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

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