast<TemplateTemplateParmDecl>(*NewParam)->removeDefaultArgument();
1516     }
1517   }
1518
1519   return Invalid;
1520 }
1521
1522 namespace {
1523
1524 /// A class which looks for a use of a certain level of template
1525 /// parameter.
1526 struct DependencyChecker : RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> {
1527   typedef RecursiveASTVisitor<DependencyChecker> super;
1528
1529   unsigned Depth;
1530   bool Match;
1531   SourceLocation MatchLoc;
1532
1533   DependencyChecker(unsigned Depth) : Depth(Depth), Match(false) {}
1534
1535   DependencyChecker(TemplateParameterList *Params) : Match(false) {
1536     NamedDecl *ND = Params->getParam(0);
1537     if (TemplateTypeParmDecl *PD = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(ND)) {
1538       Depth = PD->getDepth();
1539     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
1540                  dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(ND)) {
1541       Depth = PD->getDepth();
1542     } else {
1543       Depth = cast<TemplateTemplateParmDecl>(ND)->getDepth();
1544     }
1545   }
1546
1547   bool Matches(unsigned ParmDepth, SourceLocation Loc = SourceLocation()) {
1548     if (ParmDepth >= Depth) {
1549       Match = true;
1550       MatchLoc = Loc;
1551       return true;
1552     }
1553     return false;
1554   }
1555
1556   bool VisitTemplateTypeParmTypeLoc(TemplateTypeParmTypeLoc TL) {
1557     return !Matches(TL.getTypePtr()->getDepth(), TL.getNameLoc());
1558   }
1559
1560   bool VisitTemplateTypeParmType(const TemplateTypeParmType *T) {
1561     return !Matches(T->getDepth());
1562   }
1563
1564   bool TraverseTemplateName(TemplateName N) {
1565     if (TemplateTemplateParmDecl *PD =
1566           dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(N.getAsTemplateDecl()))
1567       if (Matches(PD->getDepth()))
1568         return false;
1569     return super::TraverseTemplateName(N);
1570   }
1571
1572   bool VisitDeclRefExpr(DeclRefExpr *E) {
1573     if (NonTypeTemplateParmDecl *PD =
1574           dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(E->getDecl()))
1575       if (Matches(PD->getDepth(), E->getExprLoc()))
1576         return false;
1577     return super::VisitDeclRefExpr(E);
1578   }
1579
1580   bool VisitSubstTemplateTypeParmType(const SubstTemplateTypeParmType *T) {
1581     return TraverseType(T->getReplacementType());
1582   }
1583
1584   bool
1585   VisitSubstTemplateTypeParmPackType(const SubstTemplateTypeParmPackType *T) {
1586     return TraverseTemplateArgument(T->getArgumentPack());
1587   }
1588
1589   bool TraverseInjectedClassNameType(const InjectedClassNameType *T) {
1590     return TraverseType(T->getInjectedSpecializationType());
1591   }
1592 };
1593 } // end anonymous namespace
1594
1595 /// Determines whether a given type depends on the given parameter
1596 /// list.
1597 static bool
1598 DependsOnTemplateParameters(QualType T, TemplateParameterList *Params) {
1599   DependencyChecker Checker(Params);
1600   Checker.TraverseType(T);
1601   return Checker.Match;
1602 }
1603
1604 // Find the source range corresponding to the named type in the given
1605 // nested-name-specifier, if any.
1606 static SourceRange getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(ASTContext &Context,
1607                                                        QualType T,
1608                                                        const CXXScopeSpec &SS) {
1609   NestedNameSpecifierLoc NNSLoc(SS.getScopeRep(), SS.location_data());
1610   while (NestedNameSpecifier *NNS = NNSLoc.getNestedNameSpecifier()) {
1611     if (const Type *CurType = NNS->getAsType()) {
1612       if (Context.hasSameUnqualifiedType(T, QualType(CurType, 0)))
1613         return NNSLoc.getTypeLoc().getSourceRange();
1614     } else
1615       break;
1616     
1617     NNSLoc = NNSLoc.getPrefix();
1618   }
1619   
1620   return SourceRange();
1621 }
1622
1623 /// \brief Match the given template parameter lists to the given scope
1624 /// specifier, returning the template parameter list that applies to the
1625 /// name.
1626 ///
1627 /// \param DeclStartLoc the start of the declaration that has a scope
1628 /// specifier or a template parameter list.
1629 ///
1630 /// \param DeclLoc The location of the declaration itself.
1631 ///
1632 /// \param SS the scope specifier that will be matched to the given template
1633 /// parameter lists. This scope specifier precedes a qualified name that is
1634 /// being declared.
1635 ///
1636 /// \param TemplateId The template-id following the scope specifier, if there
1637 /// is one. Used to check for a missing 'template<>'.
1638 ///
1639 /// \param ParamLists the template parameter lists, from the outermost to the
1640 /// innermost template parameter lists.
1641 ///
1642 /// \param IsFriend Whether to apply the slightly different rules for
1643 /// matching template parameters to scope specifiers in friend
1644 /// declarations.
1645 ///
1646 /// \param IsExplicitSpecialization will be set true if the entity being
1647 /// declared is an explicit specialization, false otherwise.
1648 ///
1649 /// \returns the template parameter list, if any, that corresponds to the
1650 /// name that is preceded by the scope specifier @p SS. This template
1651 /// parameter list may have template parameters (if we're declaring a
1652 /// template) or may have no template parameters (if we're declaring a
1653 /// template specialization), or may be NULL (if what we're declaring isn't
1654 /// itself a template).
1655 TemplateParameterList *Sema::MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
1656     SourceLocation DeclStartLoc, SourceLocation DeclLoc, const CXXScopeSpec &SS,
1657     TemplateIdAnnotation *TemplateId,
1658     ArrayRef<TemplateParameterList *> ParamLists, bool IsFriend,
1659     bool &IsExplicitSpecialization, bool &Invalid) {
1660   IsExplicitSpecialization = false;
1661   Invalid = false;
1662   
1663   // The sequence of nested types to which we will match up the template
1664   // parameter lists. We first build this list by starting with the type named
1665   // by the nested-name-specifier and walking out until we run out of types.
1666   SmallVector<QualType, 4> NestedTypes;
1667   QualType T;
1668   if (SS.getScopeRep()) {
1669     if (CXXRecordDecl *Record 
1670               = dyn_cast_or_null<CXXRecordDecl>(computeDeclContext(SS, true)))
1671       T = Context.getTypeDeclType(Record);
1672     else
1673       T = QualType(SS.getScopeRep()->getAsType(), 0);
1674   }
1675   
1676   // If we found an explicit specialization that prevents us from needing
1677   // 'template<>' headers, this will be set to the location of that
1678   // explicit specialization.
1679   SourceLocation ExplicitSpecLoc;
1680   
1681   while (!T.isNull()) {
1682     NestedTypes.push_back(T);
1683     
1684     // Retrieve the parent of a record type.
1685     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
1686       // If this type is an explicit specialization, we're done.
1687       if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
1688           = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
1689         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Spec) && 
1690             Spec->getSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
1691           ExplicitSpecLoc = Spec->getLocation();
1692           break;
1693         }
1694       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()
1695                                                 == TSK_ExplicitSpecialization) {
1696         ExplicitSpecLoc = Record->getLocation();
1697         break;
1698       }
1699       
1700       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Record->getParent()))
1701         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
1702       else
1703         T = QualType();
1704       continue;
1705     } 
1706     
1707     if (const TemplateSpecializationType *TST
1708                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
1709       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
1710         if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Template->getDeclContext()))
1711           T = Context.getTypeDeclType(Parent);
1712         else
1713           T = QualType();
1714         continue;        
1715       }
1716     }
1717     
1718     // Look one step prior in a dependent template specialization type.
1719     if (const DependentTemplateSpecializationType *DependentTST
1720                           = T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
1721       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentTST->getQualifier())
1722         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
1723       else
1724         T = QualType();
1725       continue;
1726     }
1727     
1728     // Look one step prior in a dependent name type.
1729     if (const DependentNameType *DependentName = T->getAs<DependentNameType>()){
1730       if (NestedNameSpecifier *NNS = DependentName->getQualifier())
1731         T = QualType(NNS->getAsType(), 0);
1732       else
1733         T = QualType();
1734       continue;
1735     }
1736     
1737     // Retrieve the parent of an enumeration type.
1738     if (const EnumType *EnumT = T->getAs<EnumType>()) {
1739       // FIXME: Forward-declared enums require a TSK_ExplicitSpecialization
1740       // check here.
1741       EnumDecl *Enum = EnumT->getDecl();
1742       
1743       // Get to the parent type.
1744       if (TypeDecl *Parent = dyn_cast<TypeDecl>(Enum->getParent()))
1745         T = Context.getTypeDeclType(Parent);
1746       else
1747         T = QualType();      
1748       continue;
1749     }
1750
1751     T = QualType();
1752   }
1753   // Reverse the nested types list, since we want to traverse from the outermost
1754   // to the innermost while checking template-parameter-lists.
1755   std::reverse(NestedTypes.begin(), NestedTypes.end());
1756
1757   // C++0x [temp.expl.spec]p17:
1758   //   A member or a member template may be nested within many
1759   //   enclosing class templates. In an explicit specialization for
1760   //   such a member, the member declaration shall be preceded by a
1761   //   template<> for each enclosing class template that is
1762   //   explicitly specialized.
1763   bool SawNonEmptyTemplateParameterList = false;
1764
1765   auto CheckExplicitSpecialization = [&](SourceRange Range, bool Recovery) {
1766     if (SawNonEmptyTemplateParameterList) {
1767       Diag(DeclLoc, diag::err_specialize_member_of_template)
1768         << !Recovery << Range;
1769       Invalid = true;
1770       IsExplicitSpecialization = false;
1771       return true;
1772     }
1773
1774     return false;
1775   };
1776
1777   auto DiagnoseMissingExplicitSpecialization = [&] (SourceRange Range) {
1778     // Check that we can have an explicit specialization here.
1779     if (CheckExplicitSpecialization(Range, true))
1780       return true;
1781
1782     // We don't have a template header, but we should.
1783     SourceLocation ExpectedTemplateLoc;
1784     if (!ParamLists.empty())
1785       ExpectedTemplateLoc = ParamLists[0]->getTemplateLoc();
1786     else
1787       ExpectedTemplateLoc = DeclStartLoc;
1788
1789     Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_header)
1790       << Range
1791       << FixItHint::CreateInsertion(ExpectedTemplateLoc, "template<> ");
1792     return false;
1793   };
1794
1795   unsigned ParamIdx = 0;
1796   for (unsigned TypeIdx = 0, NumTypes = NestedTypes.size(); TypeIdx != NumTypes;
1797        ++TypeIdx) {
1798     T = NestedTypes[TypeIdx];
1799     
1800     // Whether we expect a 'template<>' header.
1801     bool NeedEmptyTemplateHeader = false;
1802
1803     // Whether we expect a template header with parameters.
1804     bool NeedNonemptyTemplateHeader = false;
1805     
1806     // For a dependent type, the set of template parameters that we
1807     // expect to see.
1808     TemplateParameterList *ExpectedTemplateParams = nullptr;
1809
1810     // C++0x [temp.expl.spec]p15:
1811     //   A member or a member template may be nested within many enclosing 
1812     //   class templates. In an explicit specialization for such a member, the 
1813     //   member declaration shall be preceded by a template<> for each 
1814     //   enclosing class template that is explicitly specialized.
1815     if (CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
1816       if (ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
1817             = dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record)) {
1818         ExpectedTemplateParams = Partial->getTemplateParameters();
1819         NeedNonemptyTemplateHeader = true;
1820       } else if (Record->isDependentType()) {
1821         if (Record->getDescribedClassTemplate()) {
1822           ExpectedTemplateParams = Record->getDescribedClassTemplate()
1823                                                       ->getTemplateParameters();
1824           NeedNonemptyTemplateHeader = true;
1825         }
1826       } else if (ClassTemplateSpecializationDecl *Spec
1827                      = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(Record)) {
1828         // C++0x [temp.expl.spec]p4:
1829         //   Members of an explicitly specialized class template are defined
1830         //   in the same manner as members of normal classes, and not using 
1831         //   the template<> syntax. 
1832         if (Spec->getSpecializationKind() != TSK_ExplicitSpecialization)
1833           NeedEmptyTemplateHeader = true;
1834         else
1835           continue;
1836       } else if (Record->getTemplateSpecializationKind()) {
1837         if (Record->getTemplateSpecializationKind() 
1838                                                 != TSK_ExplicitSpecialization &&
1839             TypeIdx == NumTypes - 1)
1840           IsExplicitSpecialization = true;
1841         
1842         continue;
1843       }
1844     } else if (const TemplateSpecializationType *TST
1845                                      = T->getAs<TemplateSpecializationType>()) {
1846       if (TemplateDecl *Template = TST->getTemplateName().getAsTemplateDecl()) {
1847         ExpectedTemplateParams = Template->getTemplateParameters();
1848         NeedNonemptyTemplateHeader = true;        
1849       }
1850     } else if (T->getAs<DependentTemplateSpecializationType>()) {
1851       // FIXME:  We actually could/should check the template arguments here
1852       // against the corresponding template parameter list.
1853       NeedNonemptyTemplateHeader = false;
1854     } 
1855     
1856     // C++ [temp.expl.spec]p16:
1857     //   In an explicit specialization declaration for a member of a class 
1858     //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the 
1859     //   member template and some of its enclosing class templates may remain 
1860     //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly 
1861     //   specialize a class member template if its en- closing class templates 
1862     //   are not explicitly specialized as well.
1863     if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
1864       if (ParamLists[ParamIdx]->size() == 0) {
1865         if (CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
1866                                         false))
1867           return nullptr;
1868       } else
1869         SawNonEmptyTemplateParameterList = true;
1870     }
1871     
1872     if (NeedEmptyTemplateHeader) {
1873       // If we're on the last of the types, and we need a 'template<>' header
1874       // here, then it's an explicit specialization.
1875       if (TypeIdx == NumTypes - 1)
1876         IsExplicitSpecialization = true;
1877
1878       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
1879         if (ParamLists[ParamIdx]->size() > 0) {
1880           // The header has template parameters when it shouldn't. Complain.
1881           Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(), 
1882                diag::err_template_param_list_matches_nontemplate)
1883             << T
1884             << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getLAngleLoc(),
1885                            ParamLists[ParamIdx]->getRAngleLoc())
1886             << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
1887           Invalid = true;
1888           return nullptr;
1889         }
1890
1891         // Consume this template header.
1892         ++ParamIdx;
1893         continue;
1894       }
1895
1896       if (!IsFriend)
1897         if (DiagnoseMissingExplicitSpecialization(
1898                 getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS)))
1899           return nullptr;
1900
1901       continue;
1902     }
1903
1904     if (NeedNonemptyTemplateHeader) {
1905       // In friend declarations we can have template-ids which don't
1906       // depend on the corresponding template parameter lists.  But
1907       // assume that empty parameter lists are supposed to match this
1908       // template-id.
1909       if (IsFriend && T->isDependentType()) {
1910         if (ParamIdx < ParamLists.size() &&
1911             DependsOnTemplateParameters(T, ParamLists[ParamIdx]))
1912           ExpectedTemplateParams = nullptr;
1913         else 
1914           continue;
1915       }
1916
1917       if (ParamIdx < ParamLists.size()) {
1918         // Check the template parameter list, if we can.
1919         if (ExpectedTemplateParams &&
1920             !TemplateParameterListsAreEqual(ParamLists[ParamIdx],
1921                                             ExpectedTemplateParams,
1922                                             true, TPL_TemplateMatch))
1923           Invalid = true;
1924
1925         if (!Invalid &&
1926             CheckTemplateParameterList(ParamLists[ParamIdx], nullptr,
1927                                        TPC_ClassTemplateMember))
1928           Invalid = true;
1929         
1930         ++ParamIdx;
1931         continue;
1932       }
1933       
1934       Diag(DeclLoc, diag::err_template_spec_needs_template_parameters)
1935         << T
1936         << getRangeOfTypeInNestedNameSpecifier(Context, T, SS);
1937       Invalid = true;
1938       continue;
1939     }
1940   }
1941
1942   // If there were at least as many template-ids as there were template
1943   // parameter lists, then there are no template parameter lists remaining for
1944   // the declaration itself.
1945   if (ParamIdx >= ParamLists.size()) {
1946     if (TemplateId && !IsFriend) {
1947       // We don't have a template header for the declaration itself, but we
1948       // should.
1949       IsExplicitSpecialization = true;
1950       DiagnoseMissingExplicitSpecialization(SourceRange(TemplateId->LAngleLoc,
1951                                                         TemplateId->RAngleLoc));
1952
1953       // Fabricate an empty template parameter list for the invented header.
1954       return TemplateParameterList::Create(Context, SourceLocation(),
1955                                            SourceLocation(), None,
1956                                            SourceLocation());
1957     }
1958
1959     return nullptr;
1960   }
1961
1962   // If there were too many template parameter lists, complain about that now.
1963   if (ParamIdx < ParamLists.size() - 1) {
1964     bool HasAnyExplicitSpecHeader = false;
1965     bool AllExplicitSpecHeaders = true;
1966     for (unsigned I = ParamIdx, E = ParamLists.size() - 1; I != E; ++I) {
1967       if (ParamLists[I]->size() == 0)
1968         HasAnyExplicitSpecHeader = true;
1969       else
1970         AllExplicitSpecHeaders = false;
1971     }
1972
1973     Diag(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
1974          AllExplicitSpecHeaders ? diag::warn_template_spec_extra_headers
1975                                 : diag::err_template_spec_extra_headers)
1976         << SourceRange(ParamLists[ParamIdx]->getTemplateLoc(),
1977                        ParamLists[ParamLists.size() - 2]->getRAngleLoc());
1978
1979     // If there was a specialization somewhere, such that 'template<>' is
1980     // not required, and there were any 'template<>' headers, note where the
1981     // specialization occurred.
1982     if (ExplicitSpecLoc.isValid() && HasAnyExplicitSpecHeader)
1983       Diag(ExplicitSpecLoc, 
1984            diag::note_explicit_template_spec_does_not_need_header)
1985         << NestedTypes.back();
1986     
1987     // We have a template parameter list with no corresponding scope, which
1988     // means that the resulting template declaration can't be instantiated
1989     // properly (we'll end up with dependent nodes when we shouldn't).
1990     if (!AllExplicitSpecHeaders)
1991       Invalid = true;
1992   }
1993
1994   // C++ [temp.expl.spec]p16:
1995   //   In an explicit specialization declaration for a member of a class 
1996   //   template or a member template that ap- pears in namespace scope, the 
1997   //   member template and some of its enclosing class templates may remain 
1998   //   unspecialized, except that the declaration shall not explicitly 
1999   //   specialize a class member template if its en- closing class templates 
2000   //   are not explicitly specialized as well.
2001   if (ParamLists.back()->size() == 0 &&
2002       CheckExplicitSpecialization(ParamLists[ParamIdx]->getSourceRange(),
2003                                   false))
2004     return nullptr;
2005
2006   // Return the last template parameter list, which corresponds to the
2007   // entity being declared.
2008   return ParamLists.back();
2009 }
2010
2011 void Sema::NoteAllFoundTemplates(TemplateName Name) {
2012   if (TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl()) {
2013     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
2014         << (isa<FunctionTemplateDecl>(Template)
2015                 ? 0
2016                 : isa<ClassTemplateDecl>(Template)
2017                       ? 1
2018                       : isa<VarTemplateDecl>(Template)
2019                             ? 2
2020                             : isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template) ? 3 : 4)
2021         << Template->getDeclName();
2022     return;
2023   }
2024   
2025   if (OverloadedTemplateStorage *OST = Name.getAsOverloadedTemplate()) {
2026     for (OverloadedTemplateStorage::iterator I = OST->begin(), 
2027                                           IEnd = OST->end();
2028          I != IEnd; ++I)
2029       Diag((*I)->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
2030         << 0 << (*I)->getDeclName();
2031     
2032     return;
2033   }
2034 }
2035
2036 static QualType
2037 checkBuiltinTemplateIdType(Sema &SemaRef, BuiltinTemplateDecl *BTD,
2038                            const SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
2039                            SourceLocation TemplateLoc,
2040                            TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2041   ASTContext &Context = SemaRef.getASTContext();
2042   switch (BTD->getBuiltinTemplateKind()) {
2043   case BTK__make_integer_seq:
2044     // Specializations of __make_integer_seq<S, T, N> are treated like
2045     // S<T, 0, ..., N-1>.
2046
2047     // C++14 [inteseq.intseq]p1:
2048     //   T shall be an integer type.
2049     if (!Converted[1].getAsType()->isIntegralType(Context)) {
2050       SemaRef.Diag(TemplateArgs[1].getLocation(),
2051                    diag::err_integer_sequence_integral_element_type);
2052       return QualType();
2053     }
2054
2055     // C++14 [inteseq.make]p1:
2056     //   If N is negative the program is ill-formed.
2057     TemplateArgument NumArgsArg = Converted[2];
2058     llvm::APSInt NumArgs = NumArgsArg.getAsIntegral();
2059     if (NumArgs < 0) {
2060       SemaRef.Diag(TemplateArgs[2].getLocation(),
2061                    diag::err_integer_sequence_negative_length);
2062       return QualType();
2063     }
2064
2065     QualType ArgTy = NumArgsArg.getIntegralType();
2066     TemplateArgumentListInfo SyntheticTemplateArgs;
2067     // The type argument gets reused as the first template argument in the
2068     // synthetic template argument list.
2069     SyntheticTemplateArgs.addArgument(TemplateArgs[1]);
2070     // Expand N into 0 ... N-1.
2071     for (llvm::APSInt I(NumArgs.getBitWidth(), NumArgs.isUnsigned());
2072          I < NumArgs; ++I) {
2073       TemplateArgument TA(Context, I, ArgTy);
2074       Expr *E = SemaRef.BuildExpressionFromIntegralTemplateArgument(
2075                            TA, TemplateArgs[2].getLocation())
2076                     .getAs<Expr>();
2077       SyntheticTemplateArgs.addArgument(
2078           TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(E), E));
2079     }
2080     // The first template argument will be reused as the template decl that
2081     // our synthetic template arguments will be applied to.
2082     return SemaRef.CheckTemplateIdType(Converted[0].getAsTemplate(),
2083                                        TemplateLoc, SyntheticTemplateArgs);
2084   }
2085   llvm_unreachable("unexpected BuiltinTemplateDecl!");
2086 }
2087
2088 QualType Sema::CheckTemplateIdType(TemplateName Name,
2089                                    SourceLocation TemplateLoc,
2090                                    TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2091   DependentTemplateName *DTN
2092     = Name.getUnderlying().getAsDependentTemplateName();
2093   if (DTN && DTN->isIdentifier())
2094     // When building a template-id where the template-name is dependent,
2095     // assume the template is a type template. Either our assumption is
2096     // correct, or the code is ill-formed and will be diagnosed when the
2097     // dependent name is substituted.
2098     return Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
2099                                                           DTN->getQualifier(),
2100                                                           DTN->getIdentifier(),
2101                                                           TemplateArgs);
2102
2103   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
2104   if (!Template || isa<FunctionTemplateDecl>(Template) ||
2105       isa<VarTemplateDecl>(Template)) {
2106     // We might have a substituted template template parameter pack. If so,
2107     // build a template specialization type for it.
2108     if (Name.getAsSubstTemplateTemplateParmPack())
2109       return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs);
2110
2111     Diag(TemplateLoc, diag::err_template_id_not_a_type)
2112       << Name;
2113     NoteAllFoundTemplates(Name);
2114     return QualType();
2115   }
2116
2117   // Check that the template argument list is well-formed for this
2118   // template.
2119   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
2120   if (CheckTemplateArgumentList(Template, TemplateLoc, TemplateArgs,
2121                                 false, Converted))
2122     return QualType();
2123
2124   QualType CanonType;
2125
2126   bool InstantiationDependent = false;
2127   if (TypeAliasTemplateDecl *AliasTemplate =
2128           dyn_cast<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
2129     // Find the canonical type for this type alias template specialization.
2130     TypeAliasDecl *Pattern = AliasTemplate->getTemplatedDecl();
2131     if (Pattern->isInvalidDecl())
2132       return QualType();
2133
2134     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
2135                                       Converted.data(), Converted.size());
2136
2137     // Only substitute for the innermost template argument list.
2138     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
2139     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
2140     unsigned Depth = AliasTemplate->getTemplateParameters()->getDepth();
2141     for (unsigned I = 0; I < Depth; ++I)
2142       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
2143
2144     LocalInstantiationScope Scope(*this);
2145     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template);
2146     if (Inst.isInvalid())
2147       return QualType();
2148
2149     CanonType = SubstType(Pattern->getUnderlyingType(),
2150                           TemplateArgLists, AliasTemplate->getLocation(),
2151                           AliasTemplate->getDeclName());
2152     if (CanonType.isNull())
2153       return QualType();
2154   } else if (Name.isDependent() ||
2155              TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
2156                TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
2157     // This class template specialization is a dependent
2158     // type. Therefore, its canonical type is another class template
2159     // specialization type that contains all of the converted
2160     // arguments in canonical form. This ensures that, e.g., A<T> and
2161     // A<T, T> have identical types when A is declared as:
2162     //
2163     //   template<typename T, typename U = T> struct A;
2164     TemplateName CanonName = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
2165     CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(CanonName,
2166                                                       Converted.data(),
2167                                                       Converted.size());
2168
2169     // FIXME: CanonType is not actually the canonical type, and unfortunately
2170     // it is a TemplateSpecializationType that we will never use again.
2171     // In the future, we need to teach getTemplateSpecializationType to only
2172     // build the canonical type and return that to us.
2173     CanonType = Context.getCanonicalType(CanonType);
2174
2175     // This might work out to be a current instantiation, in which
2176     // case the canonical type needs to be the InjectedClassNameType.
2177     //
2178     // TODO: in theory this could be a simple hashtable lookup; most
2179     // changes to CurContext don't change the set of current
2180     // instantiations.
2181     if (isa<ClassTemplateDecl>(Template)) {
2182       for (DeclContext *Ctx = CurContext; Ctx; Ctx = Ctx->getLookupParent()) {
2183         // If we get out to a namespace, we're done.
2184         if (Ctx->isFileContext()) break;
2185
2186         // If this isn't a record, keep looking.
2187         CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx);
2188         if (!Record) continue;
2189
2190         // Look for one of the two cases with InjectedClassNameTypes
2191         // and check whether it's the same template.
2192         if (!isa<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(Record) &&
2193             !Record->getDescribedClassTemplate())
2194           continue;
2195
2196         // Fetch the injected class name type and check whether its
2197         // injected type is equal to the type we just built.
2198         QualType ICNT = Context.getTypeDeclType(Record);
2199         QualType Injected = cast<InjectedClassNameType>(ICNT)
2200           ->getInjectedSpecializationType();
2201
2202         if (CanonType != Injected->getCanonicalTypeInternal())
2203           continue;
2204
2205         // If so, the canonical type of this TST is the injected
2206         // class name type of the record we just found.
2207         assert(ICNT.isCanonical());
2208         CanonType = ICNT;
2209         break;
2210       }
2211     }
2212   } else if (ClassTemplateDecl *ClassTemplate
2213                = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(Template)) {
2214     // Find the class template specialization declaration that
2215     // corresponds to these arguments.
2216     void *InsertPos = nullptr;
2217     ClassTemplateSpecializationDecl *Decl
2218       = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
2219     if (!Decl) {
2220       // This is the first time we have referenced this class template
2221       // specialization. Create the canonical declaration and add it to
2222       // the set of specializations.
2223       Decl = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context,
2224                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind(),
2225                                                 ClassTemplate->getDeclContext(),
2226                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocStart(),
2227                                                 ClassTemplate->getLocation(),
2228                                                      ClassTemplate,
2229                                                      Converted.data(),
2230                                                      Converted.size(), nullptr);
2231       ClassTemplate->AddSpecialization(Decl, InsertPos);
2232       if (ClassTemplate->isOutOfLine())
2233         Decl->setLexicalDeclContext(ClassTemplate->getLexicalDeclContext());
2234     }
2235
2236     // Diagnose uses of this specialization.
2237     (void)DiagnoseUseOfDecl(Decl, TemplateLoc);
2238
2239     CanonType = Context.getTypeDeclType(Decl);
2240     assert(isa<RecordType>(CanonType) &&
2241            "type of non-dependent specialization is not a RecordType");
2242   } else if (auto *BTD = dyn_cast<BuiltinTemplateDecl>(Template)) {
2243     CanonType = checkBuiltinTemplateIdType(*this, BTD, Converted, TemplateLoc,
2244                                            TemplateArgs);
2245   }
2246
2247   // Build the fully-sugared type for this class template
2248   // specialization, which refers back to the class template
2249   // specialization we created or found.
2250   return Context.getTemplateSpecializationType(Name, TemplateArgs, CanonType);
2251 }
2252
2253 TypeResult
2254 Sema::ActOnTemplateIdType(CXXScopeSpec &SS, SourceLocation TemplateKWLoc,
2255                           TemplateTy TemplateD, SourceLocation TemplateLoc,
2256                           SourceLocation LAngleLoc,
2257                           ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
2258                           SourceLocation RAngleLoc,
2259                           bool IsCtorOrDtorName) {
2260   if (SS.isInvalid())
2261     return true;
2262
2263   TemplateName Template = TemplateD.get();
2264
2265   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
2266   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
2267   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
2268
2269   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
2270     QualType T
2271       = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_None,
2272                                                        DTN->getQualifier(),
2273                                                        DTN->getIdentifier(),
2274                                                        TemplateArgs);
2275     // Build type-source information.
2276     TypeLocBuilder TLB;
2277     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
2278       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
2279     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
2280     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
2281     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
2282     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
2283     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
2284     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
2285     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
2286       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
2287     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
2288   }
2289   
2290   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateLoc, TemplateArgs);
2291
2292   if (Result.isNull())
2293     return true;
2294
2295   // Build type-source information.
2296   TypeLocBuilder TLB;
2297   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
2298     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
2299   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
2300   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
2301   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
2302   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
2303   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
2304     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
2305
2306   // NOTE: avoid constructing an ElaboratedTypeLoc if this is a
2307   // constructor or destructor name (in such a case, the scope specifier
2308   // will be attached to the enclosing Decl or Expr node).
2309   if (SS.isNotEmpty() && !IsCtorOrDtorName) {
2310     // Create an elaborated-type-specifier containing the nested-name-specifier.
2311     Result = Context.getElaboratedType(ETK_None, SS.getScopeRep(), Result);
2312     ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
2313     ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation());
2314     ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
2315   }
2316   
2317   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
2318 }
2319
2320 TypeResult Sema::ActOnTagTemplateIdType(TagUseKind TUK,
2321                                         TypeSpecifierType TagSpec,
2322                                         SourceLocation TagLoc,
2323                                         CXXScopeSpec &SS,
2324                                         SourceLocation TemplateKWLoc,
2325                                         TemplateTy TemplateD,
2326                                         SourceLocation TemplateLoc,
2327                                         SourceLocation LAngleLoc,
2328                                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
2329                                         SourceLocation RAngleLoc) {
2330   TemplateName Template = TemplateD.get();
2331   
2332   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
2333   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
2334   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
2335   
2336   // Determine the tag kind
2337   TagTypeKind TagKind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
2338   ElaboratedTypeKeyword Keyword
2339     = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(TagKind);
2340
2341   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
2342     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(Keyword,
2343                                                           DTN->getQualifier(), 
2344                                                           DTN->getIdentifier(), 
2345                                                                 TemplateArgs);
2346     
2347     // Build type-source information.    
2348     TypeLocBuilder TLB;
2349     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
2350       = TLB.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
2351     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
2352     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
2353     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
2354     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
2355     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
2356     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
2357     for (unsigned I = 0, N = SpecTL.getNumArgs(); I != N; ++I)
2358       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
2359     return CreateParsedType(T, TLB.getTypeSourceInfo(Context, T));
2360   }
2361
2362   if (TypeAliasTemplateDecl *TAT =
2363         dyn_cast_or_null<TypeAliasTemplateDecl>(Template.getAsTemplateDecl())) {
2364     // C++0x [dcl.type.elab]p2:
2365     //   If the identifier resolves to a typedef-name or the simple-template-id
2366     //   resolves to an alias template specialization, the
2367     //   elaborated-type-specifier is ill-formed.
2368     Diag(TemplateLoc, diag::err_tag_reference_non_tag) << 4;
2369     Diag(TAT->getLocation(), diag::note_declared_at);
2370   }
2371   
2372   QualType Result = CheckTemplateIdType(Template, TemplateLoc, TemplateArgs);
2373   if (Result.isNull())
2374     return TypeResult(true);
2375   
2376   // Check the tag kind
2377   if (const RecordType *RT = Result->getAs<RecordType>()) {
2378     RecordDecl *D = RT->getDecl();
2379     
2380     IdentifierInfo *Id = D->getIdentifier();
2381     assert(Id && "templated class must have an identifier");
2382     
2383     if (!isAcceptableTagRedeclaration(D, TagKind, TUK == TUK_Definition,
2384                                       TagLoc, Id)) {
2385       Diag(TagLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
2386         << Result
2387         << FixItHint::CreateReplacement(SourceRange(TagLoc), D->getKindName());
2388       Diag(D->getLocation(), diag::note_previous_use);
2389     }
2390   }
2391
2392   // Provide source-location information for the template specialization.
2393   TypeLocBuilder TLB;
2394   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
2395     = TLB.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(Result);
2396   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
2397   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateLoc);
2398   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
2399   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
2400   for (unsigned i = 0, e = SpecTL.getNumArgs(); i != e; ++i)
2401     SpecTL.setArgLocInfo(i, TemplateArgs[i].getLocInfo());
2402
2403   // Construct an elaborated type containing the nested-name-specifier (if any)
2404   // and tag keyword.
2405   Result = Context.getElaboratedType(Keyword, SS.getScopeRep(), Result);
2406   ElaboratedTypeLoc ElabTL = TLB.push<ElaboratedTypeLoc>(Result);
2407   ElabTL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
2408   ElabTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
2409   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
2410 }
2411
2412 static bool CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
2413     Sema &S, SourceLocation NameLoc, TemplateParameterList *TemplateParams,
2414     unsigned ExplicitArgs, SmallVectorImpl<TemplateArgument> &TemplateArgs);
2415
2416 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S, NamedDecl *Specialized,
2417                                              NamedDecl *PrevDecl,
2418                                              SourceLocation Loc,
2419                                              bool IsPartialSpecialization);
2420
2421 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D);
2422
2423 static bool isTemplateArgumentTemplateParameter(
2424     const TemplateArgument &Arg, unsigned Depth, unsigned Index) {
2425   switch (Arg.getKind()) {
2426   case TemplateArgument::Null:
2427   case TemplateArgument::NullPtr:
2428   case TemplateArgument::Integral:
2429   case TemplateArgument::Declaration:
2430   case TemplateArgument::Pack:
2431   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
2432     return false;
2433
2434   case TemplateArgument::Type: {
2435     QualType Type = Arg.getAsType();
2436     const TemplateTypeParmType *TPT =
2437         Arg.getAsType()->getAs<TemplateTypeParmType>();
2438     return TPT && !Type.hasQualifiers() &&
2439            TPT->getDepth() == Depth && TPT->getIndex() == Index;
2440   }
2441
2442   case TemplateArgument::Expression: {
2443     DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr());
2444     if (!DRE || !DRE->getDecl())
2445       return false;
2446     const NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =
2447         dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl());
2448     return NTTP && NTTP->getDepth() == Depth && NTTP->getIndex() == Index;
2449   }
2450
2451   case TemplateArgument::Template:
2452     const TemplateTemplateParmDecl *TTP =
2453         dyn_cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
2454             Arg.getAsTemplateOrTemplatePattern().getAsTemplateDecl());
2455     return TTP && TTP->getDepth() == Depth && TTP->getIndex() == Index;
2456   }
2457   llvm_unreachable("unexpected kind of template argument");
2458 }
2459
2460 static bool isSameAsPrimaryTemplate(TemplateParameterList *Params,
2461                                     ArrayRef<TemplateArgument> Args) {
2462   if (Params->size() != Args.size())
2463     return false;
2464
2465   unsigned Depth = Params->getDepth();
2466
2467   for (unsigned I = 0, N = Args.size(); I != N; ++I) {
2468     TemplateArgument Arg = Args[I];
2469
2470     // If the parameter is a pack expansion, the argument must be a pack
2471     // whose only element is a pack expansion.
2472     if (Params->getParam(I)->isParameterPack()) {
2473       if (Arg.getKind() != TemplateArgument::Pack || Arg.pack_size() != 1 ||
2474           !Arg.pack_begin()->isPackExpansion())
2475         return false;
2476       Arg = Arg.pack_begin()->getPackExpansionPattern();
2477     }
2478
2479     if (!isTemplateArgumentTemplateParameter(Arg, Depth, I))
2480       return false;
2481   }
2482
2483   return true;
2484 }
2485
2486 /// Convert the parser's template argument list representation into our form.
2487 static TemplateArgumentListInfo
2488 makeTemplateArgumentListInfo(Sema &S, TemplateIdAnnotation &TemplateId) {
2489   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(TemplateId.LAngleLoc,
2490                                         TemplateId.RAngleLoc);
2491   ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsPtr(TemplateId.getTemplateArgs(),
2492                                      TemplateId.NumArgs);
2493   S.translateTemplateArguments(TemplateArgsPtr, TemplateArgs);
2494   return TemplateArgs;
2495 }
2496
2497 DeclResult Sema::ActOnVarTemplateSpecialization(
2498     Scope *S, Declarator &D, TypeSourceInfo *DI, SourceLocation TemplateKWLoc,
2499     TemplateParameterList *TemplateParams, StorageClass SC,
2500     bool IsPartialSpecialization) {
2501   // D must be variable template id.
2502   assert(D.getName().getKind() == UnqualifiedId::IK_TemplateId &&
2503          "Variable template specialization is declared with a template it.");
2504
2505   TemplateIdAnnotation *TemplateId = D.getName().TemplateId;
2506   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
2507       makeTemplateArgumentListInfo(*this, *TemplateId);
2508   SourceLocation TemplateNameLoc = D.getIdentifierLoc();
2509   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId->LAngleLoc;
2510   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId->RAngleLoc;
2511
2512   TemplateName Name = TemplateId->Template.get();
2513
2514   // The template-id must name a variable template.
2515   VarTemplateDecl *VarTemplate =
2516       dyn_cast_or_null<VarTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
2517   if (!VarTemplate) {
2518     NamedDecl *FnTemplate;
2519     if (auto *OTS = Name.getAsOverloadedTemplate())
2520       FnTemplate = *OTS->begin();
2521     else
2522       FnTemplate = dyn_cast_or_null<FunctionTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
2523     if (FnTemplate)
2524       return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template_but_method)
2525                << FnTemplate->getDeclName();
2526     return Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_var_spec_no_template)
2527              << IsPartialSpecialization;
2528   }
2529
2530   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
2531   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
2532     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
2533                                         UPPC_PartialSpecialization))
2534       return true;
2535
2536   // Check that the template argument list is well-formed for this
2537   // template.
2538   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
2539   if (CheckTemplateArgumentList(VarTemplate, TemplateNameLoc, TemplateArgs,
2540                                 false, Converted))
2541     return true;
2542
2543   // Find the variable template (partial) specialization declaration that
2544   // corresponds to these arguments.
2545   if (IsPartialSpecialization) {
2546     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
2547             *this, TemplateNameLoc, VarTemplate->getTemplateParameters(),
2548             TemplateArgs.size(), Converted))
2549       return true;
2550
2551     bool InstantiationDependent;
2552     if (!Name.isDependent() &&
2553         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
2554             TemplateArgs.getArgumentArray(), TemplateArgs.size(),
2555             InstantiationDependent)) {
2556       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
2557           << VarTemplate->getDeclName();
2558       IsPartialSpecialization = false;
2559     }
2560
2561     if (isSameAsPrimaryTemplate(VarTemplate->getTemplateParameters(),
2562                                 Converted)) {
2563       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
2564       //
2565       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
2566       //      to the implicit argument list of the primary template.
2567       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
2568         << /*variable template*/ 1
2569         << /*is definition*/(SC != SC_Extern && !CurContext->isRecord())
2570         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
2571       // FIXME: Recover from this by treating the declaration as a redeclaration
2572       // of the primary template.
2573       return true;
2574     }
2575   }
2576
2577   void *InsertPos = nullptr;
2578   VarTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
2579
2580   if (IsPartialSpecialization)
2581     // FIXME: Template parameter list matters too
2582     PrevDecl = VarTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
2583   else
2584     PrevDecl = VarTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
2585
2586   VarTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
2587
2588   // Check whether we can declare a variable template specialization in
2589   // the current scope.
2590   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this, VarTemplate, PrevDecl,
2591                                        TemplateNameLoc,
2592                                        IsPartialSpecialization))
2593     return true;
2594
2595   if (PrevDecl && PrevDecl->getSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
2596     // Since the only prior variable template specialization with these
2597     // arguments was referenced but not declared,  reuse that
2598     // declaration node as our own, updating its source location and
2599     // the list of outer template parameters to reflect our new declaration.
2600     Specialization = PrevDecl;
2601     Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
2602     PrevDecl = nullptr;
2603   } else if (IsPartialSpecialization) {
2604     // Create a new class template partial specialization declaration node.
2605     VarTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial =
2606         cast_or_null<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
2607     VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial =
2608         VarTemplatePartialSpecializationDecl::Create(
2609             Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc,
2610             TemplateNameLoc, TemplateParams, VarTemplate, DI->getType(), DI, SC,
2611             Converted.data(), Converted.size(), TemplateArgs);
2612
2613     if (!PrevPartial)
2614       VarTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
2615     Specialization = Partial;
2616
2617     // If we are providing an explicit specialization of a member variable
2618     // template specialization, make a note of that.
2619     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
2620       PrevPartial->setMemberSpecialization();
2621
2622     // Check that all of the template parameters of the variable template
2623     // partial specialization are deducible from the template
2624     // arguments. If not, this variable template partial specialization
2625     // will never be used.
2626     llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
2627     MarkUsedTemplateParameters(Partial->getTemplateArgs(), true,
2628                                TemplateParams->getDepth(), DeducibleParams);
2629
2630     if (!DeducibleParams.all()) {
2631       unsigned NumNonDeducible =
2632           DeducibleParams.size() - DeducibleParams.count();
2633       Diag(TemplateNameLoc, diag::warn_partial_specs_not_deducible)
2634         << /*variable template*/ 1 << (NumNonDeducible > 1)
2635         << SourceRange(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
2636       for (unsigned I = 0, N = DeducibleParams.size(); I != N; ++I) {
2637         if (!DeducibleParams[I]) {
2638           NamedDecl *Param = cast<NamedDecl>(TemplateParams->getParam(I));
2639           if (Param->getDeclName())
2640             Diag(Param->getLocation(), diag::note_partial_spec_unused_parameter)
2641                 << Param->getDeclName();
2642           else
2643             Diag(Param->getLocation(), diag::note_partial_spec_unused_parameter)
2644                 << "(anonymous)";
2645         }
2646       }
2647     }
2648   } else {
2649     // Create a new class template specialization declaration node for
2650     // this explicit specialization or friend declaration.
2651     Specialization = VarTemplateSpecializationDecl::Create(
2652         Context, VarTemplate->getDeclContext(), TemplateKWLoc, TemplateNameLoc,
2653         VarTemplate, DI->getType(), DI, SC, Converted.data(), Converted.size());
2654     Specialization->setTemplateArgsInfo(TemplateArgs);
2655
2656     if (!PrevDecl)
2657       VarTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
2658   }
2659
2660   // C++ [temp.expl.spec]p6:
2661   //   If a template, a member template or the member of a class template is
2662   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
2663   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
2664   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
2665   //   use occurs; no diagnostic is required.
2666   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
2667     bool Okay = false;
2668     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
2669       // Is there any previous explicit specialization declaration?
2670       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
2671         Okay = true;
2672         break;
2673       }
2674     }
2675
2676     if (!Okay) {
2677       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
2678       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
2679           << Name << Range;
2680
2681       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
2682            diag::note_instantiation_required_here)
2683           << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() !=
2684               TSK_ImplicitInstantiation);
2685       return true;
2686     }
2687   }
2688
2689   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
2690   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
2691
2692   // Add the specialization into its lexical context, so that it can
2693   // be seen when iterating through the list of declarations in that
2694   // context. However, specializations are not found by name lookup.
2695   CurContext->addDecl(Specialization);
2696
2697   // Note that this is an explicit specialization.
2698   Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
2699
2700   if (PrevDecl) {
2701     // Check that this isn't a redefinition of this specialization,
2702     // merging with previous declarations.
2703     LookupResult PrevSpec(*this, GetNameForDeclarator(D), LookupOrdinaryName,
2704                           ForRedeclaration);
2705     PrevSpec.addDecl(PrevDecl);
2706     D.setRedeclaration(CheckVariableDeclaration(Specialization, PrevSpec));
2707   } else if (Specialization->isStaticDataMember() &&
2708              Specialization->isOutOfLine()) {
2709     Specialization->setAccess(VarTemplate->getAccess());
2710   }
2711
2712   // Link instantiations of static data members back to the template from
2713   // which they were instantiated.
2714   if (Specialization->isStaticDataMember())
2715     Specialization->setInstantiationOfStaticDataMember(
2716         VarTemplate->getTemplatedDecl(),
2717         Specialization->getSpecializationKind());
2718
2719   return Specialization;
2720 }
2721
2722 namespace {
2723 /// \brief A partial specialization whose template arguments have matched
2724 /// a given template-id.
2725 struct PartialSpecMatchResult {
2726   VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial;
2727   TemplateArgumentList *Args;
2728 };
2729 } // end anonymous namespace
2730
2731 DeclResult
2732 Sema::CheckVarTemplateId(VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
2733                          SourceLocation TemplateNameLoc,
2734                          const TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
2735   assert(Template && "A variable template id without template?");
2736
2737   // Check that the template argument list is well-formed for this template.
2738   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
2739   if (CheckTemplateArgumentList(
2740           Template, TemplateNameLoc,
2741           const_cast<TemplateArgumentListInfo &>(TemplateArgs), false,
2742           Converted))
2743     return true;
2744
2745   // Find the variable template specialization declaration that
2746   // corresponds to these arguments.
2747   void *InsertPos = nullptr;
2748   if (VarTemplateSpecializationDecl *Spec = Template->findSpecialization(
2749           Converted, InsertPos)) {
2750     checkSpecializationVisibility(TemplateNameLoc, Spec);
2751     // If we already have a variable template specialization, return it.
2752     return Spec;
2753   }
2754
2755   // This is the first time we have referenced this variable template
2756   // specialization. Create the canonical declaration and add it to
2757   // the set of specializations, based on the closest partial specialization
2758   // that it represents. That is,
2759   VarDecl *InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
2760   TemplateArgumentList TemplateArgList(TemplateArgumentList::OnStack,
2761                                        Converted.data(), Converted.size());
2762   TemplateArgumentList *InstantiationArgs = &TemplateArgList;
2763   bool AmbiguousPartialSpec = false;
2764   typedef PartialSpecMatchResult MatchResult;
2765   SmallVector<MatchResult, 4> Matched;
2766   SourceLocation PointOfInstantiation = TemplateNameLoc;
2767   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(PointOfInstantiation,
2768                                             /*ForTakingAddress=*/false);
2769
2770   // 1. Attempt to find the closest partial specialization that this
2771   // specializes, if any.
2772   // If any of the template arguments is dependent, then this is probably
2773   // a placeholder for an incomplete declarative context; which must be
2774   // complete by instantiation time. Thus, do not search through the partial
2775   // specializations yet.
2776   // TODO: Unify with InstantiateClassTemplateSpecialization()?
2777   //       Perhaps better after unification of DeduceTemplateArguments() and
2778   //       getMoreSpecializedPartialSpecialization().
2779   bool InstantiationDependent = false;
2780   if (!TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
2781           TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
2782
2783     SmallVector<VarTemplatePartialSpecializationDecl *, 4> PartialSpecs;
2784     Template->getPartialSpecializations(PartialSpecs);
2785
2786     for (unsigned I = 0, N = PartialSpecs.size(); I != N; ++I) {
2787       VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial = PartialSpecs[I];
2788       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
2789
2790       if (TemplateDeductionResult Result =
2791               DeduceTemplateArguments(Partial, TemplateArgList, Info)) {
2792         // Store the failed-deduction information for use in diagnostics, later.
2793         // TODO: Actually use the failed-deduction info?
2794         FailedCandidates.addCandidate().set(
2795             DeclAccessPair::make(Template, AS_public), Partial,
2796             MakeDeductionFailureInfo(Context, Result, Info));
2797         (void)Result;
2798       } else {
2799         Matched.push_back(PartialSpecMatchResult());
2800         Matched.back().Partial = Partial;
2801         Matched.back().Args = Info.take();
2802       }
2803     }
2804
2805     if (Matched.size() >= 1) {
2806       SmallVector<MatchResult, 4>::iterator Best = Matched.begin();
2807       if (Matched.size() == 1) {
2808         //   -- If exactly one matching specialization is found, the
2809         //      instantiation is generated from that specialization.
2810         // We don't need to do anything for this.
2811       } else {
2812         //   -- If more than one matching specialization is found, the
2813         //      partial order rules (14.5.4.2) are used to determine
2814         //      whether one of the specializations is more specialized
2815         //      than the others. If none of the specializations is more
2816         //      specialized than all of the other matching
2817         //      specializations, then the use of the variable template is
2818         //      ambiguous and the program is ill-formed.
2819         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Best + 1,
2820                                                    PEnd = Matched.end();
2821              P != PEnd; ++P) {
2822           if (getMoreSpecializedPartialSpecialization(P->Partial, Best->Partial,
2823                                                       PointOfInstantiation) ==
2824               P->Partial)
2825             Best = P;
2826         }
2827
2828         // Determine if the best partial specialization is more specialized than
2829         // the others.
2830         for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Matched.begin(),
2831                                                    PEnd = Matched.end();
2832              P != PEnd; ++P) {
2833           if (P != Best && getMoreSpecializedPartialSpecialization(
2834                                P->Partial, Best->Partial,
2835                                PointOfInstantiation) != Best->Partial) {
2836             AmbiguousPartialSpec = true;
2837             break;
2838           }
2839         }
2840       }
2841
2842       // Instantiate using the best variable template partial specialization.
2843       InstantiationPattern = Best->Partial;
2844       InstantiationArgs = Best->Args;
2845     } else {
2846       //   -- If no match is found, the instantiation is generated
2847       //      from the primary template.
2848       // InstantiationPattern = Template->getTemplatedDecl();
2849     }
2850   }
2851
2852   // 2. Create the canonical declaration.
2853   // Note that we do not instantiate a definition until we see an odr-use
2854   // in DoMarkVarDeclReferenced().
2855   // FIXME: LateAttrs et al.?
2856   VarTemplateSpecializationDecl *Decl = BuildVarTemplateInstantiation(
2857       Template, InstantiationPattern, *InstantiationArgs, TemplateArgs,
2858       Converted, TemplateNameLoc, InsertPos /*, LateAttrs, StartingScope*/);
2859   if (!Decl)
2860     return true;
2861
2862   if (AmbiguousPartialSpec) {
2863     // Partial ordering did not produce a clear winner. Complain.
2864     Decl->setInvalidDecl();
2865     Diag(PointOfInstantiation, diag::err_partial_spec_ordering_ambiguous)
2866         << Decl;
2867
2868     // Print the matching partial specializations.
2869     for (SmallVector<MatchResult, 4>::iterator P = Matched.begin(),
2870                                                PEnd = Matched.end();
2871          P != PEnd; ++P)
2872       Diag(P->Partial->getLocation(), diag::note_partial_spec_match)
2873           << getTemplateArgumentBindingsText(
2874                  P->Partial->getTemplateParameters(), *P->Args);
2875     return true;
2876   }
2877
2878   if (VarTemplatePartialSpecializationDecl *D =
2879           dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl>(InstantiationPattern))
2880     Decl->setInstantiationOf(D, InstantiationArgs);
2881
2882   checkSpecializationVisibility(TemplateNameLoc, Decl);
2883
2884   assert(Decl && "No variable template specialization?");
2885   return Decl;
2886 }
2887
2888 ExprResult
2889 Sema::CheckVarTemplateId(const CXXScopeSpec &SS,
2890                          const DeclarationNameInfo &NameInfo,
2891                          VarTemplateDecl *Template, SourceLocation TemplateLoc,
2892                          const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
2893
2894   DeclResult Decl = CheckVarTemplateId(Template, TemplateLoc, NameInfo.getLoc(),
2895                                        *TemplateArgs);
2896   if (Decl.isInvalid())
2897     return ExprError();
2898
2899   VarDecl *Var = cast<VarDecl>(Decl.get());
2900   if (!Var->getTemplateSpecializationKind())
2901     Var->setTemplateSpecializationKind(TSK_ImplicitInstantiation,
2902                                        NameInfo.getLoc());
2903
2904   // Build an ordinary singleton decl ref.
2905   return BuildDeclarationNameExpr(SS, NameInfo, Var,
2906                                   /*FoundD=*/nullptr, TemplateArgs);
2907 }
2908
2909 ExprResult Sema::BuildTemplateIdExpr(const CXXScopeSpec &SS,
2910                                      SourceLocation TemplateKWLoc,
2911                                      LookupResult &R,
2912                                      bool RequiresADL,
2913                                  const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
2914   // FIXME: Can we do any checking at this point? I guess we could check the
2915   // template arguments that we have against the template name, if the template
2916   // name refers to a single template. That's not a terribly common case,
2917   // though.
2918   // foo<int> could identify a single function unambiguously
2919   // This approach does NOT work, since f<int>(1);
2920   // gets resolved prior to resorting to overload resolution
2921   // i.e., template<class T> void f(double);
2922   //       vs template<class T, class U> void f(U);
2923
2924   // These should be filtered out by our callers.
2925   assert(!R.empty() && "empty lookup results when building templateid");
2926   assert(!R.isAmbiguous() && "ambiguous lookup when building templateid");
2927
2928   // In C++1y, check variable template ids.
2929   bool InstantiationDependent;
2930   if (R.getAsSingle<VarTemplateDecl>() &&
2931       !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
2932            *TemplateArgs, InstantiationDependent)) {
2933     return CheckVarTemplateId(SS, R.getLookupNameInfo(),
2934                               R.getAsSingle<VarTemplateDecl>(),
2935                               TemplateKWLoc, TemplateArgs);
2936   }
2937
2938   // We don't want lookup warnings at this point.
2939   R.suppressDiagnostics();
2940
2941   UnresolvedLookupExpr *ULE
2942     = UnresolvedLookupExpr::Create(Context, R.getNamingClass(),
2943                                    SS.getWithLocInContext(Context),
2944                                    TemplateKWLoc,
2945                                    R.getLookupNameInfo(),
2946                                    RequiresADL, TemplateArgs,
2947                                    R.begin(), R.end());
2948
2949   return ULE;
2950 }
2951
2952 // We actually only call this from template instantiation.
2953 ExprResult
2954 Sema::BuildQualifiedTemplateIdExpr(CXXScopeSpec &SS,
2955                                    SourceLocation TemplateKWLoc,
2956                                    const DeclarationNameInfo &NameInfo,
2957                              const TemplateArgumentListInfo *TemplateArgs) {
2958
2959   assert(TemplateArgs || TemplateKWLoc.isValid());
2960   DeclContext *DC;
2961   if (!(DC = computeDeclContext(SS, false)) ||
2962       DC->isDependentContext() ||
2963       RequireCompleteDeclContext(SS, DC))
2964     return BuildDependentDeclRefExpr(SS, TemplateKWLoc, NameInfo, TemplateArgs);
2965
2966   bool MemberOfUnknownSpecialization;
2967   LookupResult R(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
2968   LookupTemplateName(R, (Scope*)nullptr, SS, QualType(), /*Entering*/ false,
2969                      MemberOfUnknownSpecialization);
2970
2971   if (R.isAmbiguous())
2972     return ExprError();
2973
2974   if (R.empty()) {
2975     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
2976       << NameInfo.getName() << SS.getRange();
2977     return ExprError();
2978   }
2979
2980   if (ClassTemplateDecl *Temp = R.getAsSingle<ClassTemplateDecl>()) {
2981     Diag(NameInfo.getLoc(), diag::err_template_kw_refers_to_class_template)
2982       << SS.getScopeRep()
2983       << NameInfo.getName().getAsString() << SS.getRange();
2984     Diag(Temp->getLocation(), diag::note_referenced_class_template);
2985     return ExprError();
2986   }
2987
2988   return BuildTemplateIdExpr(SS, TemplateKWLoc, R, /*ADL*/ false, TemplateArgs);
2989 }
2990
2991 /// \brief Form a dependent template name.
2992 ///
2993 /// This action forms a dependent template name given the template
2994 /// name and its (presumably dependent) scope specifier. For
2995 /// example, given "MetaFun::template apply", the scope specifier \p
2996 /// SS will be "MetaFun::", \p TemplateKWLoc contains the location
2997 /// of the "template" keyword, and "apply" is the \p Name.
2998 TemplateNameKind Sema::ActOnDependentTemplateName(Scope *S,
2999                                                   CXXScopeSpec &SS,
3000                                                   SourceLocation TemplateKWLoc,
3001                                                   UnqualifiedId &Name,
3002                                                   ParsedType ObjectType,
3003                                                   bool EnteringContext,
3004                                                   TemplateTy &Result) {
3005   if (TemplateKWLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
3006     Diag(TemplateKWLoc,
3007          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
3008            diag::warn_cxx98_compat_template_outside_of_template :
3009            diag::ext_template_outside_of_template)
3010       << FixItHint::CreateRemoval(TemplateKWLoc);
3011
3012   DeclContext *LookupCtx = nullptr;
3013   if (SS.isSet())
3014     LookupCtx = computeDeclContext(SS, EnteringContext);
3015   if (!LookupCtx && ObjectType)
3016     LookupCtx = computeDeclContext(ObjectType.get());
3017   if (LookupCtx) {
3018     // C++0x [temp.names]p5:
3019     //   If a name prefixed by the keyword template is not the name of
3020     //   a template, the program is ill-formed. [Note: the keyword
3021     //   template may not be applied to non-template members of class
3022     //   templates. -end note ] [ Note: as is the case with the
3023     //   typename prefix, the template prefix is allowed in cases
3024     //   where it is not strictly necessary; i.e., when the
3025     //   nested-name-specifier or the expression on the left of the ->
3026     //   or . is not dependent on a template-parameter, or the use
3027     //   does not appear in the scope of a template. -end note]
3028     //
3029     // Note: C++03 was more strict here, because it banned the use of
3030     // the "template" keyword prior to a template-name that was not a
3031     // dependent name. C++ DR468 relaxed this requirement (the
3032     // "template" keyword is now permitted). We follow the C++0x
3033     // rules, even in C++03 mode with a warning, retroactively applying the DR.
3034     bool MemberOfUnknownSpecialization;
3035     TemplateNameKind TNK = isTemplateName(S, SS, TemplateKWLoc.isValid(), Name,
3036                                           ObjectType, EnteringContext, Result,
3037                                           MemberOfUnknownSpecialization);
3038     if (TNK == TNK_Non_template && LookupCtx->isDependentContext() &&
3039         isa<CXXRecordDecl>(LookupCtx) &&
3040         (!cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx)->hasDefinition() ||
3041          cast<CXXRecordDecl>(LookupCtx)->hasAnyDependentBases())) {
3042       // This is a dependent template. Handle it below.
3043     } else if (TNK == TNK_Non_template) {
3044       Diag(Name.getLocStart(),
3045            diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
3046         << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName()
3047         << Name.getSourceRange()
3048         << TemplateKWLoc;
3049       return TNK_Non_template;
3050     } else {
3051       // We found something; return it.
3052       return TNK;
3053     }
3054   }
3055
3056   NestedNameSpecifier *Qualifier = SS.getScopeRep();
3057
3058   switch (Name.getKind()) {
3059   case UnqualifiedId::IK_Identifier:
3060     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
3061                                                               Name.Identifier));
3062     return TNK_Dependent_template_name;
3063
3064   case UnqualifiedId::IK_OperatorFunctionId:
3065     Result = TemplateTy::make(Context.getDependentTemplateName(Qualifier,
3066                                              Name.OperatorFunctionId.Operator));
3067     return TNK_Function_template;
3068
3069   case UnqualifiedId::IK_LiteralOperatorId:
3070     llvm_unreachable("literal operator id cannot have a dependent scope");
3071
3072   default:
3073     break;
3074   }
3075
3076   Diag(Name.getLocStart(),
3077        diag::err_template_kw_refers_to_non_template)
3078     << GetNameFromUnqualifiedId(Name).getName()
3079     << Name.getSourceRange()
3080     << TemplateKWLoc;
3081   return TNK_Non_template;
3082 }
3083
3084 bool Sema::CheckTemplateTypeArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
3085                                      TemplateArgumentLoc &AL,
3086                           SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
3087   const TemplateArgument &Arg = AL.getArgument();
3088   QualType ArgType;
3089   TypeSourceInfo *TSI = nullptr;
3090
3091   // Check template type parameter.
3092   switch(Arg.getKind()) {
3093   case TemplateArgument::Type:
3094     // C++ [temp.arg.type]p1:
3095     //   A template-argument for a template-parameter which is a
3096     //   type shall be a type-id.
3097     ArgType = Arg.getAsType();
3098     TSI = AL.getTypeSourceInfo();
3099     break;
3100   case TemplateArgument::Template: {
3101     // We have a template type parameter but the template argument
3102     // is a template without any arguments.
3103     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
3104     TemplateName Name = Arg.getAsTemplate();
3105     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_missing_args)
3106       << Name << SR;
3107     if (TemplateDecl *Decl = Name.getAsTemplateDecl())
3108       Diag(Decl->getLocation(), diag::note_template_decl_here);
3109
3110     return true;
3111   }
3112   case TemplateArgument::Expression: {
3113     // We have a template type parameter but the template argument is an
3114     // expression; see if maybe it is missing the "typename" keyword.
3115     CXXScopeSpec SS;
3116     DeclarationNameInfo NameInfo;
3117
3118     if (DeclRefExpr *ArgExpr = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
3119       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
3120       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
3121     } else if (DependentScopeDeclRefExpr *ArgExpr =
3122                dyn_cast<DependentScopeDeclRefExpr>(Arg.getAsExpr())) {
3123       SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
3124       NameInfo = ArgExpr->getNameInfo();
3125     } else if (CXXDependentScopeMemberExpr *ArgExpr =
3126                dyn_cast<CXXDependentScopeMemberExpr>(Arg.getAsExpr())) {
3127       if (ArgExpr->isImplicitAccess()) {
3128         SS.Adopt(ArgExpr->getQualifierLoc());
3129         NameInfo = ArgExpr->getMemberNameInfo();
3130       }
3131     }
3132
3133     if (auto *II = NameInfo.getName().getAsIdentifierInfo()) {
3134       LookupResult Result(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
3135       LookupParsedName(Result, CurScope, &SS);
3136
3137       if (Result.getAsSingle<TypeDecl>() ||
3138           Result.getResultKind() ==
3139               LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation) {
3140         // Suggest that the user add 'typename' before the NNS.
3141         SourceLocation Loc = AL.getSourceRange().getBegin();
3142         Diag(Loc, getLangOpts().MSVCCompat
3143                       ? diag::ext_ms_template_type_arg_missing_typename
3144                       : diag::err_template_arg_must_be_type_suggest)
3145             << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
3146         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
3147
3148         // Recover by synthesizing a type using the location information that we
3149         // already have.
3150         ArgType =
3151             Context.getDependentNameType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), II);
3152         TypeLocBuilder TLB;
3153         DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(ArgType);
3154         TL.setElaboratedKeywordLoc(SourceLocation(/*synthesized*/));
3155         TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
3156         TL.setNameLoc(NameInfo.getLoc());
3157         TSI = TLB.getTypeSourceInfo(Context, ArgType);
3158
3159         // Overwrite our input TemplateArgumentLoc so that we can recover
3160         // properly.
3161         AL = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType),
3162                                  TemplateArgumentLocInfo(TSI));
3163
3164         break;
3165       }
3166     }
3167     // fallthrough
3168   }
3169   default: {
3170     // We have a template type parameter but the template argument
3171     // is not a type.
3172     SourceRange SR = AL.getSourceRange();
3173     Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_type) << SR;
3174     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
3175
3176     return true;
3177   }
3178   }
3179
3180   if (CheckTemplateArgument(Param, TSI))
3181     return true;
3182
3183   // Add the converted template type argument.
3184   ArgType = Context.getCanonicalType(ArgType);
3185   
3186   // Objective-C ARC:
3187   //   If an explicitly-specified template argument type is a lifetime type
3188   //   with no lifetime qualifier, the __strong lifetime qualifier is inferred.
3189   if (getLangOpts().ObjCAutoRefCount &&
3190       ArgType->isObjCLifetimeType() &&
3191       !ArgType.getObjCLifetime()) {
3192     Qualifiers Qs;
3193     Qs.setObjCLifetime(Qualifiers::OCL_Strong);
3194     ArgType = Context.getQualifiedType(ArgType, Qs);
3195   }
3196   
3197   Converted.push_back(TemplateArgument(ArgType));
3198   return false;
3199 }
3200
3201 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
3202 /// the given template type parameter.
3203 ///
3204 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
3205 /// the substitution.
3206 ///
3207 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
3208 /// for.
3209 ///
3210 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
3211 /// template-id we are checking.
3212 ///
3213 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
3214 /// terminates the template-id.
3215 ///
3216 /// \param Param the template template parameter whose default we are
3217 /// substituting into.
3218 ///
3219 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
3220 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
3221 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
3222 static TypeSourceInfo *
3223 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
3224                              TemplateDecl *Template,
3225                              SourceLocation TemplateLoc,
3226                              SourceLocation RAngleLoc,
3227                              TemplateTypeParmDecl *Param,
3228                          SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
3229   TypeSourceInfo *ArgType = Param->getDefaultArgumentInfo();
3230
3231   // If the argument type is dependent, instantiate it now based
3232   // on the previously-computed template arguments.
3233   if (ArgType->getType()->isDependentType()) {
3234     Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
3235                                      Template, Converted,
3236                                      SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3237     if (Inst.isInvalid())
3238       return nullptr;
3239
3240     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3241                                       Converted.data(), Converted.size());
3242
3243     // Only substitute for the innermost template argument list.
3244     MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3245     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
3246     for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
3247       TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
3248
3249     Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
3250     ArgType =
3251         SemaRef.SubstType(ArgType, TemplateArgLists,
3252                           Param->getDefaultArgumentLoc(), Param->getDeclName());
3253   }
3254
3255   return ArgType;
3256 }
3257
3258 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
3259 /// the given non-type template parameter.
3260 ///
3261 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
3262 /// the substitution.
3263 ///
3264 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
3265 /// for.
3266 ///
3267 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
3268 /// template-id we are checking.
3269 ///
3270 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
3271 /// terminates the template-id.
3272 ///
3273 /// \param Param the non-type template parameter whose default we are
3274 /// substituting into.
3275 ///
3276 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
3277 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
3278 ///
3279 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
3280 static ExprResult
3281 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
3282                              TemplateDecl *Template,
3283                              SourceLocation TemplateLoc,
3284                              SourceLocation RAngleLoc,
3285                              NonTypeTemplateParmDecl *Param,
3286                         SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
3287   Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc,
3288                                    Template, Converted,
3289                                    SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3290   if (Inst.isInvalid())
3291     return ExprError();
3292
3293   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3294                                     Converted.data(), Converted.size());
3295
3296   // Only substitute for the innermost template argument list.
3297   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3298   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
3299   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
3300     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
3301
3302   EnterExpressionEvaluationContext ConstantEvaluated(SemaRef,
3303                                                      Sema::ConstantEvaluated);
3304   return SemaRef.SubstExpr(Param->getDefaultArgument(), TemplateArgLists);
3305 }
3306
3307 /// \brief Substitute template arguments into the default template argument for
3308 /// the given template template parameter.
3309 ///
3310 /// \param SemaRef the semantic analysis object for which we are performing
3311 /// the substitution.
3312 ///
3313 /// \param Template the template that we are synthesizing template arguments
3314 /// for.
3315 ///
3316 /// \param TemplateLoc the location of the template name that started the
3317 /// template-id we are checking.
3318 ///
3319 /// \param RAngleLoc the location of the right angle bracket ('>') that
3320 /// terminates the template-id.
3321 ///
3322 /// \param Param the template template parameter whose default we are
3323 /// substituting into.
3324 ///
3325 /// \param Converted the list of template arguments provided for template
3326 /// parameters that precede \p Param in the template parameter list.
3327 ///
3328 /// \param QualifierLoc Will be set to the nested-name-specifier (with 
3329 /// source-location information) that precedes the template name.
3330 ///
3331 /// \returns the substituted template argument, or NULL if an error occurred.
3332 static TemplateName
3333 SubstDefaultTemplateArgument(Sema &SemaRef,
3334                              TemplateDecl *Template,
3335                              SourceLocation TemplateLoc,
3336                              SourceLocation RAngleLoc,
3337                              TemplateTemplateParmDecl *Param,
3338                        SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
3339                              NestedNameSpecifierLoc &QualifierLoc) {
3340   Sema::InstantiatingTemplate Inst(SemaRef, TemplateLoc, Template, Converted,
3341                                    SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3342   if (Inst.isInvalid())
3343     return TemplateName();
3344
3345   TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3346                                     Converted.data(), Converted.size());
3347
3348   // Only substitute for the innermost template argument list.
3349   MultiLevelTemplateArgumentList TemplateArgLists;
3350   TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(&TemplateArgs);
3351   for (unsigned i = 0, e = Param->getDepth(); i != e; ++i)
3352     TemplateArgLists.addOuterTemplateArguments(None);
3353
3354   Sema::ContextRAII SavedContext(SemaRef, Template->getDeclContext());
3355   // Substitute into the nested-name-specifier first,
3356   QualifierLoc = Param->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc();
3357   if (QualifierLoc) {
3358     QualifierLoc =
3359         SemaRef.SubstNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc, TemplateArgLists);
3360     if (!QualifierLoc)
3361       return TemplateName();
3362   }
3363
3364   return SemaRef.SubstTemplateName(
3365              QualifierLoc,
3366              Param->getDefaultArgument().getArgument().getAsTemplate(),
3367              Param->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc(),
3368              TemplateArgLists);
3369 }
3370
3371 /// \brief If the given template parameter has a default template
3372 /// argument, substitute into that default template argument and
3373 /// return the corresponding template argument.
3374 TemplateArgumentLoc
3375 Sema::SubstDefaultTemplateArgumentIfAvailable(TemplateDecl *Template,
3376                                               SourceLocation TemplateLoc,
3377                                               SourceLocation RAngleLoc,
3378                                               Decl *Param,
3379                                               SmallVectorImpl<TemplateArgument>
3380                                                 &Converted,
3381                                               bool &HasDefaultArg) {
3382   HasDefaultArg = false;
3383
3384   if (TemplateTypeParmDecl *TypeParm = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
3385     if (!hasVisibleDefaultArgument(TypeParm))
3386       return TemplateArgumentLoc();
3387
3388     HasDefaultArg = true;
3389     TypeSourceInfo *DI = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
3390                                                       TemplateLoc,
3391                                                       RAngleLoc,
3392                                                       TypeParm,
3393                                                       Converted);
3394     if (DI)
3395       return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(DI->getType()), DI);
3396
3397     return TemplateArgumentLoc();
3398   }
3399
3400   if (NonTypeTemplateParmDecl *NonTypeParm
3401         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
3402     if (!hasVisibleDefaultArgument(NonTypeParm))
3403       return TemplateArgumentLoc();
3404
3405     HasDefaultArg = true;
3406     ExprResult Arg = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
3407                                                   TemplateLoc,
3408                                                   RAngleLoc,
3409                                                   NonTypeParm,
3410                                                   Converted);
3411     if (Arg.isInvalid())
3412       return TemplateArgumentLoc();
3413
3414     Expr *ArgE = Arg.getAs<Expr>();
3415     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgE), ArgE);
3416   }
3417
3418   TemplateTemplateParmDecl *TempTempParm
3419     = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
3420   if (!hasVisibleDefaultArgument(TempTempParm))
3421     return TemplateArgumentLoc();
3422
3423   HasDefaultArg = true;
3424   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
3425   TemplateName TName = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
3426                                                     TemplateLoc,
3427                                                     RAngleLoc,
3428                                                     TempTempParm,
3429                                                     Converted,
3430                                                     QualifierLoc);
3431   if (TName.isNull())
3432     return TemplateArgumentLoc();
3433
3434   return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(TName),
3435                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateQualifierLoc(),
3436                 TempTempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
3437 }
3438
3439 /// \brief Check that the given template argument corresponds to the given
3440 /// template parameter.
3441 ///
3442 /// \param Param The template parameter against which the argument will be
3443 /// checked.
3444 ///
3445 /// \param Arg The template argument, which may be updated due to conversions.
3446 ///
3447 /// \param Template The template in which the template argument resides.
3448 ///
3449 /// \param TemplateLoc The location of the template name for the template
3450 /// whose argument list we're matching.
3451 ///
3452 /// \param RAngleLoc The location of the right angle bracket ('>') that closes
3453 /// the template argument list.
3454 ///
3455 /// \param ArgumentPackIndex The index into the argument pack where this
3456 /// argument will be placed. Only valid if the parameter is a parameter pack.
3457 ///
3458 /// \param Converted The checked, converted argument will be added to the
3459 /// end of this small vector.
3460 ///
3461 /// \param CTAK Describes how we arrived at this particular template argument:
3462 /// explicitly written, deduced, etc.
3463 ///
3464 /// \returns true on error, false otherwise.
3465 bool Sema::CheckTemplateArgument(NamedDecl *Param,
3466                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
3467                                  NamedDecl *Template,
3468                                  SourceLocation TemplateLoc,
3469                                  SourceLocation RAngleLoc,
3470                                  unsigned ArgumentPackIndex,
3471                             SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted,
3472                                  CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
3473   // Check template type parameters.
3474   if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param))
3475     return CheckTemplateTypeArgument(TTP, Arg, Converted);
3476
3477   // Check non-type template parameters.
3478   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
3479     // Do substitution on the type of the non-type template parameter
3480     // with the template arguments we've seen thus far.  But if the
3481     // template has a dependent context then we cannot substitute yet.
3482     QualType NTTPType = NTTP->getType();
3483     if (NTTP->isParameterPack() && NTTP->isExpandedParameterPack())
3484       NTTPType = NTTP->getExpansionType(ArgumentPackIndex);
3485
3486     if (NTTPType->isDependentType() &&
3487         !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
3488         !Template->getDeclContext()->isDependentContext()) {
3489       // Do substitution on the type of the non-type template parameter.
3490       InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
3491                                  NTTP, Converted,
3492                                  SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3493       if (Inst.isInvalid())
3494         return true;
3495
3496       TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3497                                         Converted.data(), Converted.size());
3498       NTTPType = SubstType(NTTPType,
3499                            MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs),
3500                            NTTP->getLocation(),
3501                            NTTP->getDeclName());
3502       // If that worked, check the non-type template parameter type
3503       // for validity.
3504       if (!NTTPType.isNull())
3505         NTTPType = CheckNonTypeTemplateParameterType(NTTPType,
3506                                                      NTTP->getLocation());
3507       if (NTTPType.isNull())
3508         return true;
3509     }
3510
3511     switch (Arg.getArgument().getKind()) {
3512     case TemplateArgument::Null:
3513       llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
3514
3515     case TemplateArgument::Expression: {
3516       TemplateArgument Result;
3517       ExprResult Res =
3518         CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, Arg.getArgument().getAsExpr(),
3519                               Result, CTAK);
3520       if (Res.isInvalid())
3521         return true;
3522
3523       // If the resulting expression is new, then use it in place of the
3524       // old expression in the template argument.
3525       if (Res.get() != Arg.getArgument().getAsExpr()) {
3526         TemplateArgument TA(Res.get());
3527         Arg = TemplateArgumentLoc(TA, Res.get());
3528       }
3529
3530       Converted.push_back(Result);
3531       break;
3532     }
3533
3534     case TemplateArgument::Declaration:
3535     case TemplateArgument::Integral:
3536     case TemplateArgument::NullPtr:
3537       // We've already checked this template argument, so just copy
3538       // it to the list of converted arguments.
3539       Converted.push_back(Arg.getArgument());
3540       break;
3541
3542     case TemplateArgument::Template:
3543     case TemplateArgument::TemplateExpansion:
3544       // We were given a template template argument. It may not be ill-formed;
3545       // see below.
3546       if (DependentTemplateName *DTN
3547             = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern()
3548                                               .getAsDependentTemplateName()) {
3549         // We have a template argument such as \c T::template X, which we
3550         // parsed as a template template argument. However, since we now
3551         // know that we need a non-type template argument, convert this
3552         // template name into an expression.
3553
3554         DeclarationNameInfo NameInfo(DTN->getIdentifier(),
3555                                      Arg.getTemplateNameLoc());
3556
3557         CXXScopeSpec SS;
3558         SS.Adopt(Arg.getTemplateQualifierLoc());
3559         // FIXME: the template-template arg was a DependentTemplateName,
3560         // so it was provided with a template keyword. However, its source
3561         // location is not stored in the template argument structure.
3562         SourceLocation TemplateKWLoc;
3563         ExprResult E = DependentScopeDeclRefExpr::Create(
3564             Context, SS.getWithLocInContext(Context), TemplateKWLoc, NameInfo,
3565             nullptr);
3566
3567         // If we parsed the template argument as a pack expansion, create a
3568         // pack expansion expression.
3569         if (Arg.getArgument().getKind() == TemplateArgument::TemplateExpansion){
3570           E = ActOnPackExpansion(E.get(), Arg.getTemplateEllipsisLoc());
3571           if (E.isInvalid())
3572             return true;
3573         }
3574
3575         TemplateArgument Result;
3576         E = CheckTemplateArgument(NTTP, NTTPType, E.get(), Result);
3577         if (E.isInvalid())
3578           return true;
3579
3580         Converted.push_back(Result);
3581         break;
3582       }
3583
3584       // We have a template argument that actually does refer to a class
3585       // template, alias template, or template template parameter, and
3586       // therefore cannot be a non-type template argument.
3587       Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_expr)
3588         << Arg.getSourceRange();
3589
3590       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
3591       return true;
3592
3593     case TemplateArgument::Type: {
3594       // We have a non-type template parameter but the template
3595       // argument is a type.
3596
3597       // C++ [temp.arg]p2:
3598       //   In a template-argument, an ambiguity between a type-id and
3599       //   an expression is resolved to a type-id, regardless of the
3600       //   form of the corresponding template-parameter.
3601       //
3602       // We warn specifically about this case, since it can be rather
3603       // confusing for users.
3604       QualType T = Arg.getArgument().getAsType();
3605       SourceRange SR = Arg.getSourceRange();
3606       if (T->isFunctionType())
3607         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_nontype_ambig) << SR << T;
3608       else
3609         Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_must_be_expr) << SR;
3610       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
3611       return true;
3612     }
3613
3614     case TemplateArgument::Pack:
3615       llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
3616     }
3617
3618     return false;
3619   }
3620
3621
3622   // Check template template parameters.
3623   TemplateTemplateParmDecl *TempParm = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
3624
3625   // Substitute into the template parameter list of the template
3626   // template parameter, since previously-supplied template arguments
3627   // may appear within the template template parameter.
3628   {
3629     // Set up a template instantiation context.
3630     LocalInstantiationScope Scope(*this);
3631     InstantiatingTemplate Inst(*this, TemplateLoc, Template,
3632                                TempParm, Converted,
3633                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3634     if (Inst.isInvalid())
3635       return true;
3636
3637     TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
3638                                       Converted.data(), Converted.size());
3639     TempParm = cast_or_null<TemplateTemplateParmDecl>(
3640                       SubstDecl(TempParm, CurContext,
3641                                 MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs)));
3642     if (!TempParm)
3643       return true;
3644   }
3645
3646   switch (Arg.getArgument().getKind()) {
3647   case TemplateArgument::Null:
3648     llvm_unreachable("Should never see a NULL template argument here");
3649
3650   case TemplateArgument::Template:
3651   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
3652     if (CheckTemplateArgument(TempParm, Arg, ArgumentPackIndex))
3653       return true;
3654
3655     Converted.push_back(Arg.getArgument());
3656     break;
3657
3658   case TemplateArgument::Expression:
3659   case TemplateArgument::Type:
3660     // We have a template template parameter but the template
3661     // argument does not refer to a template.
3662     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_must_be_template)
3663       << getLangOpts().CPlusPlus11;
3664     return true;
3665
3666   case TemplateArgument::Declaration:
3667     llvm_unreachable("Declaration argument with template template parameter");
3668   case TemplateArgument::Integral:
3669     llvm_unreachable("Integral argument with template template parameter");
3670   case TemplateArgument::NullPtr:
3671     llvm_unreachable("Null pointer argument with template template parameter");
3672
3673   case TemplateArgument::Pack:
3674     llvm_unreachable("Caller must expand template argument packs");
3675   }
3676
3677   return false;
3678 }
3679
3680 /// \brief Diagnose an arity mismatch in the 
3681 static bool diagnoseArityMismatch(Sema &S, TemplateDecl *Template,
3682                                   SourceLocation TemplateLoc,
3683                                   TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs) {
3684   TemplateParameterList *Params = Template->getTemplateParameters();
3685   unsigned NumParams = Params->size();
3686   unsigned NumArgs = TemplateArgs.size();
3687
3688   SourceRange Range;
3689   if (NumArgs > NumParams)
3690     Range = SourceRange(TemplateArgs[NumParams].getLocation(), 
3691                         TemplateArgs.getRAngleLoc());
3692   S.Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
3693     << (NumArgs > NumParams)
3694     << (isa<ClassTemplateDecl>(Template)? 0 :
3695         isa<FunctionTemplateDecl>(Template)? 1 :
3696         isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template)? 2 : 3)
3697     << Template << Range;
3698   S.Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
3699     << Params->getSourceRange();
3700   return true;
3701 }
3702
3703 /// \brief Check whether the template parameter is a pack expansion, and if so,
3704 /// determine the number of parameters produced by that expansion. For instance:
3705 ///
3706 /// \code
3707 /// template<typename ...Ts> struct A {
3708 ///   template<Ts ...NTs, template<Ts> class ...TTs, typename ...Us> struct B;
3709 /// };
3710 /// \endcode
3711 ///
3712 /// In \c A<int,int>::B, \c NTs and \c TTs have expanded pack size 2, and \c Us
3713 /// is not a pack expansion, so returns an empty Optional.
3714 static Optional<unsigned> getExpandedPackSize(NamedDecl *Param) {
3715   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
3716         = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
3717     if (NTTP->isExpandedParameterPack())
3718       return NTTP->getNumExpansionTypes();
3719   }
3720
3721   if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
3722         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
3723     if (TTP->isExpandedParameterPack())
3724       return TTP->getNumExpansionTemplateParameters();
3725   }
3726
3727   return None;
3728 }
3729
3730 /// Diagnose a missing template argument.
3731 template<typename TemplateParmDecl>
3732 static bool diagnoseMissingArgument(Sema &S, SourceLocation Loc,
3733                                     TemplateDecl *TD,
3734                                     const TemplateParmDecl *D,
3735                                     TemplateArgumentListInfo &Args) {
3736   // Dig out the most recent declaration of the template parameter; there may be
3737   // declarations of the template that are more recent than TD.
3738   D = cast<TemplateParmDecl>(cast<TemplateDecl>(TD->getMostRecentDecl())
3739                                  ->getTemplateParameters()
3740                                  ->getParam(D->getIndex()));
3741
3742   // If there's a default argument that's not visible, diagnose that we're
3743   // missing a module import.
3744   llvm::SmallVector<Module*, 8> Modules;
3745   if (D->hasDefaultArgument() && !S.hasVisibleDefaultArgument(D, &Modules)) {
3746     S.diagnoseMissingImport(Loc, cast<NamedDecl>(TD),
3747                             D->getDefaultArgumentLoc(), Modules,
3748                             Sema::MissingImportKind::DefaultArgument,
3749                             /*Recover*/true);
3750     return true;
3751   }
3752
3753   // FIXME: If there's a more recent default argument that *is* visible,
3754   // diagnose that it was declared too late.
3755
3756   return diagnoseArityMismatch(S, TD, Loc, Args);
3757 }
3758
3759 /// \brief Check that the given template argument list is well-formed
3760 /// for specializing the given template.
3761 bool Sema::CheckTemplateArgumentList(TemplateDecl *Template,
3762                                      SourceLocation TemplateLoc,
3763                                      TemplateArgumentListInfo &TemplateArgs,
3764                                      bool PartialTemplateArgs,
3765                           SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Converted) {
3766   // Make a copy of the template arguments for processing.  Only make the
3767   // changes at the end when successful in matching the arguments to the
3768   // template.
3769   TemplateArgumentListInfo NewArgs = TemplateArgs;
3770
3771   TemplateParameterList *Params = Template->getTemplateParameters();
3772
3773   SourceLocation RAngleLoc = NewArgs.getRAngleLoc();
3774
3775   // C++ [temp.arg]p1:
3776   //   [...] The type and form of each template-argument specified in
3777   //   a template-id shall match the type and form specified for the
3778   //   corresponding parameter declared by the template in its
3779   //   template-parameter-list.
3780   bool isTemplateTemplateParameter = isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template);
3781   SmallVector<TemplateArgument, 2> ArgumentPack;
3782   unsigned ArgIdx = 0, NumArgs = NewArgs.size();
3783   LocalInstantiationScope InstScope(*this, true);
3784   for (TemplateParameterList::iterator Param = Params->begin(),
3785                                        ParamEnd = Params->end();
3786        Param != ParamEnd; /* increment in loop */) {
3787     // If we have an expanded parameter pack, make sure we don't have too
3788     // many arguments.
3789     if (Optional<unsigned> Expansions = getExpandedPackSize(*Param)) {
3790       if (*Expansions == ArgumentPack.size()) {
3791         // We're done with this parameter pack. Pack up its arguments and add
3792         // them to the list.
3793         Converted.push_back(
3794             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
3795         ArgumentPack.clear();
3796
3797         // This argument is assigned to the next parameter.
3798         ++Param;
3799         continue;
3800       } else if (ArgIdx == NumArgs && !PartialTemplateArgs) {
3801         // Not enough arguments for this parameter pack.
3802         Diag(TemplateLoc, diag::err_template_arg_list_different_arity)
3803           << false
3804           << (isa<ClassTemplateDecl>(Template)? 0 :
3805               isa<FunctionTemplateDecl>(Template)? 1 :
3806               isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template)? 2 : 3)
3807           << Template;
3808         Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_decl_here)
3809           << Params->getSourceRange();
3810         return true;
3811       }
3812     }
3813
3814     if (ArgIdx < NumArgs) {
3815       // Check the template argument we were given.
3816       if (CheckTemplateArgument(*Param, NewArgs[ArgIdx], Template,
3817                                 TemplateLoc, RAngleLoc,
3818                                 ArgumentPack.size(), Converted))
3819         return true;
3820
3821       bool PackExpansionIntoNonPack =
3822           NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion() &&
3823           (!(*Param)->isTemplateParameterPack() || getExpandedPackSize(*Param));
3824       if (PackExpansionIntoNonPack && isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
3825         // Core issue 1430: we have a pack expansion as an argument to an
3826         // alias template, and it's not part of a parameter pack. This
3827         // can't be canonicalized, so reject it now.
3828         Diag(NewArgs[ArgIdx].getLocation(),
3829              diag::err_alias_template_expansion_into_fixed_list)
3830           << NewArgs[ArgIdx].getSourceRange();
3831         Diag((*Param)->getLocation(), diag::note_template_param_here);
3832         return true;
3833       }
3834
3835       // We're now done with this argument.
3836       ++ArgIdx;
3837
3838       if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
3839         // The template parameter was a template parameter pack, so take the
3840         // deduced argument and place it on the argument pack. Note that we
3841         // stay on the same template parameter so that we can deduce more
3842         // arguments.
3843         ArgumentPack.push_back(Converted.pop_back_val());
3844       } else {
3845         // Move to the next template parameter.
3846         ++Param;
3847       }
3848
3849       // If we just saw a pack expansion into a non-pack, then directly convert
3850       // the remaining arguments, because we don't know what parameters they'll
3851       // match up with.
3852       if (PackExpansionIntoNonPack) {
3853         if (!ArgumentPack.empty()) {
3854           // If we were part way through filling in an expanded parameter pack,
3855           // fall back to just producing individual arguments.
3856           Converted.insert(Converted.end(),
3857                            ArgumentPack.begin(), ArgumentPack.end());
3858           ArgumentPack.clear();
3859         }
3860
3861         while (ArgIdx < NumArgs) {
3862           Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx].getArgument());
3863           ++ArgIdx;
3864         }
3865
3866         return false;
3867       }
3868
3869       continue;
3870     }
3871
3872     // If we're checking a partial template argument list, we're done.
3873     if (PartialTemplateArgs) {
3874       if ((*Param)->isTemplateParameterPack() && !ArgumentPack.empty())
3875         Converted.push_back(
3876             TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
3877
3878       return false;
3879     }
3880
3881     // If we have a template parameter pack with no more corresponding
3882     // arguments, just break out now and we'll fill in the argument pack below.
3883     if ((*Param)->isTemplateParameterPack()) {
3884       assert(!getExpandedPackSize(*Param) &&
3885              "Should have dealt with this already");
3886
3887       // A non-expanded parameter pack before the end of the parameter list
3888       // only occurs for an ill-formed template parameter list, unless we've
3889       // got a partial argument list for a function template, so just bail out.
3890       if (Param + 1 != ParamEnd)
3891         return true;
3892
3893       Converted.push_back(
3894           TemplateArgument::CreatePackCopy(Context, ArgumentPack));
3895       ArgumentPack.clear();
3896
3897       ++Param;
3898       continue;
3899     }
3900
3901     // Check whether we have a default argument.
3902     TemplateArgumentLoc Arg;
3903
3904     // Retrieve the default template argument from the template
3905     // parameter. For each kind of template parameter, we substitute the
3906     // template arguments provided thus far and any "outer" template arguments
3907     // (when the template parameter was part of a nested template) into
3908     // the default argument.
3909     if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(*Param)) {
3910       if (!hasVisibleDefaultArgument(TTP))
3911         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TTP,
3912                                        NewArgs);
3913
3914       TypeSourceInfo *ArgType = SubstDefaultTemplateArgument(*this,
3915                                                              Template,
3916                                                              TemplateLoc,
3917                                                              RAngleLoc,
3918                                                              TTP,
3919                                                              Converted);
3920       if (!ArgType)
3921         return true;
3922
3923       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(ArgType->getType()),
3924                                 ArgType);
3925     } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
3926                  = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(*Param)) {
3927       if (!hasVisibleDefaultArgument(NTTP))
3928         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, NTTP,
3929                                        NewArgs);
3930
3931       ExprResult E = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
3932                                                               TemplateLoc,
3933                                                               RAngleLoc,
3934                                                               NTTP,
3935                                                               Converted);
3936       if (E.isInvalid())
3937         return true;
3938
3939       Expr *Ex = E.getAs<Expr>();
3940       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Ex), Ex);
3941     } else {
3942       TemplateTemplateParmDecl *TempParm
3943         = cast<TemplateTemplateParmDecl>(*Param);
3944
3945       if (!hasVisibleDefaultArgument(TempParm))
3946         return diagnoseMissingArgument(*this, TemplateLoc, Template, TempParm,
3947                                        NewArgs);
3948
3949       NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc;
3950       TemplateName Name = SubstDefaultTemplateArgument(*this, Template,
3951                                                        TemplateLoc,
3952                                                        RAngleLoc,
3953                                                        TempParm,
3954                                                        Converted,
3955                                                        QualifierLoc);
3956       if (Name.isNull())
3957         return true;
3958
3959       Arg = TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(Name), QualifierLoc,
3960                            TempParm->getDefaultArgument().getTemplateNameLoc());
3961     }
3962
3963     // Introduce an instantiation record that describes where we are using
3964     // the default template argument.
3965     InstantiatingTemplate Inst(*this, RAngleLoc, Template, *Param, Converted,
3966                                SourceRange(TemplateLoc, RAngleLoc));
3967     if (Inst.isInvalid())
3968       return true;
3969
3970     // Check the default template argument.
3971     if (CheckTemplateArgument(*Param, Arg, Template, TemplateLoc,
3972                               RAngleLoc, 0, Converted))
3973       return true;
3974
3975     // Core issue 150 (assumed resolution): if this is a template template
3976     // parameter, keep track of the default template arguments from the
3977     // template definition.
3978     if (isTemplateTemplateParameter)
3979       NewArgs.addArgument(Arg);
3980
3981     // Move to the next template parameter and argument.
3982     ++Param;
3983     ++ArgIdx;
3984   }
3985
3986   // If we're performing a partial argument substitution, allow any trailing
3987   // pack expansions; they might be empty. This can happen even if
3988   // PartialTemplateArgs is false (the list of arguments is complete but
3989   // still dependent).
3990   if (ArgIdx < NumArgs && CurrentInstantiationScope &&
3991       CurrentInstantiationScope->getPartiallySubstitutedPack()) {
3992     while (ArgIdx < NumArgs && NewArgs[ArgIdx].getArgument().isPackExpansion())
3993       Converted.push_back(NewArgs[ArgIdx++].getArgument());
3994   }
3995
3996   // If we have any leftover arguments, then there were too many arguments.
3997   // Complain and fail.
3998   if (ArgIdx < NumArgs)
3999     return diagnoseArityMismatch(*this, Template, TemplateLoc, NewArgs);
4000
4001   // No problems found with the new argument list, propagate changes back
4002   // to caller.
4003   TemplateArgs = std::move(NewArgs);
4004
4005   return false;
4006 }
4007
4008 namespace {
4009   class UnnamedLocalNoLinkageFinder
4010     : public TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool>
4011   {
4012     Sema &S;
4013     SourceRange SR;
4014
4015     typedef TypeVisitor<UnnamedLocalNoLinkageFinder, bool> inherited;
4016
4017   public:
4018     UnnamedLocalNoLinkageFinder(Sema &S, SourceRange SR) : S(S), SR(SR) { }
4019
4020     bool Visit(QualType T) {
4021       return inherited::Visit(T.getTypePtr());
4022     }
4023
4024 #define TYPE(Class, Parent) \
4025     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *);
4026 #define ABSTRACT_TYPE(Class, Parent) \
4027     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
4028 #define NON_CANONICAL_TYPE(Class, Parent) \
4029     bool Visit##Class##Type(const Class##Type *) { return false; }
4030 #include "clang/AST/TypeNodes.def"
4031
4032     bool VisitTagDecl(const TagDecl *Tag);
4033     bool VisitNestedNameSpecifier(NestedNameSpecifier *NNS);
4034   };
4035 } // end anonymous namespace
4036
4037 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBuiltinType(const BuiltinType*) {
4038   return false;
4039 }
4040
4041 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitComplexType(const ComplexType* T) {
4042   return Visit(T->getElementType());
4043 }
4044
4045 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPointerType(const PointerType* T) {
4046   return Visit(T->getPointeeType());
4047 }
4048
4049 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitBlockPointerType(
4050                                                     const BlockPointerType* T) {
4051   return Visit(T->getPointeeType());
4052 }
4053
4054 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitLValueReferenceType(
4055                                                 const LValueReferenceType* T) {
4056   return Visit(T->getPointeeType());
4057 }
4058
4059 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRValueReferenceType(
4060                                                 const RValueReferenceType* T) {
4061   return Visit(T->getPointeeType());
4062 }
4063
4064 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitMemberPointerType(
4065                                                   const MemberPointerType* T) {
4066   return Visit(T->getPointeeType()) || Visit(QualType(T->getClass(), 0));
4067 }
4068
4069 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitConstantArrayType(
4070                                                   const ConstantArrayType* T) {
4071   return Visit(T->getElementType());
4072 }
4073
4074 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitIncompleteArrayType(
4075                                                  const IncompleteArrayType* T) {
4076   return Visit(T->getElementType());
4077 }
4078
4079 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVariableArrayType(
4080                                                    const VariableArrayType* T) {
4081   return Visit(T->getElementType());
4082 }
4083
4084 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedArrayType(
4085                                             const DependentSizedArrayType* T) {
4086   return Visit(T->getElementType());
4087 }
4088
4089 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentSizedExtVectorType(
4090                                          const DependentSizedExtVectorType* T) {
4091   return Visit(T->getElementType());
4092 }
4093
4094 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitVectorType(const VectorType* T) {
4095   return Visit(T->getElementType());
4096 }
4097
4098 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitExtVectorType(const ExtVectorType* T) {
4099   return Visit(T->getElementType());
4100 }
4101
4102 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionProtoType(
4103                                                   const FunctionProtoType* T) {
4104   for (const auto &A : T->param_types()) {
4105     if (Visit(A))
4106       return true;
4107   }
4108
4109   return Visit(T->getReturnType());
4110 }
4111
4112 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitFunctionNoProtoType(
4113                                                const FunctionNoProtoType* T) {
4114   return Visit(T->getReturnType());
4115 }
4116
4117 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnresolvedUsingType(
4118                                                   const UnresolvedUsingType*) {
4119   return false;
4120 }
4121
4122 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfExprType(const TypeOfExprType*) {
4123   return false;
4124 }
4125
4126 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTypeOfType(const TypeOfType* T) {
4127   return Visit(T->getUnderlyingType());
4128 }
4129
4130 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDecltypeType(const DecltypeType*) {
4131   return false;
4132 }
4133
4134 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitUnaryTransformType(
4135                                                     const UnaryTransformType*) {
4136   return false;
4137 }
4138
4139 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAutoType(const AutoType *T) {
4140   return Visit(T->getDeducedType());
4141 }
4142
4143 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitRecordType(const RecordType* T) {
4144   return VisitTagDecl(T->getDecl());
4145 }
4146
4147 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitEnumType(const EnumType* T) {
4148   return VisitTagDecl(T->getDecl());
4149 }
4150
4151 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateTypeParmType(
4152                                                  const TemplateTypeParmType*) {
4153   return false;
4154 }
4155
4156 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitSubstTemplateTypeParmPackType(
4157                                         const SubstTemplateTypeParmPackType *) {
4158   return false;
4159 }
4160
4161 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTemplateSpecializationType(
4162                                             const TemplateSpecializationType*) {
4163   return false;
4164 }
4165
4166 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitInjectedClassNameType(
4167                                               const InjectedClassNameType* T) {
4168   return VisitTagDecl(T->getDecl());
4169 }
4170
4171 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentNameType(
4172                                                    const DependentNameType* T) {
4173   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
4174 }
4175
4176 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitDependentTemplateSpecializationType(
4177                                  const DependentTemplateSpecializationType* T) {
4178   return VisitNestedNameSpecifier(T->getQualifier());
4179 }
4180
4181 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPackExpansionType(
4182                                                    const PackExpansionType* T) {
4183   return Visit(T->getPattern());
4184 }
4185
4186 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectType(const ObjCObjectType *) {
4187   return false;
4188 }
4189
4190 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCInterfaceType(
4191                                                    const ObjCInterfaceType *) {
4192   return false;
4193 }
4194
4195 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitObjCObjectPointerType(
4196                                                 const ObjCObjectPointerType *) {
4197   return false;
4198 }
4199
4200 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitAtomicType(const AtomicType* T) {
4201   return Visit(T->getValueType());
4202 }
4203
4204 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitPipeType(const PipeType* T) {
4205   return false;
4206 }
4207
4208 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitTagDecl(const TagDecl *Tag) {
4209   if (Tag->getDeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
4210     S.Diag(SR.getBegin(),
4211            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
4212              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_local_type :
4213              diag::ext_template_arg_local_type)
4214       << S.Context.getTypeDeclType(Tag) << SR;
4215     return true;
4216   }
4217
4218   if (!Tag->hasNameForLinkage()) {
4219     S.Diag(SR.getBegin(),
4220            S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
4221              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_unnamed_type :
4222              diag::ext_template_arg_unnamed_type) << SR;
4223     S.Diag(Tag->getLocation(), diag::note_template_unnamed_type_here);
4224     return true;
4225   }
4226
4227   return false;
4228 }
4229
4230 bool UnnamedLocalNoLinkageFinder::VisitNestedNameSpecifier(
4231                                                     NestedNameSpecifier *NNS) {
4232   if (NNS->getPrefix() && VisitNestedNameSpecifier(NNS->getPrefix()))
4233     return true;
4234
4235   switch (NNS->getKind()) {
4236   case NestedNameSpecifier::Identifier:
4237   case NestedNameSpecifier::Namespace:
4238   case NestedNameSpecifier::NamespaceAlias:
4239   case NestedNameSpecifier::Global:
4240   case NestedNameSpecifier::Super:
4241     return false;
4242
4243   case NestedNameSpecifier::TypeSpec:
4244   case NestedNameSpecifier::TypeSpecWithTemplate:
4245     return Visit(QualType(NNS->getAsType(), 0));
4246   }
4247   llvm_unreachable("Invalid NestedNameSpecifier::Kind!");
4248 }
4249
4250 /// \brief Check a template argument against its corresponding
4251 /// template type parameter.
4252 ///
4253 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.type]. It
4254 /// returns true if an error occurred, and false otherwise.
4255 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTypeParmDecl *Param,
4256                                  TypeSourceInfo *ArgInfo) {
4257   assert(ArgInfo && "invalid TypeSourceInfo");
4258   QualType Arg = ArgInfo->getType();
4259   SourceRange SR = ArgInfo->getTypeLoc().getSourceRange();
4260
4261   if (Arg->isVariablyModifiedType()) {
4262     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_variably_modified_template_arg) << Arg;
4263   } else if (Context.hasSameUnqualifiedType(Arg, Context.OverloadTy)) {
4264     return Diag(SR.getBegin(), diag::err_template_arg_overload_type) << SR;
4265   }
4266
4267   // C++03 [temp.arg.type]p2:
4268   //   A local type, a type with no linkage, an unnamed type or a type
4269   //   compounded from any of these types shall not be used as a
4270   //   template-argument for a template type-parameter.
4271   //
4272   // C++11 allows these, and even in C++03 we allow them as an extension with
4273   // a warning.
4274   bool NeedsCheck;
4275   if (LangOpts.CPlusPlus11)
4276     NeedsCheck =
4277         !Diags.isIgnored(diag::warn_cxx98_compat_template_arg_unnamed_type,
4278                          SR.getBegin()) ||
4279         !Diags.isIgnored(diag::warn_cxx98_compat_template_arg_local_type,
4280                          SR.getBegin());
4281   else
4282     NeedsCheck = Arg->hasUnnamedOrLocalType();
4283
4284   if (NeedsCheck) {
4285     UnnamedLocalNoLinkageFinder Finder(*this, SR);
4286     (void)Finder.Visit(Context.getCanonicalType(Arg));
4287   }
4288
4289   return false;
4290 }
4291
4292 enum NullPointerValueKind {
4293   NPV_NotNullPointer,
4294   NPV_NullPointer,
4295   NPV_Error
4296 };
4297
4298 /// \brief Determine whether the given template argument is a null pointer
4299 /// value of the appropriate type.
4300 static NullPointerValueKind
4301 isNullPointerValueTemplateArgument(Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4302                                    QualType ParamType, Expr *Arg) {
4303   if (Arg->isValueDependent() || Arg->isTypeDependent())
4304     return NPV_NotNullPointer;
4305
4306   if (!S.isCompleteType(Arg->getExprLoc(), ParamType))
4307     llvm_unreachable(
4308         "Incomplete parameter type in isNullPointerValueTemplateArgument!");
4309
4310   if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
4311     return NPV_NotNullPointer;
4312   
4313   // Determine whether we have a constant expression.
4314   ExprResult ArgRV = S.DefaultFunctionArrayConversion(Arg);
4315   if (ArgRV.isInvalid())
4316     return NPV_Error;
4317   Arg = ArgRV.get();
4318   
4319   Expr::EvalResult EvalResult;
4320   SmallVector<PartialDiagnosticAt, 8> Notes;
4321   EvalResult.Diag = &Notes;
4322   if (!Arg->EvaluateAsRValue(EvalResult, S.Context) ||
4323       EvalResult.HasSideEffects) {
4324     SourceLocation DiagLoc = Arg->getExprLoc();
4325     
4326     // If our only note is the usual "invalid subexpression" note, just point
4327     // the caret at its location rather than producing an essentially
4328     // redundant note.
4329     if (Notes.size() == 1 && Notes[0].second.getDiagID() ==
4330         diag::note_invalid_subexpr_in_const_expr) {
4331       DiagLoc = Notes[0].first;
4332       Notes.clear();
4333     }
4334     
4335     S.Diag(DiagLoc, diag::err_template_arg_not_address_constant)
4336       << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
4337     for (unsigned I = 0, N = Notes.size(); I != N; ++I)
4338       S.Diag(Notes[I].first, Notes[I].second);
4339     
4340     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4341     return NPV_Error;
4342   }
4343   
4344   // C++11 [temp.arg.nontype]p1:
4345   //   - an address constant expression of type std::nullptr_t
4346   if (Arg->getType()->isNullPtrType())
4347     return NPV_NullPointer;
4348   
4349   //   - a constant expression that evaluates to a null pointer value (4.10); or
4350   //   - a constant expression that evaluates to a null member pointer value
4351   //     (4.11); or
4352   if ((EvalResult.Val.isLValue() && !EvalResult.Val.getLValueBase()) ||
4353       (EvalResult.Val.isMemberPointer() &&
4354        !EvalResult.Val.getMemberPointerDecl())) {
4355     // If our expression has an appropriate type, we've succeeded.
4356     bool ObjCLifetimeConversion;
4357     if (S.Context.hasSameUnqualifiedType(Arg->getType(), ParamType) ||
4358         S.IsQualificationConversion(Arg->getType(), ParamType, false,
4359                                      ObjCLifetimeConversion))
4360       return NPV_NullPointer;
4361     
4362     // The types didn't match, but we know we got a null pointer; complain,
4363     // then recover as if the types were correct.
4364     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_wrongtype_null_constant)
4365       << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
4366     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4367     return NPV_NullPointer;
4368   }
4369
4370   // If we don't have a null pointer value, but we do have a NULL pointer
4371   // constant, suggest a cast to the appropriate type.
4372   if (Arg->isNullPointerConstant(S.Context, Expr::NPC_NeverValueDependent)) {
4373     std::string Code = "static_cast<" + ParamType.getAsString() + ">(";
4374     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_untyped_null_constant)
4375         << ParamType << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getLocStart(), Code)
4376         << FixItHint::CreateInsertion(S.getLocForEndOfToken(Arg->getLocEnd()),
4377                                       ")");
4378     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4379     return NPV_NullPointer;
4380   }
4381   
4382   // FIXME: If we ever want to support general, address-constant expressions
4383   // as non-type template arguments, we should return the ExprResult here to
4384   // be interpreted by the caller.
4385   return NPV_NotNullPointer;
4386 }
4387
4388 /// \brief Checks whether the given template argument is compatible with its
4389 /// template parameter.
4390 static bool CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(
4391     Sema &S, NonTypeTemplateParmDecl *Param, QualType ParamType, Expr *ArgIn,
4392     Expr *Arg, QualType ArgType) {
4393   bool ObjCLifetimeConversion;
4394   if (ParamType->isPointerType() &&
4395       !ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType() &&
4396       S.IsQualificationConversion(ArgType, ParamType, false,
4397                                   ObjCLifetimeConversion)) {
4398     // For pointer-to-object types, qualification conversions are
4399     // permitted.
4400   } else {
4401     if (const ReferenceType *ParamRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
4402       if (!ParamRef->getPointeeType()->isFunctionType()) {
4403         // C++ [temp.arg.nontype]p5b3:
4404         //   For a non-type template-parameter of type reference to
4405         //   object, no conversions apply. The type referred to by the
4406         //   reference may be more cv-qualified than the (otherwise
4407         //   identical) type of the template- argument. The
4408         //   template-parameter is bound directly to the
4409         //   template-argument, which shall be an lvalue.
4410
4411         // FIXME: Other qualifiers?
4412         unsigned ParamQuals = ParamRef->getPointeeType().getCVRQualifiers();
4413         unsigned ArgQuals = ArgType.getCVRQualifiers();
4414
4415         if ((ParamQuals | ArgQuals) != ParamQuals) {
4416           S.Diag(Arg->getLocStart(),
4417                  diag::err_template_arg_ref_bind_ignores_quals)
4418             << ParamType << Arg->getType() << Arg->getSourceRange();
4419           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4420           return true;
4421         }
4422       }
4423     }
4424
4425     // At this point, the template argument refers to an object or
4426     // function with external linkage. We now need to check whether the
4427     // argument and parameter types are compatible.
4428     if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType,
4429                                           ParamType.getNonReferenceType())) {
4430       // We can't perform this conversion or binding.
4431       if (ParamType->isReferenceType())
4432         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_no_ref_bind)
4433           << ParamType << ArgIn->getType() << Arg->getSourceRange();
4434       else
4435         S.Diag(Arg->getLocStart(),  diag::err_template_arg_not_convertible)
4436           << ArgIn->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
4437       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4438       return true;
4439     }
4440   }
4441
4442   return false;
4443 }
4444
4445 /// \brief Checks whether the given template argument is the address
4446 /// of an object or function according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
4447 static bool
4448 CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(Sema &S,
4449                                                NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4450                                                QualType ParamType,
4451                                                Expr *ArgIn,
4452                                                TemplateArgument &Converted) {
4453   bool Invalid = false;
4454   Expr *Arg = ArgIn;
4455   QualType ArgType = Arg->getType();
4456
4457   bool AddressTaken = false;
4458   SourceLocation AddrOpLoc;
4459   if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
4460     // Microsoft Visual C++ strips all casts, allows an arbitrary number of
4461     // dereference and address-of operators.
4462     Arg = Arg->IgnoreParenCasts();
4463
4464     bool ExtWarnMSTemplateArg = false;
4465     UnaryOperatorKind FirstOpKind;
4466     SourceLocation FirstOpLoc;
4467     while (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
4468       UnaryOperatorKind UnOpKind = UnOp->getOpcode();
4469       if (UnOpKind == UO_Deref)
4470         ExtWarnMSTemplateArg = true;
4471       if (UnOpKind == UO_AddrOf || UnOpKind == UO_Deref) {
4472         Arg = UnOp->getSubExpr()->IgnoreParenCasts();
4473         if (!AddrOpLoc.isValid()) {
4474           FirstOpKind = UnOpKind;
4475           FirstOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
4476         }
4477       } else
4478         break;
4479     }
4480     if (FirstOpLoc.isValid()) {
4481       if (ExtWarnMSTemplateArg)
4482         S.Diag(ArgIn->getLocStart(), diag::ext_ms_deref_template_argument)
4483           << ArgIn->getSourceRange();
4484
4485       if (FirstOpKind == UO_AddrOf)
4486         AddressTaken = true;
4487       else if (Arg->getType()->isPointerType()) {
4488         // We cannot let pointers get dereferenced here, that is obviously not a
4489         // constant expression.
4490         assert(FirstOpKind == UO_Deref);
4491         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
4492           << Arg->getSourceRange();
4493       }
4494     }
4495   } else {
4496     // See through any implicit casts we added to fix the type.
4497     Arg = Arg->IgnoreImpCasts();
4498
4499     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
4500     //
4501     //   A template-argument for a non-type, non-template
4502     //   template-parameter shall be one of: [...]
4503     //
4504     //     -- the address of an object or function with external
4505     //        linkage, including function templates and function
4506     //        template-ids but excluding non-static class members,
4507     //        expressed as & id-expression where the & is optional if
4508     //        the name refers to a function or array, or if the
4509     //        corresponding template-parameter is a reference; or
4510
4511     // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
4512     // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
4513     bool ExtraParens = false;
4514     while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
4515       if (!Invalid && !ExtraParens) {
4516         S.Diag(Arg->getLocStart(),
4517                S.getLangOpts().CPlusPlus11
4518                    ? diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens
4519                    : diag::ext_template_arg_extra_parens)
4520             << Arg->getSourceRange();
4521         ExtraParens = true;
4522       }
4523
4524       Arg = Parens->getSubExpr();
4525     }
4526
4527     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
4528                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
4529       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
4530
4531     if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
4532       if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
4533         Arg = UnOp->getSubExpr();
4534         AddressTaken = true;
4535         AddrOpLoc = UnOp->getOperatorLoc();
4536       }
4537     }
4538
4539     while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
4540                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
4541       Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
4542   }
4543
4544   DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg);
4545   ValueDecl *Entity = DRE ? DRE->getDecl() : nullptr;
4546
4547   // If our parameter has pointer type, check for a null template value.
4548   if (ParamType->isPointerType() || ParamType->isNullPtrType()) {
4549     NullPointerValueKind NPV;
4550     // dllimport'd entities aren't constant but are available inside of template
4551     // arguments.
4552     if (Entity && Entity->hasAttr<DLLImportAttr>())
4553       NPV = NPV_NotNullPointer;
4554     else
4555       NPV = isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, ArgIn);
4556     switch (NPV) {
4557     case NPV_NullPointer:
4558       S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
4559       Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
4560                                    /*isNullPtr=*/true);
4561       return false;
4562
4563     case NPV_Error:
4564       return true;
4565
4566     case NPV_NotNullPointer:
4567       break;
4568     }
4569   }
4570
4571   // Stop checking the precise nature of the argument if it is value dependent,
4572   // it should be checked when instantiated.
4573   if (Arg->isValueDependent()) {
4574     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
4575     return false;
4576   }
4577
4578   if (isa<CXXUuidofExpr>(Arg)) {
4579     if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType,
4580                                                        ArgIn, Arg, ArgType))
4581       return true;
4582
4583     Converted = TemplateArgument(ArgIn);
4584     return false;
4585   }
4586
4587   if (!DRE) {
4588     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
4589     << Arg->getSourceRange();
4590     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4591     return true;
4592   }
4593
4594   // Cannot refer to non-static data members
4595   if (isa<FieldDecl>(Entity) || isa<IndirectFieldDecl>(Entity)) {
4596     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_field)
4597       << Entity << Arg->getSourceRange();
4598     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4599     return true;
4600   }
4601
4602   // Cannot refer to non-static member functions
4603   if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Entity)) {
4604     if (!Method->isStatic()) {
4605       S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_method)
4606         << Method << Arg->getSourceRange();
4607       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4608       return true;
4609     }
4610   }
4611
4612   FunctionDecl *Func = dyn_cast<FunctionDecl>(Entity);
4613   VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(Entity);
4614
4615   // A non-type template argument must refer to an object or function.
4616   if (!Func && !Var) {
4617     // We found something, but we don't know specifically what it is.
4618     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_object_or_func)
4619       << Arg->getSourceRange();
4620     S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
4621     return true;
4622   }
4623
4624   // Address / reference template args must have external linkage in C++98.
4625   if (Entity->getFormalLinkage() == InternalLinkage) {
4626     S.Diag(Arg->getLocStart(), S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
4627              diag::warn_cxx98_compat_template_arg_object_internal :
4628              diag::ext_template_arg_object_internal)
4629       << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
4630     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
4631       << !Func;
4632   } else if (!Entity->hasLinkage()) {
4633     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_object_no_linkage)
4634       << !Func << Entity << Arg->getSourceRange();
4635     S.Diag(Entity->getLocation(), diag::note_template_arg_internal_object)
4636       << !Func;
4637     return true;
4638   }
4639
4640   if (Func) {
4641     // If the template parameter has pointer type, the function decays.
4642     if (ParamType->isPointerType() && !AddressTaken)
4643       ArgType = S.Context.getPointerType(Func->getType());
4644     else if (AddressTaken && ParamType->isReferenceType()) {
4645       // If we originally had an address-of operator, but the
4646       // parameter has reference type, complain and (if things look
4647       // like they will work) drop the address-of operator.
4648       if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Func->getType(),
4649                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
4650         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
4651           << ParamType;
4652         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4653         return true;
4654       }
4655
4656       S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
4657         << ParamType
4658         << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
4659       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4660
4661       ArgType = Func->getType();
4662     }
4663   } else {
4664     // A value of reference type is not an object.
4665     if (Var->getType()->isReferenceType()) {
4666       S.Diag(Arg->getLocStart(),
4667              diag::err_template_arg_reference_var)
4668         << Var->getType() << Arg->getSourceRange();
4669       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4670       return true;
4671     }
4672
4673     // A template argument must have static storage duration.
4674     if (Var->getTLSKind()) {
4675       S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_thread_local)
4676         << Arg->getSourceRange();
4677       S.Diag(Var->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
4678       return true;
4679     }
4680
4681     // If the template parameter has pointer type, we must have taken
4682     // the address of this object.
4683     if (ParamType->isReferenceType()) {
4684       if (AddressTaken) {
4685         // If we originally had an address-of operator, but the
4686         // parameter has reference type, complain and (if things look
4687         // like they will work) drop the address-of operator.
4688         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Var->getType(),
4689                                             ParamType.getNonReferenceType())) {
4690           S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
4691             << ParamType;
4692           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4693           return true;
4694         }
4695
4696         S.Diag(AddrOpLoc, diag::err_template_arg_address_of_non_pointer)
4697           << ParamType
4698           << FixItHint::CreateRemoval(AddrOpLoc);
4699         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4700
4701         ArgType = Var->getType();
4702       }
4703     } else if (!AddressTaken && ParamType->isPointerType()) {
4704       if (Var->getType()->isArrayType()) {
4705         // Array-to-pointer decay.
4706         ArgType = S.Context.getArrayDecayedType(Var->getType());
4707       } else {
4708         // If the template parameter has pointer type but the address of
4709         // this object was not taken, complain and (possibly) recover by
4710         // taking the address of the entity.
4711         ArgType = S.Context.getPointerType(Var->getType());
4712         if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(ArgType, ParamType)) {
4713           S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_address_of)
4714             << ParamType;
4715           S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4716           return true;
4717         }
4718
4719         S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_address_of)
4720           << ParamType
4721           << FixItHint::CreateInsertion(Arg->getLocStart(), "&");
4722
4723         S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4724       }
4725     }
4726   }
4727
4728   if (CheckTemplateArgumentIsCompatibleWithParameter(S, Param, ParamType, ArgIn,
4729                                                      Arg, ArgType))
4730     return true;
4731
4732   // Create the template argument.
4733   Converted =
4734       TemplateArgument(cast<ValueDecl>(Entity->getCanonicalDecl()), ParamType);
4735   S.MarkAnyDeclReferenced(Arg->getLocStart(), Entity, false);
4736   return false;
4737 }
4738
4739 /// \brief Checks whether the given template argument is a pointer to
4740 /// member constant according to C++ [temp.arg.nontype]p1.
4741 static bool CheckTemplateArgumentPointerToMember(Sema &S,
4742                                                  NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4743                                                  QualType ParamType,
4744                                                  Expr *&ResultArg,
4745                                                  TemplateArgument &Converted) {
4746   bool Invalid = false;
4747
4748   // Check for a null pointer value.
4749   Expr *Arg = ResultArg;
4750   switch (isNullPointerValueTemplateArgument(S, Param, ParamType, Arg)) {
4751   case NPV_Error:
4752     return true;
4753   case NPV_NullPointer:
4754     S.Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
4755     Converted = TemplateArgument(S.Context.getCanonicalType(ParamType),
4756                                  /*isNullPtr*/true);
4757     return false;
4758   case NPV_NotNullPointer:
4759     break;
4760   }
4761
4762   bool ObjCLifetimeConversion;
4763   if (S.IsQualificationConversion(Arg->getType(),
4764                                   ParamType.getNonReferenceType(),
4765                                   false, ObjCLifetimeConversion)) {
4766     Arg = S.ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_NoOp,
4767                               Arg->getValueKind()).get();
4768     ResultArg = Arg;
4769   } else if (!S.Context.hasSameUnqualifiedType(Arg->getType(),
4770                 ParamType.getNonReferenceType())) {
4771     // We can't perform this conversion.
4772     S.Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_convertible)
4773       << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
4774     S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4775     return true;
4776   }
4777
4778   // See through any implicit casts we added to fix the type.
4779   while (ImplicitCastExpr *Cast = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(Arg))
4780     Arg = Cast->getSubExpr();
4781
4782   // C++ [temp.arg.nontype]p1:
4783   //
4784   //   A template-argument for a non-type, non-template
4785   //   template-parameter shall be one of: [...]
4786   //
4787   //     -- a pointer to member expressed as described in 5.3.1.
4788   DeclRefExpr *DRE = nullptr;
4789
4790   // In C++98/03 mode, give an extension warning on any extra parentheses.
4791   // See http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_defects.html#773
4792   bool ExtraParens = false;
4793   while (ParenExpr *Parens = dyn_cast<ParenExpr>(Arg)) {
4794     if (!Invalid && !ExtraParens) {
4795       S.Diag(Arg->getLocStart(),
4796              S.getLangOpts().CPlusPlus11 ?
4797                diag::warn_cxx98_compat_template_arg_extra_parens :
4798                diag::ext_template_arg_extra_parens)
4799         << Arg->getSourceRange();
4800       ExtraParens = true;
4801     }
4802
4803     Arg = Parens->getSubExpr();
4804   }
4805
4806   while (SubstNonTypeTemplateParmExpr *subst =
4807            dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(Arg))
4808     Arg = subst->getReplacement()->IgnoreImpCasts();
4809
4810   // A pointer-to-member constant written &Class::member.
4811   if (UnaryOperator *UnOp = dyn_cast<UnaryOperator>(Arg)) {
4812     if (UnOp->getOpcode() == UO_AddrOf) {
4813       DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(UnOp->getSubExpr());
4814       if (DRE && !DRE->getQualifier())
4815         DRE = nullptr;
4816     }
4817   }
4818   // A constant of pointer-to-member type.
4819   else if ((DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(Arg))) {
4820     if (ValueDecl *VD = dyn_cast<ValueDecl>(DRE->getDecl())) {
4821       if (VD->getType()->isMemberPointerType()) {
4822         if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(VD)) {
4823           if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
4824             Converted = TemplateArgument(Arg);
4825           } else {
4826             VD = cast<ValueDecl>(VD->getCanonicalDecl());
4827             Converted = TemplateArgument(VD, ParamType);
4828           }
4829           return Invalid;
4830         }
4831       }
4832     }
4833
4834     DRE = nullptr;
4835   }
4836
4837   if (!DRE)
4838     return S.Diag(Arg->getLocStart(),
4839                   diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
4840       << Arg->getSourceRange();
4841
4842   if (isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
4843       isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
4844       isa<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())) {
4845     assert((isa<FieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
4846             isa<IndirectFieldDecl>(DRE->getDecl()) ||
4847             !cast<CXXMethodDecl>(DRE->getDecl())->isStatic()) &&
4848            "Only non-static member pointers can make it here");
4849
4850     // Okay: this is the address of a non-static member, and therefore
4851     // a member pointer constant.
4852     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
4853       Converted = TemplateArgument(Arg);
4854     } else {
4855       ValueDecl *D = cast<ValueDecl>(DRE->getDecl()->getCanonicalDecl());
4856       Converted = TemplateArgument(D, ParamType);
4857     }
4858     return Invalid;
4859   }
4860
4861   // We found something else, but we don't know specifically what it is.
4862   S.Diag(Arg->getLocStart(),
4863          diag::err_template_arg_not_pointer_to_member_form)
4864     << Arg->getSourceRange();
4865   S.Diag(DRE->getDecl()->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here);
4866   return true;
4867 }
4868
4869 /// \brief Check a template argument against its corresponding
4870 /// non-type template parameter.
4871 ///
4872 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.nontype].
4873 /// If an error occurred, it returns ExprError(); otherwise, it
4874 /// returns the converted template argument. \p ParamType is the
4875 /// type of the non-type template parameter after it has been instantiated.
4876 ExprResult Sema::CheckTemplateArgument(NonTypeTemplateParmDecl *Param,
4877                                        QualType ParamType, Expr *Arg,
4878                                        TemplateArgument &Converted,
4879                                        CheckTemplateArgumentKind CTAK) {
4880   SourceLocation StartLoc = Arg->getLocStart();
4881
4882   // If either the parameter has a dependent type or the argument is
4883   // type-dependent, there's nothing we can check now.
4884   if (ParamType->isDependentType() || Arg->isTypeDependent()) {
4885     // FIXME: Produce a cloned, canonical expression?
4886     Converted = TemplateArgument(Arg);
4887     return Arg;
4888   }
4889
4890   // We should have already dropped all cv-qualifiers by now.
4891   assert(!ParamType.hasQualifiers() &&
4892          "non-type template parameter type cannot be qualified");
4893
4894   if (CTAK == CTAK_Deduced &&
4895       !Context.hasSameUnqualifiedType(ParamType, Arg->getType())) {
4896     // C++ [temp.deduct.type]p17:
4897     //   If, in the declaration of a function template with a non-type
4898     //   template-parameter, the non-type template-parameter is used
4899     //   in an expression in the function parameter-list and, if the
4900     //   corresponding template-argument is deduced, the
4901     //   template-argument type shall match the type of the
4902     //   template-parameter exactly, except that a template-argument
4903     //   deduced from an array bound may be of any integral type.
4904     Diag(StartLoc, diag::err_deduced_non_type_template_arg_type_mismatch)
4905       << Arg->getType().getUnqualifiedType()
4906       << ParamType.getUnqualifiedType();
4907     Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
4908     return ExprError();
4909   }
4910
4911   if (getLangOpts().CPlusPlus1z) {
4912     // FIXME: We can do some limited checking for a value-dependent but not
4913     // type-dependent argument.
4914     if (Arg->isValueDependent()) {
4915       Converted = TemplateArgument(Arg);
4916       return Arg;
4917     }
4918
4919     // C++1z [temp.arg.nontype]p1:
4920     //   A template-argument for a non-type template parameter shall be
4921     //   a converted constant expression of the type of the template-parameter.
4922     APValue Value;
4923     ExprResult ArgResult = CheckConvertedConstantExpression(
4924         Arg, ParamType, Value, CCEK_TemplateArg);
4925     if (ArgResult.isInvalid())
4926       return ExprError();
4927
4928     QualType CanonParamType = Context.getCanonicalType(ParamType);
4929
4930     // Convert the APValue to a TemplateArgument.
4931     switch (Value.getKind()) {
4932     case APValue::Uninitialized:
4933       assert(ParamType->isNullPtrType());
4934       Converted = TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
4935       break;
4936     case APValue::Int:
4937       assert(ParamType->isIntegralOrEnumerationType());
4938       Converted = TemplateArgument(Context, Value.getInt(), CanonParamType);
4939       break;
4940     case APValue::MemberPointer: {
4941       assert(ParamType->isMemberPointerType());
4942
4943       // FIXME: We need TemplateArgument representation and mangling for these.
4944       if (!Value.getMemberPointerPath().empty()) {
4945         Diag(Arg->getLocStart(),
4946              diag::err_template_arg_member_ptr_base_derived_not_supported)
4947             << Value.getMemberPointerDecl() << ParamType
4948             << Arg->getSourceRange();
4949         return ExprError();
4950       }
4951
4952       auto *VD = const_cast<ValueDecl*>(Value.getMemberPointerDecl());
4953       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
4954                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
4955       break;
4956     }
4957     case APValue::LValue: {
4958       //   For a non-type template-parameter of pointer or reference type,
4959       //   the value of the constant expression shall not refer to
4960       assert(ParamType->isPointerType() || ParamType->isReferenceType() ||
4961              ParamType->isNullPtrType());
4962       // -- a temporary object
4963       // -- a string literal
4964       // -- the result of a typeid expression, or
4965       // -- a predefind __func__ variable
4966       if (auto *E = Value.getLValueBase().dyn_cast<const Expr*>()) {
4967         if (isa<CXXUuidofExpr>(E)) {
4968           Converted = TemplateArgument(const_cast<Expr*>(E));
4969           break;
4970         }
4971         Diag(Arg->getLocStart(), diag::err_template_arg_not_decl_ref)
4972           << Arg->getSourceRange();
4973         return ExprError();
4974       }
4975       auto *VD = const_cast<ValueDecl *>(
4976           Value.getLValueBase().dyn_cast<const ValueDecl *>());
4977       // -- a subobject
4978       if (Value.hasLValuePath() && Value.getLValuePath().size() == 1 &&
4979           VD && VD->getType()->isArrayType() &&
4980           Value.getLValuePath()[0].ArrayIndex == 0 &&
4981           !Value.isLValueOnePastTheEnd() && ParamType->isPointerType()) {
4982         // Per defect report (no number yet):
4983         //   ... other than a pointer to the first element of a complete array
4984         //       object.
4985       } else if (!Value.hasLValuePath() || Value.getLValuePath().size() ||
4986                  Value.isLValueOnePastTheEnd()) {
4987         Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_subobject)
4988           << Value.getAsString(Context, ParamType);
4989         return ExprError();
4990       }
4991       assert((VD || !ParamType->isReferenceType()) &&
4992              "null reference should not be a constant expression");
4993       assert((!VD || !ParamType->isNullPtrType()) &&
4994              "non-null value of type nullptr_t?");
4995       Converted = VD ? TemplateArgument(VD, CanonParamType)
4996                      : TemplateArgument(CanonParamType, /*isNullPtr*/true);
4997       break;
4998     }
4999     case APValue::AddrLabelDiff:
5000       return Diag(StartLoc, diag::err_non_type_template_arg_addr_label_diff);
5001     case APValue::Float:
5002     case APValue::ComplexInt:
5003     case APValue::ComplexFloat:
5004     case APValue::Vector:
5005     case APValue::Array:
5006     case APValue::Struct:
5007     case APValue::Union:
5008       llvm_unreachable("invalid kind for template argument");
5009     }
5010
5011     return ArgResult.get();
5012   }
5013
5014   // C++ [temp.arg.nontype]p5:
5015   //   The following conversions are performed on each expression used
5016   //   as a non-type template-argument. If a non-type
5017   //   template-argument cannot be converted to the type of the
5018   //   corresponding template-parameter then the program is
5019   //   ill-formed.
5020   if (ParamType->isIntegralOrEnumerationType()) {
5021     // C++11:
5022     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
5023     //      enumeration type, conversions permitted in a converted
5024     //      constant expression are applied.
5025     //
5026     // C++98:
5027     //   -- for a non-type template-parameter of integral or
5028     //      enumeration type, integral promotions (4.5) and integral
5029     //      conversions (4.7) are applied.
5030
5031     if (getLangOpts().CPlusPlus11) {
5032       // We can't check arbitrary value-dependent arguments.
5033       // FIXME: If there's no viable conversion to the template parameter type,
5034       // we should be able to diagnose that prior to instantiation.
5035       if (Arg->isValueDependent()) {
5036         Converted = TemplateArgument(Arg);
5037         return Arg;
5038       }
5039
5040       // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5041       //   A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5042       //   shall be one of:
5043       //
5044       //     -- for a non-type template-parameter of integral or enumeration
5045       //        type, a converted constant expression of the type of the
5046       //        template-parameter; or
5047       llvm::APSInt Value;
5048       ExprResult ArgResult =
5049         CheckConvertedConstantExpression(Arg, ParamType, Value,
5050                                          CCEK_TemplateArg);
5051       if (ArgResult.isInvalid())
5052         return ExprError();
5053
5054       // Widen the argument value to sizeof(parameter type). This is almost
5055       // always a no-op, except when the parameter type is bool. In
5056       // that case, this may extend the argument from 1 bit to 8 bits.
5057       QualType IntegerType = ParamType;
5058       if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
5059         IntegerType = Enum->getDecl()->getIntegerType();
5060       Value = Value.extOrTrunc(Context.getTypeSize(IntegerType));
5061
5062       Converted = TemplateArgument(Context, Value,
5063                                    Context.getCanonicalType(ParamType));
5064       return ArgResult;
5065     }
5066
5067     ExprResult ArgResult = DefaultLvalueConversion(Arg);
5068     if (ArgResult.isInvalid())
5069       return ExprError();
5070     Arg = ArgResult.get();
5071
5072     QualType ArgType = Arg->getType();
5073
5074     // C++ [temp.arg.nontype]p1:
5075     //   A template-argument for a non-type, non-template
5076     //   template-parameter shall be one of:
5077     //
5078     //     -- an integral constant-expression of integral or enumeration
5079     //        type; or
5080     //     -- the name of a non-type template-parameter; or
5081     SourceLocation NonConstantLoc;
5082     llvm::APSInt Value;
5083     if (!ArgType->isIntegralOrEnumerationType()) {
5084       Diag(Arg->getLocStart(),
5085            diag::err_template_arg_not_integral_or_enumeral)
5086         << ArgType << Arg->getSourceRange();
5087       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5088       return ExprError();
5089     } else if (!Arg->isValueDependent()) {
5090       class TmplArgICEDiagnoser : public VerifyICEDiagnoser {
5091         QualType T;
5092         
5093       public:
5094         TmplArgICEDiagnoser(QualType T) : T(T) { }
5095
5096         void diagnoseNotICE(Sema &S, SourceLocation Loc,
5097                             SourceRange SR) override {
5098           S.Diag(Loc, diag::err_template_arg_not_ice) << T << SR;
5099         }
5100       } Diagnoser(ArgType);
5101
5102       Arg = VerifyIntegerConstantExpression(Arg, &Value, Diagnoser,
5103                                             false).get();
5104       if (!Arg)
5105         return ExprError();
5106     }
5107
5108     // From here on out, all we care about is the unqualified form
5109     // of the argument type.
5110     ArgType = ArgType.getUnqualifiedType();
5111
5112     // Try to convert the argument to the parameter's type.
5113     if (Context.hasSameType(ParamType, ArgType)) {
5114       // Okay: no conversion necessary
5115     } else if (ParamType->isBooleanType()) {
5116       // This is an integral-to-boolean conversion.
5117       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralToBoolean).get();
5118     } else if (IsIntegralPromotion(Arg, ArgType, ParamType) ||
5119                !ParamType->isEnumeralType()) {
5120       // This is an integral promotion or conversion.
5121       Arg = ImpCastExprToType(Arg, ParamType, CK_IntegralCast).get();
5122     } else {
5123       // We can't perform this conversion.
5124       Diag(Arg->getLocStart(),
5125            diag::err_template_arg_not_convertible)
5126         << Arg->getType() << ParamType << Arg->getSourceRange();
5127       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5128       return ExprError();
5129     }
5130
5131     // Add the value of this argument to the list of converted
5132     // arguments. We use the bitwidth and signedness of the template
5133     // parameter.
5134     if (Arg->isValueDependent()) {
5135       // The argument is value-dependent. Create a new
5136       // TemplateArgument with the converted expression.
5137       Converted = TemplateArgument(Arg);
5138       return Arg;
5139     }
5140
5141     QualType IntegerType = Context.getCanonicalType(ParamType);
5142     if (const EnumType *Enum = IntegerType->getAs<EnumType>())
5143       IntegerType = Context.getCanonicalType(Enum->getDecl()->getIntegerType());
5144
5145     if (ParamType->isBooleanType()) {
5146       // Value must be zero or one.
5147       Value = Value != 0;
5148       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
5149       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
5150         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
5151       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
5152     } else {
5153       llvm::APSInt OldValue = Value;
5154       
5155       // Coerce the template argument's value to the value it will have
5156       // based on the template parameter's type.
5157       unsigned AllowedBits = Context.getTypeSize(IntegerType);
5158       if (Value.getBitWidth() != AllowedBits)
5159         Value = Value.extOrTrunc(AllowedBits);
5160       Value.setIsSigned(IntegerType->isSignedIntegerOrEnumerationType());
5161       
5162       // Complain if an unsigned parameter received a negative value.
5163       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType()
5164                && (OldValue.isSigned() && OldValue.isNegative())) {
5165         Diag(Arg->getLocStart(), diag::warn_template_arg_negative)
5166           << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
5167           << Arg->getSourceRange();
5168         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5169       }
5170       
5171       // Complain if we overflowed the template parameter's type.
5172       unsigned RequiredBits;
5173       if (IntegerType->isUnsignedIntegerOrEnumerationType())
5174         RequiredBits = OldValue.getActiveBits();
5175       else if (OldValue.isUnsigned())
5176         RequiredBits = OldValue.getActiveBits() + 1;
5177       else
5178         RequiredBits = OldValue.getMinSignedBits();
5179       if (RequiredBits > AllowedBits) {
5180         Diag(Arg->getLocStart(),
5181              diag::warn_template_arg_too_large)
5182           << OldValue.toString(10) << Value.toString(10) << Param->getType()
5183           << Arg->getSourceRange();
5184         Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5185       }
5186     }
5187
5188     Converted = TemplateArgument(Context, Value,
5189                                  ParamType->isEnumeralType() 
5190                                    ? Context.getCanonicalType(ParamType)
5191                                    : IntegerType);
5192     return Arg;
5193   }
5194
5195   QualType ArgType = Arg->getType();
5196   DeclAccessPair FoundResult; // temporary for ResolveOverloadedFunction
5197
5198   // Handle pointer-to-function, reference-to-function, and
5199   // pointer-to-member-function all in (roughly) the same way.
5200   if (// -- For a non-type template-parameter of type pointer to
5201       //    function, only the function-to-pointer conversion (4.3) is
5202       //    applied. If the template-argument represents a set of
5203       //    overloaded functions (or a pointer to such), the matching
5204       //    function is selected from the set (13.4).
5205       (ParamType->isPointerType() &&
5206        ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
5207       // -- For a non-type template-parameter of type reference to
5208       //    function, no conversions apply. If the template-argument
5209       //    represents a set of overloaded functions, the matching
5210       //    function is selected from the set (13.4).
5211       (ParamType->isReferenceType() &&
5212        ParamType->getAs<ReferenceType>()->getPointeeType()->isFunctionType()) ||
5213       // -- For a non-type template-parameter of type pointer to
5214       //    member function, no conversions apply. If the
5215       //    template-argument represents a set of overloaded member
5216       //    functions, the matching member function is selected from
5217       //    the set (13.4).
5218       (ParamType->isMemberPointerType() &&
5219        ParamType->getAs<MemberPointerType>()->getPointeeType()
5220          ->isFunctionType())) {
5221
5222     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
5223       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg, ParamType,
5224                                                                 true,
5225                                                                 FoundResult)) {
5226         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getLocStart()))
5227           return ExprError();
5228
5229         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
5230         ArgType = Arg->getType();
5231       } else
5232         return ExprError();
5233     }
5234
5235     if (!ParamType->isMemberPointerType()) {
5236       if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
5237                                                          ParamType,
5238                                                          Arg, Converted))
5239         return ExprError();
5240       return Arg;
5241     }
5242
5243     if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
5244                                              Converted))
5245       return ExprError();
5246     return Arg;
5247   }
5248
5249   if (ParamType->isPointerType()) {
5250     //   -- for a non-type template-parameter of type pointer to
5251     //      object, qualification conversions (4.4) and the
5252     //      array-to-pointer conversion (4.2) are applied.
5253     // C++0x also allows a value of std::nullptr_t.
5254     assert(ParamType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
5255            "Only object pointers allowed here");
5256
5257     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
5258                                                        ParamType,
5259                                                        Arg, Converted))
5260       return ExprError();
5261     return Arg;
5262   }
5263
5264   if (const ReferenceType *ParamRefType = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
5265     //   -- For a non-type template-parameter of type reference to
5266     //      object, no conversions apply. The type referred to by the
5267     //      reference may be more cv-qualified than the (otherwise
5268     //      identical) type of the template-argument. The
5269     //      template-parameter is bound directly to the
5270     //      template-argument, which must be an lvalue.
5271     assert(ParamRefType->getPointeeType()->isIncompleteOrObjectType() &&
5272            "Only object references allowed here");
5273
5274     if (Arg->getType() == Context.OverloadTy) {
5275       if (FunctionDecl *Fn = ResolveAddressOfOverloadedFunction(Arg,
5276                                                  ParamRefType->getPointeeType(),
5277                                                                 true,
5278                                                                 FoundResult)) {
5279         if (DiagnoseUseOfDecl(Fn, Arg->getLocStart()))
5280           return ExprError();
5281
5282         Arg = FixOverloadedFunctionReference(Arg, FoundResult, Fn);
5283         ArgType = Arg->getType();
5284       } else
5285         return ExprError();
5286     }
5287
5288     if (CheckTemplateArgumentAddressOfObjectOrFunction(*this, Param,
5289                                                        ParamType,
5290                                                        Arg, Converted))
5291       return ExprError();
5292     return Arg;
5293   }
5294
5295   // Deal with parameters of type std::nullptr_t.
5296   if (ParamType->isNullPtrType()) {
5297     if (Arg->isTypeDependent() || Arg->isValueDependent()) {
5298       Converted = TemplateArgument(Arg);
5299       return Arg;
5300     }
5301     
5302     switch (isNullPointerValueTemplateArgument(*this, Param, ParamType, Arg)) {
5303     case NPV_NotNullPointer:
5304       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::err_template_arg_not_convertible)
5305         << Arg->getType() << ParamType;
5306       Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here);
5307       return ExprError();
5308       
5309     case NPV_Error:
5310       return ExprError();
5311       
5312     case NPV_NullPointer:
5313       Diag(Arg->getExprLoc(), diag::warn_cxx98_compat_template_arg_null);
5314       Converted = TemplateArgument(Context.getCanonicalType(ParamType),
5315                                    /*isNullPtr*/true);
5316       return Arg;
5317     }
5318   }
5319
5320   //     -- For a non-type template-parameter of type pointer to data
5321   //        member, qualification conversions (4.4) are applied.
5322   assert(ParamType->isMemberPointerType() && "Only pointers to members remain");
5323
5324   if (CheckTemplateArgumentPointerToMember(*this, Param, ParamType, Arg,
5325                                            Converted))
5326     return ExprError();
5327   return Arg;
5328 }
5329
5330 /// \brief Check a template argument against its corresponding
5331 /// template template parameter.
5332 ///
5333 /// This routine implements the semantics of C++ [temp.arg.template].
5334 /// It returns true if an error occurred, and false otherwise.
5335 bool Sema::CheckTemplateArgument(TemplateTemplateParmDecl *Param,
5336                                  TemplateArgumentLoc &Arg,
5337                                  unsigned ArgumentPackIndex) {
5338   TemplateName Name = Arg.getArgument().getAsTemplateOrTemplatePattern();
5339   TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl();
5340   if (!Template) {
5341     // Any dependent template name is fine.
5342     assert(Name.isDependent() && "Non-dependent template isn't a declaration?");
5343     return false;
5344   }
5345
5346   // C++0x [temp.arg.template]p1:
5347   //   A template-argument for a template template-parameter shall be
5348   //   the name of a class template or an alias template, expressed as an
5349   //   id-expression. When the template-argument names a class template, only
5350   //   primary class templates are considered when matching the
5351   //   template template argument with the corresponding parameter;
5352   //   partial specializations are not considered even if their
5353   //   parameter lists match that of the template template parameter.
5354   //
5355   // Note that we also allow template template parameters here, which
5356   // will happen when we are dealing with, e.g., class template
5357   // partial specializations.
5358   if (!isa<ClassTemplateDecl>(Template) &&
5359       !isa<TemplateTemplateParmDecl>(Template) &&
5360       !isa<TypeAliasTemplateDecl>(Template)) {
5361     assert(isa<FunctionTemplateDecl>(Template) &&
5362            "Only function templates are possible here");
5363     Diag(Arg.getLocation(), diag::err_template_arg_not_valid_template);
5364     Diag(Template->getLocation(), diag::note_template_arg_refers_here_func)
5365       << Template;
5366   }
5367
5368   TemplateParameterList *Params = Param->getTemplateParameters();
5369   if (Param->isExpandedParameterPack())
5370     Params = Param->getExpansionTemplateParameters(ArgumentPackIndex);
5371
5372   return !TemplateParameterListsAreEqual(Template->getTemplateParameters(),
5373                                          Params,
5374                                          true,
5375                                          TPL_TemplateTemplateArgumentMatch,
5376                                          Arg.getLocation());
5377 }
5378
5379 /// \brief Given a non-type template argument that refers to a
5380 /// declaration and the type of its corresponding non-type template
5381 /// parameter, produce an expression that properly refers to that
5382 /// declaration.
5383 ExprResult
5384 Sema::BuildExpressionFromDeclTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
5385                                               QualType ParamType,
5386                                               SourceLocation Loc) {
5387   // C++ [temp.param]p8:
5388   //
5389   //   A non-type template-parameter of type "array of T" or
5390   //   "function returning T" is adjusted to be of type "pointer to
5391   //   T" or "pointer to function returning T", respectively.
5392   if (ParamType->isArrayType())
5393     ParamType = Context.getArrayDecayedType(ParamType);
5394   else if (ParamType->isFunctionType())
5395     ParamType = Context.getPointerType(ParamType);
5396
5397   // For a NULL non-type template argument, return nullptr casted to the
5398   // parameter's type.
5399   if (Arg.getKind() == TemplateArgument::NullPtr) {
5400     return ImpCastExprToType(
5401              new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc),
5402                              ParamType,
5403                              ParamType->getAs<MemberPointerType>()
5404                                ? CK_NullToMemberPointer
5405                                : CK_NullToPointer);
5406   }
5407   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Declaration &&
5408          "Only declaration template arguments permitted here");
5409
5410   ValueDecl *VD = cast<ValueDecl>(Arg.getAsDecl());
5411
5412   if (VD->getDeclContext()->isRecord() &&
5413       (isa<CXXMethodDecl>(VD) || isa<FieldDecl>(VD) ||
5414        isa<IndirectFieldDecl>(VD))) {
5415     // If the value is a class member, we might have a pointer-to-member.
5416     // Determine whether the non-type template template parameter is of
5417     // pointer-to-member type. If so, we need to build an appropriate
5418     // expression for a pointer-to-member, since a "normal" DeclRefExpr
5419     // would refer to the member itself.
5420     if (ParamType->isMemberPointerType()) {
5421       QualType ClassType
5422         = Context.getTypeDeclType(cast<RecordDecl>(VD->getDeclContext()));
5423       NestedNameSpecifier *Qualifier
5424         = NestedNameSpecifier::Create(Context, nullptr, false,
5425                                       ClassType.getTypePtr());
5426       CXXScopeSpec SS;
5427       SS.MakeTrivial(Context, Qualifier, Loc);
5428
5429       // The actual value-ness of this is unimportant, but for
5430       // internal consistency's sake, references to instance methods
5431       // are r-values.
5432       ExprValueKind VK = VK_LValue;
5433       if (isa<CXXMethodDecl>(VD) && cast<CXXMethodDecl>(VD)->isInstance())
5434         VK = VK_RValue;
5435
5436       ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD,
5437                                             VD->getType().getNonReferenceType(),
5438                                             VK,
5439                                             Loc,
5440                                             &SS);
5441       if (RefExpr.isInvalid())
5442         return ExprError();
5443
5444       RefExpr = CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
5445
5446       // We might need to perform a trailing qualification conversion, since
5447       // the element type on the parameter could be more qualified than the
5448       // element type in the expression we constructed.
5449       bool ObjCLifetimeConversion;
5450       if (IsQualificationConversion(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
5451                                     ParamType.getUnqualifiedType(), false,
5452                                     ObjCLifetimeConversion))
5453         RefExpr = ImpCastExprToType(RefExpr.get(), ParamType.getUnqualifiedType(), CK_NoOp);
5454
5455       assert(!RefExpr.isInvalid() &&
5456              Context.hasSameType(((Expr*) RefExpr.get())->getType(),
5457                                  ParamType.getUnqualifiedType()));
5458       return RefExpr;
5459     }
5460   }
5461
5462   QualType T = VD->getType().getNonReferenceType();
5463
5464   if (ParamType->isPointerType()) {
5465     // When the non-type template parameter is a pointer, take the
5466     // address of the declaration.
5467     ExprResult RefExpr = BuildDeclRefExpr(VD, T, VK_LValue, Loc);
5468     if (RefExpr.isInvalid())
5469       return ExprError();
5470
5471     if (T->isFunctionType() || T->isArrayType()) {
5472       // Decay functions and arrays.
5473       RefExpr = DefaultFunctionArrayConversion(RefExpr.get());
5474       if (RefExpr.isInvalid())
5475         return ExprError();
5476
5477       return RefExpr;
5478     }
5479
5480     // Take the address of everything else
5481     return CreateBuiltinUnaryOp(Loc, UO_AddrOf, RefExpr.get());
5482   }
5483
5484   ExprValueKind VK = VK_RValue;
5485
5486   // If the non-type template parameter has reference type, qualify the
5487   // resulting declaration reference with the extra qualifiers on the
5488   // type that the reference refers to.
5489   if (const ReferenceType *TargetRef = ParamType->getAs<ReferenceType>()) {
5490     VK = VK_LValue;
5491     T = Context.getQualifiedType(T,
5492                               TargetRef->getPointeeType().getQualifiers());
5493   } else if (isa<FunctionDecl>(VD)) {
5494     // References to functions are always lvalues.
5495     VK = VK_LValue;
5496   }
5497
5498   return BuildDeclRefExpr(VD, T, VK, Loc);
5499 }
5500
5501 /// \brief Construct a new expression that refers to the given
5502 /// integral template argument with the given source-location
5503 /// information.
5504 ///
5505 /// This routine takes care of the mapping from an integral template
5506 /// argument (which may have any integral type) to the appropriate
5507 /// literal value.
5508 ExprResult
5509 Sema::BuildExpressionFromIntegralTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg,
5510                                                   SourceLocation Loc) {
5511   assert(Arg.getKind() == TemplateArgument::Integral &&
5512          "Operation is only valid for integral template arguments");
5513   QualType OrigT = Arg.getIntegralType();
5514
5515   // If this is an enum type that we're instantiating, we need to use an integer
5516   // type the same size as the enumerator.  We don't want to build an
5517   // IntegerLiteral with enum type.  The integer type of an enum type can be of
5518   // any integral type with C++11 enum classes, make sure we create the right
5519   // type of literal for it.
5520   QualType T = OrigT;
5521   if (const EnumType *ET = OrigT->getAs<EnumType>())
5522     T = ET->getDecl()->getIntegerType();
5523
5524   Expr *E;
5525   if (T->isAnyCharacterType()) {
5526     // This does not need to handle u8 character literals because those are
5527     // of type char, and so can also be covered by an ASCII character literal.
5528     CharacterLiteral::CharacterKind Kind;
5529     if (T->isWideCharType())
5530       Kind = CharacterLiteral::Wide;
5531     else if (T->isChar16Type())
5532       Kind = CharacterLiteral::UTF16;
5533     else if (T->isChar32Type())
5534       Kind = CharacterLiteral::UTF32;
5535     else
5536       Kind = CharacterLiteral::Ascii;
5537
5538     E = new (Context) CharacterLiteral(Arg.getAsIntegral().getZExtValue(),
5539                                        Kind, T, Loc);
5540   } else if (T->isBooleanType()) {
5541     E = new (Context) CXXBoolLiteralExpr(Arg.getAsIntegral().getBoolValue(),
5542                                          T, Loc);
5543   } else if (T->isNullPtrType()) {
5544     E = new (Context) CXXNullPtrLiteralExpr(Context.NullPtrTy, Loc);
5545   } else {
5546     E = IntegerLiteral::Create(Context, Arg.getAsIntegral(), T, Loc);
5547   }
5548
5549   if (OrigT->isEnumeralType()) {
5550     // FIXME: This is a hack. We need a better way to handle substituted
5551     // non-type template parameters.
5552     E = CStyleCastExpr::Create(Context, OrigT, VK_RValue, CK_IntegralCast, E,
5553                                nullptr,
5554                                Context.getTrivialTypeSourceInfo(OrigT, Loc),
5555                                Loc, Loc);
5556   }
5557   
5558   return E;
5559 }
5560
5561 /// \brief Match two template parameters within template parameter lists.
5562 static bool MatchTemplateParameterKind(Sema &S, NamedDecl *New, NamedDecl *Old,
5563                                        bool Complain,
5564                                      Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
5565                                        SourceLocation TemplateArgLoc) {
5566   // Check the actual kind (type, non-type, template).
5567   if (Old->getKind() != New->getKind()) {
5568     if (Complain) {
5569       unsigned NextDiag = diag::err_template_param_different_kind;
5570       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
5571         S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
5572         NextDiag = diag::note_template_param_different_kind;
5573       }
5574       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
5575         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
5576       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_prev_declaration)
5577         << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
5578     }
5579
5580     return false;
5581   }
5582
5583   // Check that both are parameter packs are neither are parameter packs.
5584   // However, if we are matching a template template argument to a
5585   // template template parameter, the template template parameter can have
5586   // a parameter pack where the template template argument does not.
5587   if (Old->isTemplateParameterPack() != New->isTemplateParameterPack() &&
5588       !(Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
5589         Old->isTemplateParameterPack())) {
5590     if (Complain) {
5591       unsigned NextDiag = diag::err_template_parameter_pack_non_pack;
5592       if (TemplateArgLoc.isValid()) {
5593         S.Diag(TemplateArgLoc,
5594              diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
5595         NextDiag = diag::note_template_parameter_pack_non_pack;
5596       }
5597
5598       unsigned ParamKind = isa<TemplateTypeParmDecl>(New)? 0
5599                       : isa<NonTypeTemplateParmDecl>(New)? 1
5600                       : 2;
5601       S.Diag(New->getLocation(), NextDiag)
5602         << ParamKind << New->isParameterPack();
5603       S.Diag(Old->getLocation(), diag::note_template_parameter_pack_here)
5604         << ParamKind << Old->isParameterPack();
5605     }
5606
5607     return false;
5608   }
5609
5610   // For non-type template parameters, check the type of the parameter.
5611   if (NonTypeTemplateParmDecl *OldNTTP
5612                                     = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Old)) {
5613     NonTypeTemplateParmDecl *NewNTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(New);
5614
5615     // If we are matching a template template argument to a template
5616     // template parameter and one of the non-type template parameter types
5617     // is dependent, then we must wait until template instantiation time
5618     // to actually compare the arguments.
5619     if (Kind == Sema::TPL_TemplateTemplateArgumentMatch &&
5620         (OldNTTP->getType()->isDependentType() ||
5621          NewNTTP->getType()->isDependentType()))
5622       return true;
5623
5624     if (!S.Context.hasSameType(OldNTTP->getType(), NewNTTP->getType())) {
5625       if (Complain) {
5626         unsigned NextDiag = diag::err_template_nontype_parm_different_type;
5627         if (TemplateArgLoc.isValid()) {
5628           S.Diag(TemplateArgLoc,
5629                  diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
5630           NextDiag = diag::note_template_nontype_parm_different_type;
5631         }
5632         S.Diag(NewNTTP->getLocation(), NextDiag)
5633           << NewNTTP->getType()
5634           << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch);
5635         S.Diag(OldNTTP->getLocation(),
5636                diag::note_template_nontype_parm_prev_declaration)
5637           << OldNTTP->getType();
5638       }
5639
5640       return false;
5641     }
5642
5643     return true;
5644   }
5645
5646   // For template template parameters, check the template parameter types.
5647   // The template parameter lists of template template
5648   // parameters must agree.
5649   if (TemplateTemplateParmDecl *OldTTP
5650                                     = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Old)) {
5651     TemplateTemplateParmDecl *NewTTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(New);
5652     return S.TemplateParameterListsAreEqual(NewTTP->getTemplateParameters(),
5653                                             OldTTP->getTemplateParameters(),
5654                                             Complain,
5655                                         (Kind == Sema::TPL_TemplateMatch
5656                                            ? Sema::TPL_TemplateTemplateParmMatch
5657                                            : Kind),
5658                                             TemplateArgLoc);
5659   }
5660
5661   return true;
5662 }
5663
5664 /// \brief Diagnose a known arity mismatch when comparing template argument
5665 /// lists.
5666 static
5667 void DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(Sema &S,
5668                                                 TemplateParameterList *New,
5669                                                 TemplateParameterList *Old,
5670                                       Sema::TemplateParameterListEqualKind Kind,
5671                                                 SourceLocation TemplateArgLoc) {
5672   unsigned NextDiag = diag::err_template_param_list_different_arity;
5673   if (TemplateArgLoc.isValid()) {
5674     S.Diag(TemplateArgLoc, diag::err_template_arg_template_params_mismatch);
5675     NextDiag = diag::note_template_param_list_different_arity;
5676   }
5677   S.Diag(New->getTemplateLoc(), NextDiag)
5678     << (New->size() > Old->size())
5679     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
5680     << SourceRange(New->getTemplateLoc(), New->getRAngleLoc());
5681   S.Diag(Old->getTemplateLoc(), diag::note_template_prev_declaration)
5682     << (Kind != Sema::TPL_TemplateMatch)
5683     << SourceRange(Old->getTemplateLoc(), Old->getRAngleLoc());
5684 }
5685
5686 /// \brief Determine whether the given template parameter lists are
5687 /// equivalent.
5688 ///
5689 /// \param New  The new template parameter list, typically written in the
5690 /// source code as part of a new template declaration.
5691 ///
5692 /// \param Old  The old template parameter list, typically found via
5693 /// name lookup of the template declared with this template parameter
5694 /// list.
5695 ///
5696 /// \param Complain  If true, this routine will produce a diagnostic if
5697 /// the template parameter lists are not equivalent.
5698 ///
5699 /// \param Kind describes how we are to match the template parameter lists.
5700 ///
5701 /// \param TemplateArgLoc If this source location is valid, then we
5702 /// are actually checking the template parameter list of a template
5703 /// argument (New) against the template parameter list of its
5704 /// corresponding template template parameter (Old). We produce
5705 /// slightly different diagnostics in this scenario.
5706 ///
5707 /// \returns True if the template parameter lists are equal, false
5708 /// otherwise.
5709 bool
5710 Sema::TemplateParameterListsAreEqual(TemplateParameterList *New,
5711                                      TemplateParameterList *Old,
5712                                      bool Complain,
5713                                      TemplateParameterListEqualKind Kind,
5714                                      SourceLocation TemplateArgLoc) {
5715   if (Old->size() != New->size() && Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch) {
5716     if (Complain)
5717       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
5718                                                  TemplateArgLoc);
5719
5720     return false;
5721   }
5722
5723   // C++0x [temp.arg.template]p3:
5724   //   A template-argument matches a template template-parameter (call it P)
5725   //   when each of the template parameters in the template-parameter-list of
5726   //   the template-argument's corresponding class template or alias template
5727   //   (call it A) matches the corresponding template parameter in the
5728   //   template-parameter-list of P. [...]
5729   TemplateParameterList::iterator NewParm = New->begin();
5730   TemplateParameterList::iterator NewParmEnd = New->end();
5731   for (TemplateParameterList::iterator OldParm = Old->begin(),
5732                                     OldParmEnd = Old->end();
5733        OldParm != OldParmEnd; ++OldParm) {
5734     if (Kind != TPL_TemplateTemplateArgumentMatch ||
5735         !(*OldParm)->isTemplateParameterPack()) {
5736       if (NewParm == NewParmEnd) {
5737         if (Complain)
5738           DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
5739                                                      TemplateArgLoc);
5740
5741         return false;
5742       }
5743
5744       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
5745                                       Kind, TemplateArgLoc))
5746         return false;
5747
5748       ++NewParm;
5749       continue;
5750     }
5751
5752     // C++0x [temp.arg.template]p3:
5753     //   [...] When P's template- parameter-list contains a template parameter
5754     //   pack (14.5.3), the template parameter pack will match zero or more
5755     //   template parameters or template parameter packs in the
5756     //   template-parameter-list of A with the same type and form as the
5757     //   template parameter pack in P (ignoring whether those template
5758     //   parameters are template parameter packs).
5759     for (; NewParm != NewParmEnd; ++NewParm) {
5760       if (!MatchTemplateParameterKind(*this, *NewParm, *OldParm, Complain,
5761                                       Kind, TemplateArgLoc))
5762         return false;
5763     }
5764   }
5765
5766   // Make sure we exhausted all of the arguments.
5767   if (NewParm != NewParmEnd) {
5768     if (Complain)
5769       DiagnoseTemplateParameterListArityMismatch(*this, New, Old, Kind,
5770                                                  TemplateArgLoc);
5771
5772     return false;
5773   }
5774
5775   return true;
5776 }
5777
5778 /// \brief Check whether a template can be declared within this scope.
5779 ///
5780 /// If the template declaration is valid in this scope, returns
5781 /// false. Otherwise, issues a diagnostic and returns true.
5782 bool
5783 Sema::CheckTemplateDeclScope(Scope *S, TemplateParameterList *TemplateParams) {
5784   if (!S)
5785     return false;
5786
5787   // Find the nearest enclosing declaration scope.
5788   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
5789          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
5790     S = S->getParent();
5791
5792   // C++ [temp]p4:
5793   //   A template [...] shall not have C linkage.
5794   DeclContext *Ctx = S->getEntity();
5795   if (Ctx && Ctx->isExternCContext())
5796     return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(), diag::err_template_linkage)
5797              << TemplateParams->getSourceRange();
5798
5799   while (Ctx && isa<LinkageSpecDecl>(Ctx))
5800     Ctx = Ctx->getParent();
5801
5802   // C++ [temp]p2:
5803   //   A template-declaration can appear only as a namespace scope or
5804   //   class scope declaration.
5805   if (Ctx) {
5806     if (Ctx->isFileContext())
5807       return false;
5808     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Ctx)) {
5809       // C++ [temp.mem]p2:
5810       //   A local class shall not have member templates.
5811       if (RD->isLocalClass())
5812         return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
5813                     diag::err_template_inside_local_class)
5814           << TemplateParams->getSourceRange();
5815       else
5816         return false;
5817     }
5818   }
5819
5820   return Diag(TemplateParams->getTemplateLoc(),
5821               diag::err_template_outside_namespace_or_class_scope)
5822     << TemplateParams->getSourceRange();
5823 }
5824
5825 /// \brief Determine what kind of template specialization the given declaration
5826 /// is.
5827 static TemplateSpecializationKind getTemplateSpecializationKind(Decl *D) {
5828   if (!D)
5829     return TSK_Undeclared;
5830
5831   if (CXXRecordDecl *Record = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D))
5832     return Record->getTemplateSpecializationKind();
5833   if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
5834     return Function->getTemplateSpecializationKind();
5835   if (VarDecl *Var = dyn_cast<VarDecl>(D))
5836     return Var->getTemplateSpecializationKind();
5837
5838   return TSK_Undeclared;
5839 }
5840
5841 /// \brief Check whether a specialization is well-formed in the current
5842 /// context.
5843 ///
5844 /// This routine determines whether a template specialization can be declared
5845 /// in the current context (C++ [temp.expl.spec]p2).
5846 ///
5847 /// \param S the semantic analysis object for which this check is being
5848 /// performed.
5849 ///
5850 /// \param Specialized the entity being specialized or instantiated, which
5851 /// may be a kind of template (class template, function template, etc.) or
5852 /// a member of a class template (member function, static data member,
5853 /// member class).
5854 ///
5855 /// \param PrevDecl the previous declaration of this entity, if any.
5856 ///
5857 /// \param Loc the location of the explicit specialization or instantiation of
5858 /// this entity.
5859 ///
5860 /// \param IsPartialSpecialization whether this is a partial specialization of
5861 /// a class template.
5862 ///
5863 /// \returns true if there was an error that we cannot recover from, false
5864 /// otherwise.
5865 static bool CheckTemplateSpecializationScope(Sema &S,
5866                                              NamedDecl *Specialized,
5867                                              NamedDecl *PrevDecl,
5868                                              SourceLocation Loc,
5869                                              bool IsPartialSpecialization) {
5870   // Keep these "kind" numbers in sync with the %select statements in the
5871   // various diagnostics emitted by this routine.
5872   int EntityKind = 0;
5873   if (isa<ClassTemplateDecl>(Specialized))
5874     EntityKind = IsPartialSpecialization? 1 : 0;
5875   else if (isa<VarTemplateDecl>(Specialized))
5876     EntityKind = IsPartialSpecialization ? 3 : 2;
5877   else if (isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized))
5878     EntityKind = 4;
5879   else if (isa<CXXMethodDecl>(Specialized))
5880     EntityKind = 5;
5881   else if (isa<VarDecl>(Specialized))
5882     EntityKind = 6;
5883   else if (isa<RecordDecl>(Specialized))
5884     EntityKind = 7;
5885   else if (isa<EnumDecl>(Specialized) && S.getLangOpts().CPlusPlus11)
5886     EntityKind = 8;
5887   else {
5888     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_unknown_kind)
5889       << S.getLangOpts().CPlusPlus11;
5890     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
5891     return true;
5892   }
5893
5894   // C++ [temp.expl.spec]p2:
5895   //   An explicit specialization shall be declared in the namespace
5896   //   of which the template is a member, or, for member templates, in
5897   //   the namespace of which the enclosing class or enclosing class
5898   //   template is a member. An explicit specialization of a member
5899   //   function, member class or static data member of a class
5900   //   template shall be declared in the namespace of which the class
5901   //   template is a member. Such a declaration may also be a
5902   //   definition. If the declaration is not a definition, the
5903   //   specialization may be defined later in the name- space in which
5904   //   the explicit specialization was declared, or in a namespace
5905   //   that encloses the one in which the explicit specialization was
5906   //   declared.
5907   if (S.CurContext->getRedeclContext()->isFunctionOrMethod()) {
5908     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_function_scope)
5909       << Specialized;
5910     return true;
5911   }
5912
5913   if (S.CurContext->isRecord() && !IsPartialSpecialization) {
5914     if (S.getLangOpts().MicrosoftExt) {
5915       // Do not warn for class scope explicit specialization during
5916       // instantiation, warning was already emitted during pattern
5917       // semantic analysis.
5918       if (!S.ActiveTemplateInstantiations.size())
5919         S.Diag(Loc, diag::ext_function_specialization_in_class)
5920           << Specialized;
5921     } else {
5922       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_class_scope)
5923         << Specialized;
5924       return true;
5925     }
5926   }
5927
5928   if (S.CurContext->isRecord() &&
5929       !S.CurContext->Equals(Specialized->getDeclContext())) {
5930     // Make sure that we're specializing in the right record context.
5931     // Otherwise, things can go horribly wrong.
5932     S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_class_scope)
5933       << Specialized;
5934     return true;
5935   }
5936   
5937   // C++ [temp.class.spec]p6:
5938   //   A class template partial specialization may be declared or redeclared
5939   //   in any namespace scope in which its definition may be defined (14.5.1
5940   //   and 14.5.2).
5941   DeclContext *SpecializedContext
5942     = Specialized->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
5943   DeclContext *DC = S.CurContext->getEnclosingNamespaceContext();
5944
5945   // Make sure that this redeclaration (or definition) occurs in an enclosing
5946   // namespace.
5947   // Note that HandleDeclarator() performs this check for explicit
5948   // specializations of function templates, static data members, and member
5949   // functions, so we skip the check here for those kinds of entities.
5950   // FIXME: HandleDeclarator's diagnostics aren't quite as good, though.
5951   // Should we refactor that check, so that it occurs later?
5952   if (!DC->Encloses(SpecializedContext) &&
5953       !(isa<FunctionTemplateDecl>(Specialized) ||
5954         isa<FunctionDecl>(Specialized) ||
5955         isa<VarTemplateDecl>(Specialized) ||
5956         isa<VarDecl>(Specialized))) {
5957     if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext))
5958       S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_redecl_global_scope)
5959         << EntityKind << Specialized;
5960     else if (isa<NamespaceDecl>(SpecializedContext)) {
5961       int Diag = diag::err_template_spec_redecl_out_of_scope;
5962       if (S.getLangOpts().MicrosoftExt)
5963         Diag = diag::ext_ms_template_spec_redecl_out_of_scope;
5964       S.Diag(Loc, Diag) << EntityKind << Specialized
5965                         << cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
5966     } else
5967       llvm_unreachable("unexpected namespace context for specialization");
5968
5969     S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
5970   } else if ((!PrevDecl ||
5971               getTemplateSpecializationKind(PrevDecl) == TSK_Undeclared ||
5972               getTemplateSpecializationKind(PrevDecl) ==
5973                   TSK_ImplicitInstantiation)) {
5974     // C++ [temp.exp.spec]p2:
5975     //   An explicit specialization shall be declared in the namespace of which
5976     //   the template is a member, or, for member templates, in the namespace
5977     //   of which the enclosing class or enclosing class template is a member.
5978     //   An explicit specialization of a member function, member class or
5979     //   static data member of a class template shall be declared in the
5980     //   namespace of which the class template is a member.
5981     //
5982     // C++11 [temp.expl.spec]p2:
5983     //   An explicit specialization shall be declared in a namespace enclosing
5984     //   the specialized template.
5985     // C++11 [temp.explicit]p3:
5986     //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
5987     //   template.
5988     if (!DC->InEnclosingNamespaceSetOf(SpecializedContext)) {
5989       bool IsCPlusPlus11Extension = DC->Encloses(SpecializedContext);
5990       if (isa<TranslationUnitDecl>(SpecializedContext)) {
5991         assert(!IsCPlusPlus11Extension &&
5992                "DC encloses TU but isn't in enclosing namespace set");
5993         S.Diag(Loc, diag::err_template_spec_decl_out_of_scope_global)
5994           << EntityKind << Specialized;
5995       } else if (isa<NamespaceDecl>(SpecializedContext)) {
5996         int Diag;
5997         if (!IsCPlusPlus11Extension)
5998           Diag = diag::err_template_spec_decl_out_of_scope;
5999         else if (!S.getLangOpts().CPlusPlus11)
6000           Diag = diag::ext_template_spec_decl_out_of_scope;
6001         else
6002           Diag = diag::warn_cxx98_compat_template_spec_decl_out_of_scope;
6003         S.Diag(Loc, Diag)
6004           << EntityKind << Specialized << cast<NamedDecl>(SpecializedContext);
6005       }
6006
6007       S.Diag(Specialized->getLocation(), diag::note_specialized_entity);
6008     }
6009   }
6010
6011   return false;
6012 }
6013
6014 static SourceRange findTemplateParameter(unsigned Depth, Expr *E) {
6015   if (!E->isInstantiationDependent())
6016     return SourceLocation();
6017   DependencyChecker Checker(Depth);
6018   Checker.TraverseStmt(E);
6019   if (Checker.Match && Checker.MatchLoc.isInvalid())
6020     return E->getSourceRange();
6021   return Checker.MatchLoc;
6022 }
6023
6024 static SourceRange findTemplateParameter(unsigned Depth, TypeLoc TL) {
6025   if (!TL.getType()->isDependentType())
6026     return SourceLocation();
6027   DependencyChecker Checker(Depth);
6028   Checker.TraverseTypeLoc(TL);
6029   if (Checker.Match && Checker.MatchLoc.isInvalid())
6030     return TL.getSourceRange();
6031   return Checker.MatchLoc;
6032 }
6033
6034 /// \brief Subroutine of Sema::CheckTemplatePartialSpecializationArgs
6035 /// that checks non-type template partial specialization arguments.
6036 static bool CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
6037     Sema &S, SourceLocation TemplateNameLoc, NonTypeTemplateParmDecl *Param,
6038     const TemplateArgument *Args, unsigned NumArgs, bool IsDefaultArgument) {
6039   for (unsigned I = 0; I != NumArgs; ++I) {
6040     if (Args[I].getKind() == TemplateArgument::Pack) {
6041       if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
6042               S, TemplateNameLoc, Param, Args[I].pack_begin(),
6043               Args[I].pack_size(), IsDefaultArgument))
6044         return true;
6045
6046       continue;
6047     }
6048
6049     if (Args[I].getKind() != TemplateArgument::Expression)
6050       continue;
6051
6052     Expr *ArgExpr = Args[I].getAsExpr();
6053
6054     // We can have a pack expansion of any of the bullets below.
6055     if (PackExpansionExpr *Expansion = dyn_cast<PackExpansionExpr>(ArgExpr))
6056       ArgExpr = Expansion->getPattern();
6057
6058     // Strip off any implicit casts we added as part of type checking.
6059     while (ImplicitCastExpr *ICE = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(ArgExpr))
6060       ArgExpr = ICE->getSubExpr();
6061
6062     // C++ [temp.class.spec]p8:
6063     //   A non-type argument is non-specialized if it is the name of a
6064     //   non-type parameter. All other non-type arguments are
6065     //   specialized.
6066     //
6067     // Below, we check the two conditions that only apply to
6068     // specialized non-type arguments, so skip any non-specialized
6069     // arguments.
6070     if (DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(ArgExpr))
6071       if (isa<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl()))
6072         continue;
6073
6074     // C++ [temp.class.spec]p9:
6075     //   Within the argument list of a class template partial
6076     //   specialization, the following restrictions apply:
6077     //     -- A partially specialized non-type argument expression
6078     //        shall not involve a template parameter of the partial
6079     //        specialization except when the argument expression is a
6080     //        simple identifier.
6081     SourceRange ParamUseRange =
6082         findTemplateParameter(Param->getDepth(), ArgExpr);
6083     if (ParamUseRange.isValid()) {
6084       if (IsDefaultArgument) {
6085         S.Diag(TemplateNameLoc,
6086                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec);
6087         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
6088                diag::note_dependent_non_type_default_arg_in_partial_spec)
6089           << ParamUseRange;
6090       } else {
6091         S.Diag(ParamUseRange.getBegin(),
6092                diag::err_dependent_non_type_arg_in_partial_spec)
6093           << ParamUseRange;
6094       }
6095       return true;
6096     }
6097
6098     //     -- The type of a template parameter corresponding to a
6099     //        specialized non-type argument shall not be dependent on a
6100     //        parameter of the specialization.
6101     //
6102     // FIXME: We need to delay this check until instantiation in some cases:
6103     //
6104     //   template<template<typename> class X> struct A {
6105     //     template<typename T, X<T> N> struct B;
6106     //     template<typename T> struct B<T, 0>;
6107     //   };
6108     //   template<typename> using X = int;
6109     //   A<X>::B<int, 0> b;
6110     ParamUseRange = findTemplateParameter(
6111             Param->getDepth(), Param->getTypeSourceInfo()->getTypeLoc());
6112     if (ParamUseRange.isValid()) {
6113       S.Diag(IsDefaultArgument ? TemplateNameLoc : ArgExpr->getLocStart(),
6114              diag::err_dependent_typed_non_type_arg_in_partial_spec)
6115         << Param->getType() << ParamUseRange;
6116       S.Diag(Param->getLocation(), diag::note_template_param_here)
6117         << (IsDefaultArgument ? ParamUseRange : SourceRange());
6118       return true;
6119     }
6120   }
6121
6122   return false;
6123 }
6124
6125 /// \brief Check the non-type template arguments of a class template
6126 /// partial specialization according to C++ [temp.class.spec]p9.
6127 ///
6128 /// \param TemplateNameLoc the location of the template name.
6129 /// \param TemplateParams the template parameters of the primary class
6130 ///        template.
6131 /// \param NumExplicit the number of explicitly-specified template arguments.
6132 /// \param TemplateArgs the template arguments of the class template
6133 ///        partial specialization.
6134 ///
6135 /// \returns \c true if there was an error, \c false otherwise.
6136 static bool CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
6137     Sema &S, SourceLocation TemplateNameLoc,
6138     TemplateParameterList *TemplateParams, unsigned NumExplicit,
6139     SmallVectorImpl<TemplateArgument> &TemplateArgs) {
6140   const TemplateArgument *ArgList = TemplateArgs.data();
6141
6142   for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
6143     NonTypeTemplateParmDecl *Param
6144       = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(TemplateParams->getParam(I));
6145     if (!Param)
6146       continue;
6147
6148     if (CheckNonTypeTemplatePartialSpecializationArgs(
6149             S, TemplateNameLoc, Param, &ArgList[I], 1, I >= NumExplicit))
6150       return true;
6151   }
6152
6153   return false;
6154 }
6155
6156 DeclResult
6157 Sema::ActOnClassTemplateSpecialization(Scope *S, unsigned TagSpec,
6158                                        TagUseKind TUK,
6159                                        SourceLocation KWLoc,
6160                                        SourceLocation ModulePrivateLoc,
6161                                        TemplateIdAnnotation &TemplateId,
6162                                        AttributeList *Attr,
6163                                        MultiTemplateParamsArg
6164                                            TemplateParameterLists,
6165                                        SkipBodyInfo *SkipBody) {
6166   assert(TUK != TUK_Reference && "References are not specializations");
6167
6168   CXXScopeSpec &SS = TemplateId.SS;
6169
6170   // NOTE: KWLoc is the location of the tag keyword. This will instead
6171   // store the location of the outermost template keyword in the declaration.
6172   SourceLocation TemplateKWLoc = TemplateParameterLists.size() > 0
6173     ? TemplateParameterLists[0]->getTemplateLoc() : KWLoc;
6174   SourceLocation TemplateNameLoc = TemplateId.TemplateNameLoc;
6175   SourceLocation LAngleLoc = TemplateId.LAngleLoc;
6176   SourceLocation RAngleLoc = TemplateId.RAngleLoc;
6177
6178   // Find the class template we're specializing
6179   TemplateName Name = TemplateId.Template.get();
6180   ClassTemplateDecl *ClassTemplate
6181     = dyn_cast_or_null<ClassTemplateDecl>(Name.getAsTemplateDecl());
6182
6183   if (!ClassTemplate) {
6184     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_not_class_template_specialization)
6185       << (Name.getAsTemplateDecl() &&
6186           isa<TemplateTemplateParmDecl>(Name.getAsTemplateDecl()));
6187     return true;
6188   }
6189
6190   bool isExplicitSpecialization = false;
6191   bool isPartialSpecialization = false;
6192
6193   // Check the validity of the template headers that introduce this
6194   // template.
6195   // FIXME: We probably shouldn't complain about these headers for
6196   // friend declarations.
6197   bool Invalid = false;
6198   TemplateParameterList *TemplateParams =
6199       MatchTemplateParametersToScopeSpecifier(
6200           KWLoc, TemplateNameLoc, SS, &TemplateId,
6201           TemplateParameterLists, TUK == TUK_Friend, isExplicitSpecialization,
6202           Invalid);
6203   if (Invalid)
6204     return true;
6205
6206   if (TemplateParams && TemplateParams->size() > 0) {
6207     isPartialSpecialization = true;
6208
6209     if (TUK == TUK_Friend) {
6210       Diag(KWLoc, diag::err_partial_specialization_friend)
6211         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
6212       return true;
6213     }
6214
6215     // C++ [temp.class.spec]p10:
6216     //   The template parameter list of a specialization shall not
6217     //   contain default template argument values.
6218     for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
6219       Decl *Param = TemplateParams->getParam(I);
6220       if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(Param)) {
6221         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
6222           Diag(TTP->getDefaultArgumentLoc(),
6223                diag::err_default_arg_in_partial_spec);
6224           TTP->removeDefaultArgument();
6225         }
6226       } else if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
6227                    = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
6228         if (Expr *DefArg = NTTP->getDefaultArgument()) {
6229           Diag(NTTP->getDefaultArgumentLoc(),
6230                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
6231             << DefArg->getSourceRange();
6232           NTTP->removeDefaultArgument();
6233         }
6234       } else {
6235         TemplateTemplateParmDecl *TTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param);
6236         if (TTP->hasDefaultArgument()) {
6237           Diag(TTP->getDefaultArgument().getLocation(),
6238                diag::err_default_arg_in_partial_spec)
6239             << TTP->getDefaultArgument().getSourceRange();
6240           TTP->removeDefaultArgument();
6241         }
6242       }
6243     }
6244   } else if (TemplateParams) {
6245     if (TUK == TUK_Friend)
6246       Diag(KWLoc, diag::err_template_spec_friend)
6247         << FixItHint::CreateRemoval(
6248                                 SourceRange(TemplateParams->getTemplateLoc(),
6249                                             TemplateParams->getRAngleLoc()))
6250         << SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc);
6251     else
6252       isExplicitSpecialization = true;
6253   } else {
6254     assert(TUK == TUK_Friend && "should have a 'template<>' for this decl");
6255   }
6256
6257   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
6258   // original template.
6259   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
6260   assert(Kind != TTK_Enum && "Invalid enum tag in class template spec!");
6261   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
6262                                     Kind, TUK == TUK_Definition, KWLoc,
6263                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
6264     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
6265       << ClassTemplate
6266       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
6267                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
6268     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
6269          diag::note_previous_use);
6270     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
6271   }
6272
6273   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
6274   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
6275       makeTemplateArgumentListInfo(*this, TemplateId);
6276
6277   // Check for unexpanded parameter packs in any of the template arguments.
6278   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
6279     if (DiagnoseUnexpandedParameterPack(TemplateArgs[I],
6280                                         UPPC_PartialSpecialization))
6281       return true;
6282
6283   // Check that the template argument list is well-formed for this
6284   // template.
6285   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
6286   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
6287                                 TemplateArgs, false, Converted))
6288     return true;
6289
6290   // Find the class template (partial) specialization declaration that
6291   // corresponds to these arguments.
6292   if (isPartialSpecialization) {
6293     if (CheckTemplatePartialSpecializationArgs(
6294             *this, TemplateNameLoc, ClassTemplate->getTemplateParameters(),
6295             TemplateArgs.size(), Converted))
6296       return true;
6297
6298     bool InstantiationDependent;
6299     if (!Name.isDependent() &&
6300         !TemplateSpecializationType::anyDependentTemplateArguments(
6301                                              TemplateArgs.getArgumentArray(),
6302                                                          TemplateArgs.size(),
6303                                                      InstantiationDependent)) {
6304       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_fully_specialized)
6305         << ClassTemplate->getDeclName();
6306       isPartialSpecialization = false;
6307     }
6308   }
6309
6310   void *InsertPos = nullptr;
6311   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl = nullptr;
6312
6313   if (isPartialSpecialization)
6314     // FIXME: Template parameter list matters, too
6315     PrevDecl = ClassTemplate->findPartialSpecialization(Converted, InsertPos);
6316   else
6317     PrevDecl = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
6318
6319   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
6320
6321   // Check whether we can declare a class template specialization in
6322   // the current scope.
6323   if (TUK != TUK_Friend &&
6324       CheckTemplateSpecializationScope(*this, ClassTemplate, PrevDecl,
6325                                        TemplateNameLoc,
6326                                        isPartialSpecialization))
6327     return true;
6328
6329   // The canonical type
6330   QualType CanonType;
6331   if (isPartialSpecialization) {
6332     // Build the canonical type that describes the converted template
6333     // arguments of the class template partial specialization.
6334     TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
6335     CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(CanonTemplate,
6336                                                       Converted.data(),
6337                                                       Converted.size());
6338
6339     if (Context.hasSameType(CanonType,
6340                         ClassTemplate->getInjectedClassNameSpecialization())) {
6341       // C++ [temp.class.spec]p9b3:
6342       //
6343       //   -- The argument list of the specialization shall not be identical
6344       //      to the implicit argument list of the primary template.
6345       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_partial_spec_args_match_primary_template)
6346         << /*class template*/0 << (TUK == TUK_Definition)
6347         << FixItHint::CreateRemoval(SourceRange(LAngleLoc, RAngleLoc));
6348       return CheckClassTemplate(S, TagSpec, TUK, KWLoc, SS,
6349                                 ClassTemplate->getIdentifier(),
6350                                 TemplateNameLoc,
6351                                 Attr,
6352                                 TemplateParams,
6353                                 AS_none, /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
6354                                 /*FriendLoc*/SourceLocation(),
6355                                 TemplateParameterLists.size() - 1,
6356                                 TemplateParameterLists.data());
6357     }
6358
6359     // Create a new class template partial specialization declaration node.
6360     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *PrevPartial
6361       = cast_or_null<ClassTemplatePartialSpecializationDecl>(PrevDecl);
6362     ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial
6363       = ClassTemplatePartialSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
6364                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
6365                                                        KWLoc, TemplateNameLoc,
6366                                                        TemplateParams,
6367                                                        ClassTemplate,
6368                                                        Converted.data(),
6369                                                        Converted.size(),
6370                                                        TemplateArgs,
6371                                                        CanonType,
6372                                                        PrevPartial);
6373     SetNestedNameSpecifier(Partial, SS);
6374     if (TemplateParameterLists.size() > 1 && SS.isSet()) {
6375       Partial->setTemplateParameterListsInfo(
6376           Context, TemplateParameterLists.drop_back(1));
6377     }
6378
6379     if (!PrevPartial)
6380       ClassTemplate->AddPartialSpecialization(Partial, InsertPos);
6381     Specialization = Partial;
6382
6383     // If we are providing an explicit specialization of a member class
6384     // template specialization, make a note of that.
6385     if (PrevPartial && PrevPartial->getInstantiatedFromMember())
6386       PrevPartial->setMemberSpecialization();
6387
6388     // Check that all of the template parameters of the class template
6389     // partial specialization are deducible from the template
6390     // arguments. If not, this class template partial specialization
6391     // will never be used.
6392     llvm::SmallBitVector DeducibleParams(TemplateParams->size());
6393     MarkUsedTemplateParameters(Partial->getTemplateArgs(), true,
6394                                TemplateParams->getDepth(),
6395                                DeducibleParams);
6396
6397     if (!DeducibleParams.all()) {
6398       unsigned NumNonDeducible = DeducibleParams.size()-DeducibleParams.count();
6399       Diag(TemplateNameLoc, diag::warn_partial_specs_not_deducible)
6400         << /*class template*/0 << (NumNonDeducible > 1)
6401         << SourceRange(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
6402       for (unsigned I = 0, N = DeducibleParams.size(); I != N; ++I) {
6403         if (!DeducibleParams[I]) {
6404           NamedDecl *Param = cast<NamedDecl>(TemplateParams->getParam(I));
6405           if (Param->getDeclName())
6406             Diag(Param->getLocation(),
6407                  diag::note_partial_spec_unused_parameter)
6408               << Param->getDeclName();
6409           else
6410             Diag(Param->getLocation(),
6411                  diag::note_partial_spec_unused_parameter)
6412               << "(anonymous)";
6413         }
6414       }
6415     }
6416   } else {
6417     // Create a new class template specialization declaration node for
6418     // this explicit specialization or friend declaration.
6419     Specialization
6420       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
6421                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
6422                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
6423                                                 ClassTemplate,
6424                                                 Converted.data(),
6425                                                 Converted.size(),
6426                                                 PrevDecl);
6427     SetNestedNameSpecifier(Specialization, SS);
6428     if (TemplateParameterLists.size() > 0) {
6429       Specialization->setTemplateParameterListsInfo(Context,
6430                                                     TemplateParameterLists);
6431     }
6432
6433     if (!PrevDecl)
6434       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
6435
6436     if (CurContext->isDependentContext()) {
6437       // -fms-extensions permits specialization of nested classes without
6438       // fully specializing the outer class(es).
6439       assert(getLangOpts().MicrosoftExt &&
6440              "Only possible with -fms-extensions!");
6441       TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
6442       CanonType = Context.getTemplateSpecializationType(
6443           CanonTemplate, Converted.data(), Converted.size());
6444     } else {
6445       CanonType = Context.getTypeDeclType(Specialization);
6446     }
6447   }
6448
6449   // C++ [temp.expl.spec]p6:
6450   //   If a template, a member template or the member of a class template is
6451   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
6452   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
6453   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
6454   //   use occurs; no diagnostic is required.
6455   if (PrevDecl && PrevDecl->getPointOfInstantiation().isValid()) {
6456     bool Okay = false;
6457     for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
6458       // Is there any previous explicit specialization declaration?
6459       if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
6460         Okay = true;
6461         break;
6462       }
6463     }
6464
6465     if (!Okay) {
6466       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
6467       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
6468         << Context.getTypeDeclType(Specialization) << Range;
6469
6470       Diag(PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
6471            diag::note_instantiation_required_here)
6472         << (PrevDecl->getTemplateSpecializationKind()
6473                                                 != TSK_ImplicitInstantiation);
6474       return true;
6475     }
6476   }
6477
6478   // If this is not a friend, note that this is an explicit specialization.
6479   if (TUK != TUK_Friend)
6480     Specialization->setSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
6481
6482   // Check that this isn't a redefinition of this specialization.
6483   if (TUK == TUK_Definition) {
6484     RecordDecl *Def = Specialization->getDefinition();
6485     NamedDecl *Hidden = nullptr;
6486     if (Def && SkipBody && !hasVisibleDefinition(Def, &Hidden)) {
6487       SkipBody->ShouldSkip = true;
6488       makeMergedDefinitionVisible(Hidden, KWLoc);
6489       // From here on out, treat this as just a redeclaration.
6490       TUK = TUK_Declaration;
6491     } else if (Def) {
6492       SourceRange Range(TemplateNameLoc, RAngleLoc);
6493       Diag(TemplateNameLoc, diag::err_redefinition)
6494         << Context.getTypeDeclType(Specialization) << Range;
6495       Diag(Def->getLocation(), diag::note_previous_definition);
6496       Specialization->setInvalidDecl();
6497       return true;
6498     }
6499   }
6500
6501   if (Attr)
6502     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
6503
6504   // Add alignment attributes if necessary; these attributes are checked when
6505   // the ASTContext lays out the structure.
6506   if (TUK == TUK_Definition) {
6507     AddAlignmentAttributesForRecord(Specialization);
6508     AddMsStructLayoutForRecord(Specialization);
6509   }
6510
6511   if (ModulePrivateLoc.isValid())
6512     Diag(Specialization->getLocation(), diag::err_module_private_specialization)
6513       << (isPartialSpecialization? 1 : 0)
6514       << FixItHint::CreateRemoval(ModulePrivateLoc);
6515   
6516   // Build the fully-sugared type for this class template
6517   // specialization as the user wrote in the specialization
6518   // itself. This means that we'll pretty-print the type retrieved
6519   // from the specialization's declaration the way that the user
6520   // actually wrote the specialization, rather than formatting the
6521   // name based on the "canonical" representation used to store the
6522   // template arguments in the specialization.
6523   TypeSourceInfo *WrittenTy
6524     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
6525                                                 TemplateArgs, CanonType);
6526   if (TUK != TUK_Friend) {
6527     Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
6528     Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
6529   }
6530
6531   // C++ [temp.expl.spec]p9:
6532   //   A template explicit specialization is in the scope of the
6533   //   namespace in which the template was defined.
6534   //
6535   // We actually implement this paragraph where we set the semantic
6536   // context (in the creation of the ClassTemplateSpecializationDecl),
6537   // but we also maintain the lexical context where the actual
6538   // definition occurs.
6539   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
6540
6541   // We may be starting the definition of this specialization.
6542   if (TUK == TUK_Definition)
6543     Specialization->startDefinition();
6544
6545   if (TUK == TUK_Friend) {
6546     FriendDecl *Friend = FriendDecl::Create(Context, CurContext,
6547                                             TemplateNameLoc,
6548                                             WrittenTy,
6549                                             /*FIXME:*/KWLoc);
6550     Friend->setAccess(AS_public);
6551     CurContext->addDecl(Friend);
6552   } else {
6553     // Add the specialization into its lexical context, so that it can
6554     // be seen when iterating through the list of declarations in that
6555     // context. However, specializations are not found by name lookup.
6556     CurContext->addDecl(Specialization);
6557   }
6558   return Specialization;
6559 }
6560
6561 Decl *Sema::ActOnTemplateDeclarator(Scope *S,
6562                               MultiTemplateParamsArg TemplateParameterLists,
6563                                     Declarator &D) {
6564   Decl *NewDecl = HandleDeclarator(S, D, TemplateParameterLists);
6565   ActOnDocumentableDecl(NewDecl);
6566   return NewDecl;
6567 }
6568
6569 /// \brief Strips various properties off an implicit instantiation
6570 /// that has just been explicitly specialized.
6571 static void StripImplicitInstantiation(NamedDecl *D) {
6572   D->dropAttr<DLLImportAttr>();
6573   D->dropAttr<DLLExportAttr>();
6574
6575   if (FunctionDecl *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(D))
6576     FD->setInlineSpecified(false);
6577 }
6578
6579 /// \brief Compute the diagnostic location for an explicit instantiation
6580 //  declaration or definition.
6581 static SourceLocation DiagLocForExplicitInstantiation(
6582     NamedDecl* D, SourceLocation PointOfInstantiation) {
6583   // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
6584   // hence no PointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
6585   // until a valid name loc is found.
6586   SourceLocation PrevDiagLoc = PointOfInstantiation;
6587   for (Decl *Prev = D; Prev && !PrevDiagLoc.isValid();
6588        Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
6589     PrevDiagLoc = Prev->getLocation();
6590   }
6591   assert(PrevDiagLoc.isValid() &&
6592          "Explicit instantiation without point of instantiation?");
6593   return PrevDiagLoc;
6594 }
6595
6596 /// \brief Diagnose cases where we have an explicit template specialization
6597 /// before/after an explicit template instantiation, producing diagnostics
6598 /// for those cases where they are required and determining whether the
6599 /// new specialization/instantiation will have any effect.
6600 ///
6601 /// \param NewLoc the location of the new explicit specialization or
6602 /// instantiation.
6603 ///
6604 /// \param NewTSK the kind of the new explicit specialization or instantiation.
6605 ///
6606 /// \param PrevDecl the previous declaration of the entity.
6607 ///
6608 /// \param PrevTSK the kind of the old explicit specialization or instantiatin.
6609 ///
6610 /// \param PrevPointOfInstantiation if valid, indicates where the previus
6611 /// declaration was instantiated (either implicitly or explicitly).
6612 ///
6613 /// \param HasNoEffect will be set to true to indicate that the new
6614 /// specialization or instantiation has no effect and should be ignored.
6615 ///
6616 /// \returns true if there was an error that should prevent the introduction of
6617 /// the new declaration into the AST, false otherwise.
6618 bool
6619 Sema::CheckSpecializationInstantiationRedecl(SourceLocation NewLoc,
6620                                              TemplateSpecializationKind NewTSK,
6621                                              NamedDecl *PrevDecl,
6622                                              TemplateSpecializationKind PrevTSK,
6623                                         SourceLocation PrevPointOfInstantiation,
6624                                              bool &HasNoEffect) {
6625   HasNoEffect = false;
6626
6627   switch (NewTSK) {
6628   case TSK_Undeclared:
6629   case TSK_ImplicitInstantiation:
6630     assert(
6631         (PrevTSK == TSK_Undeclared || PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation) &&
6632         "previous declaration must be implicit!");
6633     return false;
6634
6635   case TSK_ExplicitSpecialization:
6636     switch (PrevTSK) {
6637     case TSK_Undeclared:
6638     case TSK_ExplicitSpecialization:
6639       // Okay, we're just specializing something that is either already
6640       // explicitly specialized or has merely been mentioned without any
6641       // instantiation.
6642       return false;
6643
6644     case TSK_ImplicitInstantiation:
6645       if (PrevPointOfInstantiation.isInvalid()) {
6646         // The declaration itself has not actually been instantiated, so it is
6647         // still okay to specialize it.
6648         StripImplicitInstantiation(PrevDecl);
6649         return false;
6650       }
6651       // Fall through
6652
6653     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
6654     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
6655       assert((PrevTSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
6656               PrevPointOfInstantiation.isValid()) &&
6657              "Explicit instantiation without point of instantiation?");
6658
6659       // C++ [temp.expl.spec]p6:
6660       //   If a template, a member template or the member of a class template
6661       //   is explicitly specialized then that specialization shall be declared
6662       //   before the first use of that specialization that would cause an
6663       //   implicit instantiation to take place, in every translation unit in
6664       //   which such a use occurs; no diagnostic is required.
6665       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
6666         // Is there any previous explicit specialization declaration?
6667         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization)
6668           return false;
6669       }
6670
6671       Diag(NewLoc, diag::err_specialization_after_instantiation)
6672         << PrevDecl;
6673       Diag(PrevPointOfInstantiation, diag::note_instantiation_required_here)
6674         << (PrevTSK != TSK_ImplicitInstantiation);
6675
6676       return true;
6677     }
6678
6679   case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
6680     switch (PrevTSK) {
6681     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
6682       // This explicit instantiation declaration is redundant (that's okay).
6683       HasNoEffect = true;
6684       return false;
6685
6686     case TSK_Undeclared:
6687     case TSK_ImplicitInstantiation:
6688       // We're explicitly instantiating something that may have already been
6689       // implicitly instantiated; that's fine.
6690       return false;
6691
6692     case TSK_ExplicitSpecialization:
6693       // C++0x [temp.explicit]p4:
6694       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
6695       //   of a template appears after a declaration of an explicit
6696       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
6697       //   effect.
6698       HasNoEffect = true;
6699       return false;
6700
6701     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
6702       // C++0x [temp.explicit]p10:
6703       //   If an entity is the subject of both an explicit instantiation
6704       //   declaration and an explicit instantiation definition in the same
6705       //   translation unit, the definition shall follow the declaration.
6706       Diag(NewLoc,
6707            diag::err_explicit_instantiation_declaration_after_definition);
6708
6709       // Explicit instantiations following a specialization have no effect and
6710       // hence no PrevPointOfInstantiation. In that case, walk decl backwards
6711       // until a valid name loc is found.
6712       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
6713            diag::note_explicit_instantiation_definition_here);
6714       HasNoEffect = true;
6715       return false;
6716     }
6717
6718   case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
6719     switch (PrevTSK) {
6720     case TSK_Undeclared:
6721     case TSK_ImplicitInstantiation:
6722       // We're explicitly instantiating something that may have already been
6723       // implicitly instantiated; that's fine.
6724       return false;
6725
6726     case TSK_ExplicitSpecialization:
6727       // C++ DR 259, C++0x [temp.explicit]p4:
6728       //   For a given set of template parameters, if an explicit
6729       //   instantiation of a template appears after a declaration of
6730       //   an explicit specialization for that template, the explicit
6731       //   instantiation has no effect.
6732       //
6733       // In C++98/03 mode, we only give an extension warning here, because it
6734       // is not harmful to try to explicitly instantiate something that
6735       // has been explicitly specialized.
6736       Diag(NewLoc, getLangOpts().CPlusPlus11 ?
6737            diag::warn_cxx98_compat_explicit_instantiation_after_specialization :
6738            diag::ext_explicit_instantiation_after_specialization)
6739         << PrevDecl;
6740       Diag(PrevDecl->getLocation(),
6741            diag::note_previous_template_specialization);
6742       HasNoEffect = true;
6743       return false;
6744
6745     case TSK_ExplicitInstantiationDeclaration:
6746       // We're explicity instantiating a definition for something for which we
6747       // were previously asked to suppress instantiations. That's fine.
6748
6749       // C++0x [temp.explicit]p4:
6750       //   For a given set of template parameters, if an explicit instantiation
6751       //   of a template appears after a declaration of an explicit
6752       //   specialization for that template, the explicit instantiation has no
6753       //   effect.
6754       for (Decl *Prev = PrevDecl; Prev; Prev = Prev->getPreviousDecl()) {
6755         // Is there any previous explicit specialization declaration?
6756         if (getTemplateSpecializationKind(Prev) == TSK_ExplicitSpecialization) {
6757           HasNoEffect = true;
6758           break;
6759         }
6760       }
6761
6762       return false;
6763
6764     case TSK_ExplicitInstantiationDefinition:
6765       // C++0x [temp.spec]p5:
6766       //   For a given template and a given set of template-arguments,
6767       //     - an explicit instantiation definition shall appear at most once
6768       //       in a program,
6769
6770       // MSVCCompat: MSVC silently ignores duplicate explicit instantiations.
6771       Diag(NewLoc, (getLangOpts().MSVCCompat)
6772                        ? diag::ext_explicit_instantiation_duplicate
6773                        : diag::err_explicit_instantiation_duplicate)
6774           << PrevDecl;
6775       Diag(DiagLocForExplicitInstantiation(PrevDecl, PrevPointOfInstantiation),
6776            diag::note_previous_explicit_instantiation);
6777       HasNoEffect = true;
6778       return false;
6779     }
6780   }
6781
6782   llvm_unreachable("Missing specialization/instantiation case?");
6783 }
6784
6785 /// \brief Perform semantic analysis for the given dependent function
6786 /// template specialization.
6787 ///
6788 /// The only possible way to get a dependent function template specialization
6789 /// is with a friend declaration, like so:
6790 ///
6791 /// \code
6792 ///   template \<class T> void foo(T);
6793 ///   template \<class T> class A {
6794 ///     friend void foo<>(T);
6795 ///   };
6796 /// \endcode
6797 ///
6798 /// There really isn't any useful analysis we can do here, so we
6799 /// just store the information.
6800 bool
6801 Sema::CheckDependentFunctionTemplateSpecialization(FunctionDecl *FD,
6802                    const TemplateArgumentListInfo &ExplicitTemplateArgs,
6803                                                    LookupResult &Previous) {
6804   // Remove anything from Previous that isn't a function template in
6805   // the correct context.
6806   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
6807   LookupResult::Filter F = Previous.makeFilter();
6808   while (F.hasNext()) {
6809     NamedDecl *D = F.next()->getUnderlyingDecl();
6810     if (!isa<FunctionTemplateDecl>(D) ||
6811         !FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
6812                               D->getDeclContext()->getRedeclContext()))
6813       F.erase();
6814   }
6815   F.done();
6816
6817   // Should this be diagnosed here?
6818   if (Previous.empty()) return true;
6819
6820   FD->setDependentTemplateSpecialization(Context, Previous.asUnresolvedSet(),
6821                                          ExplicitTemplateArgs);
6822   return false;
6823 }
6824
6825 /// \brief Perform semantic analysis for the given function template
6826 /// specialization.
6827 ///
6828 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
6829 /// explicit function template specialization. On successful completion,
6830 /// the function declaration \p FD will become a function template
6831 /// specialization.
6832 ///
6833 /// \param FD the function declaration, which will be updated to become a
6834 /// function template specialization.
6835 ///
6836 /// \param ExplicitTemplateArgs the explicitly-provided template arguments,
6837 /// if any. Note that this may be valid info even when 0 arguments are
6838 /// explicitly provided as in, e.g., \c void sort<>(char*, char*);
6839 /// as it anyway contains info on the angle brackets locations.
6840 ///
6841 /// \param Previous the set of declarations that may be specialized by
6842 /// this function specialization.
6843 bool Sema::CheckFunctionTemplateSpecialization(
6844     FunctionDecl *FD, TemplateArgumentListInfo *ExplicitTemplateArgs,
6845     LookupResult &Previous) {
6846   // The set of function template specializations that could match this
6847   // explicit function template specialization.
6848   UnresolvedSet<8> Candidates;
6849   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(FD->getLocation(),
6850                                             /*ForTakingAddress=*/false);
6851
6852   llvm::SmallDenseMap<FunctionDecl *, TemplateArgumentListInfo, 8>
6853       ConvertedTemplateArgs;
6854
6855   DeclContext *FDLookupContext = FD->getDeclContext()->getRedeclContext();
6856   for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
6857          I != E; ++I) {
6858     NamedDecl *Ovl = (*I)->getUnderlyingDecl();
6859     if (FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Ovl)) {
6860       // Only consider templates found within the same semantic lookup scope as
6861       // FD.
6862       if (!FDLookupContext->InEnclosingNamespaceSetOf(
6863                                 Ovl->getDeclContext()->getRedeclContext()))
6864         continue;
6865
6866       // When matching a constexpr member function template specialization
6867       // against the primary template, we don't yet know whether the
6868       // specialization has an implicit 'const' (because we don't know whether
6869       // it will be a static member function until we know which template it
6870       // specializes), so adjust it now assuming it specializes this template.
6871       QualType FT = FD->getType();
6872       if (FD->isConstexpr()) {
6873         CXXMethodDecl *OldMD =
6874           dyn_cast<CXXMethodDecl>(FunTmpl->getTemplatedDecl());
6875         if (OldMD && OldMD->isConst()) {
6876           const FunctionProtoType *FPT = FT->castAs<FunctionProtoType>();
6877           FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI = FPT->getExtProtoInfo();
6878           EPI.TypeQuals |= Qualifiers::Const;
6879           FT = Context.getFunctionType(FPT->getReturnType(),
6880                                        FPT->getParamTypes(), EPI);
6881         }
6882       }
6883
6884       TemplateArgumentListInfo Args;
6885       if (ExplicitTemplateArgs)
6886         Args = *ExplicitTemplateArgs;
6887
6888       // C++ [temp.expl.spec]p11:
6889       //   A trailing template-argument can be left unspecified in the
6890       //   template-id naming an explicit function template specialization
6891       //   provided it can be deduced from the function argument type.
6892       // Perform template argument deduction to determine whether we may be
6893       // specializing this template.
6894       // FIXME: It is somewhat wasteful to build
6895       TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
6896       FunctionDecl *Specialization = nullptr;
6897       if (TemplateDeductionResult TDK = DeduceTemplateArguments(
6898               cast<FunctionTemplateDecl>(FunTmpl->getFirstDecl()),
6899               ExplicitTemplateArgs ? &Args : nullptr, FT, Specialization,
6900               Info)) {
6901         // Template argument deduction failed; record why it failed, so
6902         // that we can provide nifty diagnostics.
6903         FailedCandidates.addCandidate().set(
6904             I.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
6905             MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
6906         (void)TDK;
6907         continue;
6908       }
6909
6910       // Record this candidate.
6911       if (ExplicitTemplateArgs)
6912         ConvertedTemplateArgs[Specialization] = std::move(Args);
6913       Candidates.addDecl(Specialization, I.getAccess());
6914     }
6915   }
6916
6917   // Find the most specialized function template.
6918   UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
6919       Candidates.begin(), Candidates.end(), FailedCandidates,
6920       FD->getLocation(),
6921       PDiag(diag::err_function_template_spec_no_match) << FD->getDeclName(),
6922       PDiag(diag::err_function_template_spec_ambiguous)
6923           << FD->getDeclName() << (ExplicitTemplateArgs != nullptr),
6924       PDiag(diag::note_function_template_spec_matched));
6925
6926   if (Result == Candidates.end())
6927     return true;
6928
6929   // Ignore access information;  it doesn't figure into redeclaration checking.
6930   FunctionDecl *Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
6931
6932   // C++ Concepts TS [dcl.spec.concept]p7: A program shall not declare [...]
6933   // an explicit specialization (14.8.3) [...] of a concept definition.
6934   if (Specialization->getPrimaryTemplate()->isConcept()) {
6935     Diag(FD->getLocation(), diag::err_concept_specialized)
6936         << 0 /*function*/ << 1 /*explicitly specialized*/;
6937     Diag(Specialization->getLocation(), diag::note_previous_declaration);
6938     return true;
6939   }
6940
6941   FunctionTemplateSpecializationInfo *SpecInfo
6942     = Specialization->getTemplateSpecializationInfo();
6943   assert(SpecInfo && "Function template specialization info missing?");
6944
6945   // Note: do not overwrite location info if previous template
6946   // specialization kind was explicit.
6947   TemplateSpecializationKind TSK = SpecInfo->getTemplateSpecializationKind();
6948   if (TSK == TSK_Undeclared || TSK == TSK_ImplicitInstantiation) {
6949     Specialization->setLocation(FD->getLocation());
6950     // C++11 [dcl.constexpr]p1: An explicit specialization of a constexpr
6951     // function can differ from the template declaration with respect to
6952     // the constexpr specifier.
6953     Specialization->setConstexpr(FD->isConstexpr());
6954   }
6955
6956   // FIXME: Check if the prior specialization has a point of instantiation.
6957   // If so, we have run afoul of .
6958
6959   // If this is a friend declaration, then we're not really declaring
6960   // an explicit specialization.
6961   bool isFriend = (FD->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None);
6962
6963   // Check the scope of this explicit specialization.
6964   if (!isFriend &&
6965       CheckTemplateSpecializationScope(*this,
6966                                        Specialization->getPrimaryTemplate(),
6967                                        Specialization, FD->getLocation(),
6968                                        false))
6969     return true;
6970
6971   // C++ [temp.expl.spec]p6:
6972   //   If a template, a member template or the member of a class template is
6973   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
6974   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
6975   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
6976   //   use occurs; no diagnostic is required.
6977   bool HasNoEffect = false;
6978   if (!isFriend &&
6979       CheckSpecializationInstantiationRedecl(FD->getLocation(),
6980                                              TSK_ExplicitSpecialization,
6981                                              Specialization,
6982                                    SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
6983                                          SpecInfo->getPointOfInstantiation(),
6984                                              HasNoEffect))
6985     return true;
6986   
6987   // Mark the prior declaration as an explicit specialization, so that later
6988   // clients know that this is an explicit specialization.
6989   if (!isFriend) {
6990     // Explicit specializations do not inherit '=delete' from their primary\r
6991     // function template.\r
6992     if (Specialization->isDeleted()) {\r
6993       assert(!SpecInfo->isExplicitSpecialization());\r
6994       assert(Specialization->getCanonicalDecl() == Specialization);\r
6995       Specialization->setDeletedAsWritten(false);\r
6996     }
6997     SpecInfo->setTemplateSpecializationKind(TSK_ExplicitSpecialization);
6998     MarkUnusedFileScopedDecl(Specialization);
6999   }
7000
7001   // Turn the given function declaration into a function template
7002   // specialization, with the template arguments from the previous
7003   // specialization.
7004   // Take copies of (semantic and syntactic) template argument lists.
7005   const TemplateArgumentList* TemplArgs = new (Context)
7006     TemplateArgumentList(Specialization->getTemplateSpecializationArgs());
7007   FD->setFunctionTemplateSpecialization(
7008       Specialization->getPrimaryTemplate(), TemplArgs, /*InsertPos=*/nullptr,
7009       SpecInfo->getTemplateSpecializationKind(),
7010       ExplicitTemplateArgs ? &ConvertedTemplateArgs[Specialization] : nullptr);
7011
7012   // The "previous declaration" for this function template specialization is
7013   // the prior function template specialization.
7014   Previous.clear();
7015   Previous.addDecl(Specialization);
7016   return false;
7017 }
7018
7019 /// \brief Perform semantic analysis for the given non-template member
7020 /// specialization.
7021 ///
7022 /// This routine performs all of the semantic analysis required for an
7023 /// explicit member function specialization. On successful completion,
7024 /// the function declaration \p FD will become a member function
7025 /// specialization.
7026 ///
7027 /// \param Member the member declaration, which will be updated to become a
7028 /// specialization.
7029 ///
7030 /// \param Previous the set of declarations, one of which may be specialized
7031 /// by this function specialization;  the set will be modified to contain the
7032 /// redeclared member.
7033 bool
7034 Sema::CheckMemberSpecialization(NamedDecl *Member, LookupResult &Previous) {
7035   assert(!isa<TemplateDecl>(Member) && "Only for non-template members");
7036
7037   // Try to find the member we are instantiating.
7038   NamedDecl *FoundInstantiation = nullptr;
7039   NamedDecl *Instantiation = nullptr;
7040   NamedDecl *InstantiatedFrom = nullptr;
7041   MemberSpecializationInfo *MSInfo = nullptr;
7042
7043   if (Previous.empty()) {
7044     // Nowhere to look anyway.
7045   } else if (FunctionDecl *Function = dyn_cast<FunctionDecl>(Member)) {
7046     for (LookupResult::iterator I = Previous.begin(), E = Previous.end();
7047            I != E; ++I) {
7048       NamedDecl *D = (*I)->getUnderlyingDecl();
7049       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(D)) {
7050         QualType Adjusted = Function->getType();
7051         if (!hasExplicitCallingConv(Adjusted))
7052           Adjusted = adjustCCAndNoReturn(Adjusted, Method->getType());
7053         if (Context.hasSameType(Adjusted, Method->getType())) {
7054           FoundInstantiation = *I;
7055           Instantiation = Method;
7056           InstantiatedFrom = Method->getInstantiatedFromMemberFunction();
7057           MSInfo = Method->getMemberSpecializationInfo();
7058           break;
7059         }
7060       }
7061     }
7062   } else if (isa<VarDecl>(Member)) {
7063     VarDecl *PrevVar;
7064     if (Previous.isSingleResult() &&
7065         (PrevVar = dyn_cast<VarDecl>(Previous.getFoundDecl())))
7066       if (PrevVar->isStaticDataMember()) {
7067         FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
7068         Instantiation = PrevVar;
7069         InstantiatedFrom = PrevVar->getInstantiatedFromStaticDataMember();
7070         MSInfo = PrevVar->getMemberSpecializationInfo();
7071       }
7072   } else if (isa<RecordDecl>(Member)) {
7073     CXXRecordDecl *PrevRecord;
7074     if (Previous.isSingleResult() &&
7075         (PrevRecord = dyn_cast<CXXRecordDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
7076       FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
7077       Instantiation = PrevRecord;
7078       InstantiatedFrom = PrevRecord->getInstantiatedFromMemberClass();
7079       MSInfo = PrevRecord->getMemberSpecializationInfo();
7080     }
7081   } else if (isa<EnumDecl>(Member)) {
7082     EnumDecl *PrevEnum;
7083     if (Previous.isSingleResult() &&
7084         (PrevEnum = dyn_cast<EnumDecl>(Previous.getFoundDecl()))) {
7085       FoundInstantiation = Previous.getRepresentativeDecl();
7086       Instantiation = PrevEnum;
7087       InstantiatedFrom = PrevEnum->getInstantiatedFromMemberEnum();
7088       MSInfo = PrevEnum->getMemberSpecializationInfo();
7089     }
7090   }
7091
7092   if (!Instantiation) {
7093     // There is no previous declaration that matches. Since member
7094     // specializations are always out-of-line, the caller will complain about
7095     // this mismatch later.
7096     return false;
7097   }
7098
7099   // If this is a friend, just bail out here before we start turning
7100   // things into explicit specializations.
7101   if (Member->getFriendObjectKind() != Decl::FOK_None) {
7102     // Preserve instantiation information.
7103     if (InstantiatedFrom && isa<CXXMethodDecl>(Member)) {
7104       cast<CXXMethodDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberFunction(
7105                                       cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom),
7106         cast<CXXMethodDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
7107     } else if (InstantiatedFrom && isa<CXXRecordDecl>(Member)) {
7108       cast<CXXRecordDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberClass(
7109                                       cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom),
7110         cast<CXXRecordDecl>(Instantiation)->getTemplateSpecializationKind());
7111     }
7112
7113     Previous.clear();
7114     Previous.addDecl(FoundInstantiation);
7115     return false;
7116   }
7117
7118   // Make sure that this is a specialization of a member.
7119   if (!InstantiatedFrom) {
7120     Diag(Member->getLocation(), diag::err_spec_member_not_instantiated)
7121       << Member;
7122     Diag(Instantiation->getLocation(), diag::note_specialized_decl);
7123     return true;
7124   }
7125
7126   // C++ [temp.expl.spec]p6:
7127   //   If a template, a member template or the member of a class template is
7128   //   explicitly specialized then that specialization shall be declared
7129   //   before the first use of that specialization that would cause an implicit
7130   //   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
7131   //   use occurs; no diagnostic is required.
7132   assert(MSInfo && "Member specialization info missing?");
7133
7134   bool HasNoEffect = false;
7135   if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(Member->getLocation(),
7136                                              TSK_ExplicitSpecialization,
7137                                              Instantiation,
7138                                      MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
7139                                            MSInfo->getPointOfInstantiation(),
7140                                              HasNoEffect))
7141     return true;
7142
7143   // Check the scope of this explicit specialization.
7144   if (CheckTemplateSpecializationScope(*this,
7145                                        InstantiatedFrom,
7146                                        Instantiation, Member->getLocation(),
7147                                        false))
7148     return true;
7149
7150   // Note that this is an explicit instantiation of a member.
7151   // the original declaration to note that it is an explicit specialization
7152   // (if it was previously an implicit instantiation). This latter step
7153   // makes bookkeeping easier.
7154   if (isa<FunctionDecl>(Member)) {
7155     FunctionDecl *InstantiationFunction = cast<FunctionDecl>(Instantiation);
7156     if (InstantiationFunction->getTemplateSpecializationKind() ==
7157           TSK_ImplicitInstantiation) {
7158       InstantiationFunction->setTemplateSpecializationKind(
7159                                                   TSK_ExplicitSpecialization);
7160       InstantiationFunction->setLocation(Member->getLocation());
7161       // Explicit specializations of member functions of class templates do not
7162       // inherit '=delete' from the member function they are specializing.
7163       if (InstantiationFunction->isDeleted()) {
7164         assert(InstantiationFunction->getCanonicalDecl() ==
7165                InstantiationFunction);
7166         InstantiationFunction->setDeletedAsWritten(false);\r
7167       }
7168     }
7169
7170     cast<FunctionDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberFunction(
7171                                         cast<CXXMethodDecl>(InstantiatedFrom),
7172                                                   TSK_ExplicitSpecialization);
7173     MarkUnusedFileScopedDecl(InstantiationFunction);
7174   } else if (isa<VarDecl>(Member)) {
7175     VarDecl *InstantiationVar = cast<VarDecl>(Instantiation);
7176     if (InstantiationVar->getTemplateSpecializationKind() ==
7177           TSK_ImplicitInstantiation) {
7178       InstantiationVar->setTemplateSpecializationKind(
7179                                                   TSK_ExplicitSpecialization);
7180       InstantiationVar->setLocation(Member->getLocation());
7181     }
7182
7183     cast<VarDecl>(Member)->setInstantiationOfStaticDataMember(
7184         cast<VarDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
7185     MarkUnusedFileScopedDecl(InstantiationVar);
7186   } else if (isa<CXXRecordDecl>(Member)) {
7187     CXXRecordDecl *InstantiationClass = cast<CXXRecordDecl>(Instantiation);
7188     if (InstantiationClass->getTemplateSpecializationKind() ==
7189           TSK_ImplicitInstantiation) {
7190       InstantiationClass->setTemplateSpecializationKind(
7191                                                    TSK_ExplicitSpecialization);
7192       InstantiationClass->setLocation(Member->getLocation());
7193     }
7194
7195     cast<CXXRecordDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberClass(
7196                                         cast<CXXRecordDecl>(InstantiatedFrom),
7197                                                    TSK_ExplicitSpecialization);
7198   } else {
7199     assert(isa<EnumDecl>(Member) && "Only member enums remain");
7200     EnumDecl *InstantiationEnum = cast<EnumDecl>(Instantiation);
7201     if (InstantiationEnum->getTemplateSpecializationKind() ==
7202           TSK_ImplicitInstantiation) {
7203       InstantiationEnum->setTemplateSpecializationKind(
7204                                                    TSK_ExplicitSpecialization);
7205       InstantiationEnum->setLocation(Member->getLocation());
7206     }
7207
7208     cast<EnumDecl>(Member)->setInstantiationOfMemberEnum(
7209         cast<EnumDecl>(InstantiatedFrom), TSK_ExplicitSpecialization);
7210   }
7211
7212   // Save the caller the trouble of having to figure out which declaration
7213   // this specialization matches.
7214   Previous.clear();
7215   Previous.addDecl(FoundInstantiation);
7216   return false;
7217 }
7218
7219 /// \brief Check the scope of an explicit instantiation.
7220 ///
7221 /// \returns true if a serious error occurs, false otherwise.
7222 static bool CheckExplicitInstantiationScope(Sema &S, NamedDecl *D,
7223                                             SourceLocation InstLoc,
7224                                             bool WasQualifiedName) {
7225   DeclContext *OrigContext= D->getDeclContext()->getEnclosingNamespaceContext();
7226   DeclContext *CurContext = S.CurContext->getRedeclContext();
7227
7228   if (CurContext->isRecord()) {
7229     S.Diag(InstLoc, diag::err_explicit_instantiation_in_class)
7230       << D;
7231     return true;
7232   }
7233
7234   // C++11 [temp.explicit]p3:
7235   //   An explicit instantiation shall appear in an enclosing namespace of its
7236   //   template. If the name declared in the explicit instantiation is an
7237   //   unqualified name, the explicit instantiation shall appear in the
7238   //   namespace where its template is declared or, if that namespace is inline
7239   //   (7.3.1), any namespace from its enclosing namespace set.
7240   //
7241   // This is DR275, which we do not retroactively apply to C++98/03.
7242   if (WasQualifiedName) {
7243     if (CurContext->Encloses(OrigContext))
7244       return false;
7245   } else {
7246     if (CurContext->InEnclosingNamespaceSetOf(OrigContext))
7247       return false;
7248   }
7249
7250   if (NamespaceDecl *NS = dyn_cast<NamespaceDecl>(OrigContext)) {
7251     if (WasQualifiedName)
7252       S.Diag(InstLoc,
7253              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
7254                diag::err_explicit_instantiation_out_of_scope :
7255                diag::warn_explicit_instantiation_out_of_scope_0x)
7256         << D << NS;
7257     else
7258       S.Diag(InstLoc,
7259              S.getLangOpts().CPlusPlus11?
7260                diag::err_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace :
7261                diag::warn_explicit_instantiation_unqualified_wrong_namespace_0x)
7262         << D << NS;
7263   } else
7264     S.Diag(InstLoc,
7265            S.getLangOpts().CPlusPlus11?
7266              diag::err_explicit_instantiation_must_be_global :
7267              diag::warn_explicit_instantiation_must_be_global_0x)
7268       << D;
7269   S.Diag(D->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
7270   return false;
7271 }
7272
7273 /// \brief Determine whether the given scope specifier has a template-id in it.
7274 static bool ScopeSpecifierHasTemplateId(const CXXScopeSpec &SS) {
7275   if (!SS.isSet())
7276     return false;
7277
7278   // C++11 [temp.explicit]p3:
7279   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
7280   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
7281   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
7282   //   name shall be a simple-template-id.
7283   //
7284   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
7285   for (NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep(); NNS;
7286        NNS = NNS->getPrefix())
7287     if (const Type *T = NNS->getAsType())
7288       if (isa<TemplateSpecializationType>(T))
7289         return true;
7290
7291   return false;
7292 }
7293
7294 // Explicit instantiation of a class template specialization
7295 DeclResult
7296 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
7297                                  SourceLocation ExternLoc,
7298                                  SourceLocation TemplateLoc,
7299                                  unsigned TagSpec,
7300                                  SourceLocation KWLoc,
7301                                  const CXXScopeSpec &SS,
7302                                  TemplateTy TemplateD,
7303                                  SourceLocation TemplateNameLoc,
7304                                  SourceLocation LAngleLoc,
7305                                  ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
7306                                  SourceLocation RAngleLoc,
7307                                  AttributeList *Attr) {
7308   // Find the class template we're specializing
7309   TemplateName Name = TemplateD.get();
7310   TemplateDecl *TD = Name.getAsTemplateDecl();
7311   // Check that the specialization uses the same tag kind as the
7312   // original template.
7313   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
7314   assert(Kind != TTK_Enum &&
7315          "Invalid enum tag in class template explicit instantiation!");
7316
7317   ClassTemplateDecl *ClassTemplate = dyn_cast<ClassTemplateDecl>(TD);
7318
7319   if (!ClassTemplate) {
7320     unsigned ErrorKind = 0;
7321     if (isa<TypeAliasTemplateDecl>(TD)) {
7322       ErrorKind = 4;
7323     } else if (isa<TemplateTemplateParmDecl>(TD)) {
7324       ErrorKind = 5;
7325     }
7326
7327     Diag(TemplateNameLoc, diag::err_tag_reference_non_tag) << ErrorKind;
7328     Diag(TD->getLocation(), diag::note_previous_use);
7329     return true;
7330   }
7331
7332   if (!isAcceptableTagRedeclaration(ClassTemplate->getTemplatedDecl(),
7333                                     Kind, /*isDefinition*/false, KWLoc,
7334                                     ClassTemplate->getIdentifier())) {
7335     Diag(KWLoc, diag::err_use_with_wrong_tag)
7336       << ClassTemplate
7337       << FixItHint::CreateReplacement(KWLoc,
7338                             ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getKindName());
7339     Diag(ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getLocation(),
7340          diag::note_previous_use);
7341     Kind = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getTagKind();
7342   }
7343
7344   // C++0x [temp.explicit]p2:
7345   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
7346   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
7347   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
7348   TemplateSpecializationKind TSK = ExternLoc.isInvalid()
7349                                        ? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
7350                                        : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
7351
7352   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration) {
7353     // Check for dllexport class template instantiation declarations.
7354     for (AttributeList *A = Attr; A; A = A->getNext()) {
7355       if (A->getKind() == AttributeList::AT_DLLExport) {
7356         Diag(ExternLoc,
7357              diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
7358         Diag(A->getLoc(), diag::note_attribute);
7359         break;
7360       }
7361     }
7362
7363     if (auto *A = ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getAttr<DLLExportAttr>()) {
7364       Diag(ExternLoc,
7365            diag::warn_attribute_dllexport_explicit_instantiation_decl);
7366       Diag(A->getLocation(), diag::note_attribute);
7367     }
7368   }
7369
7370   // In MSVC mode, dllimported explicit instantiation definitions are treated as
7371   // instantiation declarations for most purposes.
7372   bool DLLImportExplicitInstantiationDef = false;
7373   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition &&
7374       Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft()) {
7375     // Check for dllimport class template instantiation definitions.
7376     bool DLLImport =
7377         ClassTemplate->getTemplatedDecl()->getAttr<DLLImportAttr>();
7378     for (AttributeList *A = Attr; A; A = A->getNext()) {
7379       if (A->getKind() == AttributeList::AT_DLLImport)
7380         DLLImport = true;
7381       if (A->getKind() == AttributeList::AT_DLLExport) {
7382         // dllexport trumps dllimport here.
7383         DLLImport = false;
7384         break;
7385       }
7386     }
7387     if (DLLImport) {
7388       TSK = TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
7389       DLLImportExplicitInstantiationDef = true;
7390     }
7391   }
7392
7393   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
7394   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
7395   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
7396
7397   // Check that the template argument list is well-formed for this
7398   // template.
7399   SmallVector<TemplateArgument, 4> Converted;
7400   if (CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, TemplateNameLoc,
7401                                 TemplateArgs, false, Converted))
7402     return true;
7403
7404   // Find the class template specialization declaration that
7405   // corresponds to these arguments.
7406   void *InsertPos = nullptr;
7407   ClassTemplateSpecializationDecl *PrevDecl
7408     = ClassTemplate->findSpecialization(Converted, InsertPos);
7409
7410   TemplateSpecializationKind PrevDecl_TSK
7411     = PrevDecl ? PrevDecl->getTemplateSpecializationKind() : TSK_Undeclared;
7412
7413   // C++0x [temp.explicit]p2:
7414   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
7415   //   namespace of its template. [...]
7416   //
7417   // This is C++ DR 275.
7418   if (CheckExplicitInstantiationScope(*this, ClassTemplate, TemplateNameLoc,
7419                                       SS.isSet()))
7420     return true;
7421
7422   ClassTemplateSpecializationDecl *Specialization = nullptr;
7423
7424   bool HasNoEffect = false;
7425   if (PrevDecl) {
7426     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateNameLoc, TSK,
7427                                                PrevDecl, PrevDecl_TSK,
7428                                             PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
7429                                                HasNoEffect))
7430       return PrevDecl;
7431
7432     // Even though HasNoEffect == true means that this explicit instantiation
7433     // has no effect on semantics, we go on to put its syntax in the AST.
7434
7435     if (PrevDecl_TSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
7436         PrevDecl_TSK == TSK_Undeclared) {
7437       // Since the only prior class template specialization with these
7438       // arguments was referenced but not declared, reuse that
7439       // declaration node as our own, updating the source location
7440       // for the template name to reflect our new declaration.
7441       // (Other source locations will be updated later.)
7442       Specialization = PrevDecl;
7443       Specialization->setLocation(TemplateNameLoc);
7444       PrevDecl = nullptr;
7445     }
7446
7447     if (PrevDecl_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
7448         DLLImportExplicitInstantiationDef) {
7449       // The new specialization might add a dllimport attribute.
7450       HasNoEffect = false;
7451     }
7452   }
7453
7454   if (!Specialization) {
7455     // Create a new class template specialization declaration node for
7456     // this explicit specialization.
7457     Specialization
7458       = ClassTemplateSpecializationDecl::Create(Context, Kind,
7459                                              ClassTemplate->getDeclContext(),
7460                                                 KWLoc, TemplateNameLoc,
7461                                                 ClassTemplate,
7462                                                 Converted.data(),
7463                                                 Converted.size(),
7464                                                 PrevDecl);
7465     SetNestedNameSpecifier(Specialization, SS);
7466
7467     if (!HasNoEffect && !PrevDecl) {
7468       // Insert the new specialization.
7469       ClassTemplate->AddSpecialization(Specialization, InsertPos);
7470     }
7471   }
7472
7473   // Build the fully-sugared type for this explicit instantiation as
7474   // the user wrote in the explicit instantiation itself. This means
7475   // that we'll pretty-print the type retrieved from the
7476   // specialization's declaration the way that the user actually wrote
7477   // the explicit instantiation, rather than formatting the name based
7478   // on the "canonical" representation used to store the template
7479   // arguments in the specialization.
7480   TypeSourceInfo *WrittenTy
7481     = Context.getTemplateSpecializationTypeInfo(Name, TemplateNameLoc,
7482                                                 TemplateArgs,
7483                                   Context.getTypeDeclType(Specialization));
7484   Specialization->setTypeAsWritten(WrittenTy);
7485
7486   // Set source locations for keywords.
7487   Specialization->setExternLoc(ExternLoc);
7488   Specialization->setTemplateKeywordLoc(TemplateLoc);
7489   Specialization->setRBraceLoc(SourceLocation());
7490
7491   if (Attr)
7492     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
7493
7494   // Add the explicit instantiation into its lexical context. However,
7495   // since explicit instantiations are never found by name lookup, we
7496   // just put it into the declaration context directly.
7497   Specialization->setLexicalDeclContext(CurContext);
7498   CurContext->addDecl(Specialization);
7499
7500   // Syntax is now OK, so return if it has no other effect on semantics.
7501   if (HasNoEffect) {
7502     // Set the template specialization kind.
7503     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
7504     return Specialization;
7505   }
7506
7507   // C++ [temp.explicit]p3:
7508   //   A definition of a class template or class member template
7509   //   shall be in scope at the point of the explicit instantiation of
7510   //   the class template or class member template.
7511   //
7512   // This check comes when we actually try to perform the
7513   // instantiation.
7514   ClassTemplateSpecializationDecl *Def
7515     = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
7516                                               Specialization->getDefinition());
7517   if (!Def)
7518     InstantiateClassTemplateSpecialization(TemplateNameLoc, Specialization, TSK);
7519   else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition) {
7520     MarkVTableUsed(TemplateNameLoc, Specialization, true);
7521     Specialization->setPointOfInstantiation(Def->getPointOfInstantiation());
7522   }
7523
7524   // Instantiate the members of this class template specialization.
7525   Def = cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
7526                                        Specialization->getDefinition());
7527   if (Def) {
7528     TemplateSpecializationKind Old_TSK = Def->getTemplateSpecializationKind();
7529     // Fix a TSK_ExplicitInstantiationDeclaration followed by a
7530     // TSK_ExplicitInstantiationDefinition
7531     if (Old_TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration &&
7532         (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition ||
7533          DLLImportExplicitInstantiationDef)) {
7534       // FIXME: Need to notify the ASTMutationListener that we did this.
7535       Def->setTemplateSpecializationKind(TSK);
7536
7537       if (!getDLLAttr(Def) && getDLLAttr(Specialization) &&
7538           Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft()) {
7539         // In the MS ABI, an explicit instantiation definition can add a dll
7540         // attribute to a template with a previous instantiation declaration.
7541         // MinGW doesn't allow this.
7542         auto *A = cast<InheritableAttr>(
7543             getDLLAttr(Specialization)->clone(getASTContext()));
7544         A->setInherited(true);
7545         Def->addAttr(A);
7546
7547         // We reject explicit instantiations in class scope, so there should
7548         // never be any delayed exported classes to worry about.
7549         assert(DelayedDllExportClasses.empty() &&
7550                "delayed exports present at explicit instantiation");
7551         checkClassLevelDLLAttribute(Def);
7552         referenceDLLExportedClassMethods();
7553
7554         // Propagate attribute to base class templates.
7555         for (auto &B : Def->bases()) {
7556           if (auto *BT = dyn_cast_or_null<ClassTemplateSpecializationDecl>(
7557                   B.getType()->getAsCXXRecordDecl()))
7558             propagateDLLAttrToBaseClassTemplate(Def, A, BT, B.getLocStart());
7559         }
7560       }
7561     }
7562
7563     // Set the template specialization kind. Make sure it is set before
7564     // instantiating the members which will trigger ASTConsumer callbacks.
7565     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
7566     InstantiateClassTemplateSpecializationMembers(TemplateNameLoc, Def, TSK);
7567   } else {
7568
7569     // Set the template specialization kind.
7570     Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK);
7571   }
7572
7573   return Specialization;
7574 }
7575
7576 // Explicit instantiation of a member class of a class template.
7577 DeclResult
7578 Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
7579                                  SourceLocation ExternLoc,
7580                                  SourceLocation TemplateLoc,
7581                                  unsigned TagSpec,
7582                                  SourceLocation KWLoc,
7583                                  CXXScopeSpec &SS,
7584                                  IdentifierInfo *Name,
7585                                  SourceLocation NameLoc,
7586                                  AttributeList *Attr) {
7587
7588   bool Owned = false;
7589   bool IsDependent = false;
7590   Decl *TagD = ActOnTag(S, TagSpec, Sema::TUK_Reference,
7591                         KWLoc, SS, Name, NameLoc, Attr, AS_none,
7592                         /*ModulePrivateLoc=*/SourceLocation(),
7593                         MultiTemplateParamsArg(), Owned, IsDependent,
7594                         SourceLocation(), false, TypeResult(),
7595                         /*IsTypeSpecifier*/false);
7596   assert(!IsDependent && "explicit instantiation of dependent name not yet handled");
7597
7598   if (!TagD)
7599     return true;
7600
7601   TagDecl *Tag = cast<TagDecl>(TagD);
7602   assert(!Tag->isEnum() && "shouldn't see enumerations here");
7603
7604   if (Tag->isInvalidDecl())
7605     return true;
7606
7607   CXXRecordDecl *Record = cast<CXXRecordDecl>(Tag);
7608   CXXRecordDecl *Pattern = Record->getInstantiatedFromMemberClass();
7609   if (!Pattern) {
7610     Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_nontemplate_type)
7611       << Context.getTypeDeclType(Record);
7612     Diag(Record->getLocation(), diag::note_nontemplate_decl_here);
7613     return true;
7614   }
7615
7616   // C++0x [temp.explicit]p2:
7617   //   If the explicit instantiation is for a class or member class, the
7618   //   elaborated-type-specifier in the declaration shall include a
7619   //   simple-template-id.
7620   //
7621   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
7622   if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(SS))
7623     Diag(TemplateLoc, diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
7624       << Record << SS.getRange();
7625
7626   // C++0x [temp.explicit]p2:
7627   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
7628   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
7629   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
7630   TemplateSpecializationKind TSK
7631     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
7632                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
7633
7634   // C++0x [temp.explicit]p2:
7635   //   [...] An explicit instantiation shall appear in an enclosing
7636   //   namespace of its template. [...]
7637   //
7638   // This is C++ DR 275.
7639   CheckExplicitInstantiationScope(*this, Record, NameLoc, true);
7640
7641   // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
7642   CXXRecordDecl *PrevDecl
7643     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getPreviousDecl());
7644   if (!PrevDecl && Record->getDefinition())
7645     PrevDecl = Record;
7646   if (PrevDecl) {
7647     MemberSpecializationInfo *MSInfo = PrevDecl->getMemberSpecializationInfo();
7648     bool HasNoEffect = false;
7649     assert(MSInfo && "No member specialization information?");
7650     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(TemplateLoc, TSK,
7651                                                PrevDecl,
7652                                         MSInfo->getTemplateSpecializationKind(),
7653                                              MSInfo->getPointOfInstantiation(),
7654                                                HasNoEffect))
7655       return true;
7656     if (HasNoEffect)
7657       return TagD;
7658   }
7659
7660   CXXRecordDecl *RecordDef
7661     = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
7662   if (!RecordDef) {
7663     // C++ [temp.explicit]p3:
7664     //   A definition of a member class of a class template shall be in scope
7665     //   at the point of an explicit instantiation of the member class.
7666     CXXRecordDecl *Def
7667       = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Pattern->getDefinition());
7668     if (!Def) {
7669       Diag(TemplateLoc, diag::err_explicit_instantiation_undefined_member)
7670         << 0 << Record->getDeclName() << Record->getDeclContext();
7671       Diag(Pattern->getLocation(), diag::note_forward_declaration)
7672         << Pattern;
7673       return true;
7674     } else {
7675       if (InstantiateClass(NameLoc, Record, Def,
7676                            getTemplateInstantiationArgs(Record),
7677                            TSK))
7678         return true;
7679
7680       RecordDef = cast_or_null<CXXRecordDecl>(Record->getDefinition());
7681       if (!RecordDef)
7682         return true;
7683     }
7684   }
7685
7686   // Instantiate all of the members of the class.
7687   InstantiateClassMembers(NameLoc, RecordDef,
7688                           getTemplateInstantiationArgs(Record), TSK);
7689
7690   if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
7691     MarkVTableUsed(NameLoc, RecordDef, true);
7692
7693   // FIXME: We don't have any representation for explicit instantiations of
7694   // member classes. Such a representation is not needed for compilation, but it
7695   // should be available for clients that want to see all of the declarations in
7696   // the source code.
7697   return TagD;
7698 }
7699
7700 DeclResult Sema::ActOnExplicitInstantiation(Scope *S,
7701                                             SourceLocation ExternLoc,
7702                                             SourceLocation TemplateLoc,
7703                                             Declarator &D) {
7704   // Explicit instantiations always require a name.
7705   // TODO: check if/when DNInfo should replace Name.
7706   DeclarationNameInfo NameInfo = GetNameForDeclarator(D);
7707   DeclarationName Name = NameInfo.getName();
7708   if (!Name) {
7709     if (!D.isInvalidType())
7710       Diag(D.getDeclSpec().getLocStart(),
7711            diag::err_explicit_instantiation_requires_name)
7712         << D.getDeclSpec().getSourceRange()
7713         << D.getSourceRange();
7714
7715     return true;
7716   }
7717
7718   // The scope passed in may not be a decl scope.  Zip up the scope tree until
7719   // we find one that is.
7720   while ((S->getFlags() & Scope::DeclScope) == 0 ||
7721          (S->getFlags() & Scope::TemplateParamScope) != 0)
7722     S = S->getParent();
7723
7724   // Determine the type of the declaration.
7725   TypeSourceInfo *T = GetTypeForDeclarator(D, S);
7726   QualType R = T->getType();
7727   if (R.isNull())
7728     return true;
7729
7730   // C++ [dcl.stc]p1:
7731   //   A storage-class-specifier shall not be specified in [...] an explicit 
7732   //   instantiation (14.7.2) directive.
7733   if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec() == DeclSpec::SCS_typedef) {
7734     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_of_typedef)
7735       << Name;
7736     return true;
7737   } else if (D.getDeclSpec().getStorageClassSpec() 
7738                                                 != DeclSpec::SCS_unspecified) {
7739     // Complain about then remove the storage class specifier.
7740     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_storage_class)
7741       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getStorageClassSpecLoc());
7742     
7743     D.getMutableDeclSpec().ClearStorageClassSpecs();
7744   }
7745
7746   // C++0x [temp.explicit]p1:
7747   //   [...] An explicit instantiation of a function template shall not use the
7748   //   inline or constexpr specifiers.
7749   // Presumably, this also applies to member functions of class templates as
7750   // well.
7751   if (D.getDeclSpec().isInlineSpecified())
7752     Diag(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc(),
7753          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
7754            diag::err_explicit_instantiation_inline :
7755            diag::warn_explicit_instantiation_inline_0x)
7756       << FixItHint::CreateRemoval(D.getDeclSpec().getInlineSpecLoc());
7757   if (D.getDeclSpec().isConstexprSpecified() && R->isFunctionType())
7758     // FIXME: Add a fix-it to remove the 'constexpr' and add a 'const' if one is
7759     // not already specified.
7760     Diag(D.getDeclSpec().getConstexprSpecLoc(),
7761          diag::err_explicit_instantiation_constexpr);
7762
7763   // C++ Concepts TS [dcl.spec.concept]p1: The concept specifier shall be
7764   // applied only to the definition of a function template or variable template,
7765   // declared in namespace scope.
7766   if (D.getDeclSpec().isConceptSpecified()) {
7767     Diag(D.getDeclSpec().getConceptSpecLoc(),
7768          diag::err_concept_specified_specialization) << 0;
7769     return true;
7770   }
7771
7772   // C++0x [temp.explicit]p2:
7773   //   There are two forms of explicit instantiation: an explicit instantiation
7774   //   definition and an explicit instantiation declaration. An explicit
7775   //   instantiation declaration begins with the extern keyword. [...]
7776   TemplateSpecializationKind TSK
7777     = ExternLoc.isInvalid()? TSK_ExplicitInstantiationDefinition
7778                            : TSK_ExplicitInstantiationDeclaration;
7779
7780   LookupResult Previous(*this, NameInfo, LookupOrdinaryName);
7781   LookupParsedName(Previous, S, &D.getCXXScopeSpec());
7782
7783   if (!R->isFunctionType()) {
7784     // C++ [temp.explicit]p1:
7785     //   A [...] static data member of a class template can be explicitly
7786     //   instantiated from the member definition associated with its class
7787     //   template.
7788     // C++1y [temp.explicit]p1:
7789     //   A [...] variable [...] template specialization can be explicitly
7790     //   instantiated from its template.
7791     if (Previous.isAmbiguous())
7792       return true;
7793
7794     VarDecl *Prev = Previous.getAsSingle<VarDecl>();
7795     VarTemplateDecl *PrevTemplate = Previous.getAsSingle<VarTemplateDecl>();
7796
7797     if (!PrevTemplate) {
7798       if (!Prev || !Prev->isStaticDataMember()) {
7799         // We expect to see a data data member here.
7800         Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_explicit_instantiation_not_known)
7801             << Name;
7802         for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
7803              P != PEnd; ++P)
7804           Diag((*P)->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
7805         return true;
7806       }
7807
7808       if (!Prev->getInstantiatedFromStaticDataMember()) {
7809         // FIXME: Check for explicit specialization?
7810         Diag(D.getIdentifierLoc(),
7811              diag::err_explicit_instantiation_data_member_not_instantiated)
7812             << Prev;
7813         Diag(Prev->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
7814         // FIXME: Can we provide a note showing where this was declared?
7815         return true;
7816       }
7817     } else {
7818       // Explicitly instantiate a variable template.
7819
7820       // C++1y [dcl.spec.auto]p6:
7821       //   ... A program that uses auto or decltype(auto) in a context not
7822       //   explicitly allowed in this section is ill-formed.
7823       //
7824       // This includes auto-typed variable template instantiations.
7825       if (R->isUndeducedType()) {
7826         Diag(T->getTypeLoc().getLocStart(),
7827              diag::err_auto_not_allowed_var_inst);
7828         return true;
7829       }
7830
7831       if (D.getName().getKind() != UnqualifiedId::IK_TemplateId) {
7832         // C++1y [temp.explicit]p3:
7833         //   If the explicit instantiation is for a variable, the unqualified-id
7834         //   in the declaration shall be a template-id.
7835         Diag(D.getIdentifierLoc(),
7836              diag::err_explicit_instantiation_without_template_id)
7837           << PrevTemplate;
7838         Diag(PrevTemplate->getLocation(),
7839              diag::note_explicit_instantiation_here);
7840         return true;
7841       }
7842
7843       // C++ Concepts TS [dcl.spec.concept]p7: A program shall not declare an
7844       // explicit instantiation (14.8.2) [...] of a concept definition.
7845       if (PrevTemplate->isConcept()) {
7846         Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_concept_specialized)
7847             << 1 /*variable*/ << 0 /*explicitly instantiated*/;
7848         Diag(PrevTemplate->getLocation(), diag::note_previous_declaration);
7849         return true;
7850       }
7851
7852       // Translate the parser's template argument list into our AST format.
7853       TemplateArgumentListInfo TemplateArgs =
7854           makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
7855
7856       DeclResult Res = CheckVarTemplateId(PrevTemplate, TemplateLoc,
7857                                           D.getIdentifierLoc(), TemplateArgs);
7858       if (Res.isInvalid())
7859         return true;
7860
7861       // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration
7862       // checking.
7863       Prev = cast<VarDecl>(Res.get());
7864     }
7865
7866     // C++0x [temp.explicit]p2:
7867     //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
7868     //   or a static data member of a class template specialization, the name of
7869     //   the class template specialization in the qualified-id for the member
7870     //   name shall be a simple-template-id.
7871     //
7872     // C++98 has the same restriction, just worded differently.
7873     //
7874     // This does not apply to variable template specializations, where the
7875     // template-id is in the unqualified-id instead.
7876     if (!ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()) && !PrevTemplate)
7877       Diag(D.getIdentifierLoc(),
7878            diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
7879         << Prev << D.getCXXScopeSpec().getRange();
7880
7881     // Check the scope of this explicit instantiation.
7882     CheckExplicitInstantiationScope(*this, Prev, D.getIdentifierLoc(), true);
7883
7884     // Verify that it is okay to explicitly instantiate here.
7885     TemplateSpecializationKind PrevTSK = Prev->getTemplateSpecializationKind();
7886     SourceLocation POI = Prev->getPointOfInstantiation();
7887     bool HasNoEffect = false;
7888     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK, Prev,
7889                                                PrevTSK, POI, HasNoEffect))
7890       return true;
7891
7892     if (!HasNoEffect) {
7893       // Instantiate static data member or variable template.
7894
7895       Prev->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
7896       if (PrevTemplate) {
7897         // Merge attributes.
7898         if (AttributeList *Attr = D.getDeclSpec().getAttributes().getList())
7899           ProcessDeclAttributeList(S, Prev, Attr);
7900       }
7901       if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
7902         InstantiateVariableDefinition(D.getIdentifierLoc(), Prev);
7903     }
7904
7905     // Check the new variable specialization against the parsed input.
7906     if (PrevTemplate && Prev && !Context.hasSameType(Prev->getType(), R)) {
7907       Diag(T->getTypeLoc().getLocStart(),
7908            diag::err_invalid_var_template_spec_type)
7909           << 0 << PrevTemplate << R << Prev->getType();
7910       Diag(PrevTemplate->getLocation(), diag::note_template_declared_here)
7911           << 2 << PrevTemplate->getDeclName();
7912       return true;
7913     }
7914
7915     // FIXME: Create an ExplicitInstantiation node?
7916     return (Decl*) nullptr;
7917   }
7918
7919   // If the declarator is a template-id, translate the parser's template
7920   // argument list into our AST format.
7921   bool HasExplicitTemplateArgs = false;
7922   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs;
7923   if (D.getName().getKind() == UnqualifiedId::IK_TemplateId) {
7924     TemplateArgs = makeTemplateArgumentListInfo(*this, *D.getName().TemplateId);
7925     HasExplicitTemplateArgs = true;
7926   }
7927
7928   // C++ [temp.explicit]p1:
7929   //   A [...] function [...] can be explicitly instantiated from its template.
7930   //   A member function [...] of a class template can be explicitly
7931   //  instantiated from the member definition associated with its class
7932   //  template.
7933   UnresolvedSet<8> Matches;
7934   TemplateSpecCandidateSet FailedCandidates(D.getIdentifierLoc());
7935   for (LookupResult::iterator P = Previous.begin(), PEnd = Previous.end();
7936        P != PEnd; ++P) {
7937     NamedDecl *Prev = *P;
7938     if (!HasExplicitTemplateArgs) {
7939       if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Prev)) {
7940         QualType Adjusted = adjustCCAndNoReturn(R, Method->getType());
7941         if (Context.hasSameUnqualifiedType(Method->getType(), Adjusted)) {
7942           Matches.clear();
7943
7944           Matches.addDecl(Method, P.getAccess());
7945           if (Method->getTemplateSpecializationKind() == TSK_Undeclared)
7946             break;
7947         }
7948       }
7949     }
7950
7951     FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(Prev);
7952     if (!FunTmpl)
7953       continue;
7954
7955     TemplateDeductionInfo Info(FailedCandidates.getLocation());
7956     FunctionDecl *Specialization = nullptr;
7957     if (TemplateDeductionResult TDK
7958           = DeduceTemplateArguments(FunTmpl,
7959                                (HasExplicitTemplateArgs ? &TemplateArgs
7960                                                         : nullptr),
7961                                     R, Specialization, Info)) {
7962       // Keep track of almost-matches.
7963       FailedCandidates.addCandidate()
7964           .set(P.getPair(), FunTmpl->getTemplatedDecl(),
7965                MakeDeductionFailureInfo(Context, TDK, Info));
7966       (void)TDK;
7967       continue;
7968     }
7969
7970     Matches.addDecl(Specialization, P.getAccess());
7971   }
7972
7973   // Find the most specialized function template specialization.
7974   UnresolvedSetIterator Result = getMostSpecialized(
7975       Matches.begin(), Matches.end(), FailedCandidates,
7976       D.getIdentifierLoc(),
7977       PDiag(diag::err_explicit_instantiation_not_known) << Name,
7978       PDiag(diag::err_explicit_instantiation_ambiguous) << Name,
7979       PDiag(diag::note_explicit_instantiation_candidate));
7980
7981   if (Result == Matches.end())
7982     return true;
7983
7984   // Ignore access control bits, we don't need them for redeclaration checking.
7985   FunctionDecl *Specialization = cast<FunctionDecl>(*Result);
7986
7987   // C++11 [except.spec]p4
7988   // In an explicit instantiation an exception-specification may be specified,
7989   // but is not required.
7990   // If an exception-specification is specified in an explicit instantiation
7991   // directive, it shall be compatible with the exception-specifications of
7992   // other declarations of that function.
7993   if (auto *FPT = R->getAs<FunctionProtoType>())
7994     if (FPT->hasExceptionSpec()) {
7995       unsigned DiagID =
7996           diag::err_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
7997       if (getLangOpts().MicrosoftExt)
7998         DiagID = diag::ext_mismatched_exception_spec_explicit_instantiation;
7999       bool Result = CheckEquivalentExceptionSpec(
8000           PDiag(DiagID) << Specialization->getType(),
8001           PDiag(diag::note_explicit_instantiation_here),
8002           Specialization->getType()->getAs<FunctionProtoType>(),
8003           Specialization->getLocation(), FPT, D.getLocStart());
8004       // In Microsoft mode, mismatching exception specifications just cause a
8005       // warning.
8006       if (!getLangOpts().MicrosoftExt && Result)
8007         return true;
8008     }
8009
8010   if (Specialization->getTemplateSpecializationKind() == TSK_Undeclared) {
8011     Diag(D.getIdentifierLoc(),
8012          diag::err_explicit_instantiation_member_function_not_instantiated)
8013       << Specialization
8014       << (Specialization->getTemplateSpecializationKind() ==
8015           TSK_ExplicitSpecialization);
8016     Diag(Specialization->getLocation(), diag::note_explicit_instantiation_here);
8017     return true;
8018   }
8019
8020   FunctionDecl *PrevDecl = Specialization->getPreviousDecl();
8021   if (!PrevDecl && Specialization->isThisDeclarationADefinition())
8022     PrevDecl = Specialization;
8023
8024   if (PrevDecl) {
8025     bool HasNoEffect = false;
8026     if (CheckSpecializationInstantiationRedecl(D.getIdentifierLoc(), TSK,
8027                                                PrevDecl,
8028                                      PrevDecl->getTemplateSpecializationKind(),
8029                                           PrevDecl->getPointOfInstantiation(),
8030                                                HasNoEffect))
8031       return true;
8032
8033     // FIXME: We may still want to build some representation of this
8034     // explicit specialization.
8035     if (HasNoEffect)
8036       return (Decl*) nullptr;
8037   }
8038
8039   Specialization->setTemplateSpecializationKind(TSK, D.getIdentifierLoc());
8040   AttributeList *Attr = D.getDeclSpec().getAttributes().getList();
8041   if (Attr)
8042     ProcessDeclAttributeList(S, Specialization, Attr);
8043
8044   if (Specialization->isDefined()) {
8045     // Let the ASTConsumer know that this function has been explicitly
8046     // instantiated now, and its linkage might have changed.
8047     Consumer.HandleTopLevelDecl(DeclGroupRef(Specialization));
8048   } else if (TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
8049     InstantiateFunctionDefinition(D.getIdentifierLoc(), Specialization);
8050
8051   // C++0x [temp.explicit]p2:
8052   //   If the explicit instantiation is for a member function, a member class
8053   //   or a static data member of a class template specialization, the name of
8054   //   the class template specialization in the qualified-id for the member
8055   //   name shall be a simple-template-id.
8056   //
8057   // C++98 has the same restriction, just worded differently.
8058   FunctionTemplateDecl *FunTmpl = Specialization->getPrimaryTemplate();
8059   if (D.getName().getKind() != UnqualifiedId::IK_TemplateId && !FunTmpl &&
8060       D.getCXXScopeSpec().isSet() &&
8061       !ScopeSpecifierHasTemplateId(D.getCXXScopeSpec()))
8062     Diag(D.getIdentifierLoc(),
8063          diag::ext_explicit_instantiation_without_qualified_id)
8064     << Specialization << D.getCXXScopeSpec().getRange();
8065
8066   // C++ Concepts TS [dcl.spec.concept]p7: A program shall not declare an
8067   // explicit instantiation (14.8.2) [...] of a concept definition.
8068   if (FunTmpl && FunTmpl->isConcept() &&
8069       !D.getDeclSpec().isConceptSpecified()) {
8070     Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_concept_specialized)
8071         << 0 /*function*/ << 0 /*explicitly instantiated*/;
8072     Diag(FunTmpl->getLocation(), diag::note_previous_declaration);
8073     return true;
8074   }
8075
8076   CheckExplicitInstantiationScope(*this,
8077                    FunTmpl? (NamedDecl *)FunTmpl
8078                           : Specialization->getInstantiatedFromMemberFunction(),
8079                                   D.getIdentifierLoc(),
8080                                   D.getCXXScopeSpec().isSet());
8081
8082   // FIXME: Create some kind of ExplicitInstantiationDecl here.
8083   return (Decl*) nullptr;
8084 }
8085
8086 TypeResult
8087 Sema::ActOnDependentTag(Scope *S, unsigned TagSpec, TagUseKind TUK,
8088                         const CXXScopeSpec &SS, IdentifierInfo *Name,
8089                         SourceLocation TagLoc, SourceLocation NameLoc) {
8090   // This has to hold, because SS is expected to be defined.
8091   assert(Name && "Expected a name in a dependent tag");
8092
8093   NestedNameSpecifier *NNS = SS.getScopeRep();
8094   if (!NNS)
8095     return true;
8096
8097   TagTypeKind Kind = TypeWithKeyword::getTagTypeKindForTypeSpec(TagSpec);
8098
8099   if (TUK == TUK_Declaration || TUK == TUK_Definition) {
8100     Diag(NameLoc, diag::err_dependent_tag_decl)
8101       << (TUK == TUK_Definition) << Kind << SS.getRange();
8102     return true;
8103   }
8104
8105   // Create the resulting type.
8106   ElaboratedTypeKeyword Kwd = TypeWithKeyword::getKeywordForTagTypeKind(Kind);
8107   QualType Result = Context.getDependentNameType(Kwd, NNS, Name);
8108   
8109   // Create type-source location information for this type.
8110   TypeLocBuilder TLB;
8111   DependentNameTypeLoc TL = TLB.push<DependentNameTypeLoc>(Result);
8112   TL.setElaboratedKeywordLoc(TagLoc);
8113   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
8114   TL.setNameLoc(NameLoc);
8115   return CreateParsedType(Result, TLB.getTypeSourceInfo(Context, Result));
8116 }
8117
8118 TypeResult
8119 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S, SourceLocation TypenameLoc,
8120                         const CXXScopeSpec &SS, const IdentifierInfo &II,
8121                         SourceLocation IdLoc) {
8122   if (SS.isInvalid())
8123     return true;
8124   
8125   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
8126     Diag(TypenameLoc,
8127          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
8128            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
8129            diag::ext_typename_outside_of_template)
8130       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
8131
8132   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
8133   QualType T = CheckTypenameType(TypenameLoc.isValid()? ETK_Typename : ETK_None,
8134                                  TypenameLoc, QualifierLoc, II, IdLoc);
8135   if (T.isNull())
8136     return true;
8137
8138   TypeSourceInfo *TSI = Context.CreateTypeSourceInfo(T);
8139   if (isa<DependentNameType>(T)) {
8140     DependentNameTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<DependentNameTypeLoc>();
8141     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
8142     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
8143     TL.setNameLoc(IdLoc);
8144   } else {
8145     ElaboratedTypeLoc TL = TSI->getTypeLoc().castAs<ElaboratedTypeLoc>();
8146     TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
8147     TL.setQualifierLoc(QualifierLoc);
8148     TL.getNamedTypeLoc().castAs<TypeSpecTypeLoc>().setNameLoc(IdLoc);
8149   }
8150
8151   return CreateParsedType(T, TSI);
8152 }
8153
8154 TypeResult
8155 Sema::ActOnTypenameType(Scope *S,
8156                         SourceLocation TypenameLoc,
8157                         const CXXScopeSpec &SS,
8158                         SourceLocation TemplateKWLoc,
8159                         TemplateTy TemplateIn,
8160                         SourceLocation TemplateNameLoc,
8161                         SourceLocation LAngleLoc,
8162                         ASTTemplateArgsPtr TemplateArgsIn,
8163                         SourceLocation RAngleLoc) {
8164   if (TypenameLoc.isValid() && S && !S->getTemplateParamParent())
8165     Diag(TypenameLoc,
8166          getLangOpts().CPlusPlus11 ?
8167            diag::warn_cxx98_compat_typename_outside_of_template :
8168            diag::ext_typename_outside_of_template)
8169       << FixItHint::CreateRemoval(TypenameLoc);
8170   
8171   // Translate the parser's template argument list in our AST format.
8172   TemplateArgumentListInfo TemplateArgs(LAngleLoc, RAngleLoc);
8173   translateTemplateArguments(TemplateArgsIn, TemplateArgs);
8174   
8175   TemplateName Template = TemplateIn.get();
8176   if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName()) {
8177     // Construct a dependent template specialization type.
8178     assert(DTN && "dependent template has non-dependent name?");
8179     assert(DTN->getQualifier() == SS.getScopeRep());
8180     QualType T = Context.getDependentTemplateSpecializationType(ETK_Typename,
8181                                                           DTN->getQualifier(),
8182                                                           DTN->getIdentifier(),
8183                                                                 TemplateArgs);
8184     
8185     // Create source-location information for this type.
8186     TypeLocBuilder Builder;
8187     DependentTemplateSpecializationTypeLoc SpecTL 
8188     = Builder.push<DependentTemplateSpecializationTypeLoc>(T);
8189     SpecTL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
8190     SpecTL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
8191     SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
8192     SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateNameLoc);
8193     SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
8194     SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
8195     for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
8196       SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
8197     return CreateParsedType(T, Builder.getTypeSourceInfo(Context, T));
8198   }
8199   
8200   QualType T = CheckTemplateIdType(Template, TemplateNameLoc, TemplateArgs);
8201   if (T.isNull())
8202     return true;
8203   
8204   // Provide source-location information for the template specialization type.
8205   TypeLocBuilder Builder;
8206   TemplateSpecializationTypeLoc SpecTL
8207     = Builder.push<TemplateSpecializationTypeLoc>(T);
8208   SpecTL.setTemplateKeywordLoc(TemplateKWLoc);
8209   SpecTL.setTemplateNameLoc(TemplateNameLoc);
8210   SpecTL.setLAngleLoc(LAngleLoc);
8211   SpecTL.setRAngleLoc(RAngleLoc);
8212   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
8213     SpecTL.setArgLocInfo(I, TemplateArgs[I].getLocInfo());
8214   
8215   T = Context.getElaboratedType(ETK_Typename, SS.getScopeRep(), T);
8216   ElaboratedTypeLoc TL = Builder.push<ElaboratedTypeLoc>(T);
8217   TL.setElaboratedKeywordLoc(TypenameLoc);
8218   TL.setQualifierLoc(SS.getWithLocInContext(Context));
8219   
8220   TypeSourceInfo *TSI = Builder.getTypeSourceInfo(Context, T);
8221   return CreateParsedType(T, TSI);
8222 }
8223
8224
8225 /// Determine whether this failed name lookup should be treated as being
8226 /// disabled by a usage of std::enable_if.
8227 static bool isEnableIf(NestedNameSpecifierLoc NNS, const IdentifierInfo &II,
8228                        SourceRange &CondRange) {
8229   // We must be looking for a ::type...
8230   if (!II.isStr("type"))
8231     return false;
8232
8233   // ... within an explicitly-written template specialization...
8234   if (!NNS || !NNS.getNestedNameSpecifier()->getAsType())
8235     return false;
8236   TypeLoc EnableIfTy = NNS.getTypeLoc();
8237   TemplateSpecializationTypeLoc EnableIfTSTLoc =
8238       EnableIfTy.getAs<TemplateSpecializationTypeLoc>();
8239   if (!EnableIfTSTLoc || EnableIfTSTLoc.getNumArgs() == 0)
8240     return false;
8241   const TemplateSpecializationType *EnableIfTST =
8242     cast<TemplateSpecializationType>(EnableIfTSTLoc.getTypePtr());
8243
8244   // ... which names a complete class template declaration...
8245   const TemplateDecl *EnableIfDecl =
8246     EnableIfTST->getTemplateName().getAsTemplateDecl();
8247   if (!EnableIfDecl || EnableIfTST->isIncompleteType())
8248     return false;
8249
8250   // ... called "enable_if".
8251   const IdentifierInfo *EnableIfII =
8252     EnableIfDecl->getDeclName().getAsIdentifierInfo();
8253   if (!EnableIfII || !EnableIfII->isStr("enable_if"))
8254     return false;
8255
8256   // Assume the first template argument is the condition.
8257   CondRange = EnableIfTSTLoc.getArgLoc(0).getSourceRange();
8258   return true;
8259 }
8260
8261 /// \brief Build the type that describes a C++ typename specifier,
8262 /// e.g., "typename T::type".
8263 QualType
8264 Sema::CheckTypenameType(ElaboratedTypeKeyword Keyword, 
8265                         SourceLocation KeywordLoc,
8266                         NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc, 
8267                         const IdentifierInfo &II,
8268                         SourceLocation IILoc) {
8269   CXXScopeSpec SS;
8270   SS.Adopt(QualifierLoc);
8271
8272   DeclContext *Ctx = computeDeclContext(SS);
8273   if (!Ctx) {
8274     // If the nested-name-specifier is dependent and couldn't be
8275     // resolved to a type, build a typename type.
8276     assert(QualifierLoc.getNestedNameSpecifier()->isDependent());
8277     return Context.getDependentNameType(Keyword, 
8278                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(), 
8279                                         &II);
8280   }
8281
8282   // If the nested-name-specifier refers to the current instantiation,
8283   // the "typename" keyword itself is superfluous. In C++03, the
8284   // program is actually ill-formed. However, DR 382 (in C++0x CD1)
8285   // allows such extraneous "typename" keywords, and we retroactively
8286   // apply this DR to C++03 code with only a warning. In any case we continue.
8287
8288   if (RequireCompleteDeclContext(SS, Ctx))
8289     return QualType();
8290
8291   DeclarationName Name(&II);
8292   LookupResult Result(*this, Name, IILoc, LookupOrdinaryName);
8293   LookupQualifiedName(Result, Ctx, SS);
8294   unsigned DiagID = 0;
8295   Decl *Referenced = nullptr;
8296   switch (Result.getResultKind()) {
8297   case LookupResult::NotFound: {
8298     // If we're looking up 'type' within a template named 'enable_if', produce
8299     // a more specific diagnostic.
8300     SourceRange CondRange;
8301     if (isEnableIf(QualifierLoc, II, CondRange)) {
8302       Diag(CondRange.getBegin(), diag::err_typename_nested_not_found_enable_if)
8303         << Ctx << CondRange;
8304       return QualType();
8305     }
8306
8307     DiagID = diag::err_typename_nested_not_found;
8308     break;
8309   }
8310
8311   case LookupResult::FoundUnresolvedValue: {
8312     // We found a using declaration that is a value. Most likely, the using
8313     // declaration itself is meant to have the 'typename' keyword.
8314     SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
8315                           IILoc);
8316     Diag(IILoc, diag::err_typename_refers_to_using_value_decl)
8317       << Name << Ctx << FullRange;
8318     if (UnresolvedUsingValueDecl *Using
8319           = dyn_cast<UnresolvedUsingValueDecl>(Result.getRepresentativeDecl())){
8320       SourceLocation Loc = Using->getQualifierLoc().getBeginLoc();
8321       Diag(Loc, diag::note_using_value_decl_missing_typename)
8322         << FixItHint::CreateInsertion(Loc, "typename ");
8323     }
8324   }
8325   // Fall through to create a dependent typename type, from which we can recover
8326   // better.
8327
8328   case LookupResult::NotFoundInCurrentInstantiation:
8329     // Okay, it's a member of an unknown instantiation.
8330     return Context.getDependentNameType(Keyword, 
8331                                         QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(), 
8332                                         &II);
8333
8334   case LookupResult::Found:
8335     if (TypeDecl *Type = dyn_cast<TypeDecl>(Result.getFoundDecl())) {
8336       // We found a type. Build an ElaboratedType, since the
8337       // typename-specifier was just sugar.
8338       MarkAnyDeclReferenced(Type->getLocation(), Type, /*OdrUse=*/false);
8339       return Context.getElaboratedType(ETK_Typename, 
8340                                        QualifierLoc.getNestedNameSpecifier(),
8341                                        Context.getTypeDeclType(Type));
8342     }
8343
8344     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
8345     Referenced = Result.getFoundDecl();
8346     break;
8347
8348   case LookupResult::FoundOverloaded:
8349     DiagID = diag::err_typename_nested_not_type;
8350     Referenced = *Result.begin();
8351     break;
8352
8353   case LookupResult::Ambiguous:
8354     return QualType();
8355   }
8356
8357   // If we get here, it's because name lookup did not find a
8358   // type. Emit an appropriate diagnostic and return an error.
8359   SourceRange FullRange(KeywordLoc.isValid() ? KeywordLoc : SS.getBeginLoc(),
8360                         IILoc);
8361   Diag(IILoc, DiagID) << FullRange << Name << Ctx;
8362   if (Referenced)
8363     Diag(Referenced->getLocation(), diag::note_typename_refers_here)
8364       << Name;
8365   return QualType();
8366 }
8367
8368 namespace {
8369   // See Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation
8370   class CurrentInstantiationRebuilder
8371     : public TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> {
8372     SourceLocation Loc;
8373     DeclarationName Entity;
8374
8375   public:
8376     typedef TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder> inherited;
8377
8378     CurrentInstantiationRebuilder(Sema &SemaRef,
8379                                   SourceLocation Loc,
8380                                   DeclarationName Entity)
8381     : TreeTransform<CurrentInstantiationRebuilder>(SemaRef),
8382       Loc(Loc), Entity(Entity) { }
8383
8384     /// \brief Determine whether the given type \p T has already been
8385     /// transformed.
8386     ///
8387     /// For the purposes of type reconstruction, a type has already been
8388     /// transformed if it is NULL or if it is not dependent.
8389     bool AlreadyTransformed(QualType T) {
8390       return T.isNull() || !T->isDependentType();
8391     }
8392
8393     /// \brief Returns the location of the entity whose type is being
8394     /// rebuilt.
8395     SourceLocation getBaseLocation() { return Loc; }
8396
8397     /// \brief Returns the name of the entity whose type is being rebuilt.
8398     DeclarationName getBaseEntity() { return Entity; }
8399
8400     /// \brief Sets the "base" location and entity when that
8401     /// information is known based on another transformation.
8402     void setBase(SourceLocation Loc, DeclarationName Entity) {
8403       this->Loc = Loc;
8404       this->Entity = Entity;
8405     }
8406       
8407     ExprResult TransformLambdaExpr(LambdaExpr *E) {
8408       // Lambdas never need to be transformed.
8409       return E;
8410     }
8411   };
8412 } // end anonymous namespace
8413
8414 /// \brief Rebuilds a type within the context of the current instantiation.
8415 ///
8416 /// The type \p T is part of the type of an out-of-line member definition of
8417 /// a class template (or class template partial specialization) that was parsed
8418 /// and constructed before we entered the scope of the class template (or
8419 /// partial specialization thereof). This routine will rebuild that type now
8420 /// that we have entered the declarator's scope, which may produce different
8421 /// canonical types, e.g.,
8422 ///
8423 /// \code
8424 /// template<typename T>
8425 /// struct X {
8426 ///   typedef T* pointer;
8427 ///   pointer data();
8428 /// };
8429 ///
8430 /// template<typename T>
8431 /// typename X<T>::pointer X<T>::data() { ... }
8432 /// \endcode
8433 ///
8434 /// Here, the type "typename X<T>::pointer" will be created as a DependentNameType,
8435 /// since we do not know that we can look into X<T> when we parsed the type.
8436 /// This function will rebuild the type, performing the lookup of "pointer"
8437 /// in X<T> and returning an ElaboratedType whose canonical type is the same
8438 /// as the canonical type of T*, allowing the return types of the out-of-line
8439 /// definition and the declaration to match.
8440 TypeSourceInfo *Sema::RebuildTypeInCurrentInstantiation(TypeSourceInfo *T,
8441                                                         SourceLocation Loc,
8442                                                         DeclarationName Name) {
8443   if (!T || !T->getType()->isDependentType())
8444     return T;
8445
8446   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, Loc, Name);
8447   return Rebuilder.TransformType(T);
8448 }
8449
8450 ExprResult Sema::RebuildExprInCurrentInstantiation(Expr *E) {
8451   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, E->getExprLoc(),
8452                                           DeclarationName());
8453   return Rebuilder.TransformExpr(E);
8454 }
8455
8456 bool Sema::RebuildNestedNameSpecifierInCurrentInstantiation(CXXScopeSpec &SS) {
8457   if (SS.isInvalid()) 
8458     return true;
8459
8460   NestedNameSpecifierLoc QualifierLoc = SS.getWithLocInContext(Context);
8461   CurrentInstantiationRebuilder Rebuilder(*this, SS.getRange().getBegin(),
8462                                           DeclarationName());
8463   NestedNameSpecifierLoc Rebuilt 
8464     = Rebuilder.TransformNestedNameSpecifierLoc(QualifierLoc);
8465   if (!Rebuilt) 
8466     return true;
8467
8468   SS.Adopt(Rebuilt);
8469   return false;
8470 }
8471
8472 /// \brief Rebuild the template parameters now that we know we're in a current
8473 /// instantiation.
8474 bool Sema::RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
8475                                                TemplateParameterList *Params) {
8476   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
8477     Decl *Param = Params->getParam(I);
8478     
8479     // There is nothing to rebuild in a type parameter.
8480     if (isa<TemplateTypeParmDecl>(Param))
8481       continue;
8482     
8483     // Rebuild the template parameter list of a template template parameter.
8484     if (TemplateTemplateParmDecl *TTP 
8485         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Param)) {
8486       if (RebuildTemplateParamsInCurrentInstantiation(
8487             TTP->getTemplateParameters()))
8488         return true;
8489       
8490       continue;
8491     }
8492     
8493     // Rebuild the type of a non-type template parameter.
8494     NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param);
8495     TypeSourceInfo *NewTSI 
8496       = RebuildTypeInCurrentInstantiation(NTTP->getTypeSourceInfo(), 
8497                                           NTTP->getLocation(), 
8498                                           NTTP->getDeclName());
8499     if (!NewTSI)
8500       return true;
8501     
8502     if (NewTSI != NTTP->getTypeSourceInfo()) {
8503       NTTP->setTypeSourceInfo(NewTSI);
8504       NTTP->setType(NewTSI->getType());
8505     }
8506   }
8507   
8508   return false;
8509 }
8510
8511 /// \brief Produces a formatted string that describes the binding of
8512 /// template parameters to template arguments.
8513 std::string
8514 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
8515                                       const TemplateArgumentList &Args) {
8516   return getTemplateArgumentBindingsText(Params, Args.data(), Args.size());
8517 }
8518
8519 std::string
8520 Sema::getTemplateArgumentBindingsText(const TemplateParameterList *Params,
8521                                       const TemplateArgument *Args,
8522                                       unsigned NumArgs) {
8523   SmallString<128> Str;
8524   llvm::raw_svector_ostream Out(Str);
8525
8526   if (!Params || Params->size() == 0 || NumArgs == 0)
8527     return std::string();
8528
8529   for (unsigned I = 0, N = Params->size(); I != N; ++I) {
8530     if (I >= NumArgs)
8531       break;
8532
8533     if (I == 0)
8534       Out << "[with ";
8535     else
8536       Out << ", ";
8537
8538     if (const IdentifierInfo *Id = Params->getParam(I)->getIdentifier()) {
8539       Out << Id->getName();
8540     } else {
8541       Out << '$' << I;
8542     }
8543
8544     Out << " = ";
8545     Args[I].print(getPrintingPolicy(), Out);
8546   }
8547
8548   Out << ']';
8549   return Out.str();
8550 }
8551
8552 void Sema::MarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD, Decl *FnD,
8553                                     CachedTokens &Toks) {
8554   if (!FD)
8555     return;
8556
8557   LateParsedTemplate *LPT = new LateParsedTemplate;
8558
8559   // Take tokens to avoid allocations
8560   LPT->Toks.swap(Toks);
8561   LPT->D = FnD;
8562   LateParsedTemplateMap.insert(std::make_pair(FD, LPT));
8563
8564   FD->setLateTemplateParsed(true);
8565 }
8566
8567 void Sema::UnmarkAsLateParsedTemplate(FunctionDecl *FD) {
8568   if (!FD)
8569     return;
8570   FD->setLateTemplateParsed(false);
8571 }
8572
8573 bool Sema::IsInsideALocalClassWithinATemplateFunction() {
8574   DeclContext *DC = CurContext;
8575
8576   while (DC) {
8577     if (CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(CurContext)) {
8578       const FunctionDecl *FD = RD->isLocalClass();
8579       return (FD && FD->getTemplatedKind() != FunctionDecl::TK_NonTemplate);
8580     } else if (DC->isTranslationUnit() || DC->isNamespace())
8581       return false;
8582
8583     DC = DC->getParent();
8584   }
8585   return false;
8586 }
8587
8588 /// \brief Walk the path from which a declaration was instantiated, and check
8589 /// that every explicit specialization along that path is visible. This enforces
8590 /// C++ [temp.expl.spec]/6:
8591 ///
8592 ///   If a template, a member template or a member of a class template is
8593 ///   explicitly specialized then that specialization shall be declared before
8594 ///   the first use of that specialization that would cause an implicit
8595 ///   instantiation to take place, in every translation unit in which such a
8596 ///   use occurs; no diagnostic is required.
8597 ///
8598 /// and also C++ [temp.class.spec]/1:
8599 ///
8600 ///   A partial specialization shall be declared before the first use of a
8601 ///   class template specialization that would make use of the partial
8602 ///   specialization as the result of an implicit or explicit instantiation
8603 ///   in every translation unit in which such a use occurs; no diagnostic is
8604 ///   required.
8605 class ExplicitSpecializationVisibilityChecker {
8606   Sema &S;
8607   SourceLocation Loc;
8608   llvm::SmallVector<Module *, 8> Modules;
8609
8610 public:
8611   ExplicitSpecializationVisibilityChecker(Sema &S, SourceLocation Loc)
8612       : S(S), Loc(Loc) {}
8613
8614   void check(NamedDecl *ND) {
8615     if (auto *FD = dyn_cast<FunctionDecl>(ND))
8616       return checkImpl(FD);
8617     if (auto *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(ND))
8618       return checkImpl(RD);
8619     if (auto *VD = dyn_cast<VarDecl>(ND))
8620       return checkImpl(VD);
8621     if (auto *ED = dyn_cast<EnumDecl>(ND))
8622       return checkImpl(ED);
8623   }
8624
8625 private:
8626   void diagnose(NamedDecl *D, bool IsPartialSpec) {
8627     auto Kind = IsPartialSpec ? Sema::MissingImportKind::PartialSpecialization
8628                               : Sema::MissingImportKind::ExplicitSpecialization;
8629     const bool Recover = true;
8630
8631     // If we got a custom set of modules (because only a subset of the
8632     // declarations are interesting), use them, otherwise let
8633     // diagnoseMissingImport intelligently pick some.
8634     if (Modules.empty())
8635       S.diagnoseMissingImport(Loc, D, Kind, Recover);
8636     else
8637       S.diagnoseMissingImport(Loc, D, D->getLocation(), Modules, Kind, Recover);
8638   }
8639
8640   // Check a specific declaration. There are three problematic cases:
8641   //
8642   //  1) The declaration is an explicit specialization of a template
8643   //     specialization.
8644   //  2) The declaration is an explicit specialization of a member of an
8645   //     templated class.
8646   //  3) The declaration is an instantiation of a template, and that template
8647   //     is an explicit specialization of a member of a templated class.
8648   //
8649   // We don't need to go any deeper than that, as the instantiation of the
8650   // surrounding class / etc is not triggered by whatever triggered this
8651   // instantiation, and thus should be checked elsewhere.
8652   template<typename SpecDecl>
8653   void checkImpl(SpecDecl *Spec) {
8654     bool IsHiddenExplicitSpecialization = false;
8655     if (Spec->getTemplateSpecializationKind() == TSK_ExplicitSpecialization) {
8656       IsHiddenExplicitSpecialization =
8657           Spec->getMemberSpecializationInfo()
8658               ? !S.hasVisibleMemberSpecialization(Spec, &Modules)
8659               : !S.hasVisibleDeclaration(Spec);
8660     } else {
8661       checkInstantiated(Spec);
8662     }
8663
8664     if (IsHiddenExplicitSpecialization)
8665       diagnose(Spec->getMostRecentDecl(), false);
8666   }
8667
8668   void checkInstantiated(FunctionDecl *FD) {
8669     if (auto *TD = FD->getPrimaryTemplate())
8670       checkTemplate(TD);
8671   }
8672
8673   void checkInstantiated(CXXRecordDecl *RD) {
8674     auto *SD = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(RD);
8675     if (!SD)
8676       return;
8677
8678     auto From = SD->getSpecializedTemplateOrPartial();
8679     if (auto *TD = From.dyn_cast<ClassTemplateDecl *>())
8680       checkTemplate(TD);
8681     else if (auto *TD =
8682                  From.dyn_cast<ClassTemplatePartialSpecializationDecl *>()) {
8683       if (!S.hasVisibleDeclaration(TD))
8684         diagnose(TD, true);
8685       checkTemplate(TD);
8686     }
8687   }
8688
8689   void checkInstantiated(VarDecl *RD) {
8690     auto *SD = dyn_cast<VarTemplateSpecializationDecl>(RD);
8691     if (!SD)
8692       return;
8693
8694     auto From = SD->getSpecializedTemplateOrPartial();
8695     if (auto *TD = From.dyn_cast<VarTemplateDecl *>())
8696       checkTemplate(TD);
8697     else if (auto *TD =
8698                  From.dyn_cast<VarTemplatePartialSpecializationDecl *>()) {
8699       if (!S.hasVisibleDeclaration(TD))
8700         diagnose(TD, true);
8701       checkTemplate(TD);
8702     }
8703   }
8704
8705   void checkInstantiated(EnumDecl *FD) {}
8706
8707   template<typename TemplDecl>
8708   void checkTemplate(TemplDecl *TD) {
8709     if (TD->isMemberSpecialization()) {
8710       if (!S.hasVisibleMemberSpecialization(TD, &Modules))
8711         diagnose(TD->getMostRecentDecl(), false);
8712     }
8713   }
8714 };
8715
8716 void Sema::checkSpecializationVisibility(SourceLocation Loc, NamedDecl *Spec) {
8717   if (!getLangOpts().Modules)
8718     return;
8719
8720   ExplicitSpecializationVisibilityChecker(*this, Loc).check(Spec);
8721 }
8722
8723 /// \brief Check whether a template partial specialization that we've discovered
8724 /// is hidden, and produce suitable diagnostics if so.
8725 void Sema::checkPartialSpecializationVisibility(SourceLocation Loc,
8726                                                 NamedDecl *Spec) {
8727   llvm::SmallVector<Module *, 8> Modules;
8728   if (!hasVisibleDeclaration(Spec, &Modules))
8729     diagnoseMissingImport(Loc, Spec, Spec->getLocation(), Modules,
8730                           MissingImportKind::PartialSpecialization,
8731                           /*Recover*/true);
8732 }