]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.2.git/blob - contrib/llvm/tools/clang/lib/Sema/SemaTemplateDeduction.cpp
- Copy stable/10@285827 to releng/10.2 in preparation for 10.2-RC1
[FreeBSD/releng/10.2.git] / contrib / llvm / tools / clang / lib / Sema / SemaTemplateDeduction.cpp
1 //===------- SemaTemplateDeduction.cpp - Template Argument Deduction ------===/
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 C++ template argument deduction.
10 //
11 //===----------------------------------------------------------------------===/
12
13 #include "clang/Sema/TemplateDeduction.h"
14 #include "TreeTransform.h"
15 #include "clang/AST/ASTContext.h"
16 #include "clang/AST/ASTLambda.h"
17 #include "clang/AST/DeclObjC.h"
18 #include "clang/AST/DeclTemplate.h"
19 #include "clang/AST/Expr.h"
20 #include "clang/AST/ExprCXX.h"
21 #include "clang/AST/StmtVisitor.h"
22 #include "clang/Sema/DeclSpec.h"
23 #include "clang/Sema/Sema.h"
24 #include "clang/Sema/Template.h"
25 #include "llvm/ADT/SmallBitVector.h"
26 #include <algorithm>
27
28 namespace clang {
29   using namespace sema;
30   /// \brief Various flags that control template argument deduction.
31   ///
32   /// These flags can be bitwise-OR'd together.
33   enum TemplateDeductionFlags {
34     /// \brief No template argument deduction flags, which indicates the
35     /// strictest results for template argument deduction (as used for, e.g.,
36     /// matching class template partial specializations).
37     TDF_None = 0,
38     /// \brief Within template argument deduction from a function call, we are
39     /// matching with a parameter type for which the original parameter was
40     /// a reference.
41     TDF_ParamWithReferenceType = 0x1,
42     /// \brief Within template argument deduction from a function call, we
43     /// are matching in a case where we ignore cv-qualifiers.
44     TDF_IgnoreQualifiers = 0x02,
45     /// \brief Within template argument deduction from a function call,
46     /// we are matching in a case where we can perform template argument
47     /// deduction from a template-id of a derived class of the argument type.
48     TDF_DerivedClass = 0x04,
49     /// \brief Allow non-dependent types to differ, e.g., when performing
50     /// template argument deduction from a function call where conversions
51     /// may apply.
52     TDF_SkipNonDependent = 0x08,
53     /// \brief Whether we are performing template argument deduction for
54     /// parameters and arguments in a top-level template argument
55     TDF_TopLevelParameterTypeList = 0x10,
56     /// \brief Within template argument deduction from overload resolution per
57     /// C++ [over.over] allow matching function types that are compatible in
58     /// terms of noreturn and default calling convention adjustments.
59     TDF_InOverloadResolution = 0x20
60   };
61 }
62
63 using namespace clang;
64
65 /// \brief Compare two APSInts, extending and switching the sign as
66 /// necessary to compare their values regardless of underlying type.
67 static bool hasSameExtendedValue(llvm::APSInt X, llvm::APSInt Y) {
68   if (Y.getBitWidth() > X.getBitWidth())
69     X = X.extend(Y.getBitWidth());
70   else if (Y.getBitWidth() < X.getBitWidth())
71     Y = Y.extend(X.getBitWidth());
72
73   // If there is a signedness mismatch, correct it.
74   if (X.isSigned() != Y.isSigned()) {
75     // If the signed value is negative, then the values cannot be the same.
76     if ((Y.isSigned() && Y.isNegative()) || (X.isSigned() && X.isNegative()))
77       return false;
78
79     Y.setIsSigned(true);
80     X.setIsSigned(true);
81   }
82
83   return X == Y;
84 }
85
86 static Sema::TemplateDeductionResult
87 DeduceTemplateArguments(Sema &S,
88                         TemplateParameterList *TemplateParams,
89                         const TemplateArgument &Param,
90                         TemplateArgument Arg,
91                         TemplateDeductionInfo &Info,
92                         SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &Deduced);
93
94 /// \brief Whether template argument deduction for two reference parameters
95 /// resulted in the argument type, parameter type, or neither type being more
96 /// qualified than the other.
97 enum DeductionQualifierComparison {
98   NeitherMoreQualified = 0,
99   ParamMoreQualified,
100   ArgMoreQualified
101 };
102
103 /// \brief Stores the result of comparing two reference parameters while
104 /// performing template argument deduction for partial ordering of function
105 /// templates.
106 struct RefParamPartialOrderingComparison {
107   /// \brief Whether the parameter type is an rvalue reference type.
108   bool ParamIsRvalueRef;
109   /// \brief Whether the argument type is an rvalue reference type.
110   bool ArgIsRvalueRef;
111
112   /// \brief Whether the parameter or argument (or neither) is more qualified.
113   DeductionQualifierComparison Qualifiers;
114 };
115
116
117
118 static Sema::TemplateDeductionResult
119 DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(Sema &S,
120                                    TemplateParameterList *TemplateParams,
121                                    QualType Param,
122                                    QualType Arg,
123                                    TemplateDeductionInfo &Info,
124                                    SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &
125                                                       Deduced,
126                                    unsigned TDF,
127                                    bool PartialOrdering = false,
128                             SmallVectorImpl<RefParamPartialOrderingComparison> *
129                                                       RefParamComparisons = 0);
130
131 static Sema::TemplateDeductionResult
132 DeduceTemplateArguments(Sema &S,
133                         TemplateParameterList *TemplateParams,
134                         const TemplateArgument *Params, unsigned NumParams,
135                         const TemplateArgument *Args, unsigned NumArgs,
136                         TemplateDeductionInfo &Info,
137                         SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &Deduced);
138
139 /// \brief If the given expression is of a form that permits the deduction
140 /// of a non-type template parameter, return the declaration of that
141 /// non-type template parameter.
142 static NonTypeTemplateParmDecl *getDeducedParameterFromExpr(Expr *E) {
143   // If we are within an alias template, the expression may have undergone
144   // any number of parameter substitutions already.
145   while (1) {
146     if (ImplicitCastExpr *IC = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(E))
147       E = IC->getSubExpr();
148     else if (SubstNonTypeTemplateParmExpr *Subst =
149                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(E))
150       E = Subst->getReplacement();
151     else
152       break;
153   }
154
155   if (DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(E))
156     return dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl());
157
158   return 0;
159 }
160
161 /// \brief Determine whether two declaration pointers refer to the same
162 /// declaration.
163 static bool isSameDeclaration(Decl *X, Decl *Y) {
164   if (NamedDecl *NX = dyn_cast<NamedDecl>(X))
165     X = NX->getUnderlyingDecl();
166   if (NamedDecl *NY = dyn_cast<NamedDecl>(Y))
167     Y = NY->getUnderlyingDecl();
168
169   return X->getCanonicalDecl() == Y->getCanonicalDecl();
170 }
171
172 /// \brief Verify that the given, deduced template arguments are compatible.
173 ///
174 /// \returns The deduced template argument, or a NULL template argument if
175 /// the deduced template arguments were incompatible.
176 static DeducedTemplateArgument
177 checkDeducedTemplateArguments(ASTContext &Context,
178                               const DeducedTemplateArgument &X,
179                               const DeducedTemplateArgument &Y) {
180   // We have no deduction for one or both of the arguments; they're compatible.
181   if (X.isNull())
182     return Y;
183   if (Y.isNull())
184     return X;
185
186   switch (X.getKind()) {
187   case TemplateArgument::Null:
188     llvm_unreachable("Non-deduced template arguments handled above");
189
190   case TemplateArgument::Type:
191     // If two template type arguments have the same type, they're compatible.
192     if (Y.getKind() == TemplateArgument::Type &&
193         Context.hasSameType(X.getAsType(), Y.getAsType()))
194       return X;
195
196     return DeducedTemplateArgument();
197
198   case TemplateArgument::Integral:
199     // If we deduced a constant in one case and either a dependent expression or
200     // declaration in another case, keep the integral constant.
201     // If both are integral constants with the same value, keep that value.
202     if (Y.getKind() == TemplateArgument::Expression ||
203         Y.getKind() == TemplateArgument::Declaration ||
204         (Y.getKind() == TemplateArgument::Integral &&
205          hasSameExtendedValue(X.getAsIntegral(), Y.getAsIntegral())))
206       return DeducedTemplateArgument(X,
207                                      X.wasDeducedFromArrayBound() &&
208                                      Y.wasDeducedFromArrayBound());
209
210     // All other combinations are incompatible.
211     return DeducedTemplateArgument();
212
213   case TemplateArgument::Template:
214     if (Y.getKind() == TemplateArgument::Template &&
215         Context.hasSameTemplateName(X.getAsTemplate(), Y.getAsTemplate()))
216       return X;
217
218     // All other combinations are incompatible.
219     return DeducedTemplateArgument();
220
221   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
222     if (Y.getKind() == TemplateArgument::TemplateExpansion &&
223         Context.hasSameTemplateName(X.getAsTemplateOrTemplatePattern(),
224                                     Y.getAsTemplateOrTemplatePattern()))
225       return X;
226
227     // All other combinations are incompatible.
228     return DeducedTemplateArgument();
229
230   case TemplateArgument::Expression:
231     // If we deduced a dependent expression in one case and either an integral
232     // constant or a declaration in another case, keep the integral constant
233     // or declaration.
234     if (Y.getKind() == TemplateArgument::Integral ||
235         Y.getKind() == TemplateArgument::Declaration)
236       return DeducedTemplateArgument(Y, X.wasDeducedFromArrayBound() &&
237                                      Y.wasDeducedFromArrayBound());
238
239     if (Y.getKind() == TemplateArgument::Expression) {
240       // Compare the expressions for equality
241       llvm::FoldingSetNodeID ID1, ID2;
242       X.getAsExpr()->Profile(ID1, Context, true);
243       Y.getAsExpr()->Profile(ID2, Context, true);
244       if (ID1 == ID2)
245         return X;
246     }
247
248     // All other combinations are incompatible.
249     return DeducedTemplateArgument();
250
251   case TemplateArgument::Declaration:
252     // If we deduced a declaration and a dependent expression, keep the
253     // declaration.
254     if (Y.getKind() == TemplateArgument::Expression)
255       return X;
256
257     // If we deduced a declaration and an integral constant, keep the
258     // integral constant.
259     if (Y.getKind() == TemplateArgument::Integral)
260       return Y;
261
262     // If we deduced two declarations, make sure they they refer to the
263     // same declaration.
264     if (Y.getKind() == TemplateArgument::Declaration &&
265         isSameDeclaration(X.getAsDecl(), Y.getAsDecl()) &&
266         X.isDeclForReferenceParam() == Y.isDeclForReferenceParam())
267       return X;
268
269     // All other combinations are incompatible.
270     return DeducedTemplateArgument();
271
272   case TemplateArgument::NullPtr:
273     // If we deduced a null pointer and a dependent expression, keep the
274     // null pointer.
275     if (Y.getKind() == TemplateArgument::Expression)
276       return X;
277
278     // If we deduced a null pointer and an integral constant, keep the
279     // integral constant.
280     if (Y.getKind() == TemplateArgument::Integral)
281       return Y;
282
283     // If we deduced two null pointers, make sure they have the same type.
284     if (Y.getKind() == TemplateArgument::NullPtr &&
285         Context.hasSameType(X.getNullPtrType(), Y.getNullPtrType()))
286       return X;
287
288     // All other combinations are incompatible.
289     return DeducedTemplateArgument();
290
291   case TemplateArgument::Pack:
292     if (Y.getKind() != TemplateArgument::Pack ||
293         X.pack_size() != Y.pack_size())
294       return DeducedTemplateArgument();
295
296     for (TemplateArgument::pack_iterator XA = X.pack_begin(),
297                                       XAEnd = X.pack_end(),
298                                          YA = Y.pack_begin();
299          XA != XAEnd; ++XA, ++YA) {
300       if (checkDeducedTemplateArguments(Context,
301                     DeducedTemplateArgument(*XA, X.wasDeducedFromArrayBound()),
302                     DeducedTemplateArgument(*YA, Y.wasDeducedFromArrayBound()))
303             .isNull())
304         return DeducedTemplateArgument();
305     }
306
307     return X;
308   }
309
310   llvm_unreachable("Invalid TemplateArgument Kind!");
311 }
312
313 /// \brief Deduce the value of the given non-type template parameter
314 /// from the given constant.
315 static Sema::TemplateDeductionResult
316 DeduceNonTypeTemplateArgument(Sema &S,
317                               NonTypeTemplateParmDecl *NTTP,
318                               llvm::APSInt Value, QualType ValueType,
319                               bool DeducedFromArrayBound,
320                               TemplateDeductionInfo &Info,
321                     SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &Deduced) {
322   assert(NTTP->getDepth() == 0 &&
323          "Cannot deduce non-type template argument with depth > 0");
324
325   DeducedTemplateArgument NewDeduced(S.Context, Value, ValueType,
326                                      DeducedFromArrayBound);
327   DeducedTemplateArgument Result = checkDeducedTemplateArguments(S.Context,
328                                                      Deduced[NTTP->getIndex()],
329                                                                  NewDeduced);
330   if (Result.isNull()) {
331     Info.Param = NTTP;
332     Info.FirstArg = Deduced[NTTP->getIndex()];
333     Info.SecondArg = NewDeduced;
334     return Sema::TDK_Inconsistent;
335   }
336
337   Deduced[NTTP->getIndex()] = Result;
338   return Sema::TDK_Success;
339 }
340
341 /// \brief Deduce the value of the given non-type template parameter
342 /// from the given type- or value-dependent expression.
343 ///
344 /// \returns true if deduction succeeded, false otherwise.
345 static Sema::TemplateDeductionResult
346 DeduceNonTypeTemplateArgument(Sema &S,
347                               NonTypeTemplateParmDecl *NTTP,
348                               Expr *Value,
349                               TemplateDeductionInfo &Info,
350                     SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &Deduced) {
351   assert(NTTP->getDepth() == 0 &&
352          "Cannot deduce non-type template argument with depth > 0");
353   assert((Value->isTypeDependent() || Value->isValueDependent()) &&
354          "Expression template argument must be type- or value-dependent.");
355
356   DeducedTemplateArgument NewDeduced(Value);
357   DeducedTemplateArgument Result = checkDeducedTemplateArguments(S.Context,
358                                                      Deduced[NTTP->getIndex()],
359                                                                  NewDeduced);
360
361   if (Result.isNull()) {
362     Info.Param = NTTP;
363     Info.FirstArg = Deduced[NTTP->getIndex()];
364     Info.SecondArg = NewDeduced;
365     return Sema::TDK_Inconsistent;
366   }
367
368   Deduced[NTTP->getIndex()] = Result;
369   return Sema::TDK_Success;
370 }
371
372 /// \brief Deduce the value of the given non-type template parameter
373 /// from the given declaration.
374 ///
375 /// \returns true if deduction succeeded, false otherwise.
376 static Sema::TemplateDeductionResult
377 DeduceNonTypeTemplateArgument(Sema &S,
378                             NonTypeTemplateParmDecl *NTTP,
379                             ValueDecl *D,
380                             TemplateDeductionInfo &Info,
381                             SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &Deduced) {
382   assert(NTTP->getDepth() == 0 &&
383          "Cannot deduce non-type template argument with depth > 0");
384
385   D = D ? cast<ValueDecl>(D->getCanonicalDecl()) : 0;
386   TemplateArgument New(D, NTTP->getType()->isReferenceType());
387   DeducedTemplateArgument NewDeduced(New);
388   DeducedTemplateArgument Result = checkDeducedTemplateArguments(S.Context,
389                                                      Deduced[NTTP->getIndex()],
390                                                                  NewDeduced);
391   if (Result.isNull()) {
392     Info.Param = NTTP;
393     Info.FirstArg = Deduced[NTTP->getIndex()];
394     Info.SecondArg = NewDeduced;
395     return Sema::TDK_Inconsistent;
396   }
397
398   Deduced[NTTP->getIndex()] = Result;
399   return Sema::TDK_Success;
400 }
401
402 static Sema::TemplateDeductionResult
403 DeduceTemplateArguments(Sema &S,
404                         TemplateParameterList *TemplateParams,
405                         TemplateName Param,
406                         TemplateName Arg,
407                         TemplateDeductionInfo &Info,
408                         SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &Deduced) {
409   TemplateDecl *ParamDecl = Param.getAsTemplateDecl();
410   if (!ParamDecl) {
411     // The parameter type is dependent and is not a template template parameter,
412     // so there is nothing that we can deduce.
413     return Sema::TDK_Success;
414   }
415
416   if (TemplateTemplateParmDecl *TempParam
417         = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(ParamDecl)) {
418     DeducedTemplateArgument NewDeduced(S.Context.getCanonicalTemplateName(Arg));
419     DeducedTemplateArgument Result = checkDeducedTemplateArguments(S.Context,
420                                                  Deduced[TempParam->getIndex()],
421                                                                    NewDeduced);
422     if (Result.isNull()) {
423       Info.Param = TempParam;
424       Info.FirstArg = Deduced[TempParam->getIndex()];
425       Info.SecondArg = NewDeduced;
426       return Sema::TDK_Inconsistent;
427     }
428
429     Deduced[TempParam->getIndex()] = Result;
430     return Sema::TDK_Success;
431   }
432
433   // Verify that the two template names are equivalent.
434   if (S.Context.hasSameTemplateName(Param, Arg))
435     return Sema::TDK_Success;
436
437   // Mismatch of non-dependent template parameter to argument.
438   Info.FirstArg = TemplateArgument(Param);
439   Info.SecondArg = TemplateArgument(Arg);
440   return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
441 }
442
443 /// \brief Deduce the template arguments by comparing the template parameter
444 /// type (which is a template-id) with the template argument type.
445 ///
446 /// \param S the Sema
447 ///
448 /// \param TemplateParams the template parameters that we are deducing
449 ///
450 /// \param Param the parameter type
451 ///
452 /// \param Arg the argument type
453 ///
454 /// \param Info information about the template argument deduction itself
455 ///
456 /// \param Deduced the deduced template arguments
457 ///
458 /// \returns the result of template argument deduction so far. Note that a
459 /// "success" result means that template argument deduction has not yet failed,
460 /// but it may still fail, later, for other reasons.
461 static Sema::TemplateDeductionResult
462 DeduceTemplateArguments(Sema &S,
463                         TemplateParameterList *TemplateParams,
464                         const TemplateSpecializationType *Param,
465                         QualType Arg,
466                         TemplateDeductionInfo &Info,
467                         SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &Deduced) {
468   assert(Arg.isCanonical() && "Argument type must be canonical");
469
470   // Check whether the template argument is a dependent template-id.
471   if (const TemplateSpecializationType *SpecArg
472         = dyn_cast<TemplateSpecializationType>(Arg)) {
473     // Perform template argument deduction for the template name.
474     if (Sema::TemplateDeductionResult Result
475           = DeduceTemplateArguments(S, TemplateParams,
476                                     Param->getTemplateName(),
477                                     SpecArg->getTemplateName(),
478                                     Info, Deduced))
479       return Result;
480
481
482     // Perform template argument deduction on each template
483     // argument. Ignore any missing/extra arguments, since they could be
484     // filled in by default arguments.
485     return DeduceTemplateArguments(S, TemplateParams,
486                                    Param->getArgs(), Param->getNumArgs(),
487                                    SpecArg->getArgs(), SpecArg->getNumArgs(),
488                                    Info, Deduced);
489   }
490
491   // If the argument type is a class template specialization, we
492   // perform template argument deduction using its template
493   // arguments.
494   const RecordType *RecordArg = dyn_cast<RecordType>(Arg);
495   if (!RecordArg) {
496     Info.FirstArg = TemplateArgument(QualType(Param, 0));
497     Info.SecondArg = TemplateArgument(Arg);
498     return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
499   }
500
501   ClassTemplateSpecializationDecl *SpecArg
502     = dyn_cast<ClassTemplateSpecializationDecl>(RecordArg->getDecl());
503   if (!SpecArg) {
504     Info.FirstArg = TemplateArgument(QualType(Param, 0));
505     Info.SecondArg = TemplateArgument(Arg);
506     return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
507   }
508
509   // Perform template argument deduction for the template name.
510   if (Sema::TemplateDeductionResult Result
511         = DeduceTemplateArguments(S,
512                                   TemplateParams,
513                                   Param->getTemplateName(),
514                                TemplateName(SpecArg->getSpecializedTemplate()),
515                                   Info, Deduced))
516     return Result;
517
518   // Perform template argument deduction for the template arguments.
519   return DeduceTemplateArguments(S, TemplateParams,
520                                  Param->getArgs(), Param->getNumArgs(),
521                                  SpecArg->getTemplateArgs().data(),
522                                  SpecArg->getTemplateArgs().size(),
523                                  Info, Deduced);
524 }
525
526 /// \brief Determines whether the given type is an opaque type that
527 /// might be more qualified when instantiated.
528 static bool IsPossiblyOpaquelyQualifiedType(QualType T) {
529   switch (T->getTypeClass()) {
530   case Type::TypeOfExpr:
531   case Type::TypeOf:
532   case Type::DependentName:
533   case Type::Decltype:
534   case Type::UnresolvedUsing:
535   case Type::TemplateTypeParm:
536     return true;
537
538   case Type::ConstantArray:
539   case Type::IncompleteArray:
540   case Type::VariableArray:
541   case Type::DependentSizedArray:
542     return IsPossiblyOpaquelyQualifiedType(
543                                       cast<ArrayType>(T)->getElementType());
544
545   default:
546     return false;
547   }
548 }
549
550 /// \brief Retrieve the depth and index of a template parameter.
551 static std::pair<unsigned, unsigned>
552 getDepthAndIndex(NamedDecl *ND) {
553   if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(ND))
554     return std::make_pair(TTP->getDepth(), TTP->getIndex());
555
556   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(ND))
557     return std::make_pair(NTTP->getDepth(), NTTP->getIndex());
558
559   TemplateTemplateParmDecl *TTP = cast<TemplateTemplateParmDecl>(ND);
560   return std::make_pair(TTP->getDepth(), TTP->getIndex());
561 }
562
563 /// \brief Retrieve the depth and index of an unexpanded parameter pack.
564 static std::pair<unsigned, unsigned>
565 getDepthAndIndex(UnexpandedParameterPack UPP) {
566   if (const TemplateTypeParmType *TTP
567                           = UPP.first.dyn_cast<const TemplateTypeParmType *>())
568     return std::make_pair(TTP->getDepth(), TTP->getIndex());
569
570   return getDepthAndIndex(UPP.first.get<NamedDecl *>());
571 }
572
573 /// \brief Helper function to build a TemplateParameter when we don't
574 /// know its type statically.
575 static TemplateParameter makeTemplateParameter(Decl *D) {
576   if (TemplateTypeParmDecl *TTP = dyn_cast<TemplateTypeParmDecl>(D))
577     return TemplateParameter(TTP);
578   if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(D))
579     return TemplateParameter(NTTP);
580
581   return TemplateParameter(cast<TemplateTemplateParmDecl>(D));
582 }
583
584 typedef SmallVector<SmallVector<DeducedTemplateArgument, 4>, 2>
585   NewlyDeducedPacksType;
586
587 /// \brief Prepare to perform template argument deduction for all of the
588 /// arguments in a set of argument packs.
589 static void
590 PrepareArgumentPackDeduction(Sema &S,
591                            SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &Deduced,
592                            ArrayRef<unsigned> PackIndices,
593                            SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &SavedPacks,
594                            NewlyDeducedPacksType &NewlyDeducedPacks) {
595   // Save the deduced template arguments for each parameter pack expanded
596   // by this pack expansion, then clear out the deduction.
597   for (unsigned I = 0, N = PackIndices.size(); I != N; ++I) {
598     // Save the previously-deduced argument pack, then clear it out so that we
599     // can deduce a new argument pack.
600     SavedPacks[I] = Deduced[PackIndices[I]];
601     Deduced[PackIndices[I]] = TemplateArgument();
602
603     if (!S.CurrentInstantiationScope)
604       continue;
605
606     // If the template argument pack was explicitly specified, add that to
607     // the set of deduced arguments.
608     const TemplateArgument *ExplicitArgs;
609     unsigned NumExplicitArgs;
610     if (NamedDecl *PartiallySubstitutedPack
611         = S.CurrentInstantiationScope->getPartiallySubstitutedPack(
612                                                            &ExplicitArgs,
613                                                            &NumExplicitArgs)) {
614       if (getDepthAndIndex(PartiallySubstitutedPack).second == PackIndices[I])
615         NewlyDeducedPacks[I].append(ExplicitArgs,
616                                     ExplicitArgs + NumExplicitArgs);
617     }
618   }
619 }
620
621 /// \brief Finish template argument deduction for a set of argument packs,
622 /// producing the argument packs and checking for consistency with prior
623 /// deductions.
624 static Sema::TemplateDeductionResult
625 FinishArgumentPackDeduction(Sema &S,
626                            TemplateParameterList *TemplateParams,
627                            bool HasAnyArguments,
628                            SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &Deduced,
629                            ArrayRef<unsigned> PackIndices,
630                            SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &SavedPacks,
631                            NewlyDeducedPacksType &NewlyDeducedPacks,
632                            TemplateDeductionInfo &Info) {
633   // Build argument packs for each of the parameter packs expanded by this
634   // pack expansion.
635   for (unsigned I = 0, N = PackIndices.size(); I != N; ++I) {
636     if (HasAnyArguments && NewlyDeducedPacks[I].empty()) {
637       // We were not able to deduce anything for this parameter pack,
638       // so just restore the saved argument pack.
639       Deduced[PackIndices[I]] = SavedPacks[I];
640       continue;
641     }
642
643     DeducedTemplateArgument NewPack;
644
645     if (NewlyDeducedPacks[I].empty()) {
646       // If we deduced an empty argument pack, create it now.
647       NewPack = DeducedTemplateArgument(TemplateArgument::getEmptyPack());
648     } else {
649       TemplateArgument *ArgumentPack
650         = new (S.Context) TemplateArgument [NewlyDeducedPacks[I].size()];
651       std::copy(NewlyDeducedPacks[I].begin(), NewlyDeducedPacks[I].end(),
652                 ArgumentPack);
653       NewPack
654         = DeducedTemplateArgument(TemplateArgument(ArgumentPack,
655                                                    NewlyDeducedPacks[I].size()),
656                             NewlyDeducedPacks[I][0].wasDeducedFromArrayBound());
657     }
658
659     DeducedTemplateArgument Result
660       = checkDeducedTemplateArguments(S.Context, SavedPacks[I], NewPack);
661     if (Result.isNull()) {
662       Info.Param
663         = makeTemplateParameter(TemplateParams->getParam(PackIndices[I]));
664       Info.FirstArg = SavedPacks[I];
665       Info.SecondArg = NewPack;
666       return Sema::TDK_Inconsistent;
667     }
668
669     Deduced[PackIndices[I]] = Result;
670   }
671
672   return Sema::TDK_Success;
673 }
674
675 /// \brief Deduce the template arguments by comparing the list of parameter
676 /// types to the list of argument types, as in the parameter-type-lists of
677 /// function types (C++ [temp.deduct.type]p10).
678 ///
679 /// \param S The semantic analysis object within which we are deducing
680 ///
681 /// \param TemplateParams The template parameters that we are deducing
682 ///
683 /// \param Params The list of parameter types
684 ///
685 /// \param NumParams The number of types in \c Params
686 ///
687 /// \param Args The list of argument types
688 ///
689 /// \param NumArgs The number of types in \c Args
690 ///
691 /// \param Info information about the template argument deduction itself
692 ///
693 /// \param Deduced the deduced template arguments
694 ///
695 /// \param TDF bitwise OR of the TemplateDeductionFlags bits that describe
696 /// how template argument deduction is performed.
697 ///
698 /// \param PartialOrdering If true, we are performing template argument
699 /// deduction for during partial ordering for a call
700 /// (C++0x [temp.deduct.partial]).
701 ///
702 /// \param RefParamComparisons If we're performing template argument deduction
703 /// in the context of partial ordering, the set of qualifier comparisons.
704 ///
705 /// \returns the result of template argument deduction so far. Note that a
706 /// "success" result means that template argument deduction has not yet failed,
707 /// but it may still fail, later, for other reasons.
708 static Sema::TemplateDeductionResult
709 DeduceTemplateArguments(Sema &S,
710                         TemplateParameterList *TemplateParams,
711                         const QualType *Params, unsigned NumParams,
712                         const QualType *Args, unsigned NumArgs,
713                         TemplateDeductionInfo &Info,
714                         SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &Deduced,
715                         unsigned TDF,
716                         bool PartialOrdering = false,
717                         SmallVectorImpl<RefParamPartialOrderingComparison> *
718                                                      RefParamComparisons = 0) {
719   // Fast-path check to see if we have too many/too few arguments.
720   if (NumParams != NumArgs &&
721       !(NumParams && isa<PackExpansionType>(Params[NumParams - 1])) &&
722       !(NumArgs && isa<PackExpansionType>(Args[NumArgs - 1])))
723     return Sema::TDK_MiscellaneousDeductionFailure;
724
725   // C++0x [temp.deduct.type]p10:
726   //   Similarly, if P has a form that contains (T), then each parameter type
727   //   Pi of the respective parameter-type- list of P is compared with the
728   //   corresponding parameter type Ai of the corresponding parameter-type-list
729   //   of A. [...]
730   unsigned ArgIdx = 0, ParamIdx = 0;
731   for (; ParamIdx != NumParams; ++ParamIdx) {
732     // Check argument types.
733     const PackExpansionType *Expansion
734                                 = dyn_cast<PackExpansionType>(Params[ParamIdx]);
735     if (!Expansion) {
736       // Simple case: compare the parameter and argument types at this point.
737
738       // Make sure we have an argument.
739       if (ArgIdx >= NumArgs)
740         return Sema::TDK_MiscellaneousDeductionFailure;
741
742       if (isa<PackExpansionType>(Args[ArgIdx])) {
743         // C++0x [temp.deduct.type]p22:
744         //   If the original function parameter associated with A is a function
745         //   parameter pack and the function parameter associated with P is not
746         //   a function parameter pack, then template argument deduction fails.
747         return Sema::TDK_MiscellaneousDeductionFailure;
748       }
749
750       if (Sema::TemplateDeductionResult Result
751             = DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams,
752                                                  Params[ParamIdx], Args[ArgIdx],
753                                                  Info, Deduced, TDF,
754                                                  PartialOrdering,
755                                                  RefParamComparisons))
756         return Result;
757
758       ++ArgIdx;
759       continue;
760     }
761
762     // C++0x [temp.deduct.type]p5:
763     //   The non-deduced contexts are:
764     //     - A function parameter pack that does not occur at the end of the
765     //       parameter-declaration-clause.
766     if (ParamIdx + 1 < NumParams)
767       return Sema::TDK_Success;
768
769     // C++0x [temp.deduct.type]p10:
770     //   If the parameter-declaration corresponding to Pi is a function
771     //   parameter pack, then the type of its declarator- id is compared with
772     //   each remaining parameter type in the parameter-type-list of A. Each
773     //   comparison deduces template arguments for subsequent positions in the
774     //   template parameter packs expanded by the function parameter pack.
775
776     // Compute the set of template parameter indices that correspond to
777     // parameter packs expanded by the pack expansion.
778     SmallVector<unsigned, 2> PackIndices;
779     QualType Pattern = Expansion->getPattern();
780     {
781       llvm::SmallBitVector SawIndices(TemplateParams->size());
782       SmallVector<UnexpandedParameterPack, 2> Unexpanded;
783       S.collectUnexpandedParameterPacks(Pattern, Unexpanded);
784       for (unsigned I = 0, N = Unexpanded.size(); I != N; ++I) {
785         unsigned Depth, Index;
786         llvm::tie(Depth, Index) = getDepthAndIndex(Unexpanded[I]);
787         if (Depth == 0 && !SawIndices[Index]) {
788           SawIndices[Index] = true;
789           PackIndices.push_back(Index);
790         }
791       }
792     }
793     assert(!PackIndices.empty() && "Pack expansion without unexpanded packs?");
794
795     // Keep track of the deduced template arguments for each parameter pack
796     // expanded by this pack expansion (the outer index) and for each
797     // template argument (the inner SmallVectors).
798     NewlyDeducedPacksType NewlyDeducedPacks(PackIndices.size());
799     SmallVector<DeducedTemplateArgument, 2>
800       SavedPacks(PackIndices.size());
801     PrepareArgumentPackDeduction(S, Deduced, PackIndices, SavedPacks,
802                                  NewlyDeducedPacks);
803
804     bool HasAnyArguments = false;
805     for (; ArgIdx < NumArgs; ++ArgIdx) {
806       HasAnyArguments = true;
807
808       // Deduce template arguments from the pattern.
809       if (Sema::TemplateDeductionResult Result
810             = DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams, Pattern,
811                                                  Args[ArgIdx], Info, Deduced,
812                                                  TDF, PartialOrdering,
813                                                  RefParamComparisons))
814         return Result;
815
816       // Capture the deduced template arguments for each parameter pack expanded
817       // by this pack expansion, add them to the list of arguments we've deduced
818       // for that pack, then clear out the deduced argument.
819       for (unsigned I = 0, N = PackIndices.size(); I != N; ++I) {
820         DeducedTemplateArgument &DeducedArg = Deduced[PackIndices[I]];
821         if (!DeducedArg.isNull()) {
822           NewlyDeducedPacks[I].push_back(DeducedArg);
823           DeducedArg = DeducedTemplateArgument();
824         }
825       }
826     }
827
828     // Build argument packs for each of the parameter packs expanded by this
829     // pack expansion.
830     if (Sema::TemplateDeductionResult Result
831           = FinishArgumentPackDeduction(S, TemplateParams, HasAnyArguments,
832                                         Deduced, PackIndices, SavedPacks,
833                                         NewlyDeducedPacks, Info))
834       return Result;
835   }
836
837   // Make sure we don't have any extra arguments.
838   if (ArgIdx < NumArgs)
839     return Sema::TDK_MiscellaneousDeductionFailure;
840
841   return Sema::TDK_Success;
842 }
843
844 /// \brief Determine whether the parameter has qualifiers that are either
845 /// inconsistent with or a superset of the argument's qualifiers.
846 static bool hasInconsistentOrSupersetQualifiersOf(QualType ParamType,
847                                                   QualType ArgType) {
848   Qualifiers ParamQs = ParamType.getQualifiers();
849   Qualifiers ArgQs = ArgType.getQualifiers();
850
851   if (ParamQs == ArgQs)
852     return false;
853        
854   // Mismatched (but not missing) Objective-C GC attributes.
855   if (ParamQs.getObjCGCAttr() != ArgQs.getObjCGCAttr() && 
856       ParamQs.hasObjCGCAttr())
857     return true;
858   
859   // Mismatched (but not missing) address spaces.
860   if (ParamQs.getAddressSpace() != ArgQs.getAddressSpace() &&
861       ParamQs.hasAddressSpace())
862     return true;
863
864   // Mismatched (but not missing) Objective-C lifetime qualifiers.
865   if (ParamQs.getObjCLifetime() != ArgQs.getObjCLifetime() &&
866       ParamQs.hasObjCLifetime())
867     return true;
868   
869   // CVR qualifier superset.
870   return (ParamQs.getCVRQualifiers() != ArgQs.getCVRQualifiers()) &&
871       ((ParamQs.getCVRQualifiers() | ArgQs.getCVRQualifiers())
872                                                 == ParamQs.getCVRQualifiers());
873 }
874
875 /// \brief Compare types for equality with respect to possibly compatible
876 /// function types (noreturn adjustment, implicit calling conventions). If any
877 /// of parameter and argument is not a function, just perform type comparison.
878 ///
879 /// \param Param the template parameter type.
880 ///
881 /// \param Arg the argument type.
882 bool Sema::isSameOrCompatibleFunctionType(CanQualType Param,
883                                           CanQualType Arg) {
884   const FunctionType *ParamFunction = Param->getAs<FunctionType>(),
885                      *ArgFunction   = Arg->getAs<FunctionType>();
886
887   // Just compare if not functions.
888   if (!ParamFunction || !ArgFunction)
889     return Param == Arg;
890
891   // Noreturn adjustment.
892   QualType AdjustedParam;
893   if (IsNoReturnConversion(Param, Arg, AdjustedParam))
894     return Arg == Context.getCanonicalType(AdjustedParam);
895
896   // FIXME: Compatible calling conventions.
897
898   return Param == Arg;
899 }
900
901 /// \brief Deduce the template arguments by comparing the parameter type and
902 /// the argument type (C++ [temp.deduct.type]).
903 ///
904 /// \param S the semantic analysis object within which we are deducing
905 ///
906 /// \param TemplateParams the template parameters that we are deducing
907 ///
908 /// \param ParamIn the parameter type
909 ///
910 /// \param ArgIn the argument type
911 ///
912 /// \param Info information about the template argument deduction itself
913 ///
914 /// \param Deduced the deduced template arguments
915 ///
916 /// \param TDF bitwise OR of the TemplateDeductionFlags bits that describe
917 /// how template argument deduction is performed.
918 ///
919 /// \param PartialOrdering Whether we're performing template argument deduction
920 /// in the context of partial ordering (C++0x [temp.deduct.partial]).
921 ///
922 /// \param RefParamComparisons If we're performing template argument deduction
923 /// in the context of partial ordering, the set of qualifier comparisons.
924 ///
925 /// \returns the result of template argument deduction so far. Note that a
926 /// "success" result means that template argument deduction has not yet failed,
927 /// but it may still fail, later, for other reasons.
928 static Sema::TemplateDeductionResult
929 DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(Sema &S,
930                                    TemplateParameterList *TemplateParams,
931                                    QualType ParamIn, QualType ArgIn,
932                                    TemplateDeductionInfo &Info,
933                             SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &Deduced,
934                                    unsigned TDF,
935                                    bool PartialOrdering,
936                             SmallVectorImpl<RefParamPartialOrderingComparison> *
937                                                           RefParamComparisons) {
938   // We only want to look at the canonical types, since typedefs and
939   // sugar are not part of template argument deduction.
940   QualType Param = S.Context.getCanonicalType(ParamIn);
941   QualType Arg = S.Context.getCanonicalType(ArgIn);
942
943   // If the argument type is a pack expansion, look at its pattern.
944   // This isn't explicitly called out
945   if (const PackExpansionType *ArgExpansion
946                                             = dyn_cast<PackExpansionType>(Arg))
947     Arg = ArgExpansion->getPattern();
948
949   if (PartialOrdering) {
950     // C++0x [temp.deduct.partial]p5:
951     //   Before the partial ordering is done, certain transformations are
952     //   performed on the types used for partial ordering:
953     //     - If P is a reference type, P is replaced by the type referred to.
954     const ReferenceType *ParamRef = Param->getAs<ReferenceType>();
955     if (ParamRef)
956       Param = ParamRef->getPointeeType();
957
958     //     - If A is a reference type, A is replaced by the type referred to.
959     const ReferenceType *ArgRef = Arg->getAs<ReferenceType>();
960     if (ArgRef)
961       Arg = ArgRef->getPointeeType();
962
963     if (RefParamComparisons && ParamRef && ArgRef) {
964       // C++0x [temp.deduct.partial]p6:
965       //   If both P and A were reference types (before being replaced with the
966       //   type referred to above), determine which of the two types (if any) is
967       //   more cv-qualified than the other; otherwise the types are considered
968       //   to be equally cv-qualified for partial ordering purposes. The result
969       //   of this determination will be used below.
970       //
971       // We save this information for later, using it only when deduction
972       // succeeds in both directions.
973       RefParamPartialOrderingComparison Comparison;
974       Comparison.ParamIsRvalueRef = ParamRef->getAs<RValueReferenceType>();
975       Comparison.ArgIsRvalueRef = ArgRef->getAs<RValueReferenceType>();
976       Comparison.Qualifiers = NeitherMoreQualified;
977       
978       Qualifiers ParamQuals = Param.getQualifiers();
979       Qualifiers ArgQuals = Arg.getQualifiers();
980       if (ParamQuals.isStrictSupersetOf(ArgQuals))
981         Comparison.Qualifiers = ParamMoreQualified;
982       else if (ArgQuals.isStrictSupersetOf(ParamQuals))
983         Comparison.Qualifiers = ArgMoreQualified;
984       RefParamComparisons->push_back(Comparison);
985     }
986
987     // C++0x [temp.deduct.partial]p7:
988     //   Remove any top-level cv-qualifiers:
989     //     - If P is a cv-qualified type, P is replaced by the cv-unqualified
990     //       version of P.
991     Param = Param.getUnqualifiedType();
992     //     - If A is a cv-qualified type, A is replaced by the cv-unqualified
993     //       version of A.
994     Arg = Arg.getUnqualifiedType();
995   } else {
996     // C++0x [temp.deduct.call]p4 bullet 1:
997     //   - If the original P is a reference type, the deduced A (i.e., the type
998     //     referred to by the reference) can be more cv-qualified than the
999     //     transformed A.
1000     if (TDF & TDF_ParamWithReferenceType) {
1001       Qualifiers Quals;
1002       QualType UnqualParam = S.Context.getUnqualifiedArrayType(Param, Quals);
1003       Quals.setCVRQualifiers(Quals.getCVRQualifiers() &
1004                              Arg.getCVRQualifiers());
1005       Param = S.Context.getQualifiedType(UnqualParam, Quals);
1006     }
1007
1008     if ((TDF & TDF_TopLevelParameterTypeList) && !Param->isFunctionType()) {
1009       // C++0x [temp.deduct.type]p10:
1010       //   If P and A are function types that originated from deduction when
1011       //   taking the address of a function template (14.8.2.2) or when deducing
1012       //   template arguments from a function declaration (14.8.2.6) and Pi and
1013       //   Ai are parameters of the top-level parameter-type-list of P and A,
1014       //   respectively, Pi is adjusted if it is an rvalue reference to a
1015       //   cv-unqualified template parameter and Ai is an lvalue reference, in
1016       //   which case the type of Pi is changed to be the template parameter
1017       //   type (i.e., T&& is changed to simply T). [ Note: As a result, when
1018       //   Pi is T&& and Ai is X&, the adjusted Pi will be T, causing T to be
1019       //   deduced as X&. - end note ]
1020       TDF &= ~TDF_TopLevelParameterTypeList;
1021
1022       if (const RValueReferenceType *ParamRef
1023                                         = Param->getAs<RValueReferenceType>()) {
1024         if (isa<TemplateTypeParmType>(ParamRef->getPointeeType()) &&
1025             !ParamRef->getPointeeType().getQualifiers())
1026           if (Arg->isLValueReferenceType())
1027             Param = ParamRef->getPointeeType();
1028       }
1029     }
1030   }
1031
1032   // C++ [temp.deduct.type]p9:
1033   //   A template type argument T, a template template argument TT or a
1034   //   template non-type argument i can be deduced if P and A have one of
1035   //   the following forms:
1036   //
1037   //     T
1038   //     cv-list T
1039   if (const TemplateTypeParmType *TemplateTypeParm
1040         = Param->getAs<TemplateTypeParmType>()) {
1041     // Just skip any attempts to deduce from a placeholder type.
1042     if (Arg->isPlaceholderType())
1043       return Sema::TDK_Success;
1044     
1045     unsigned Index = TemplateTypeParm->getIndex();
1046     bool RecanonicalizeArg = false;
1047
1048     // If the argument type is an array type, move the qualifiers up to the
1049     // top level, so they can be matched with the qualifiers on the parameter.
1050     if (isa<ArrayType>(Arg)) {
1051       Qualifiers Quals;
1052       Arg = S.Context.getUnqualifiedArrayType(Arg, Quals);
1053       if (Quals) {
1054         Arg = S.Context.getQualifiedType(Arg, Quals);
1055         RecanonicalizeArg = true;
1056       }
1057     }
1058
1059     // The argument type can not be less qualified than the parameter
1060     // type.
1061     if (!(TDF & TDF_IgnoreQualifiers) &&
1062         hasInconsistentOrSupersetQualifiersOf(Param, Arg)) {
1063       Info.Param = cast<TemplateTypeParmDecl>(TemplateParams->getParam(Index));
1064       Info.FirstArg = TemplateArgument(Param);
1065       Info.SecondArg = TemplateArgument(Arg);
1066       return Sema::TDK_Underqualified;
1067     }
1068
1069     assert(TemplateTypeParm->getDepth() == 0 && "Can't deduce with depth > 0");
1070     assert(Arg != S.Context.OverloadTy && "Unresolved overloaded function");
1071     QualType DeducedType = Arg;
1072
1073     // Remove any qualifiers on the parameter from the deduced type.
1074     // We checked the qualifiers for consistency above.
1075     Qualifiers DeducedQs = DeducedType.getQualifiers();
1076     Qualifiers ParamQs = Param.getQualifiers();
1077     DeducedQs.removeCVRQualifiers(ParamQs.getCVRQualifiers());
1078     if (ParamQs.hasObjCGCAttr())
1079       DeducedQs.removeObjCGCAttr();
1080     if (ParamQs.hasAddressSpace())
1081       DeducedQs.removeAddressSpace();
1082     if (ParamQs.hasObjCLifetime())
1083       DeducedQs.removeObjCLifetime();
1084     
1085     // Objective-C ARC:
1086     //   If template deduction would produce a lifetime qualifier on a type
1087     //   that is not a lifetime type, template argument deduction fails.
1088     if (ParamQs.hasObjCLifetime() && !DeducedType->isObjCLifetimeType() &&
1089         !DeducedType->isDependentType()) {
1090       Info.Param = cast<TemplateTypeParmDecl>(TemplateParams->getParam(Index));
1091       Info.FirstArg = TemplateArgument(Param);
1092       Info.SecondArg = TemplateArgument(Arg);
1093       return Sema::TDK_Underqualified;      
1094     }
1095     
1096     // Objective-C ARC:
1097     //   If template deduction would produce an argument type with lifetime type
1098     //   but no lifetime qualifier, the __strong lifetime qualifier is inferred.
1099     if (S.getLangOpts().ObjCAutoRefCount &&
1100         DeducedType->isObjCLifetimeType() &&
1101         !DeducedQs.hasObjCLifetime())
1102       DeducedQs.setObjCLifetime(Qualifiers::OCL_Strong);
1103     
1104     DeducedType = S.Context.getQualifiedType(DeducedType.getUnqualifiedType(),
1105                                              DeducedQs);
1106     
1107     if (RecanonicalizeArg)
1108       DeducedType = S.Context.getCanonicalType(DeducedType);
1109
1110     DeducedTemplateArgument NewDeduced(DeducedType);
1111     DeducedTemplateArgument Result = checkDeducedTemplateArguments(S.Context,
1112                                                                  Deduced[Index],
1113                                                                    NewDeduced);
1114     if (Result.isNull()) {
1115       Info.Param = cast<TemplateTypeParmDecl>(TemplateParams->getParam(Index));
1116       Info.FirstArg = Deduced[Index];
1117       Info.SecondArg = NewDeduced;
1118       return Sema::TDK_Inconsistent;
1119     }
1120
1121     Deduced[Index] = Result;
1122     return Sema::TDK_Success;
1123   }
1124
1125   // Set up the template argument deduction information for a failure.
1126   Info.FirstArg = TemplateArgument(ParamIn);
1127   Info.SecondArg = TemplateArgument(ArgIn);
1128
1129   // If the parameter is an already-substituted template parameter
1130   // pack, do nothing: we don't know which of its arguments to look
1131   // at, so we have to wait until all of the parameter packs in this
1132   // expansion have arguments.
1133   if (isa<SubstTemplateTypeParmPackType>(Param))
1134     return Sema::TDK_Success;
1135
1136   // Check the cv-qualifiers on the parameter and argument types.
1137   CanQualType CanParam = S.Context.getCanonicalType(Param);
1138   CanQualType CanArg = S.Context.getCanonicalType(Arg);
1139   if (!(TDF & TDF_IgnoreQualifiers)) {
1140     if (TDF & TDF_ParamWithReferenceType) {
1141       if (hasInconsistentOrSupersetQualifiersOf(Param, Arg))
1142         return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1143     } else if (!IsPossiblyOpaquelyQualifiedType(Param)) {
1144       if (Param.getCVRQualifiers() != Arg.getCVRQualifiers())
1145         return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1146     }
1147     
1148     // If the parameter type is not dependent, there is nothing to deduce.
1149     if (!Param->isDependentType()) {
1150       if (!(TDF & TDF_SkipNonDependent)) {
1151         bool NonDeduced = (TDF & TDF_InOverloadResolution)?
1152                           !S.isSameOrCompatibleFunctionType(CanParam, CanArg) :
1153                           Param != Arg;
1154         if (NonDeduced) {
1155           return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1156         }
1157       }
1158       return Sema::TDK_Success;
1159     }
1160   } else if (!Param->isDependentType()) {
1161     CanQualType ParamUnqualType = CanParam.getUnqualifiedType(),
1162                 ArgUnqualType = CanArg.getUnqualifiedType();
1163     bool Success = (TDF & TDF_InOverloadResolution)?
1164                    S.isSameOrCompatibleFunctionType(ParamUnqualType,
1165                                                     ArgUnqualType) :
1166                    ParamUnqualType == ArgUnqualType;
1167     if (Success)
1168       return Sema::TDK_Success;
1169   }
1170
1171   switch (Param->getTypeClass()) {
1172     // Non-canonical types cannot appear here.
1173 #define NON_CANONICAL_TYPE(Class, Base) \
1174   case Type::Class: llvm_unreachable("deducing non-canonical type: " #Class);
1175 #define TYPE(Class, Base)
1176 #include "clang/AST/TypeNodes.def"
1177       
1178     case Type::TemplateTypeParm:
1179     case Type::SubstTemplateTypeParmPack:
1180       llvm_unreachable("Type nodes handled above");
1181
1182     // These types cannot be dependent, so simply check whether the types are
1183     // the same.
1184     case Type::Builtin:
1185     case Type::VariableArray:
1186     case Type::Vector:
1187     case Type::FunctionNoProto:
1188     case Type::Record:
1189     case Type::Enum:
1190     case Type::ObjCObject:
1191     case Type::ObjCInterface:
1192     case Type::ObjCObjectPointer: {
1193       if (TDF & TDF_SkipNonDependent)
1194         return Sema::TDK_Success;
1195       
1196       if (TDF & TDF_IgnoreQualifiers) {
1197         Param = Param.getUnqualifiedType();
1198         Arg = Arg.getUnqualifiedType();
1199       }
1200             
1201       return Param == Arg? Sema::TDK_Success : Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1202     }
1203       
1204     //     _Complex T   [placeholder extension]  
1205     case Type::Complex:
1206       if (const ComplexType *ComplexArg = Arg->getAs<ComplexType>())
1207         return DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams, 
1208                                     cast<ComplexType>(Param)->getElementType(), 
1209                                     ComplexArg->getElementType(),
1210                                     Info, Deduced, TDF);
1211
1212       return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1213
1214     //     _Atomic T   [extension]
1215     case Type::Atomic:
1216       if (const AtomicType *AtomicArg = Arg->getAs<AtomicType>())
1217         return DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams,
1218                                        cast<AtomicType>(Param)->getValueType(),
1219                                        AtomicArg->getValueType(),
1220                                        Info, Deduced, TDF);
1221
1222       return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1223
1224     //     T *
1225     case Type::Pointer: {
1226       QualType PointeeType;
1227       if (const PointerType *PointerArg = Arg->getAs<PointerType>()) {
1228         PointeeType = PointerArg->getPointeeType();
1229       } else if (const ObjCObjectPointerType *PointerArg
1230                    = Arg->getAs<ObjCObjectPointerType>()) {
1231         PointeeType = PointerArg->getPointeeType();
1232       } else {
1233         return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1234       }
1235
1236       unsigned SubTDF = TDF & (TDF_IgnoreQualifiers | TDF_DerivedClass);
1237       return DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams,
1238                                      cast<PointerType>(Param)->getPointeeType(),
1239                                      PointeeType,
1240                                      Info, Deduced, SubTDF);
1241     }
1242
1243     //     T &
1244     case Type::LValueReference: {
1245       const LValueReferenceType *ReferenceArg = Arg->getAs<LValueReferenceType>();
1246       if (!ReferenceArg)
1247         return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1248
1249       return DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams,
1250                            cast<LValueReferenceType>(Param)->getPointeeType(),
1251                            ReferenceArg->getPointeeType(), Info, Deduced, 0);
1252     }
1253
1254     //     T && [C++0x]
1255     case Type::RValueReference: {
1256       const RValueReferenceType *ReferenceArg = Arg->getAs<RValueReferenceType>();
1257       if (!ReferenceArg)
1258         return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1259
1260       return DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams,
1261                              cast<RValueReferenceType>(Param)->getPointeeType(),
1262                              ReferenceArg->getPointeeType(),
1263                              Info, Deduced, 0);
1264     }
1265
1266     //     T [] (implied, but not stated explicitly)
1267     case Type::IncompleteArray: {
1268       const IncompleteArrayType *IncompleteArrayArg =
1269         S.Context.getAsIncompleteArrayType(Arg);
1270       if (!IncompleteArrayArg)
1271         return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1272
1273       unsigned SubTDF = TDF & TDF_IgnoreQualifiers;
1274       return DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams,
1275                     S.Context.getAsIncompleteArrayType(Param)->getElementType(),
1276                     IncompleteArrayArg->getElementType(),
1277                     Info, Deduced, SubTDF);
1278     }
1279
1280     //     T [integer-constant]
1281     case Type::ConstantArray: {
1282       const ConstantArrayType *ConstantArrayArg =
1283         S.Context.getAsConstantArrayType(Arg);
1284       if (!ConstantArrayArg)
1285         return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1286
1287       const ConstantArrayType *ConstantArrayParm =
1288         S.Context.getAsConstantArrayType(Param);
1289       if (ConstantArrayArg->getSize() != ConstantArrayParm->getSize())
1290         return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1291
1292       unsigned SubTDF = TDF & TDF_IgnoreQualifiers;
1293       return DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams,
1294                                            ConstantArrayParm->getElementType(),
1295                                            ConstantArrayArg->getElementType(),
1296                                            Info, Deduced, SubTDF);
1297     }
1298
1299     //     type [i]
1300     case Type::DependentSizedArray: {
1301       const ArrayType *ArrayArg = S.Context.getAsArrayType(Arg);
1302       if (!ArrayArg)
1303         return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1304
1305       unsigned SubTDF = TDF & TDF_IgnoreQualifiers;
1306
1307       // Check the element type of the arrays
1308       const DependentSizedArrayType *DependentArrayParm
1309         = S.Context.getAsDependentSizedArrayType(Param);
1310       if (Sema::TemplateDeductionResult Result
1311             = DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams,
1312                                           DependentArrayParm->getElementType(),
1313                                           ArrayArg->getElementType(),
1314                                           Info, Deduced, SubTDF))
1315         return Result;
1316
1317       // Determine the array bound is something we can deduce.
1318       NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
1319         = getDeducedParameterFromExpr(DependentArrayParm->getSizeExpr());
1320       if (!NTTP)
1321         return Sema::TDK_Success;
1322
1323       // We can perform template argument deduction for the given non-type
1324       // template parameter.
1325       assert(NTTP->getDepth() == 0 &&
1326              "Cannot deduce non-type template argument at depth > 0");
1327       if (const ConstantArrayType *ConstantArrayArg
1328             = dyn_cast<ConstantArrayType>(ArrayArg)) {
1329         llvm::APSInt Size(ConstantArrayArg->getSize());
1330         return DeduceNonTypeTemplateArgument(S, NTTP, Size,
1331                                              S.Context.getSizeType(),
1332                                              /*ArrayBound=*/true,
1333                                              Info, Deduced);
1334       }
1335       if (const DependentSizedArrayType *DependentArrayArg
1336             = dyn_cast<DependentSizedArrayType>(ArrayArg))
1337         if (DependentArrayArg->getSizeExpr())
1338           return DeduceNonTypeTemplateArgument(S, NTTP,
1339                                                DependentArrayArg->getSizeExpr(),
1340                                                Info, Deduced);
1341
1342       // Incomplete type does not match a dependently-sized array type
1343       return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1344     }
1345
1346     //     type(*)(T)
1347     //     T(*)()
1348     //     T(*)(T)
1349     case Type::FunctionProto: {
1350       unsigned SubTDF = TDF & TDF_TopLevelParameterTypeList;
1351       const FunctionProtoType *FunctionProtoArg =
1352         dyn_cast<FunctionProtoType>(Arg);
1353       if (!FunctionProtoArg)
1354         return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1355
1356       const FunctionProtoType *FunctionProtoParam =
1357         cast<FunctionProtoType>(Param);
1358
1359       if (FunctionProtoParam->getTypeQuals()
1360             != FunctionProtoArg->getTypeQuals() ||
1361           FunctionProtoParam->getRefQualifier()
1362             != FunctionProtoArg->getRefQualifier() ||
1363           FunctionProtoParam->isVariadic() != FunctionProtoArg->isVariadic())
1364         return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1365
1366       // Check return types.
1367       if (Sema::TemplateDeductionResult Result
1368             = DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams,
1369                                             FunctionProtoParam->getResultType(),
1370                                             FunctionProtoArg->getResultType(),
1371                                             Info, Deduced, 0))
1372         return Result;
1373
1374       return DeduceTemplateArguments(S, TemplateParams,
1375                                      FunctionProtoParam->arg_type_begin(),
1376                                      FunctionProtoParam->getNumArgs(),
1377                                      FunctionProtoArg->arg_type_begin(),
1378                                      FunctionProtoArg->getNumArgs(),
1379                                      Info, Deduced, SubTDF);
1380     }
1381
1382     case Type::InjectedClassName: {
1383       // Treat a template's injected-class-name as if the template
1384       // specialization type had been used.
1385       Param = cast<InjectedClassNameType>(Param)
1386         ->getInjectedSpecializationType();
1387       assert(isa<TemplateSpecializationType>(Param) &&
1388              "injected class name is not a template specialization type");
1389       // fall through
1390     }
1391
1392     //     template-name<T> (where template-name refers to a class template)
1393     //     template-name<i>
1394     //     TT<T>
1395     //     TT<i>
1396     //     TT<>
1397     case Type::TemplateSpecialization: {
1398       const TemplateSpecializationType *SpecParam
1399         = cast<TemplateSpecializationType>(Param);
1400
1401       // Try to deduce template arguments from the template-id.
1402       Sema::TemplateDeductionResult Result
1403         = DeduceTemplateArguments(S, TemplateParams, SpecParam, Arg,
1404                                   Info, Deduced);
1405
1406       if (Result && (TDF & TDF_DerivedClass)) {
1407         // C++ [temp.deduct.call]p3b3:
1408         //   If P is a class, and P has the form template-id, then A can be a
1409         //   derived class of the deduced A. Likewise, if P is a pointer to a
1410         //   class of the form template-id, A can be a pointer to a derived
1411         //   class pointed to by the deduced A.
1412         //
1413         // More importantly:
1414         //   These alternatives are considered only if type deduction would
1415         //   otherwise fail.
1416         if (const RecordType *RecordT = Arg->getAs<RecordType>()) {
1417           // We cannot inspect base classes as part of deduction when the type
1418           // is incomplete, so either instantiate any templates necessary to
1419           // complete the type, or skip over it if it cannot be completed.
1420           if (S.RequireCompleteType(Info.getLocation(), Arg, 0))
1421             return Result;
1422
1423           // Use data recursion to crawl through the list of base classes.
1424           // Visited contains the set of nodes we have already visited, while
1425           // ToVisit is our stack of records that we still need to visit.
1426           llvm::SmallPtrSet<const RecordType *, 8> Visited;
1427           SmallVector<const RecordType *, 8> ToVisit;
1428           ToVisit.push_back(RecordT);
1429           bool Successful = false;
1430           SmallVector<DeducedTemplateArgument, 8> DeducedOrig(Deduced.begin(),
1431                                                               Deduced.end());
1432           while (!ToVisit.empty()) {
1433             // Retrieve the next class in the inheritance hierarchy.
1434             const RecordType *NextT = ToVisit.pop_back_val();
1435
1436             // If we have already seen this type, skip it.
1437             if (!Visited.insert(NextT))
1438               continue;
1439
1440             // If this is a base class, try to perform template argument
1441             // deduction from it.
1442             if (NextT != RecordT) {
1443               TemplateDeductionInfo BaseInfo(Info.getLocation());
1444               Sema::TemplateDeductionResult BaseResult
1445                 = DeduceTemplateArguments(S, TemplateParams, SpecParam,
1446                                           QualType(NextT, 0), BaseInfo,
1447                                           Deduced);
1448
1449               // If template argument deduction for this base was successful,
1450               // note that we had some success. Otherwise, ignore any deductions
1451               // from this base class.
1452               if (BaseResult == Sema::TDK_Success) {
1453                 Successful = true;
1454                 DeducedOrig.clear();
1455                 DeducedOrig.append(Deduced.begin(), Deduced.end());
1456                 Info.Param = BaseInfo.Param;
1457                 Info.FirstArg = BaseInfo.FirstArg;
1458                 Info.SecondArg = BaseInfo.SecondArg;
1459               }
1460               else
1461                 Deduced = DeducedOrig;
1462             }
1463
1464             // Visit base classes
1465             CXXRecordDecl *Next = cast<CXXRecordDecl>(NextT->getDecl());
1466             for (CXXRecordDecl::base_class_iterator Base = Next->bases_begin(),
1467                                                  BaseEnd = Next->bases_end();
1468                  Base != BaseEnd; ++Base) {
1469               assert(Base->getType()->isRecordType() &&
1470                      "Base class that isn't a record?");
1471               ToVisit.push_back(Base->getType()->getAs<RecordType>());
1472             }
1473           }
1474
1475           if (Successful)
1476             return Sema::TDK_Success;
1477         }
1478
1479       }
1480
1481       return Result;
1482     }
1483
1484     //     T type::*
1485     //     T T::*
1486     //     T (type::*)()
1487     //     type (T::*)()
1488     //     type (type::*)(T)
1489     //     type (T::*)(T)
1490     //     T (type::*)(T)
1491     //     T (T::*)()
1492     //     T (T::*)(T)
1493     case Type::MemberPointer: {
1494       const MemberPointerType *MemPtrParam = cast<MemberPointerType>(Param);
1495       const MemberPointerType *MemPtrArg = dyn_cast<MemberPointerType>(Arg);
1496       if (!MemPtrArg)
1497         return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1498
1499       if (Sema::TemplateDeductionResult Result
1500             = DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams,
1501                                                  MemPtrParam->getPointeeType(),
1502                                                  MemPtrArg->getPointeeType(),
1503                                                  Info, Deduced,
1504                                                  TDF & TDF_IgnoreQualifiers))
1505         return Result;
1506
1507       return DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams,
1508                                            QualType(MemPtrParam->getClass(), 0),
1509                                            QualType(MemPtrArg->getClass(), 0),
1510                                            Info, Deduced, 
1511                                            TDF & TDF_IgnoreQualifiers);
1512     }
1513
1514     //     (clang extension)
1515     //
1516     //     type(^)(T)
1517     //     T(^)()
1518     //     T(^)(T)
1519     case Type::BlockPointer: {
1520       const BlockPointerType *BlockPtrParam = cast<BlockPointerType>(Param);
1521       const BlockPointerType *BlockPtrArg = dyn_cast<BlockPointerType>(Arg);
1522
1523       if (!BlockPtrArg)
1524         return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1525
1526       return DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams,
1527                                                 BlockPtrParam->getPointeeType(),
1528                                                 BlockPtrArg->getPointeeType(),
1529                                                 Info, Deduced, 0);
1530     }
1531
1532     //     (clang extension)
1533     //
1534     //     T __attribute__(((ext_vector_type(<integral constant>))))
1535     case Type::ExtVector: {
1536       const ExtVectorType *VectorParam = cast<ExtVectorType>(Param);
1537       if (const ExtVectorType *VectorArg = dyn_cast<ExtVectorType>(Arg)) {
1538         // Make sure that the vectors have the same number of elements.
1539         if (VectorParam->getNumElements() != VectorArg->getNumElements())
1540           return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1541         
1542         // Perform deduction on the element types.
1543         return DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams,
1544                                                   VectorParam->getElementType(),
1545                                                   VectorArg->getElementType(),
1546                                                   Info, Deduced, TDF);
1547       }
1548       
1549       if (const DependentSizedExtVectorType *VectorArg 
1550                                 = dyn_cast<DependentSizedExtVectorType>(Arg)) {
1551         // We can't check the number of elements, since the argument has a
1552         // dependent number of elements. This can only occur during partial
1553         // ordering.
1554
1555         // Perform deduction on the element types.
1556         return DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams,
1557                                                   VectorParam->getElementType(),
1558                                                   VectorArg->getElementType(),
1559                                                   Info, Deduced, TDF);
1560       }
1561       
1562       return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1563     }
1564       
1565     //     (clang extension)
1566     //
1567     //     T __attribute__(((ext_vector_type(N))))
1568     case Type::DependentSizedExtVector: {
1569       const DependentSizedExtVectorType *VectorParam
1570         = cast<DependentSizedExtVectorType>(Param);
1571
1572       if (const ExtVectorType *VectorArg = dyn_cast<ExtVectorType>(Arg)) {
1573         // Perform deduction on the element types.
1574         if (Sema::TemplateDeductionResult Result
1575               = DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams,
1576                                                   VectorParam->getElementType(),
1577                                                    VectorArg->getElementType(),
1578                                                    Info, Deduced, TDF))
1579           return Result;
1580         
1581         // Perform deduction on the vector size, if we can.
1582         NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
1583           = getDeducedParameterFromExpr(VectorParam->getSizeExpr());
1584         if (!NTTP)
1585           return Sema::TDK_Success;
1586
1587         llvm::APSInt ArgSize(S.Context.getTypeSize(S.Context.IntTy), false);
1588         ArgSize = VectorArg->getNumElements();
1589         return DeduceNonTypeTemplateArgument(S, NTTP, ArgSize, S.Context.IntTy,
1590                                              false, Info, Deduced);
1591       }
1592       
1593       if (const DependentSizedExtVectorType *VectorArg 
1594                                 = dyn_cast<DependentSizedExtVectorType>(Arg)) {
1595         // Perform deduction on the element types.
1596         if (Sema::TemplateDeductionResult Result
1597             = DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams,
1598                                                  VectorParam->getElementType(),
1599                                                  VectorArg->getElementType(),
1600                                                  Info, Deduced, TDF))
1601           return Result;
1602         
1603         // Perform deduction on the vector size, if we can.
1604         NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
1605           = getDeducedParameterFromExpr(VectorParam->getSizeExpr());
1606         if (!NTTP)
1607           return Sema::TDK_Success;
1608         
1609         return DeduceNonTypeTemplateArgument(S, NTTP, VectorArg->getSizeExpr(),
1610                                              Info, Deduced);
1611       }
1612       
1613       return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1614     }
1615       
1616     case Type::TypeOfExpr:
1617     case Type::TypeOf:
1618     case Type::DependentName:
1619     case Type::UnresolvedUsing:
1620     case Type::Decltype:
1621     case Type::UnaryTransform:
1622     case Type::Auto:
1623     case Type::DependentTemplateSpecialization:
1624     case Type::PackExpansion:
1625       // No template argument deduction for these types
1626       return Sema::TDK_Success;
1627   }
1628
1629   llvm_unreachable("Invalid Type Class!");
1630 }
1631
1632 static Sema::TemplateDeductionResult
1633 DeduceTemplateArguments(Sema &S,
1634                         TemplateParameterList *TemplateParams,
1635                         const TemplateArgument &Param,
1636                         TemplateArgument Arg,
1637                         TemplateDeductionInfo &Info,
1638                         SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &Deduced) {
1639   // If the template argument is a pack expansion, perform template argument
1640   // deduction against the pattern of that expansion. This only occurs during
1641   // partial ordering.
1642   if (Arg.isPackExpansion())
1643     Arg = Arg.getPackExpansionPattern();
1644
1645   switch (Param.getKind()) {
1646   case TemplateArgument::Null:
1647     llvm_unreachable("Null template argument in parameter list");
1648
1649   case TemplateArgument::Type:
1650     if (Arg.getKind() == TemplateArgument::Type)
1651       return DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams,
1652                                                 Param.getAsType(),
1653                                                 Arg.getAsType(),
1654                                                 Info, Deduced, 0);
1655     Info.FirstArg = Param;
1656     Info.SecondArg = Arg;
1657     return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1658
1659   case TemplateArgument::Template:
1660     if (Arg.getKind() == TemplateArgument::Template)
1661       return DeduceTemplateArguments(S, TemplateParams,
1662                                      Param.getAsTemplate(),
1663                                      Arg.getAsTemplate(), Info, Deduced);
1664     Info.FirstArg = Param;
1665     Info.SecondArg = Arg;
1666     return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1667
1668   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
1669     llvm_unreachable("caller should handle pack expansions");
1670
1671   case TemplateArgument::Declaration:
1672     if (Arg.getKind() == TemplateArgument::Declaration &&
1673         isSameDeclaration(Param.getAsDecl(), Arg.getAsDecl()) &&
1674         Param.isDeclForReferenceParam() == Arg.isDeclForReferenceParam())
1675       return Sema::TDK_Success;
1676
1677     Info.FirstArg = Param;
1678     Info.SecondArg = Arg;
1679     return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1680
1681   case TemplateArgument::NullPtr:
1682     if (Arg.getKind() == TemplateArgument::NullPtr &&
1683         S.Context.hasSameType(Param.getNullPtrType(), Arg.getNullPtrType()))
1684       return Sema::TDK_Success;
1685
1686     Info.FirstArg = Param;
1687     Info.SecondArg = Arg;
1688     return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1689
1690   case TemplateArgument::Integral:
1691     if (Arg.getKind() == TemplateArgument::Integral) {
1692       if (hasSameExtendedValue(Param.getAsIntegral(), Arg.getAsIntegral()))
1693         return Sema::TDK_Success;
1694
1695       Info.FirstArg = Param;
1696       Info.SecondArg = Arg;
1697       return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1698     }
1699
1700     if (Arg.getKind() == TemplateArgument::Expression) {
1701       Info.FirstArg = Param;
1702       Info.SecondArg = Arg;
1703       return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1704     }
1705
1706     Info.FirstArg = Param;
1707     Info.SecondArg = Arg;
1708     return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1709
1710   case TemplateArgument::Expression: {
1711     if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
1712           = getDeducedParameterFromExpr(Param.getAsExpr())) {
1713       if (Arg.getKind() == TemplateArgument::Integral)
1714         return DeduceNonTypeTemplateArgument(S, NTTP,
1715                                              Arg.getAsIntegral(),
1716                                              Arg.getIntegralType(),
1717                                              /*ArrayBound=*/false,
1718                                              Info, Deduced);
1719       if (Arg.getKind() == TemplateArgument::Expression)
1720         return DeduceNonTypeTemplateArgument(S, NTTP, Arg.getAsExpr(),
1721                                              Info, Deduced);
1722       if (Arg.getKind() == TemplateArgument::Declaration)
1723         return DeduceNonTypeTemplateArgument(S, NTTP, Arg.getAsDecl(),
1724                                              Info, Deduced);
1725
1726       Info.FirstArg = Param;
1727       Info.SecondArg = Arg;
1728       return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
1729     }
1730
1731     // Can't deduce anything, but that's okay.
1732     return Sema::TDK_Success;
1733   }
1734   case TemplateArgument::Pack:
1735     llvm_unreachable("Argument packs should be expanded by the caller!");
1736   }
1737
1738   llvm_unreachable("Invalid TemplateArgument Kind!");
1739 }
1740
1741 /// \brief Determine whether there is a template argument to be used for
1742 /// deduction.
1743 ///
1744 /// This routine "expands" argument packs in-place, overriding its input
1745 /// parameters so that \c Args[ArgIdx] will be the available template argument.
1746 ///
1747 /// \returns true if there is another template argument (which will be at
1748 /// \c Args[ArgIdx]), false otherwise.
1749 static bool hasTemplateArgumentForDeduction(const TemplateArgument *&Args,
1750                                             unsigned &ArgIdx,
1751                                             unsigned &NumArgs) {
1752   if (ArgIdx == NumArgs)
1753     return false;
1754
1755   const TemplateArgument &Arg = Args[ArgIdx];
1756   if (Arg.getKind() != TemplateArgument::Pack)
1757     return true;
1758
1759   assert(ArgIdx == NumArgs - 1 && "Pack not at the end of argument list?");
1760   Args = Arg.pack_begin();
1761   NumArgs = Arg.pack_size();
1762   ArgIdx = 0;
1763   return ArgIdx < NumArgs;
1764 }
1765
1766 /// \brief Determine whether the given set of template arguments has a pack
1767 /// expansion that is not the last template argument.
1768 static bool hasPackExpansionBeforeEnd(const TemplateArgument *Args,
1769                                       unsigned NumArgs) {
1770   unsigned ArgIdx = 0;
1771   while (ArgIdx < NumArgs) {
1772     const TemplateArgument &Arg = Args[ArgIdx];
1773
1774     // Unwrap argument packs.
1775     if (Args[ArgIdx].getKind() == TemplateArgument::Pack) {
1776       Args = Arg.pack_begin();
1777       NumArgs = Arg.pack_size();
1778       ArgIdx = 0;
1779       continue;
1780     }
1781
1782     ++ArgIdx;
1783     if (ArgIdx == NumArgs)
1784       return false;
1785
1786     if (Arg.isPackExpansion())
1787       return true;
1788   }
1789
1790   return false;
1791 }
1792
1793 static Sema::TemplateDeductionResult
1794 DeduceTemplateArguments(Sema &S,
1795                         TemplateParameterList *TemplateParams,
1796                         const TemplateArgument *Params, unsigned NumParams,
1797                         const TemplateArgument *Args, unsigned NumArgs,
1798                         TemplateDeductionInfo &Info,
1799                         SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &Deduced) {
1800   // C++0x [temp.deduct.type]p9:
1801   //   If the template argument list of P contains a pack expansion that is not
1802   //   the last template argument, the entire template argument list is a
1803   //   non-deduced context.
1804   if (hasPackExpansionBeforeEnd(Params, NumParams))
1805     return Sema::TDK_Success;
1806
1807   // C++0x [temp.deduct.type]p9:
1808   //   If P has a form that contains <T> or <i>, then each argument Pi of the
1809   //   respective template argument list P is compared with the corresponding
1810   //   argument Ai of the corresponding template argument list of A.
1811   unsigned ArgIdx = 0, ParamIdx = 0;
1812   for (; hasTemplateArgumentForDeduction(Params, ParamIdx, NumParams);
1813        ++ParamIdx) {
1814     if (!Params[ParamIdx].isPackExpansion()) {
1815       // The simple case: deduce template arguments by matching Pi and Ai.
1816
1817       // Check whether we have enough arguments.
1818       if (!hasTemplateArgumentForDeduction(Args, ArgIdx, NumArgs))
1819         return Sema::TDK_Success;
1820
1821       if (Args[ArgIdx].isPackExpansion()) {
1822         // FIXME: We follow the logic of C++0x [temp.deduct.type]p22 here,
1823         // but applied to pack expansions that are template arguments.
1824         return Sema::TDK_MiscellaneousDeductionFailure;
1825       }
1826
1827       // Perform deduction for this Pi/Ai pair.
1828       if (Sema::TemplateDeductionResult Result
1829             = DeduceTemplateArguments(S, TemplateParams,
1830                                       Params[ParamIdx], Args[ArgIdx],
1831                                       Info, Deduced))
1832         return Result;
1833
1834       // Move to the next argument.
1835       ++ArgIdx;
1836       continue;
1837     }
1838
1839     // The parameter is a pack expansion.
1840
1841     // C++0x [temp.deduct.type]p9:
1842     //   If Pi is a pack expansion, then the pattern of Pi is compared with
1843     //   each remaining argument in the template argument list of A. Each
1844     //   comparison deduces template arguments for subsequent positions in the
1845     //   template parameter packs expanded by Pi.
1846     TemplateArgument Pattern = Params[ParamIdx].getPackExpansionPattern();
1847
1848     // Compute the set of template parameter indices that correspond to
1849     // parameter packs expanded by the pack expansion.
1850     SmallVector<unsigned, 2> PackIndices;
1851     {
1852       llvm::SmallBitVector SawIndices(TemplateParams->size());
1853       SmallVector<UnexpandedParameterPack, 2> Unexpanded;
1854       S.collectUnexpandedParameterPacks(Pattern, Unexpanded);
1855       for (unsigned I = 0, N = Unexpanded.size(); I != N; ++I) {
1856         unsigned Depth, Index;
1857         llvm::tie(Depth, Index) = getDepthAndIndex(Unexpanded[I]);
1858         if (Depth == 0 && !SawIndices[Index]) {
1859           SawIndices[Index] = true;
1860           PackIndices.push_back(Index);
1861         }
1862       }
1863     }
1864     assert(!PackIndices.empty() && "Pack expansion without unexpanded packs?");
1865
1866     // FIXME: If there are no remaining arguments, we can bail out early
1867     // and set any deduced parameter packs to an empty argument pack.
1868     // The latter part of this is a (minor) correctness issue.
1869
1870     // Save the deduced template arguments for each parameter pack expanded
1871     // by this pack expansion, then clear out the deduction.
1872     SmallVector<DeducedTemplateArgument, 2>
1873       SavedPacks(PackIndices.size());
1874     NewlyDeducedPacksType NewlyDeducedPacks(PackIndices.size());
1875     PrepareArgumentPackDeduction(S, Deduced, PackIndices, SavedPacks,
1876                                  NewlyDeducedPacks);
1877
1878     // Keep track of the deduced template arguments for each parameter pack
1879     // expanded by this pack expansion (the outer index) and for each
1880     // template argument (the inner SmallVectors).
1881     bool HasAnyArguments = false;
1882     while (hasTemplateArgumentForDeduction(Args, ArgIdx, NumArgs)) {
1883       HasAnyArguments = true;
1884
1885       // Deduce template arguments from the pattern.
1886       if (Sema::TemplateDeductionResult Result
1887             = DeduceTemplateArguments(S, TemplateParams, Pattern, Args[ArgIdx],
1888                                       Info, Deduced))
1889         return Result;
1890
1891       // Capture the deduced template arguments for each parameter pack expanded
1892       // by this pack expansion, add them to the list of arguments we've deduced
1893       // for that pack, then clear out the deduced argument.
1894       for (unsigned I = 0, N = PackIndices.size(); I != N; ++I) {
1895         DeducedTemplateArgument &DeducedArg = Deduced[PackIndices[I]];
1896         if (!DeducedArg.isNull()) {
1897           NewlyDeducedPacks[I].push_back(DeducedArg);
1898           DeducedArg = DeducedTemplateArgument();
1899         }
1900       }
1901
1902       ++ArgIdx;
1903     }
1904
1905     // Build argument packs for each of the parameter packs expanded by this
1906     // pack expansion.
1907     if (Sema::TemplateDeductionResult Result
1908           = FinishArgumentPackDeduction(S, TemplateParams, HasAnyArguments,
1909                                         Deduced, PackIndices, SavedPacks,
1910                                         NewlyDeducedPacks, Info))
1911       return Result;
1912   }
1913
1914   return Sema::TDK_Success;
1915 }
1916
1917 static Sema::TemplateDeductionResult
1918 DeduceTemplateArguments(Sema &S,
1919                         TemplateParameterList *TemplateParams,
1920                         const TemplateArgumentList &ParamList,
1921                         const TemplateArgumentList &ArgList,
1922                         TemplateDeductionInfo &Info,
1923                         SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &Deduced) {
1924   return DeduceTemplateArguments(S, TemplateParams,
1925                                  ParamList.data(), ParamList.size(),
1926                                  ArgList.data(), ArgList.size(),
1927                                  Info, Deduced);
1928 }
1929
1930 /// \brief Determine whether two template arguments are the same.
1931 static bool isSameTemplateArg(ASTContext &Context,
1932                               const TemplateArgument &X,
1933                               const TemplateArgument &Y) {
1934   if (X.getKind() != Y.getKind())
1935     return false;
1936
1937   switch (X.getKind()) {
1938     case TemplateArgument::Null:
1939       llvm_unreachable("Comparing NULL template argument");
1940
1941     case TemplateArgument::Type:
1942       return Context.getCanonicalType(X.getAsType()) ==
1943              Context.getCanonicalType(Y.getAsType());
1944
1945     case TemplateArgument::Declaration:
1946       return isSameDeclaration(X.getAsDecl(), Y.getAsDecl()) &&
1947              X.isDeclForReferenceParam() == Y.isDeclForReferenceParam();
1948
1949     case TemplateArgument::NullPtr:
1950       return Context.hasSameType(X.getNullPtrType(), Y.getNullPtrType());
1951
1952     case TemplateArgument::Template:
1953     case TemplateArgument::TemplateExpansion:
1954       return Context.getCanonicalTemplateName(
1955                     X.getAsTemplateOrTemplatePattern()).getAsVoidPointer() ==
1956              Context.getCanonicalTemplateName(
1957                     Y.getAsTemplateOrTemplatePattern()).getAsVoidPointer();
1958
1959     case TemplateArgument::Integral:
1960       return X.getAsIntegral() == Y.getAsIntegral();
1961
1962     case TemplateArgument::Expression: {
1963       llvm::FoldingSetNodeID XID, YID;
1964       X.getAsExpr()->Profile(XID, Context, true);
1965       Y.getAsExpr()->Profile(YID, Context, true);
1966       return XID == YID;
1967     }
1968
1969     case TemplateArgument::Pack:
1970       if (X.pack_size() != Y.pack_size())
1971         return false;
1972
1973       for (TemplateArgument::pack_iterator XP = X.pack_begin(),
1974                                         XPEnd = X.pack_end(),
1975                                            YP = Y.pack_begin();
1976            XP != XPEnd; ++XP, ++YP)
1977         if (!isSameTemplateArg(Context, *XP, *YP))
1978           return false;
1979
1980       return true;
1981   }
1982
1983   llvm_unreachable("Invalid TemplateArgument Kind!");
1984 }
1985
1986 /// \brief Allocate a TemplateArgumentLoc where all locations have
1987 /// been initialized to the given location.
1988 ///
1989 /// \param S The semantic analysis object.
1990 ///
1991 /// \param Arg The template argument we are producing template argument
1992 /// location information for.
1993 ///
1994 /// \param NTTPType For a declaration template argument, the type of
1995 /// the non-type template parameter that corresponds to this template
1996 /// argument.
1997 ///
1998 /// \param Loc The source location to use for the resulting template
1999 /// argument.
2000 static TemplateArgumentLoc
2001 getTrivialTemplateArgumentLoc(Sema &S,
2002                               const TemplateArgument &Arg,
2003                               QualType NTTPType,
2004                               SourceLocation Loc) {
2005   switch (Arg.getKind()) {
2006   case TemplateArgument::Null:
2007     llvm_unreachable("Can't get a NULL template argument here");
2008
2009   case TemplateArgument::Type:
2010     return TemplateArgumentLoc(Arg,
2011                      S.Context.getTrivialTypeSourceInfo(Arg.getAsType(), Loc));
2012
2013   case TemplateArgument::Declaration: {
2014     Expr *E
2015       = S.BuildExpressionFromDeclTemplateArgument(Arg, NTTPType, Loc)
2016           .takeAs<Expr>();
2017     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(E), E);
2018   }
2019
2020   case TemplateArgument::NullPtr: {
2021     Expr *E
2022       = S.BuildExpressionFromDeclTemplateArgument(Arg, NTTPType, Loc)
2023           .takeAs<Expr>();
2024     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(NTTPType, /*isNullPtr*/true),
2025                                E);
2026   }
2027
2028   case TemplateArgument::Integral: {
2029     Expr *E
2030       = S.BuildExpressionFromIntegralTemplateArgument(Arg, Loc).takeAs<Expr>();
2031     return TemplateArgumentLoc(TemplateArgument(E), E);
2032   }
2033
2034     case TemplateArgument::Template:
2035     case TemplateArgument::TemplateExpansion: {
2036       NestedNameSpecifierLocBuilder Builder;
2037       TemplateName Template = Arg.getAsTemplate();
2038       if (DependentTemplateName *DTN = Template.getAsDependentTemplateName())
2039         Builder.MakeTrivial(S.Context, DTN->getQualifier(), Loc);
2040       else if (QualifiedTemplateName *QTN = Template.getAsQualifiedTemplateName())
2041         Builder.MakeTrivial(S.Context, QTN->getQualifier(), Loc);
2042       
2043       if (Arg.getKind() == TemplateArgument::Template)
2044         return TemplateArgumentLoc(Arg, 
2045                                    Builder.getWithLocInContext(S.Context),
2046                                    Loc);
2047       
2048       
2049       return TemplateArgumentLoc(Arg, Builder.getWithLocInContext(S.Context),
2050                                  Loc, Loc);
2051     }
2052
2053   case TemplateArgument::Expression:
2054     return TemplateArgumentLoc(Arg, Arg.getAsExpr());
2055
2056   case TemplateArgument::Pack:
2057     return TemplateArgumentLoc(Arg, TemplateArgumentLocInfo());
2058   }
2059
2060   llvm_unreachable("Invalid TemplateArgument Kind!");
2061 }
2062
2063
2064 /// \brief Convert the given deduced template argument and add it to the set of
2065 /// fully-converted template arguments.
2066 static bool
2067 ConvertDeducedTemplateArgument(Sema &S, NamedDecl *Param,
2068                                DeducedTemplateArgument Arg,
2069                                NamedDecl *Template,
2070                                QualType NTTPType,
2071                                unsigned ArgumentPackIndex,
2072                                TemplateDeductionInfo &Info,
2073                                bool InFunctionTemplate,
2074                                SmallVectorImpl<TemplateArgument> &Output) {
2075   if (Arg.getKind() == TemplateArgument::Pack) {
2076     // This is a template argument pack, so check each of its arguments against
2077     // the template parameter.
2078     SmallVector<TemplateArgument, 2> PackedArgsBuilder;
2079     for (TemplateArgument::pack_iterator PA = Arg.pack_begin(),
2080                                       PAEnd = Arg.pack_end();
2081          PA != PAEnd; ++PA) {
2082       // When converting the deduced template argument, append it to the
2083       // general output list. We need to do this so that the template argument
2084       // checking logic has all of the prior template arguments available.
2085       DeducedTemplateArgument InnerArg(*PA);
2086       InnerArg.setDeducedFromArrayBound(Arg.wasDeducedFromArrayBound());
2087       if (ConvertDeducedTemplateArgument(S, Param, InnerArg, Template,
2088                                          NTTPType, PackedArgsBuilder.size(),
2089                                          Info, InFunctionTemplate, Output))
2090         return true;
2091
2092       // Move the converted template argument into our argument pack.
2093       PackedArgsBuilder.push_back(Output.pop_back_val());
2094     }
2095
2096     // Create the resulting argument pack.
2097     Output.push_back(TemplateArgument::CreatePackCopy(S.Context,
2098                                                       PackedArgsBuilder.data(),
2099                                                      PackedArgsBuilder.size()));
2100     return false;
2101   }
2102
2103   // Convert the deduced template argument into a template
2104   // argument that we can check, almost as if the user had written
2105   // the template argument explicitly.
2106   TemplateArgumentLoc ArgLoc = getTrivialTemplateArgumentLoc(S, Arg, NTTPType,
2107                                                              Info.getLocation());
2108
2109   // Check the template argument, converting it as necessary.
2110   return S.CheckTemplateArgument(Param, ArgLoc,
2111                                  Template,
2112                                  Template->getLocation(),
2113                                  Template->getSourceRange().getEnd(),
2114                                  ArgumentPackIndex,
2115                                  Output,
2116                                  InFunctionTemplate
2117                                   ? (Arg.wasDeducedFromArrayBound()
2118                                        ? Sema::CTAK_DeducedFromArrayBound
2119                                        : Sema::CTAK_Deduced)
2120                                  : Sema::CTAK_Specified);
2121 }
2122
2123 /// Complete template argument deduction for a class template partial
2124 /// specialization.
2125 static Sema::TemplateDeductionResult
2126 FinishTemplateArgumentDeduction(Sema &S,
2127                                 ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial,
2128                                 const TemplateArgumentList &TemplateArgs,
2129                       SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &Deduced,
2130                                 TemplateDeductionInfo &Info) {
2131   // Unevaluated SFINAE context.
2132   EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(S, Sema::Unevaluated);
2133   Sema::SFINAETrap Trap(S);
2134
2135   Sema::ContextRAII SavedContext(S, Partial);
2136
2137   // C++ [temp.deduct.type]p2:
2138   //   [...] or if any template argument remains neither deduced nor
2139   //   explicitly specified, template argument deduction fails.
2140   SmallVector<TemplateArgument, 4> Builder;
2141   TemplateParameterList *PartialParams = Partial->getTemplateParameters();
2142   for (unsigned I = 0, N = PartialParams->size(); I != N; ++I) {
2143     NamedDecl *Param = PartialParams->getParam(I);
2144     if (Deduced[I].isNull()) {
2145       Info.Param = makeTemplateParameter(Param);
2146       return Sema::TDK_Incomplete;
2147     }
2148
2149     // We have deduced this argument, so it still needs to be
2150     // checked and converted.
2151
2152     // First, for a non-type template parameter type that is
2153     // initialized by a declaration, we need the type of the
2154     // corresponding non-type template parameter.
2155     QualType NTTPType;
2156     if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
2157                                   = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
2158       NTTPType = NTTP->getType();
2159       if (NTTPType->isDependentType()) {
2160         TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
2161                                           Builder.data(), Builder.size());
2162         NTTPType = S.SubstType(NTTPType,
2163                                MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs),
2164                                NTTP->getLocation(),
2165                                NTTP->getDeclName());
2166         if (NTTPType.isNull()) {
2167           Info.Param = makeTemplateParameter(Param);
2168           // FIXME: These template arguments are temporary. Free them!
2169           Info.reset(TemplateArgumentList::CreateCopy(S.Context,
2170                                                       Builder.data(),
2171                                                       Builder.size()));
2172           return Sema::TDK_SubstitutionFailure;
2173         }
2174       }
2175     }
2176
2177     if (ConvertDeducedTemplateArgument(S, Param, Deduced[I],
2178                                        Partial, NTTPType, 0, Info, false,
2179                                        Builder)) {
2180       Info.Param = makeTemplateParameter(Param);
2181       // FIXME: These template arguments are temporary. Free them!
2182       Info.reset(TemplateArgumentList::CreateCopy(S.Context, Builder.data(),
2183                                                   Builder.size()));
2184       return Sema::TDK_SubstitutionFailure;
2185     }
2186   }
2187
2188   // Form the template argument list from the deduced template arguments.
2189   TemplateArgumentList *DeducedArgumentList
2190     = TemplateArgumentList::CreateCopy(S.Context, Builder.data(),
2191                                        Builder.size());
2192
2193   Info.reset(DeducedArgumentList);
2194
2195   // Substitute the deduced template arguments into the template
2196   // arguments of the class template partial specialization, and
2197   // verify that the instantiated template arguments are both valid
2198   // and are equivalent to the template arguments originally provided
2199   // to the class template.
2200   LocalInstantiationScope InstScope(S);
2201   ClassTemplateDecl *ClassTemplate = Partial->getSpecializedTemplate();
2202   const ASTTemplateArgumentListInfo *PartialTemplArgInfo
2203     = Partial->getTemplateArgsAsWritten();
2204   const TemplateArgumentLoc *PartialTemplateArgs
2205     = PartialTemplArgInfo->getTemplateArgs();
2206
2207   TemplateArgumentListInfo InstArgs(PartialTemplArgInfo->LAngleLoc,
2208                                     PartialTemplArgInfo->RAngleLoc);
2209
2210   if (S.Subst(PartialTemplateArgs, PartialTemplArgInfo->NumTemplateArgs,
2211               InstArgs, MultiLevelTemplateArgumentList(*DeducedArgumentList))) {
2212     unsigned ArgIdx = InstArgs.size(), ParamIdx = ArgIdx;
2213     if (ParamIdx >= Partial->getTemplateParameters()->size())
2214       ParamIdx = Partial->getTemplateParameters()->size() - 1;
2215
2216     Decl *Param
2217       = const_cast<NamedDecl *>(
2218                           Partial->getTemplateParameters()->getParam(ParamIdx));
2219     Info.Param = makeTemplateParameter(Param);
2220     Info.FirstArg = PartialTemplateArgs[ArgIdx].getArgument();
2221     return Sema::TDK_SubstitutionFailure;
2222   }
2223
2224   SmallVector<TemplateArgument, 4> ConvertedInstArgs;
2225   if (S.CheckTemplateArgumentList(ClassTemplate, Partial->getLocation(),
2226                                   InstArgs, false, ConvertedInstArgs))
2227     return Sema::TDK_SubstitutionFailure;
2228
2229   TemplateParameterList *TemplateParams
2230     = ClassTemplate->getTemplateParameters();
2231   for (unsigned I = 0, E = TemplateParams->size(); I != E; ++I) {
2232     TemplateArgument InstArg = ConvertedInstArgs.data()[I];
2233     if (!isSameTemplateArg(S.Context, TemplateArgs[I], InstArg)) {
2234       Info.Param = makeTemplateParameter(TemplateParams->getParam(I));
2235       Info.FirstArg = TemplateArgs[I];
2236       Info.SecondArg = InstArg;
2237       return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
2238     }
2239   }
2240
2241   if (Trap.hasErrorOccurred())
2242     return Sema::TDK_SubstitutionFailure;
2243
2244   return Sema::TDK_Success;
2245 }
2246
2247 /// \brief Perform template argument deduction to determine whether
2248 /// the given template arguments match the given class template
2249 /// partial specialization per C++ [temp.class.spec.match].
2250 Sema::TemplateDeductionResult
2251 Sema::DeduceTemplateArguments(ClassTemplatePartialSpecializationDecl *Partial,
2252                               const TemplateArgumentList &TemplateArgs,
2253                               TemplateDeductionInfo &Info) {
2254   if (Partial->isInvalidDecl())
2255     return TDK_Invalid;
2256
2257   // C++ [temp.class.spec.match]p2:
2258   //   A partial specialization matches a given actual template
2259   //   argument list if the template arguments of the partial
2260   //   specialization can be deduced from the actual template argument
2261   //   list (14.8.2).
2262
2263   // Unevaluated SFINAE context.
2264   EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(*this, Sema::Unevaluated);
2265   SFINAETrap Trap(*this);
2266
2267   SmallVector<DeducedTemplateArgument, 4> Deduced;
2268   Deduced.resize(Partial->getTemplateParameters()->size());
2269   if (TemplateDeductionResult Result
2270         = ::DeduceTemplateArguments(*this,
2271                                     Partial->getTemplateParameters(),
2272                                     Partial->getTemplateArgs(),
2273                                     TemplateArgs, Info, Deduced))
2274     return Result;
2275
2276   SmallVector<TemplateArgument, 4> DeducedArgs(Deduced.begin(), Deduced.end());
2277   InstantiatingTemplate Inst(*this, Partial->getLocation(), Partial,
2278                              DeducedArgs, Info);
2279   if (Inst.isInvalid())
2280     return TDK_InstantiationDepth;
2281
2282   if (Trap.hasErrorOccurred())
2283     return Sema::TDK_SubstitutionFailure;
2284
2285   return ::FinishTemplateArgumentDeduction(*this, Partial, TemplateArgs,
2286                                            Deduced, Info);
2287 }
2288
2289 /// Complete template argument deduction for a variable template partial
2290 /// specialization.
2291 /// TODO: Unify with ClassTemplatePartialSpecializationDecl version?
2292 ///       May require unifying ClassTemplate(Partial)SpecializationDecl and
2293 ///        VarTemplate(Partial)SpecializationDecl with a new data
2294 ///        structure Template(Partial)SpecializationDecl, and
2295 ///        using Template(Partial)SpecializationDecl as input type.
2296 static Sema::TemplateDeductionResult FinishTemplateArgumentDeduction(
2297     Sema &S, VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial,
2298     const TemplateArgumentList &TemplateArgs,
2299     SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &Deduced,
2300     TemplateDeductionInfo &Info) {
2301   // Unevaluated SFINAE context.
2302   EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(S, Sema::Unevaluated);
2303   Sema::SFINAETrap Trap(S);
2304
2305   // C++ [temp.deduct.type]p2:
2306   //   [...] or if any template argument remains neither deduced nor
2307   //   explicitly specified, template argument deduction fails.
2308   SmallVector<TemplateArgument, 4> Builder;
2309   TemplateParameterList *PartialParams = Partial->getTemplateParameters();
2310   for (unsigned I = 0, N = PartialParams->size(); I != N; ++I) {
2311     NamedDecl *Param = PartialParams->getParam(I);
2312     if (Deduced[I].isNull()) {
2313       Info.Param = makeTemplateParameter(Param);
2314       return Sema::TDK_Incomplete;
2315     }
2316
2317     // We have deduced this argument, so it still needs to be
2318     // checked and converted.
2319
2320     // First, for a non-type template parameter type that is
2321     // initialized by a declaration, we need the type of the
2322     // corresponding non-type template parameter.
2323     QualType NTTPType;
2324     if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP =
2325             dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
2326       NTTPType = NTTP->getType();
2327       if (NTTPType->isDependentType()) {
2328         TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
2329                                           Builder.data(), Builder.size());
2330         NTTPType =
2331             S.SubstType(NTTPType, MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs),
2332                         NTTP->getLocation(), NTTP->getDeclName());
2333         if (NTTPType.isNull()) {
2334           Info.Param = makeTemplateParameter(Param);
2335           // FIXME: These template arguments are temporary. Free them!
2336           Info.reset(TemplateArgumentList::CreateCopy(S.Context, Builder.data(),
2337                                                       Builder.size()));
2338           return Sema::TDK_SubstitutionFailure;
2339         }
2340       }
2341     }
2342
2343     if (ConvertDeducedTemplateArgument(S, Param, Deduced[I], Partial, NTTPType,
2344                                        0, Info, false, Builder)) {
2345       Info.Param = makeTemplateParameter(Param);
2346       // FIXME: These template arguments are temporary. Free them!
2347       Info.reset(TemplateArgumentList::CreateCopy(S.Context, Builder.data(),
2348                                                   Builder.size()));
2349       return Sema::TDK_SubstitutionFailure;
2350     }
2351   }
2352
2353   // Form the template argument list from the deduced template arguments.
2354   TemplateArgumentList *DeducedArgumentList = TemplateArgumentList::CreateCopy(
2355       S.Context, Builder.data(), Builder.size());
2356
2357   Info.reset(DeducedArgumentList);
2358
2359   // Substitute the deduced template arguments into the template
2360   // arguments of the class template partial specialization, and
2361   // verify that the instantiated template arguments are both valid
2362   // and are equivalent to the template arguments originally provided
2363   // to the class template.
2364   LocalInstantiationScope InstScope(S);
2365   VarTemplateDecl *VarTemplate = Partial->getSpecializedTemplate();
2366   const ASTTemplateArgumentListInfo *PartialTemplArgInfo
2367     = Partial->getTemplateArgsAsWritten();
2368   const TemplateArgumentLoc *PartialTemplateArgs
2369     = PartialTemplArgInfo->getTemplateArgs();
2370
2371   TemplateArgumentListInfo InstArgs(PartialTemplArgInfo->LAngleLoc,
2372                                     PartialTemplArgInfo->RAngleLoc);
2373
2374   if (S.Subst(PartialTemplateArgs, PartialTemplArgInfo->NumTemplateArgs,
2375               InstArgs, MultiLevelTemplateArgumentList(*DeducedArgumentList))) {
2376     unsigned ArgIdx = InstArgs.size(), ParamIdx = ArgIdx;
2377     if (ParamIdx >= Partial->getTemplateParameters()->size())
2378       ParamIdx = Partial->getTemplateParameters()->size() - 1;
2379
2380     Decl *Param = const_cast<NamedDecl *>(
2381         Partial->getTemplateParameters()->getParam(ParamIdx));
2382     Info.Param = makeTemplateParameter(Param);
2383     Info.FirstArg = PartialTemplateArgs[ArgIdx].getArgument();
2384     return Sema::TDK_SubstitutionFailure;
2385   }
2386   SmallVector<TemplateArgument, 4> ConvertedInstArgs;
2387   if (S.CheckTemplateArgumentList(VarTemplate, Partial->getLocation(), InstArgs,
2388                                   false, ConvertedInstArgs))
2389     return Sema::TDK_SubstitutionFailure;
2390
2391   TemplateParameterList *TemplateParams = VarTemplate->getTemplateParameters();
2392   for (unsigned I = 0, E = TemplateParams->size(); I != E; ++I) {
2393     TemplateArgument InstArg = ConvertedInstArgs.data()[I];
2394     if (!isSameTemplateArg(S.Context, TemplateArgs[I], InstArg)) {
2395       Info.Param = makeTemplateParameter(TemplateParams->getParam(I));
2396       Info.FirstArg = TemplateArgs[I];
2397       Info.SecondArg = InstArg;
2398       return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
2399     }
2400   }
2401
2402   if (Trap.hasErrorOccurred())
2403     return Sema::TDK_SubstitutionFailure;
2404
2405   return Sema::TDK_Success;
2406 }
2407
2408 /// \brief Perform template argument deduction to determine whether
2409 /// the given template arguments match the given variable template
2410 /// partial specialization per C++ [temp.class.spec.match].
2411 /// TODO: Unify with ClassTemplatePartialSpecializationDecl version?
2412 ///       May require unifying ClassTemplate(Partial)SpecializationDecl and
2413 ///        VarTemplate(Partial)SpecializationDecl with a new data
2414 ///        structure Template(Partial)SpecializationDecl, and
2415 ///        using Template(Partial)SpecializationDecl as input type.
2416 Sema::TemplateDeductionResult
2417 Sema::DeduceTemplateArguments(VarTemplatePartialSpecializationDecl *Partial,
2418                               const TemplateArgumentList &TemplateArgs,
2419                               TemplateDeductionInfo &Info) {
2420   if (Partial->isInvalidDecl())
2421     return TDK_Invalid;
2422
2423   // C++ [temp.class.spec.match]p2:
2424   //   A partial specialization matches a given actual template
2425   //   argument list if the template arguments of the partial
2426   //   specialization can be deduced from the actual template argument
2427   //   list (14.8.2).
2428
2429   // Unevaluated SFINAE context.
2430   EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(*this, Sema::Unevaluated);
2431   SFINAETrap Trap(*this);
2432
2433   SmallVector<DeducedTemplateArgument, 4> Deduced;
2434   Deduced.resize(Partial->getTemplateParameters()->size());
2435   if (TemplateDeductionResult Result = ::DeduceTemplateArguments(
2436           *this, Partial->getTemplateParameters(), Partial->getTemplateArgs(),
2437           TemplateArgs, Info, Deduced))
2438     return Result;
2439
2440   SmallVector<TemplateArgument, 4> DeducedArgs(Deduced.begin(), Deduced.end());
2441   InstantiatingTemplate Inst(*this, Partial->getLocation(), Partial,
2442                              DeducedArgs, Info);
2443   if (Inst.isInvalid())
2444     return TDK_InstantiationDepth;
2445
2446   if (Trap.hasErrorOccurred())
2447     return Sema::TDK_SubstitutionFailure;
2448
2449   return ::FinishTemplateArgumentDeduction(*this, Partial, TemplateArgs,
2450                                            Deduced, Info);
2451 }
2452
2453 /// \brief Determine whether the given type T is a simple-template-id type.
2454 static bool isSimpleTemplateIdType(QualType T) {
2455   if (const TemplateSpecializationType *Spec
2456         = T->getAs<TemplateSpecializationType>())
2457     return Spec->getTemplateName().getAsTemplateDecl() != 0;
2458
2459   return false;
2460 }
2461
2462 /// \brief Substitute the explicitly-provided template arguments into the
2463 /// given function template according to C++ [temp.arg.explicit].
2464 ///
2465 /// \param FunctionTemplate the function template into which the explicit
2466 /// template arguments will be substituted.
2467 ///
2468 /// \param ExplicitTemplateArgs the explicitly-specified template
2469 /// arguments.
2470 ///
2471 /// \param Deduced the deduced template arguments, which will be populated
2472 /// with the converted and checked explicit template arguments.
2473 ///
2474 /// \param ParamTypes will be populated with the instantiated function
2475 /// parameters.
2476 ///
2477 /// \param FunctionType if non-NULL, the result type of the function template
2478 /// will also be instantiated and the pointed-to value will be updated with
2479 /// the instantiated function type.
2480 ///
2481 /// \param Info if substitution fails for any reason, this object will be
2482 /// populated with more information about the failure.
2483 ///
2484 /// \returns TDK_Success if substitution was successful, or some failure
2485 /// condition.
2486 Sema::TemplateDeductionResult
2487 Sema::SubstituteExplicitTemplateArguments(
2488                                       FunctionTemplateDecl *FunctionTemplate,
2489                                TemplateArgumentListInfo &ExplicitTemplateArgs,
2490                        SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &Deduced,
2491                                  SmallVectorImpl<QualType> &ParamTypes,
2492                                           QualType *FunctionType,
2493                                           TemplateDeductionInfo &Info) {
2494   FunctionDecl *Function = FunctionTemplate->getTemplatedDecl();
2495   TemplateParameterList *TemplateParams
2496     = FunctionTemplate->getTemplateParameters();
2497
2498   if (ExplicitTemplateArgs.size() == 0) {
2499     // No arguments to substitute; just copy over the parameter types and
2500     // fill in the function type.
2501     for (FunctionDecl::param_iterator P = Function->param_begin(),
2502                                    PEnd = Function->param_end();
2503          P != PEnd;
2504          ++P)
2505       ParamTypes.push_back((*P)->getType());
2506
2507     if (FunctionType)
2508       *FunctionType = Function->getType();
2509     return TDK_Success;
2510   }
2511
2512   // Unevaluated SFINAE context.
2513   EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(*this, Sema::Unevaluated);
2514   SFINAETrap Trap(*this);
2515
2516   // C++ [temp.arg.explicit]p3:
2517   //   Template arguments that are present shall be specified in the
2518   //   declaration order of their corresponding template-parameters. The
2519   //   template argument list shall not specify more template-arguments than
2520   //   there are corresponding template-parameters.
2521   SmallVector<TemplateArgument, 4> Builder;
2522
2523   // Enter a new template instantiation context where we check the
2524   // explicitly-specified template arguments against this function template,
2525   // and then substitute them into the function parameter types.
2526   SmallVector<TemplateArgument, 4> DeducedArgs(Deduced.begin(), Deduced.end());
2527   InstantiatingTemplate Inst(*this, FunctionTemplate->getLocation(),
2528                              FunctionTemplate, DeducedArgs,
2529            ActiveTemplateInstantiation::ExplicitTemplateArgumentSubstitution,
2530                              Info);
2531   if (Inst.isInvalid())
2532     return TDK_InstantiationDepth;
2533
2534   if (CheckTemplateArgumentList(FunctionTemplate,
2535                                 SourceLocation(),
2536                                 ExplicitTemplateArgs,
2537                                 true,
2538                                 Builder) || Trap.hasErrorOccurred()) {
2539     unsigned Index = Builder.size();
2540     if (Index >= TemplateParams->size())
2541       Index = TemplateParams->size() - 1;
2542     Info.Param = makeTemplateParameter(TemplateParams->getParam(Index));
2543     return TDK_InvalidExplicitArguments;
2544   }
2545
2546   // Form the template argument list from the explicitly-specified
2547   // template arguments.
2548   TemplateArgumentList *ExplicitArgumentList
2549     = TemplateArgumentList::CreateCopy(Context, Builder.data(), Builder.size());
2550   Info.reset(ExplicitArgumentList);
2551
2552   // Template argument deduction and the final substitution should be
2553   // done in the context of the templated declaration.  Explicit
2554   // argument substitution, on the other hand, needs to happen in the
2555   // calling context.
2556   ContextRAII SavedContext(*this, FunctionTemplate->getTemplatedDecl());
2557
2558   // If we deduced template arguments for a template parameter pack,
2559   // note that the template argument pack is partially substituted and record
2560   // the explicit template arguments. They'll be used as part of deduction
2561   // for this template parameter pack.
2562   for (unsigned I = 0, N = Builder.size(); I != N; ++I) {
2563     const TemplateArgument &Arg = Builder[I];
2564     if (Arg.getKind() == TemplateArgument::Pack) {
2565       CurrentInstantiationScope->SetPartiallySubstitutedPack(
2566                                                  TemplateParams->getParam(I),
2567                                                              Arg.pack_begin(),
2568                                                              Arg.pack_size());
2569       break;
2570     }
2571   }
2572
2573   const FunctionProtoType *Proto
2574     = Function->getType()->getAs<FunctionProtoType>();
2575   assert(Proto && "Function template does not have a prototype?");
2576
2577   // Instantiate the types of each of the function parameters given the
2578   // explicitly-specified template arguments. If the function has a trailing
2579   // return type, substitute it after the arguments to ensure we substitute
2580   // in lexical order.
2581   if (Proto->hasTrailingReturn()) {
2582     if (SubstParmTypes(Function->getLocation(),
2583                        Function->param_begin(), Function->getNumParams(),
2584                        MultiLevelTemplateArgumentList(*ExplicitArgumentList),
2585                        ParamTypes))
2586       return TDK_SubstitutionFailure;
2587   }
2588   
2589   // Instantiate the return type.
2590   QualType ResultType;
2591   {
2592     // C++11 [expr.prim.general]p3:
2593     //   If a declaration declares a member function or member function 
2594     //   template of a class X, the expression this is a prvalue of type 
2595     //   "pointer to cv-qualifier-seq X" between the optional cv-qualifer-seq
2596     //   and the end of the function-definition, member-declarator, or 
2597     //   declarator.
2598     unsigned ThisTypeQuals = 0;
2599     CXXRecordDecl *ThisContext = 0;
2600     if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Function)) {
2601       ThisContext = Method->getParent();
2602       ThisTypeQuals = Method->getTypeQualifiers();
2603     }
2604       
2605     CXXThisScopeRAII ThisScope(*this, ThisContext, ThisTypeQuals,
2606                                getLangOpts().CPlusPlus11);
2607     
2608     ResultType = SubstType(Proto->getResultType(),
2609                    MultiLevelTemplateArgumentList(*ExplicitArgumentList),
2610                    Function->getTypeSpecStartLoc(),
2611                    Function->getDeclName());
2612     if (ResultType.isNull() || Trap.hasErrorOccurred())
2613       return TDK_SubstitutionFailure;
2614   }
2615   
2616   // Instantiate the types of each of the function parameters given the
2617   // explicitly-specified template arguments if we didn't do so earlier.
2618   if (!Proto->hasTrailingReturn() &&
2619       SubstParmTypes(Function->getLocation(),
2620                      Function->param_begin(), Function->getNumParams(),
2621                      MultiLevelTemplateArgumentList(*ExplicitArgumentList),
2622                      ParamTypes))
2623     return TDK_SubstitutionFailure;
2624
2625   if (FunctionType) {
2626     *FunctionType = BuildFunctionType(ResultType, ParamTypes,
2627                                       Function->getLocation(),
2628                                       Function->getDeclName(),
2629                                       Proto->getExtProtoInfo());
2630     if (FunctionType->isNull() || Trap.hasErrorOccurred())
2631       return TDK_SubstitutionFailure;
2632   }
2633
2634   // C++ [temp.arg.explicit]p2:
2635   //   Trailing template arguments that can be deduced (14.8.2) may be
2636   //   omitted from the list of explicit template-arguments. If all of the
2637   //   template arguments can be deduced, they may all be omitted; in this
2638   //   case, the empty template argument list <> itself may also be omitted.
2639   //
2640   // Take all of the explicitly-specified arguments and put them into
2641   // the set of deduced template arguments. Explicitly-specified
2642   // parameter packs, however, will be set to NULL since the deduction
2643   // mechanisms handle explicitly-specified argument packs directly.
2644   Deduced.reserve(TemplateParams->size());
2645   for (unsigned I = 0, N = ExplicitArgumentList->size(); I != N; ++I) {
2646     const TemplateArgument &Arg = ExplicitArgumentList->get(I);
2647     if (Arg.getKind() == TemplateArgument::Pack)
2648       Deduced.push_back(DeducedTemplateArgument());
2649     else
2650       Deduced.push_back(Arg);
2651   }
2652
2653   return TDK_Success;
2654 }
2655
2656 /// \brief Check whether the deduced argument type for a call to a function
2657 /// template matches the actual argument type per C++ [temp.deduct.call]p4.
2658 static bool 
2659 CheckOriginalCallArgDeduction(Sema &S, Sema::OriginalCallArg OriginalArg, 
2660                               QualType DeducedA) {
2661   ASTContext &Context = S.Context;
2662   
2663   QualType A = OriginalArg.OriginalArgType;
2664   QualType OriginalParamType = OriginalArg.OriginalParamType;
2665   
2666   // Check for type equality (top-level cv-qualifiers are ignored).
2667   if (Context.hasSameUnqualifiedType(A, DeducedA))
2668     return false;
2669   
2670   // Strip off references on the argument types; they aren't needed for
2671   // the following checks.
2672   if (const ReferenceType *DeducedARef = DeducedA->getAs<ReferenceType>())
2673     DeducedA = DeducedARef->getPointeeType();
2674   if (const ReferenceType *ARef = A->getAs<ReferenceType>())
2675     A = ARef->getPointeeType();
2676   
2677   // C++ [temp.deduct.call]p4:
2678   //   [...] However, there are three cases that allow a difference:
2679   //     - If the original P is a reference type, the deduced A (i.e., the 
2680   //       type referred to by the reference) can be more cv-qualified than 
2681   //       the transformed A.
2682   if (const ReferenceType *OriginalParamRef
2683       = OriginalParamType->getAs<ReferenceType>()) {
2684     // We don't want to keep the reference around any more.
2685     OriginalParamType = OriginalParamRef->getPointeeType();
2686     
2687     Qualifiers AQuals = A.getQualifiers();
2688     Qualifiers DeducedAQuals = DeducedA.getQualifiers();
2689
2690     // Under Objective-C++ ARC, the deduced type may have implicitly
2691     // been given strong or (when dealing with a const reference)
2692     // unsafe_unretained lifetime. If so, update the original
2693     // qualifiers to include this lifetime.
2694     if (S.getLangOpts().ObjCAutoRefCount &&
2695         ((DeducedAQuals.getObjCLifetime() == Qualifiers::OCL_Strong &&
2696           AQuals.getObjCLifetime() == Qualifiers::OCL_None) ||
2697          (DeducedAQuals.hasConst() &&
2698           DeducedAQuals.getObjCLifetime() == Qualifiers::OCL_ExplicitNone))) {
2699       AQuals.setObjCLifetime(DeducedAQuals.getObjCLifetime());
2700     }
2701
2702     if (AQuals == DeducedAQuals) {
2703       // Qualifiers match; there's nothing to do.
2704     } else if (!DeducedAQuals.compatiblyIncludes(AQuals)) {
2705       return true;
2706     } else {        
2707       // Qualifiers are compatible, so have the argument type adopt the
2708       // deduced argument type's qualifiers as if we had performed the
2709       // qualification conversion.
2710       A = Context.getQualifiedType(A.getUnqualifiedType(), DeducedAQuals);
2711     }
2712   }
2713   
2714   //    - The transformed A can be another pointer or pointer to member 
2715   //      type that can be converted to the deduced A via a qualification 
2716   //      conversion.
2717   //
2718   // Also allow conversions which merely strip [[noreturn]] from function types
2719   // (recursively) as an extension.
2720   // FIXME: Currently, this doesn't play nicely with qualification conversions.
2721   bool ObjCLifetimeConversion = false;
2722   QualType ResultTy;
2723   if ((A->isAnyPointerType() || A->isMemberPointerType()) &&
2724       (S.IsQualificationConversion(A, DeducedA, false,
2725                                    ObjCLifetimeConversion) ||
2726        S.IsNoReturnConversion(A, DeducedA, ResultTy)))
2727     return false;
2728   
2729   
2730   //    - If P is a class and P has the form simple-template-id, then the 
2731   //      transformed A can be a derived class of the deduced A. [...]
2732   //     [...] Likewise, if P is a pointer to a class of the form 
2733   //      simple-template-id, the transformed A can be a pointer to a 
2734   //      derived class pointed to by the deduced A.
2735   if (const PointerType *OriginalParamPtr
2736       = OriginalParamType->getAs<PointerType>()) {
2737     if (const PointerType *DeducedAPtr = DeducedA->getAs<PointerType>()) {
2738       if (const PointerType *APtr = A->getAs<PointerType>()) {
2739         if (A->getPointeeType()->isRecordType()) {
2740           OriginalParamType = OriginalParamPtr->getPointeeType();
2741           DeducedA = DeducedAPtr->getPointeeType();
2742           A = APtr->getPointeeType();
2743         }
2744       }
2745     }
2746   }
2747   
2748   if (Context.hasSameUnqualifiedType(A, DeducedA))
2749     return false;
2750   
2751   if (A->isRecordType() && isSimpleTemplateIdType(OriginalParamType) &&
2752       S.IsDerivedFrom(A, DeducedA))
2753     return false;
2754   
2755   return true;
2756 }
2757
2758 /// \brief Finish template argument deduction for a function template,
2759 /// checking the deduced template arguments for completeness and forming
2760 /// the function template specialization.
2761 ///
2762 /// \param OriginalCallArgs If non-NULL, the original call arguments against
2763 /// which the deduced argument types should be compared.
2764 Sema::TemplateDeductionResult
2765 Sema::FinishTemplateArgumentDeduction(FunctionTemplateDecl *FunctionTemplate,
2766                        SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &Deduced,
2767                                       unsigned NumExplicitlySpecified,
2768                                       FunctionDecl *&Specialization,
2769                                       TemplateDeductionInfo &Info,
2770         SmallVectorImpl<OriginalCallArg> const *OriginalCallArgs) {
2771   TemplateParameterList *TemplateParams
2772     = FunctionTemplate->getTemplateParameters();
2773
2774   // Unevaluated SFINAE context.
2775   EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(*this, Sema::Unevaluated);
2776   SFINAETrap Trap(*this);
2777
2778   // Enter a new template instantiation context while we instantiate the
2779   // actual function declaration.
2780   SmallVector<TemplateArgument, 4> DeducedArgs(Deduced.begin(), Deduced.end());
2781   InstantiatingTemplate Inst(*this, FunctionTemplate->getLocation(),
2782                              FunctionTemplate, DeducedArgs,
2783               ActiveTemplateInstantiation::DeducedTemplateArgumentSubstitution,
2784                              Info);
2785   if (Inst.isInvalid())
2786     return TDK_InstantiationDepth;
2787
2788   ContextRAII SavedContext(*this, FunctionTemplate->getTemplatedDecl());
2789
2790   // C++ [temp.deduct.type]p2:
2791   //   [...] or if any template argument remains neither deduced nor
2792   //   explicitly specified, template argument deduction fails.
2793   SmallVector<TemplateArgument, 4> Builder;
2794   for (unsigned I = 0, N = TemplateParams->size(); I != N; ++I) {
2795     NamedDecl *Param = TemplateParams->getParam(I);
2796
2797     if (!Deduced[I].isNull()) {
2798       if (I < NumExplicitlySpecified) {
2799         // We have already fully type-checked and converted this
2800         // argument, because it was explicitly-specified. Just record the
2801         // presence of this argument.
2802         Builder.push_back(Deduced[I]);
2803         continue;
2804       }
2805
2806       // We have deduced this argument, so it still needs to be
2807       // checked and converted.
2808
2809       // First, for a non-type template parameter type that is
2810       // initialized by a declaration, we need the type of the
2811       // corresponding non-type template parameter.
2812       QualType NTTPType;
2813       if (NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
2814                                 = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(Param)) {
2815         NTTPType = NTTP->getType();
2816         if (NTTPType->isDependentType()) {
2817           TemplateArgumentList TemplateArgs(TemplateArgumentList::OnStack,
2818                                             Builder.data(), Builder.size());
2819           NTTPType = SubstType(NTTPType,
2820                                MultiLevelTemplateArgumentList(TemplateArgs),
2821                                NTTP->getLocation(),
2822                                NTTP->getDeclName());
2823           if (NTTPType.isNull()) {
2824             Info.Param = makeTemplateParameter(Param);
2825             // FIXME: These template arguments are temporary. Free them!
2826             Info.reset(TemplateArgumentList::CreateCopy(Context,
2827                                                         Builder.data(),
2828                                                         Builder.size()));
2829             return TDK_SubstitutionFailure;
2830           }
2831         }
2832       }
2833
2834       if (ConvertDeducedTemplateArgument(*this, Param, Deduced[I],
2835                                          FunctionTemplate, NTTPType, 0, Info,
2836                                          true, Builder)) {
2837         Info.Param = makeTemplateParameter(Param);
2838         // FIXME: These template arguments are temporary. Free them!
2839         Info.reset(TemplateArgumentList::CreateCopy(Context, Builder.data(),
2840                                                     Builder.size()));
2841         return TDK_SubstitutionFailure;
2842       }
2843
2844       continue;
2845     }
2846
2847     // C++0x [temp.arg.explicit]p3:
2848     //    A trailing template parameter pack (14.5.3) not otherwise deduced will
2849     //    be deduced to an empty sequence of template arguments.
2850     // FIXME: Where did the word "trailing" come from?
2851     if (Param->isTemplateParameterPack()) {
2852       // We may have had explicitly-specified template arguments for this
2853       // template parameter pack. If so, our empty deduction extends the
2854       // explicitly-specified set (C++0x [temp.arg.explicit]p9).
2855       const TemplateArgument *ExplicitArgs;
2856       unsigned NumExplicitArgs;
2857       if (CurrentInstantiationScope &&
2858           CurrentInstantiationScope->getPartiallySubstitutedPack(&ExplicitArgs,
2859                                                              &NumExplicitArgs)
2860             == Param) {
2861         Builder.push_back(TemplateArgument(ExplicitArgs, NumExplicitArgs));
2862
2863         // Forget the partially-substituted pack; it's substitution is now
2864         // complete.
2865         CurrentInstantiationScope->ResetPartiallySubstitutedPack();
2866       } else {
2867         Builder.push_back(TemplateArgument::getEmptyPack());
2868       }
2869       continue;
2870     }
2871
2872     // Substitute into the default template argument, if available.
2873     bool HasDefaultArg = false;
2874     TemplateArgumentLoc DefArg
2875       = SubstDefaultTemplateArgumentIfAvailable(FunctionTemplate,
2876                                               FunctionTemplate->getLocation(),
2877                                   FunctionTemplate->getSourceRange().getEnd(),
2878                                                 Param,
2879                                                 Builder, HasDefaultArg);
2880
2881     // If there was no default argument, deduction is incomplete.
2882     if (DefArg.getArgument().isNull()) {
2883       Info.Param = makeTemplateParameter(
2884                          const_cast<NamedDecl *>(TemplateParams->getParam(I)));
2885       Info.reset(TemplateArgumentList::CreateCopy(Context, Builder.data(),
2886                                                   Builder.size()));
2887       return HasDefaultArg ? TDK_SubstitutionFailure : TDK_Incomplete;
2888     }
2889
2890     // Check whether we can actually use the default argument.
2891     if (CheckTemplateArgument(Param, DefArg,
2892                               FunctionTemplate,
2893                               FunctionTemplate->getLocation(),
2894                               FunctionTemplate->getSourceRange().getEnd(),
2895                               0, Builder,
2896                               CTAK_Specified)) {
2897       Info.Param = makeTemplateParameter(
2898                          const_cast<NamedDecl *>(TemplateParams->getParam(I)));
2899       // FIXME: These template arguments are temporary. Free them!
2900       Info.reset(TemplateArgumentList::CreateCopy(Context, Builder.data(),
2901                                                   Builder.size()));
2902       return TDK_SubstitutionFailure;
2903     }
2904
2905     // If we get here, we successfully used the default template argument.
2906   }
2907
2908   // Form the template argument list from the deduced template arguments.
2909   TemplateArgumentList *DeducedArgumentList
2910     = TemplateArgumentList::CreateCopy(Context, Builder.data(), Builder.size());
2911   Info.reset(DeducedArgumentList);
2912
2913   // Substitute the deduced template arguments into the function template
2914   // declaration to produce the function template specialization.
2915   DeclContext *Owner = FunctionTemplate->getDeclContext();
2916   if (FunctionTemplate->getFriendObjectKind())
2917     Owner = FunctionTemplate->getLexicalDeclContext();
2918   Specialization = cast_or_null<FunctionDecl>(
2919                       SubstDecl(FunctionTemplate->getTemplatedDecl(), Owner,
2920                          MultiLevelTemplateArgumentList(*DeducedArgumentList)));
2921   if (!Specialization || Specialization->isInvalidDecl())
2922     return TDK_SubstitutionFailure;
2923
2924   assert(Specialization->getPrimaryTemplate()->getCanonicalDecl() ==
2925          FunctionTemplate->getCanonicalDecl());
2926
2927   // If the template argument list is owned by the function template
2928   // specialization, release it.
2929   if (Specialization->getTemplateSpecializationArgs() == DeducedArgumentList &&
2930       !Trap.hasErrorOccurred())
2931     Info.take();
2932
2933   // There may have been an error that did not prevent us from constructing a
2934   // declaration. Mark the declaration invalid and return with a substitution
2935   // failure.
2936   if (Trap.hasErrorOccurred()) {
2937     Specialization->setInvalidDecl(true);
2938     return TDK_SubstitutionFailure;
2939   }
2940
2941   if (OriginalCallArgs) {
2942     // C++ [temp.deduct.call]p4:
2943     //   In general, the deduction process attempts to find template argument
2944     //   values that will make the deduced A identical to A (after the type A 
2945     //   is transformed as described above). [...]
2946     for (unsigned I = 0, N = OriginalCallArgs->size(); I != N; ++I) {
2947       OriginalCallArg OriginalArg = (*OriginalCallArgs)[I];
2948       unsigned ParamIdx = OriginalArg.ArgIdx;
2949       
2950       if (ParamIdx >= Specialization->getNumParams())
2951         continue;
2952       
2953       QualType DeducedA = Specialization->getParamDecl(ParamIdx)->getType();
2954       if (CheckOriginalCallArgDeduction(*this, OriginalArg, DeducedA))
2955         return Sema::TDK_SubstitutionFailure;
2956     }
2957   }
2958   
2959   // If we suppressed any diagnostics while performing template argument
2960   // deduction, and if we haven't already instantiated this declaration,
2961   // keep track of these diagnostics. They'll be emitted if this specialization
2962   // is actually used.
2963   if (Info.diag_begin() != Info.diag_end()) {
2964     SuppressedDiagnosticsMap::iterator
2965       Pos = SuppressedDiagnostics.find(Specialization->getCanonicalDecl());
2966     if (Pos == SuppressedDiagnostics.end())
2967         SuppressedDiagnostics[Specialization->getCanonicalDecl()]
2968           .append(Info.diag_begin(), Info.diag_end());
2969   }
2970
2971   return TDK_Success;
2972 }
2973
2974 /// Gets the type of a function for template-argument-deducton
2975 /// purposes when it's considered as part of an overload set.
2976 static QualType GetTypeOfFunction(Sema &S, const OverloadExpr::FindResult &R,
2977                                   FunctionDecl *Fn) {
2978   // We may need to deduce the return type of the function now.
2979   if (S.getLangOpts().CPlusPlus1y && Fn->getResultType()->isUndeducedType() &&
2980       S.DeduceReturnType(Fn, R.Expression->getExprLoc(), /*Diagnose*/false))
2981     return QualType();
2982
2983   if (CXXMethodDecl *Method = dyn_cast<CXXMethodDecl>(Fn))
2984     if (Method->isInstance()) {
2985       // An instance method that's referenced in a form that doesn't
2986       // look like a member pointer is just invalid.
2987       if (!R.HasFormOfMemberPointer) return QualType();
2988
2989       return S.Context.getMemberPointerType(Fn->getType(),
2990                S.Context.getTypeDeclType(Method->getParent()).getTypePtr());
2991     }
2992
2993   if (!R.IsAddressOfOperand) return Fn->getType();
2994   return S.Context.getPointerType(Fn->getType());
2995 }
2996
2997 /// Apply the deduction rules for overload sets.
2998 ///
2999 /// \return the null type if this argument should be treated as an
3000 /// undeduced context
3001 static QualType
3002 ResolveOverloadForDeduction(Sema &S, TemplateParameterList *TemplateParams,
3003                             Expr *Arg, QualType ParamType,
3004                             bool ParamWasReference) {
3005
3006   OverloadExpr::FindResult R = OverloadExpr::find(Arg);
3007
3008   OverloadExpr *Ovl = R.Expression;
3009
3010   // C++0x [temp.deduct.call]p4
3011   unsigned TDF = 0;
3012   if (ParamWasReference)
3013     TDF |= TDF_ParamWithReferenceType;
3014   if (R.IsAddressOfOperand)
3015     TDF |= TDF_IgnoreQualifiers;
3016
3017   // C++0x [temp.deduct.call]p6:
3018   //   When P is a function type, pointer to function type, or pointer
3019   //   to member function type:
3020
3021   if (!ParamType->isFunctionType() &&
3022       !ParamType->isFunctionPointerType() &&
3023       !ParamType->isMemberFunctionPointerType()) {
3024     if (Ovl->hasExplicitTemplateArgs()) {
3025       // But we can still look for an explicit specialization.
3026       if (FunctionDecl *ExplicitSpec
3027             = S.ResolveSingleFunctionTemplateSpecialization(Ovl))
3028         return GetTypeOfFunction(S, R, ExplicitSpec);
3029     }
3030
3031     return QualType();
3032   }
3033   
3034   // Gather the explicit template arguments, if any.
3035   TemplateArgumentListInfo ExplicitTemplateArgs;
3036   if (Ovl->hasExplicitTemplateArgs())
3037     Ovl->getExplicitTemplateArgs().copyInto(ExplicitTemplateArgs);
3038   QualType Match;
3039   for (UnresolvedSetIterator I = Ovl->decls_begin(),
3040          E = Ovl->decls_end(); I != E; ++I) {
3041     NamedDecl *D = (*I)->getUnderlyingDecl();
3042
3043     if (FunctionTemplateDecl *FunTmpl = dyn_cast<FunctionTemplateDecl>(D)) {
3044       //   - If the argument is an overload set containing one or more
3045       //     function templates, the parameter is treated as a
3046       //     non-deduced context.
3047       if (!Ovl->hasExplicitTemplateArgs())
3048         return QualType();
3049       
3050       // Otherwise, see if we can resolve a function type 
3051       FunctionDecl *Specialization = 0;
3052       TemplateDeductionInfo Info(Ovl->getNameLoc());
3053       if (S.DeduceTemplateArguments(FunTmpl, &ExplicitTemplateArgs,
3054                                     Specialization, Info))
3055         continue;
3056       
3057       D = Specialization;
3058     }
3059
3060     FunctionDecl *Fn = cast<FunctionDecl>(D);
3061     QualType ArgType = GetTypeOfFunction(S, R, Fn);
3062     if (ArgType.isNull()) continue;
3063
3064     // Function-to-pointer conversion.
3065     if (!ParamWasReference && ParamType->isPointerType() &&
3066         ArgType->isFunctionType())
3067       ArgType = S.Context.getPointerType(ArgType);
3068
3069     //   - If the argument is an overload set (not containing function
3070     //     templates), trial argument deduction is attempted using each
3071     //     of the members of the set. If deduction succeeds for only one
3072     //     of the overload set members, that member is used as the
3073     //     argument value for the deduction. If deduction succeeds for
3074     //     more than one member of the overload set the parameter is
3075     //     treated as a non-deduced context.
3076
3077     // We do all of this in a fresh context per C++0x [temp.deduct.type]p2:
3078     //   Type deduction is done independently for each P/A pair, and
3079     //   the deduced template argument values are then combined.
3080     // So we do not reject deductions which were made elsewhere.
3081     SmallVector<DeducedTemplateArgument, 8>
3082       Deduced(TemplateParams->size());
3083     TemplateDeductionInfo Info(Ovl->getNameLoc());
3084     Sema::TemplateDeductionResult Result
3085       = DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams, ParamType,
3086                                            ArgType, Info, Deduced, TDF);
3087     if (Result) continue;
3088     if (!Match.isNull()) return QualType();
3089     Match = ArgType;
3090   }
3091
3092   return Match;
3093 }
3094
3095 /// \brief Perform the adjustments to the parameter and argument types
3096 /// described in C++ [temp.deduct.call].
3097 ///
3098 /// \returns true if the caller should not attempt to perform any template
3099 /// argument deduction based on this P/A pair because the argument is an
3100 /// overloaded function set that could not be resolved.
3101 static bool AdjustFunctionParmAndArgTypesForDeduction(Sema &S,
3102                                           TemplateParameterList *TemplateParams,
3103                                                       QualType &ParamType,
3104                                                       QualType &ArgType,
3105                                                       Expr *Arg,
3106                                                       unsigned &TDF) {
3107   // C++0x [temp.deduct.call]p3:
3108   //   If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers of P's type
3109   //   are ignored for type deduction.
3110   if (ParamType.hasQualifiers())
3111     ParamType = ParamType.getUnqualifiedType();
3112   const ReferenceType *ParamRefType = ParamType->getAs<ReferenceType>();
3113   if (ParamRefType) {
3114     QualType PointeeType = ParamRefType->getPointeeType();
3115
3116     // If the argument has incomplete array type, try to complete its type.
3117     if (ArgType->isIncompleteArrayType() && !S.RequireCompleteExprType(Arg, 0))
3118       ArgType = Arg->getType();
3119
3120     //   [C++0x] If P is an rvalue reference to a cv-unqualified
3121     //   template parameter and the argument is an lvalue, the type
3122     //   "lvalue reference to A" is used in place of A for type
3123     //   deduction.
3124     if (isa<RValueReferenceType>(ParamType)) {
3125       if (!PointeeType.getQualifiers() &&
3126           isa<TemplateTypeParmType>(PointeeType) &&
3127           Arg->Classify(S.Context).isLValue() &&
3128           Arg->getType() != S.Context.OverloadTy &&
3129           Arg->getType() != S.Context.BoundMemberTy)
3130         ArgType = S.Context.getLValueReferenceType(ArgType);
3131     }
3132
3133     //   [...] If P is a reference type, the type referred to by P is used
3134     //   for type deduction.
3135     ParamType = PointeeType;
3136   }
3137
3138   // Overload sets usually make this parameter an undeduced
3139   // context, but there are sometimes special circumstances.
3140   if (ArgType == S.Context.OverloadTy) {
3141     ArgType = ResolveOverloadForDeduction(S, TemplateParams,
3142                                           Arg, ParamType,
3143                                           ParamRefType != 0);
3144     if (ArgType.isNull())
3145       return true;
3146   }
3147
3148   if (ParamRefType) {
3149     // C++0x [temp.deduct.call]p3:
3150     //   [...] If P is of the form T&&, where T is a template parameter, and
3151     //   the argument is an lvalue, the type A& is used in place of A for
3152     //   type deduction.
3153     if (ParamRefType->isRValueReferenceType() &&
3154         ParamRefType->getAs<TemplateTypeParmType>() &&
3155         Arg->isLValue())
3156       ArgType = S.Context.getLValueReferenceType(ArgType);
3157   } else {
3158     // C++ [temp.deduct.call]p2:
3159     //   If P is not a reference type:
3160     //   - If A is an array type, the pointer type produced by the
3161     //     array-to-pointer standard conversion (4.2) is used in place of
3162     //     A for type deduction; otherwise,
3163     if (ArgType->isArrayType())
3164       ArgType = S.Context.getArrayDecayedType(ArgType);
3165     //   - If A is a function type, the pointer type produced by the
3166     //     function-to-pointer standard conversion (4.3) is used in place
3167     //     of A for type deduction; otherwise,
3168     else if (ArgType->isFunctionType())
3169       ArgType = S.Context.getPointerType(ArgType);
3170     else {
3171       // - If A is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers of A's
3172       //   type are ignored for type deduction.
3173       ArgType = ArgType.getUnqualifiedType();
3174     }
3175   }
3176
3177   // C++0x [temp.deduct.call]p4:
3178   //   In general, the deduction process attempts to find template argument
3179   //   values that will make the deduced A identical to A (after the type A
3180   //   is transformed as described above). [...]
3181   TDF = TDF_SkipNonDependent;
3182
3183   //     - If the original P is a reference type, the deduced A (i.e., the
3184   //       type referred to by the reference) can be more cv-qualified than
3185   //       the transformed A.
3186   if (ParamRefType)
3187     TDF |= TDF_ParamWithReferenceType;
3188   //     - The transformed A can be another pointer or pointer to member
3189   //       type that can be converted to the deduced A via a qualification
3190   //       conversion (4.4).
3191   if (ArgType->isPointerType() || ArgType->isMemberPointerType() ||
3192       ArgType->isObjCObjectPointerType())
3193     TDF |= TDF_IgnoreQualifiers;
3194   //     - If P is a class and P has the form simple-template-id, then the
3195   //       transformed A can be a derived class of the deduced A. Likewise,
3196   //       if P is a pointer to a class of the form simple-template-id, the
3197   //       transformed A can be a pointer to a derived class pointed to by
3198   //       the deduced A.
3199   if (isSimpleTemplateIdType(ParamType) ||
3200       (isa<PointerType>(ParamType) &&
3201        isSimpleTemplateIdType(
3202                               ParamType->getAs<PointerType>()->getPointeeType())))
3203     TDF |= TDF_DerivedClass;
3204
3205   return false;
3206 }
3207
3208 static bool hasDeducibleTemplateParameters(Sema &S,
3209                                            FunctionTemplateDecl *FunctionTemplate,
3210                                            QualType T);
3211
3212 /// \brief Perform template argument deduction by matching a parameter type
3213 ///        against a single expression, where the expression is an element of
3214 ///        an initializer list that was originally matched against a parameter
3215 ///        of type \c initializer_list\<ParamType\>.
3216 static Sema::TemplateDeductionResult
3217 DeduceTemplateArgumentByListElement(Sema &S,
3218                                     TemplateParameterList *TemplateParams,
3219                                     QualType ParamType, Expr *Arg,
3220                                     TemplateDeductionInfo &Info,
3221                               SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &Deduced,
3222                                     unsigned TDF) {
3223   // Handle the case where an init list contains another init list as the
3224   // element.
3225   if (InitListExpr *ILE = dyn_cast<InitListExpr>(Arg)) {
3226     QualType X;
3227     if (!S.isStdInitializerList(ParamType.getNonReferenceType(), &X))
3228       return Sema::TDK_Success; // Just ignore this expression.
3229
3230     // Recurse down into the init list.
3231     for (unsigned i = 0, e = ILE->getNumInits(); i < e; ++i) {
3232       if (Sema::TemplateDeductionResult Result =
3233             DeduceTemplateArgumentByListElement(S, TemplateParams, X,
3234                                                  ILE->getInit(i),
3235                                                  Info, Deduced, TDF))
3236         return Result;
3237     }
3238     return Sema::TDK_Success;
3239   }
3240
3241   // For all other cases, just match by type.
3242   QualType ArgType = Arg->getType();
3243   if (AdjustFunctionParmAndArgTypesForDeduction(S, TemplateParams, ParamType, 
3244                                                 ArgType, Arg, TDF)) {
3245     Info.Expression = Arg;
3246     return Sema::TDK_FailedOverloadResolution;
3247   }
3248   return DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams, ParamType,
3249                                             ArgType, Info, Deduced, TDF);
3250 }
3251
3252 /// \brief Perform template argument deduction from a function call
3253 /// (C++ [temp.deduct.call]).
3254 ///
3255 /// \param FunctionTemplate the function template for which we are performing
3256 /// template argument deduction.
3257 ///
3258 /// \param ExplicitTemplateArgs the explicit template arguments provided
3259 /// for this call.
3260 ///
3261 /// \param Args the function call arguments
3262 ///
3263 /// \param Specialization if template argument deduction was successful,
3264 /// this will be set to the function template specialization produced by
3265 /// template argument deduction.
3266 ///
3267 /// \param Info the argument will be updated to provide additional information
3268 /// about template argument deduction.
3269 ///
3270 /// \returns the result of template argument deduction.
3271 Sema::TemplateDeductionResult Sema::DeduceTemplateArguments(
3272     FunctionTemplateDecl *FunctionTemplate,
3273     TemplateArgumentListInfo *ExplicitTemplateArgs, ArrayRef<Expr *> Args,
3274     FunctionDecl *&Specialization, TemplateDeductionInfo &Info) {
3275   if (FunctionTemplate->isInvalidDecl())
3276     return TDK_Invalid;
3277
3278   FunctionDecl *Function = FunctionTemplate->getTemplatedDecl();
3279
3280   // C++ [temp.deduct.call]p1:
3281   //   Template argument deduction is done by comparing each function template
3282   //   parameter type (call it P) with the type of the corresponding argument
3283   //   of the call (call it A) as described below.
3284   unsigned CheckArgs = Args.size();
3285   if (Args.size() < Function->getMinRequiredArguments())
3286     return TDK_TooFewArguments;
3287   else if (Args.size() > Function->getNumParams()) {
3288     const FunctionProtoType *Proto
3289       = Function->getType()->getAs<FunctionProtoType>();
3290     if (Proto->isTemplateVariadic())
3291       /* Do nothing */;
3292     else if (Proto->isVariadic())
3293       CheckArgs = Function->getNumParams();
3294     else
3295       return TDK_TooManyArguments;
3296   }
3297
3298   // The types of the parameters from which we will perform template argument
3299   // deduction.
3300   LocalInstantiationScope InstScope(*this);
3301   TemplateParameterList *TemplateParams
3302     = FunctionTemplate->getTemplateParameters();
3303   SmallVector<DeducedTemplateArgument, 4> Deduced;
3304   SmallVector<QualType, 4> ParamTypes;
3305   unsigned NumExplicitlySpecified = 0;
3306   if (ExplicitTemplateArgs) {
3307     TemplateDeductionResult Result =
3308       SubstituteExplicitTemplateArguments(FunctionTemplate,
3309                                           *ExplicitTemplateArgs,
3310                                           Deduced,
3311                                           ParamTypes,
3312                                           0,
3313                                           Info);
3314     if (Result)
3315       return Result;
3316
3317     NumExplicitlySpecified = Deduced.size();
3318   } else {
3319     // Just fill in the parameter types from the function declaration.
3320     for (unsigned I = 0, N = Function->getNumParams(); I != N; ++I)
3321       ParamTypes.push_back(Function->getParamDecl(I)->getType());
3322   }
3323
3324   // Deduce template arguments from the function parameters.
3325   Deduced.resize(TemplateParams->size());
3326   unsigned ArgIdx = 0;
3327   SmallVector<OriginalCallArg, 4> OriginalCallArgs;
3328   for (unsigned ParamIdx = 0, NumParams = ParamTypes.size();
3329        ParamIdx != NumParams; ++ParamIdx) {
3330     QualType OrigParamType = ParamTypes[ParamIdx];
3331     QualType ParamType = OrigParamType;
3332     
3333     const PackExpansionType *ParamExpansion
3334       = dyn_cast<PackExpansionType>(ParamType);
3335     if (!ParamExpansion) {
3336       // Simple case: matching a function parameter to a function argument.
3337       if (ArgIdx >= CheckArgs)
3338         break;
3339
3340       Expr *Arg = Args[ArgIdx++];
3341       QualType ArgType = Arg->getType();
3342       
3343       unsigned TDF = 0;
3344       if (AdjustFunctionParmAndArgTypesForDeduction(*this, TemplateParams,
3345                                                     ParamType, ArgType, Arg,
3346                                                     TDF))
3347         continue;
3348
3349       // If we have nothing to deduce, we're done.
3350       if (!hasDeducibleTemplateParameters(*this, FunctionTemplate, ParamType))
3351         continue;
3352
3353       // If the argument is an initializer list ...
3354       if (InitListExpr *ILE = dyn_cast<InitListExpr>(Arg)) {
3355         // ... then the parameter is an undeduced context, unless the parameter
3356         // type is (reference to cv) std::initializer_list<P'>, in which case
3357         // deduction is done for each element of the initializer list, and the
3358         // result is the deduced type if it's the same for all elements.
3359         QualType X;
3360         // Removing references was already done.
3361         if (!isStdInitializerList(ParamType, &X))
3362           continue;
3363
3364         for (unsigned i = 0, e = ILE->getNumInits(); i < e; ++i) {
3365           if (TemplateDeductionResult Result =
3366                 DeduceTemplateArgumentByListElement(*this, TemplateParams, X,
3367                                                      ILE->getInit(i),
3368                                                      Info, Deduced, TDF))
3369             return Result;
3370         }
3371         // Don't track the argument type, since an initializer list has none.
3372         continue;
3373       }
3374
3375       // Keep track of the argument type and corresponding parameter index,
3376       // so we can check for compatibility between the deduced A and A.
3377       OriginalCallArgs.push_back(OriginalCallArg(OrigParamType, ArgIdx-1, 
3378                                                  ArgType));
3379
3380       if (TemplateDeductionResult Result
3381             = DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(*this, TemplateParams,
3382                                                  ParamType, ArgType,
3383                                                  Info, Deduced, TDF))
3384         return Result;
3385
3386       continue;
3387     }
3388
3389     // C++0x [temp.deduct.call]p1:
3390     //   For a function parameter pack that occurs at the end of the
3391     //   parameter-declaration-list, the type A of each remaining argument of
3392     //   the call is compared with the type P of the declarator-id of the
3393     //   function parameter pack. Each comparison deduces template arguments
3394     //   for subsequent positions in the template parameter packs expanded by
3395     //   the function parameter pack. For a function parameter pack that does
3396     //   not occur at the end of the parameter-declaration-list, the type of
3397     //   the parameter pack is a non-deduced context.
3398     if (ParamIdx + 1 < NumParams)
3399       break;
3400
3401     QualType ParamPattern = ParamExpansion->getPattern();
3402     SmallVector<unsigned, 2> PackIndices;
3403     {
3404       llvm::SmallBitVector SawIndices(TemplateParams->size());
3405       SmallVector<UnexpandedParameterPack, 2> Unexpanded;
3406       collectUnexpandedParameterPacks(ParamPattern, Unexpanded);
3407       for (unsigned I = 0, N = Unexpanded.size(); I != N; ++I) {
3408         unsigned Depth, Index;
3409         llvm::tie(Depth, Index) = getDepthAndIndex(Unexpanded[I]);
3410         if (Depth == 0 && !SawIndices[Index]) {
3411           SawIndices[Index] = true;
3412           PackIndices.push_back(Index);
3413         }
3414       }
3415     }
3416     assert(!PackIndices.empty() && "Pack expansion without unexpanded packs?");
3417
3418     // Keep track of the deduced template arguments for each parameter pack
3419     // expanded by this pack expansion (the outer index) and for each
3420     // template argument (the inner SmallVectors).
3421     NewlyDeducedPacksType NewlyDeducedPacks(PackIndices.size());
3422     SmallVector<DeducedTemplateArgument, 2>
3423       SavedPacks(PackIndices.size());
3424     PrepareArgumentPackDeduction(*this, Deduced, PackIndices, SavedPacks,
3425                                  NewlyDeducedPacks);
3426     bool HasAnyArguments = false;
3427     for (; ArgIdx < Args.size(); ++ArgIdx) {
3428       HasAnyArguments = true;
3429
3430       QualType OrigParamType = ParamPattern;
3431       ParamType = OrigParamType;
3432       Expr *Arg = Args[ArgIdx];
3433       QualType ArgType = Arg->getType();
3434       
3435       unsigned TDF = 0;
3436       if (AdjustFunctionParmAndArgTypesForDeduction(*this, TemplateParams,
3437                                                     ParamType, ArgType, Arg,
3438                                                     TDF)) {
3439         // We can't actually perform any deduction for this argument, so stop
3440         // deduction at this point.
3441         ++ArgIdx;
3442         break;
3443       }
3444
3445       // As above, initializer lists need special handling.
3446       if (InitListExpr *ILE = dyn_cast<InitListExpr>(Arg)) {
3447         QualType X;
3448         if (!isStdInitializerList(ParamType, &X)) {
3449           ++ArgIdx;
3450           break;
3451         }
3452
3453         for (unsigned i = 0, e = ILE->getNumInits(); i < e; ++i) {
3454           if (TemplateDeductionResult Result =
3455                 DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(*this, TemplateParams, X,
3456                                                    ILE->getInit(i)->getType(),
3457                                                    Info, Deduced, TDF))
3458             return Result;
3459         }
3460       } else {
3461
3462         // Keep track of the argument type and corresponding argument index,
3463         // so we can check for compatibility between the deduced A and A.
3464         if (hasDeducibleTemplateParameters(*this, FunctionTemplate, ParamType))
3465           OriginalCallArgs.push_back(OriginalCallArg(OrigParamType, ArgIdx, 
3466                                                      ArgType));
3467
3468         if (TemplateDeductionResult Result
3469             = DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(*this, TemplateParams,
3470                                                  ParamType, ArgType, Info,
3471                                                  Deduced, TDF))
3472           return Result;
3473       }
3474
3475       // Capture the deduced template arguments for each parameter pack expanded
3476       // by this pack expansion, add them to the list of arguments we've deduced
3477       // for that pack, then clear out the deduced argument.
3478       for (unsigned I = 0, N = PackIndices.size(); I != N; ++I) {
3479         DeducedTemplateArgument &DeducedArg = Deduced[PackIndices[I]];
3480         if (!DeducedArg.isNull()) {
3481           NewlyDeducedPacks[I].push_back(DeducedArg);
3482           DeducedArg = DeducedTemplateArgument();
3483         }
3484       }
3485     }
3486
3487     // Build argument packs for each of the parameter packs expanded by this
3488     // pack expansion.
3489     if (Sema::TemplateDeductionResult Result
3490           = FinishArgumentPackDeduction(*this, TemplateParams, HasAnyArguments,
3491                                         Deduced, PackIndices, SavedPacks,
3492                                         NewlyDeducedPacks, Info))
3493       return Result;
3494
3495     // After we've matching against a parameter pack, we're done.
3496     break;
3497   }
3498
3499   return FinishTemplateArgumentDeduction(FunctionTemplate, Deduced,
3500                                          NumExplicitlySpecified,
3501                                          Specialization, Info, &OriginalCallArgs);
3502 }
3503
3504 QualType Sema::adjustCCAndNoReturn(QualType ArgFunctionType,
3505                                    QualType FunctionType) {
3506   if (ArgFunctionType.isNull())
3507     return ArgFunctionType;
3508
3509   const FunctionProtoType *FunctionTypeP =
3510       FunctionType->castAs<FunctionProtoType>();
3511   CallingConv CC = FunctionTypeP->getCallConv();
3512   bool NoReturn = FunctionTypeP->getNoReturnAttr();
3513   const FunctionProtoType *ArgFunctionTypeP =
3514       ArgFunctionType->getAs<FunctionProtoType>();
3515   if (ArgFunctionTypeP->getCallConv() == CC &&
3516       ArgFunctionTypeP->getNoReturnAttr() == NoReturn)
3517     return ArgFunctionType;
3518
3519   FunctionType::ExtInfo EI = ArgFunctionTypeP->getExtInfo().withCallingConv(CC);
3520   EI = EI.withNoReturn(NoReturn);
3521   ArgFunctionTypeP =
3522       cast<FunctionProtoType>(Context.adjustFunctionType(ArgFunctionTypeP, EI));
3523   return QualType(ArgFunctionTypeP, 0);
3524 }
3525
3526 /// \brief Deduce template arguments when taking the address of a function
3527 /// template (C++ [temp.deduct.funcaddr]) or matching a specialization to
3528 /// a template.
3529 ///
3530 /// \param FunctionTemplate the function template for which we are performing
3531 /// template argument deduction.
3532 ///
3533 /// \param ExplicitTemplateArgs the explicitly-specified template
3534 /// arguments.
3535 ///
3536 /// \param ArgFunctionType the function type that will be used as the
3537 /// "argument" type (A) when performing template argument deduction from the
3538 /// function template's function type. This type may be NULL, if there is no
3539 /// argument type to compare against, in C++0x [temp.arg.explicit]p3.
3540 ///
3541 /// \param Specialization if template argument deduction was successful,
3542 /// this will be set to the function template specialization produced by
3543 /// template argument deduction.
3544 ///
3545 /// \param Info the argument will be updated to provide additional information
3546 /// about template argument deduction.
3547 ///
3548 /// \returns the result of template argument deduction.
3549 Sema::TemplateDeductionResult
3550 Sema::DeduceTemplateArguments(FunctionTemplateDecl *FunctionTemplate,
3551                               TemplateArgumentListInfo *ExplicitTemplateArgs,
3552                               QualType ArgFunctionType,
3553                               FunctionDecl *&Specialization,
3554                               TemplateDeductionInfo &Info,
3555                               bool InOverloadResolution) {
3556   if (FunctionTemplate->isInvalidDecl())
3557     return TDK_Invalid;
3558
3559   FunctionDecl *Function = FunctionTemplate->getTemplatedDecl();
3560   TemplateParameterList *TemplateParams
3561     = FunctionTemplate->getTemplateParameters();
3562   QualType FunctionType = Function->getType();
3563   if (!InOverloadResolution)
3564     ArgFunctionType = adjustCCAndNoReturn(ArgFunctionType, FunctionType);
3565
3566   // Substitute any explicit template arguments.
3567   LocalInstantiationScope InstScope(*this);
3568   SmallVector<DeducedTemplateArgument, 4> Deduced;
3569   unsigned NumExplicitlySpecified = 0;
3570   SmallVector<QualType, 4> ParamTypes;
3571   if (ExplicitTemplateArgs) {
3572     if (TemplateDeductionResult Result
3573           = SubstituteExplicitTemplateArguments(FunctionTemplate,
3574                                                 *ExplicitTemplateArgs,
3575                                                 Deduced, ParamTypes,
3576                                                 &FunctionType, Info))
3577       return Result;
3578
3579     NumExplicitlySpecified = Deduced.size();
3580   }
3581
3582   // Unevaluated SFINAE context.
3583   EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(*this, Sema::Unevaluated);
3584   SFINAETrap Trap(*this);
3585
3586   Deduced.resize(TemplateParams->size());
3587
3588   // If the function has a deduced return type, substitute it for a dependent
3589   // type so that we treat it as a non-deduced context in what follows.
3590   bool HasDeducedReturnType = false;
3591   if (getLangOpts().CPlusPlus1y && InOverloadResolution &&
3592       Function->getResultType()->getContainedAutoType()) {
3593     FunctionType = SubstAutoType(FunctionType, Context.DependentTy);
3594     HasDeducedReturnType = true;
3595   }
3596
3597   if (!ArgFunctionType.isNull()) {
3598     unsigned TDF = TDF_TopLevelParameterTypeList;
3599     if (InOverloadResolution) TDF |= TDF_InOverloadResolution;
3600     // Deduce template arguments from the function type.
3601     if (TemplateDeductionResult Result
3602           = DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(*this, TemplateParams,
3603                                                FunctionType, ArgFunctionType,
3604                                                Info, Deduced, TDF))
3605       return Result;
3606   }
3607
3608   if (TemplateDeductionResult Result
3609         = FinishTemplateArgumentDeduction(FunctionTemplate, Deduced,
3610                                           NumExplicitlySpecified,
3611                                           Specialization, Info))
3612     return Result;
3613
3614   // If the function has a deduced return type, deduce it now, so we can check
3615   // that the deduced function type matches the requested type.
3616   if (HasDeducedReturnType &&
3617       Specialization->getResultType()->isUndeducedType() &&
3618       DeduceReturnType(Specialization, Info.getLocation(), false))
3619     return TDK_MiscellaneousDeductionFailure;
3620
3621   // If the requested function type does not match the actual type of the
3622   // specialization with respect to arguments of compatible pointer to function
3623   // types, template argument deduction fails.
3624   if (!ArgFunctionType.isNull()) {
3625     if (InOverloadResolution && !isSameOrCompatibleFunctionType(
3626                            Context.getCanonicalType(Specialization->getType()),
3627                            Context.getCanonicalType(ArgFunctionType)))
3628       return TDK_MiscellaneousDeductionFailure;
3629     else if(!InOverloadResolution &&
3630             !Context.hasSameType(Specialization->getType(), ArgFunctionType))
3631       return TDK_MiscellaneousDeductionFailure;
3632   }
3633
3634   return TDK_Success;
3635 }
3636
3637 /// \brief Given a function declaration (e.g. a generic lambda conversion 
3638 ///  function) that contains an 'auto' in its result type, substitute it 
3639 ///  with TypeToReplaceAutoWith.  Be careful to pass in the type you want
3640 ///  to replace 'auto' with and not the actual result type you want
3641 ///  to set the function to.
3642 static inline void 
3643 SubstAutoWithinFunctionReturnType(FunctionDecl *F, 
3644                                     QualType TypeToReplaceAutoWith, Sema &S) {
3645   assert(!TypeToReplaceAutoWith->getContainedAutoType());
3646   QualType AutoResultType = F->getResultType();
3647   assert(AutoResultType->getContainedAutoType()); 
3648   QualType DeducedResultType = S.SubstAutoType(AutoResultType, 
3649                                                TypeToReplaceAutoWith);
3650   S.Context.adjustDeducedFunctionResultType(F, DeducedResultType);
3651 }
3652
3653 /// \brief Given a specialized conversion operator of a generic lambda 
3654 /// create the corresponding specializations of the call operator and 
3655 /// the static-invoker. If the return type of the call operator is auto, 
3656 /// deduce its return type and check if that matches the 
3657 /// return type of the destination function ptr.
3658
3659 static inline Sema::TemplateDeductionResult 
3660 SpecializeCorrespondingLambdaCallOperatorAndInvoker(
3661     CXXConversionDecl *ConversionSpecialized,
3662     SmallVectorImpl<DeducedTemplateArgument> &DeducedArguments,
3663     QualType ReturnTypeOfDestFunctionPtr,
3664     TemplateDeductionInfo &TDInfo,
3665     Sema &S) {
3666   
3667   CXXRecordDecl *LambdaClass = ConversionSpecialized->getParent();
3668   assert(LambdaClass && LambdaClass->isGenericLambda()); 
3669   
3670   CXXMethodDecl *CallOpGeneric = LambdaClass->getLambdaCallOperator();
3671   QualType CallOpResultType = CallOpGeneric->getResultType(); 
3672   const bool GenericLambdaCallOperatorHasDeducedReturnType = 
3673       CallOpResultType->getContainedAutoType();
3674   
3675   FunctionTemplateDecl *CallOpTemplate = 
3676       CallOpGeneric->getDescribedFunctionTemplate();
3677
3678   FunctionDecl *CallOpSpecialized = 0;
3679   // Use the deduced arguments of the conversion function, to specialize our 
3680   // generic lambda's call operator.
3681   if (Sema::TemplateDeductionResult Result
3682       = S.FinishTemplateArgumentDeduction(CallOpTemplate, 
3683                                           DeducedArguments, 
3684                                           0, CallOpSpecialized, TDInfo))
3685     return Result;
3686  
3687   // If we need to deduce the return type, do so (instantiates the callop).
3688   if (GenericLambdaCallOperatorHasDeducedReturnType && 
3689                 CallOpSpecialized->getResultType()->isUndeducedType())
3690     S.DeduceReturnType(CallOpSpecialized, 
3691                        CallOpSpecialized->getPointOfInstantiation(),
3692                        /*Diagnose*/ true);
3693     
3694   // Check to see if the return type of the destination ptr-to-function
3695   // matches the return type of the call operator.
3696   if (!S.Context.hasSameType(CallOpSpecialized->getResultType(), 
3697                              ReturnTypeOfDestFunctionPtr))
3698     return Sema::TDK_NonDeducedMismatch;
3699   // Since we have succeeded in matching the source and destination
3700   // ptr-to-functions (now including return type), and have successfully 
3701   // specialized our corresponding call operator, we are ready to
3702   // specialize the static invoker with the deduced arguments of our
3703   // ptr-to-function.
3704   FunctionDecl *InvokerSpecialized = 0;
3705   FunctionTemplateDecl *InvokerTemplate = LambdaClass->
3706                   getLambdaStaticInvoker()->getDescribedFunctionTemplate();
3707
3708   Sema::TemplateDeductionResult LLVM_ATTRIBUTE_UNUSED Result
3709     = S.FinishTemplateArgumentDeduction(InvokerTemplate, DeducedArguments, 0, 
3710           InvokerSpecialized, TDInfo);
3711   assert(Result == Sema::TDK_Success && 
3712     "If the call operator succeeded so should the invoker!");
3713   // Set the result type to match the corresponding call operator
3714   // specialization's result type.
3715   if (GenericLambdaCallOperatorHasDeducedReturnType && 
3716       InvokerSpecialized->getResultType()->isUndeducedType()) {
3717     // Be sure to get the type to replace 'auto' with and not
3718     // the full result type of the call op specialization 
3719     // to substitute into the 'auto' of the invoker and conversion
3720     // function.
3721     // For e.g.
3722     //  int* (*fp)(int*) = [](auto* a) -> auto* { return a; };
3723     // We don't want to subst 'int*' into 'auto' to get int**.
3724
3725     QualType TypeToReplaceAutoWith = 
3726         CallOpSpecialized->getResultType()->
3727             getContainedAutoType()->getDeducedType();
3728     SubstAutoWithinFunctionReturnType(InvokerSpecialized,
3729         TypeToReplaceAutoWith, S);
3730     SubstAutoWithinFunctionReturnType(ConversionSpecialized, 
3731         TypeToReplaceAutoWith, S);
3732   }
3733     
3734   // Ensure that static invoker doesn't have a const qualifier.
3735   // FIXME: When creating the InvokerTemplate in SemaLambda.cpp 
3736   // do not use the CallOperator's TypeSourceInfo which allows
3737   // the const qualifier to leak through. 
3738   const FunctionProtoType *InvokerFPT = InvokerSpecialized->
3739                   getType().getTypePtr()->castAs<FunctionProtoType>();
3740   FunctionProtoType::ExtProtoInfo EPI = InvokerFPT->getExtProtoInfo();
3741   EPI.TypeQuals = 0;
3742   InvokerSpecialized->setType(S.Context.getFunctionType(
3743       InvokerFPT->getResultType(), InvokerFPT->getArgTypes(),EPI));
3744   return Sema::TDK_Success;
3745 }
3746 /// \brief Deduce template arguments for a templated conversion
3747 /// function (C++ [temp.deduct.conv]) and, if successful, produce a
3748 /// conversion function template specialization.
3749 Sema::TemplateDeductionResult
3750 Sema::DeduceTemplateArguments(FunctionTemplateDecl *ConversionTemplate,
3751                               QualType ToType,
3752                               CXXConversionDecl *&Specialization,
3753                               TemplateDeductionInfo &Info) {
3754   if (ConversionTemplate->isInvalidDecl())
3755     return TDK_Invalid;
3756
3757   CXXConversionDecl *ConversionGeneric
3758     = cast<CXXConversionDecl>(ConversionTemplate->getTemplatedDecl());
3759
3760   QualType FromType = ConversionGeneric->getConversionType();
3761
3762   // Canonicalize the types for deduction.
3763   QualType P = Context.getCanonicalType(FromType);
3764   QualType A = Context.getCanonicalType(ToType);
3765
3766   // C++0x [temp.deduct.conv]p2:
3767   //   If P is a reference type, the type referred to by P is used for
3768   //   type deduction.
3769   if (const ReferenceType *PRef = P->getAs<ReferenceType>())
3770     P = PRef->getPointeeType();
3771
3772   // C++0x [temp.deduct.conv]p4:
3773   //   [...] If A is a reference type, the type referred to by A is used
3774   //   for type deduction.
3775   if (const ReferenceType *ARef = A->getAs<ReferenceType>())
3776     A = ARef->getPointeeType().getUnqualifiedType();
3777   // C++ [temp.deduct.conv]p3:
3778   //
3779   //   If A is not a reference type:
3780   else {
3781     assert(!A->isReferenceType() && "Reference types were handled above");
3782
3783     //   - If P is an array type, the pointer type produced by the
3784     //     array-to-pointer standard conversion (4.2) is used in place
3785     //     of P for type deduction; otherwise,
3786     if (P->isArrayType())
3787       P = Context.getArrayDecayedType(P);
3788     //   - If P is a function type, the pointer type produced by the
3789     //     function-to-pointer standard conversion (4.3) is used in
3790     //     place of P for type deduction; otherwise,
3791     else if (P->isFunctionType())
3792       P = Context.getPointerType(P);
3793     //   - If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers of
3794     //     P's type are ignored for type deduction.
3795     else
3796       P = P.getUnqualifiedType();
3797
3798     // C++0x [temp.deduct.conv]p4:
3799     //   If A is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers of A's
3800     //   type are ignored for type deduction. If A is a reference type, the type 
3801     //   referred to by A is used for type deduction.
3802     A = A.getUnqualifiedType();
3803   }
3804
3805   // Unevaluated SFINAE context.
3806   EnterExpressionEvaluationContext Unevaluated(*this, Sema::Unevaluated);
3807   SFINAETrap Trap(*this);
3808
3809   // C++ [temp.deduct.conv]p1:
3810   //   Template argument deduction is done by comparing the return
3811   //   type of the template conversion function (call it P) with the
3812   //   type that is required as the result of the conversion (call it
3813   //   A) as described in 14.8.2.4.
3814   TemplateParameterList *TemplateParams
3815     = ConversionTemplate->getTemplateParameters();
3816   SmallVector<DeducedTemplateArgument, 4> Deduced;
3817   Deduced.resize(TemplateParams->size());
3818
3819   // C++0x [temp.deduct.conv]p4:
3820   //   In general, the deduction process attempts to find template
3821   //   argument values that will make the deduced A identical to
3822   //   A. However, there are two cases that allow a difference:
3823   unsigned TDF = 0;
3824   //     - If the original A is a reference type, A can be more
3825   //       cv-qualified than the deduced A (i.e., the type referred to
3826   //       by the reference)
3827   if (ToType->isReferenceType())
3828     TDF |= TDF_ParamWithReferenceType;
3829   //     - The deduced A can be another pointer or pointer to member
3830   //       type that can be converted to A via a qualification
3831   //       conversion.
3832   //
3833   // (C++0x [temp.deduct.conv]p6 clarifies that this only happens when
3834   // both P and A are pointers or member pointers. In this case, we
3835   // just ignore cv-qualifiers completely).
3836   if ((P->isPointerType() && A->isPointerType()) ||
3837       (P->isMemberPointerType() && A->isMemberPointerType()))
3838     TDF |= TDF_IgnoreQualifiers;
3839   if (TemplateDeductionResult Result
3840         = DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(*this, TemplateParams,
3841                                              P, A, Info, Deduced, TDF))
3842     return Result;
3843
3844   // Create an Instantiation Scope for finalizing the operator.
3845   LocalInstantiationScope InstScope(*this);
3846   // Finish template argument deduction.
3847   FunctionDecl *ConversionSpecialized = 0;
3848   TemplateDeductionResult Result
3849       = FinishTemplateArgumentDeduction(ConversionTemplate, Deduced, 0, 
3850                                         ConversionSpecialized, Info);
3851   Specialization = cast_or_null<CXXConversionDecl>(ConversionSpecialized);
3852
3853   // If the conversion operator is being invoked on a lambda closure to convert
3854   // to a ptr-to-function, use the deduced arguments from the conversion function
3855   // to specialize the corresponding call operator.
3856   //   e.g., int (*fp)(int) = [](auto a) { return a; };
3857   if (Result == TDK_Success && isLambdaConversionOperator(ConversionGeneric)) {
3858     
3859     // Get the return type of the destination ptr-to-function we are converting
3860     // to.  This is necessary for matching the lambda call operator's return 
3861     // type to that of the destination ptr-to-function's return type.
3862     assert(A->isPointerType() && 
3863         "Can only convert from lambda to ptr-to-function");
3864     const FunctionType *ToFunType = 
3865         A->getPointeeType().getTypePtr()->getAs<FunctionType>();
3866     const QualType DestFunctionPtrReturnType = ToFunType->getResultType();
3867     
3868     // Create the corresponding specializations of the call operator and 
3869     // the static-invoker; and if the return type is auto, 
3870     // deduce the return type and check if it matches the 
3871     // DestFunctionPtrReturnType.
3872     // For instance:
3873     //   auto L = [](auto a) { return f(a); };
3874     //   int (*fp)(int) = L;
3875     //   char (*fp2)(int) = L; <-- Not OK.
3876
3877     Result = SpecializeCorrespondingLambdaCallOperatorAndInvoker(
3878         Specialization, Deduced, DestFunctionPtrReturnType, 
3879         Info, *this);
3880   }
3881   return Result;
3882 }
3883
3884 /// \brief Deduce template arguments for a function template when there is
3885 /// nothing to deduce against (C++0x [temp.arg.explicit]p3).
3886 ///
3887 /// \param FunctionTemplate the function template for which we are performing
3888 /// template argument deduction.
3889 ///
3890 /// \param ExplicitTemplateArgs the explicitly-specified template
3891 /// arguments.
3892 ///
3893 /// \param Specialization if template argument deduction was successful,
3894 /// this will be set to the function template specialization produced by
3895 /// template argument deduction.
3896 ///
3897 /// \param Info the argument will be updated to provide additional information
3898 /// about template argument deduction.
3899 ///
3900 /// \returns the result of template argument deduction.
3901 Sema::TemplateDeductionResult
3902 Sema::DeduceTemplateArguments(FunctionTemplateDecl *FunctionTemplate,
3903                               TemplateArgumentListInfo *ExplicitTemplateArgs,
3904                               FunctionDecl *&Specialization,
3905                               TemplateDeductionInfo &Info,
3906                               bool InOverloadResolution) {
3907   return DeduceTemplateArguments(FunctionTemplate, ExplicitTemplateArgs,
3908                                  QualType(), Specialization, Info,
3909                                  InOverloadResolution);
3910 }
3911
3912 namespace {
3913   /// Substitute the 'auto' type specifier within a type for a given replacement
3914   /// type.
3915   class SubstituteAutoTransform :
3916     public TreeTransform<SubstituteAutoTransform> {
3917     QualType Replacement;
3918   public:
3919     SubstituteAutoTransform(Sema &SemaRef, QualType Replacement) :
3920       TreeTransform<SubstituteAutoTransform>(SemaRef), Replacement(Replacement) {
3921     }
3922     QualType TransformAutoType(TypeLocBuilder &TLB, AutoTypeLoc TL) {
3923       // If we're building the type pattern to deduce against, don't wrap the
3924       // substituted type in an AutoType. Certain template deduction rules
3925       // apply only when a template type parameter appears directly (and not if
3926       // the parameter is found through desugaring). For instance:
3927       //   auto &&lref = lvalue;
3928       // must transform into "rvalue reference to T" not "rvalue reference to
3929       // auto type deduced as T" in order for [temp.deduct.call]p3 to apply.
3930       if (!Replacement.isNull() && isa<TemplateTypeParmType>(Replacement)) {
3931         QualType Result = Replacement;
3932         TemplateTypeParmTypeLoc NewTL =
3933           TLB.push<TemplateTypeParmTypeLoc>(Result);
3934         NewTL.setNameLoc(TL.getNameLoc());
3935         return Result;
3936       } else {
3937         bool Dependent =
3938           !Replacement.isNull() && Replacement->isDependentType();
3939         QualType Result =
3940           SemaRef.Context.getAutoType(Dependent ? QualType() : Replacement,
3941                                       TL.getTypePtr()->isDecltypeAuto(),
3942                                       Dependent);
3943         AutoTypeLoc NewTL = TLB.push<AutoTypeLoc>(Result);
3944         NewTL.setNameLoc(TL.getNameLoc());
3945         return Result;
3946       }
3947     }
3948
3949     ExprResult TransformLambdaExpr(LambdaExpr *E) {
3950       // Lambdas never need to be transformed.
3951       return E;
3952     }
3953
3954     QualType Apply(TypeLoc TL) {
3955       // Create some scratch storage for the transformed type locations.
3956       // FIXME: We're just going to throw this information away. Don't build it.
3957       TypeLocBuilder TLB;
3958       TLB.reserve(TL.getFullDataSize());
3959       return TransformType(TLB, TL);
3960     }
3961   };
3962 }
3963
3964 Sema::DeduceAutoResult
3965 Sema::DeduceAutoType(TypeSourceInfo *Type, Expr *&Init, QualType &Result) {
3966   return DeduceAutoType(Type->getTypeLoc(), Init, Result);
3967 }
3968
3969 /// \brief Deduce the type for an auto type-specifier (C++11 [dcl.spec.auto]p6)
3970 ///
3971 /// \param Type the type pattern using the auto type-specifier.
3972 /// \param Init the initializer for the variable whose type is to be deduced.
3973 /// \param Result if type deduction was successful, this will be set to the
3974 ///        deduced type.
3975 Sema::DeduceAutoResult
3976 Sema::DeduceAutoType(TypeLoc Type, Expr *&Init, QualType &Result) {
3977   if (Init->getType()->isNonOverloadPlaceholderType()) {
3978     ExprResult NonPlaceholder = CheckPlaceholderExpr(Init);
3979     if (NonPlaceholder.isInvalid())
3980       return DAR_FailedAlreadyDiagnosed;
3981     Init = NonPlaceholder.take();
3982   }
3983
3984   if (Init->isTypeDependent() || Type.getType()->isDependentType()) {
3985     Result = SubstituteAutoTransform(*this, Context.DependentTy).Apply(Type);
3986     assert(!Result.isNull() && "substituting DependentTy can't fail");
3987     return DAR_Succeeded;
3988   }
3989
3990   // If this is a 'decltype(auto)' specifier, do the decltype dance.
3991   // Since 'decltype(auto)' can only occur at the top of the type, we
3992   // don't need to go digging for it.
3993   if (const AutoType *AT = Type.getType()->getAs<AutoType>()) {
3994     if (AT->isDecltypeAuto()) {
3995       if (isa<InitListExpr>(Init)) {
3996         Diag(Init->getLocStart(), diag::err_decltype_auto_initializer_list);
3997         return DAR_FailedAlreadyDiagnosed;
3998       }
3999
4000       QualType Deduced = BuildDecltypeType(Init, Init->getLocStart());
4001       // FIXME: Support a non-canonical deduced type for 'auto'.
4002       Deduced = Context.getCanonicalType(Deduced);
4003       Result = SubstituteAutoTransform(*this, Deduced).Apply(Type);
4004       if (Result.isNull())
4005         return DAR_FailedAlreadyDiagnosed;
4006       return DAR_Succeeded;
4007     }
4008   }
4009
4010   SourceLocation Loc = Init->getExprLoc();
4011
4012   LocalInstantiationScope InstScope(*this);
4013
4014   // Build template<class TemplParam> void Func(FuncParam);
4015   TemplateTypeParmDecl *TemplParam =
4016     TemplateTypeParmDecl::Create(Context, 0, SourceLocation(), Loc, 0, 0, 0,
4017                                  false, false);
4018   QualType TemplArg = QualType(TemplParam->getTypeForDecl(), 0);
4019   NamedDecl *TemplParamPtr = TemplParam;
4020   FixedSizeTemplateParameterList<1> TemplateParams(Loc, Loc, &TemplParamPtr,
4021                                                    Loc);
4022
4023   QualType FuncParam = SubstituteAutoTransform(*this, TemplArg).Apply(Type);
4024   assert(!FuncParam.isNull() &&
4025          "substituting template parameter for 'auto' failed");
4026
4027   // Deduce type of TemplParam in Func(Init)
4028   SmallVector<DeducedTemplateArgument, 1> Deduced;
4029   Deduced.resize(1);
4030   QualType InitType = Init->getType();
4031   unsigned TDF = 0;
4032
4033   TemplateDeductionInfo Info(Loc);
4034
4035   InitListExpr *InitList = dyn_cast<InitListExpr>(Init);
4036   if (InitList) {
4037     for (unsigned i = 0, e = InitList->getNumInits(); i < e; ++i) {
4038       if (DeduceTemplateArgumentByListElement(*this, &TemplateParams,
4039                                               TemplArg,
4040                                               InitList->getInit(i),
4041                                               Info, Deduced, TDF))
4042         return DAR_Failed;
4043     }
4044   } else {
4045     if (AdjustFunctionParmAndArgTypesForDeduction(*this, &TemplateParams,
4046                                                   FuncParam, InitType, Init,
4047                                                   TDF))
4048       return DAR_Failed;
4049
4050     if (DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(*this, &TemplateParams, FuncParam,
4051                                            InitType, Info, Deduced, TDF))
4052       return DAR_Failed;
4053   }
4054
4055   if (Deduced[0].getKind() != TemplateArgument::Type)
4056     return DAR_Failed;
4057
4058   QualType DeducedType = Deduced[0].getAsType();
4059
4060   if (InitList) {
4061     DeducedType = BuildStdInitializerList(DeducedType, Loc);
4062     if (DeducedType.isNull())
4063       return DAR_FailedAlreadyDiagnosed;
4064   }
4065
4066   Result = SubstituteAutoTransform(*this, DeducedType).Apply(Type);
4067   if (Result.isNull())
4068    return DAR_FailedAlreadyDiagnosed;
4069
4070   // Check that the deduced argument type is compatible with the original
4071   // argument type per C++ [temp.deduct.call]p4.
4072   if (!InitList && !Result.isNull() &&
4073       CheckOriginalCallArgDeduction(*this,
4074                                     Sema::OriginalCallArg(FuncParam,0,InitType),
4075                                     Result)) {
4076     Result = QualType();
4077     return DAR_Failed;
4078   }
4079
4080   return DAR_Succeeded;
4081 }
4082
4083 QualType Sema::SubstAutoType(QualType TypeWithAuto, 
4084                              QualType TypeToReplaceAuto) {
4085   return SubstituteAutoTransform(*this, TypeToReplaceAuto).
4086                TransformType(TypeWithAuto);
4087 }
4088
4089 TypeSourceInfo* Sema::SubstAutoTypeSourceInfo(TypeSourceInfo *TypeWithAuto, 
4090                              QualType TypeToReplaceAuto) {
4091     return SubstituteAutoTransform(*this, TypeToReplaceAuto).
4092                TransformType(TypeWithAuto);
4093 }
4094
4095 void Sema::DiagnoseAutoDeductionFailure(VarDecl *VDecl, Expr *Init) {
4096   if (isa<InitListExpr>(Init))
4097     Diag(VDecl->getLocation(),
4098          VDecl->isInitCapture()
4099              ? diag::err_init_capture_deduction_failure_from_init_list
4100              : diag::err_auto_var_deduction_failure_from_init_list)
4101       << VDecl->getDeclName() << VDecl->getType() << Init->getSourceRange();
4102   else
4103     Diag(VDecl->getLocation(),
4104          VDecl->isInitCapture() ? diag::err_init_capture_deduction_failure
4105                                 : diag::err_auto_var_deduction_failure)
4106       << VDecl->getDeclName() << VDecl->getType() << Init->getType()
4107       << Init->getSourceRange();
4108 }
4109
4110 bool Sema::DeduceReturnType(FunctionDecl *FD, SourceLocation Loc,
4111                             bool Diagnose) {
4112   assert(FD->getResultType()->isUndeducedType());
4113
4114   if (FD->getTemplateInstantiationPattern())
4115     InstantiateFunctionDefinition(Loc, FD);
4116
4117   bool StillUndeduced = FD->getResultType()->isUndeducedType();
4118   if (StillUndeduced && Diagnose && !FD->isInvalidDecl()) {
4119     Diag(Loc, diag::err_auto_fn_used_before_defined) << FD;
4120     Diag(FD->getLocation(), diag::note_callee_decl) << FD;
4121   }
4122
4123   return StillUndeduced;
4124 }
4125
4126 static void
4127 MarkUsedTemplateParameters(ASTContext &Ctx, QualType T,
4128                            bool OnlyDeduced,
4129                            unsigned Level,
4130                            llvm::SmallBitVector &Deduced);
4131
4132 /// \brief If this is a non-static member function,
4133 static void
4134 AddImplicitObjectParameterType(ASTContext &Context,
4135                                CXXMethodDecl *Method,
4136                                SmallVectorImpl<QualType> &ArgTypes) {
4137   // C++11 [temp.func.order]p3:
4138   //   [...] The new parameter is of type "reference to cv A," where cv are
4139   //   the cv-qualifiers of the function template (if any) and A is
4140   //   the class of which the function template is a member.
4141   //
4142   // The standard doesn't say explicitly, but we pick the appropriate kind of
4143   // reference type based on [over.match.funcs]p4.
4144   QualType ArgTy = Context.getTypeDeclType(Method->getParent());
4145   ArgTy = Context.getQualifiedType(ArgTy,
4146                         Qualifiers::fromCVRMask(Method->getTypeQualifiers()));
4147   if (Method->getRefQualifier() == RQ_RValue)
4148     ArgTy = Context.getRValueReferenceType(ArgTy);
4149   else
4150     ArgTy = Context.getLValueReferenceType(ArgTy);
4151   ArgTypes.push_back(ArgTy);
4152 }
4153
4154 /// \brief Determine whether the function template \p FT1 is at least as
4155 /// specialized as \p FT2.
4156 static bool isAtLeastAsSpecializedAs(Sema &S,
4157                                      SourceLocation Loc,
4158                                      FunctionTemplateDecl *FT1,
4159                                      FunctionTemplateDecl *FT2,
4160                                      TemplatePartialOrderingContext TPOC,
4161                                      unsigned NumCallArguments1,
4162     SmallVectorImpl<RefParamPartialOrderingComparison> *RefParamComparisons) {
4163   FunctionDecl *FD1 = FT1->getTemplatedDecl();
4164   FunctionDecl *FD2 = FT2->getTemplatedDecl();
4165   const FunctionProtoType *Proto1 = FD1->getType()->getAs<FunctionProtoType>();
4166   const FunctionProtoType *Proto2 = FD2->getType()->getAs<FunctionProtoType>();
4167
4168   assert(Proto1 && Proto2 && "Function templates must have prototypes");
4169   TemplateParameterList *TemplateParams = FT2->getTemplateParameters();
4170   SmallVector<DeducedTemplateArgument, 4> Deduced;
4171   Deduced.resize(TemplateParams->size());
4172
4173   // C++0x [temp.deduct.partial]p3:
4174   //   The types used to determine the ordering depend on the context in which
4175   //   the partial ordering is done:
4176   TemplateDeductionInfo Info(Loc);
4177   SmallVector<QualType, 4> Args2;
4178   switch (TPOC) {
4179   case TPOC_Call: {
4180     //   - In the context of a function call, the function parameter types are
4181     //     used.
4182     CXXMethodDecl *Method1 = dyn_cast<CXXMethodDecl>(FD1);
4183     CXXMethodDecl *Method2 = dyn_cast<CXXMethodDecl>(FD2);
4184
4185     // C++11 [temp.func.order]p3:
4186     //   [...] If only one of the function templates is a non-static
4187     //   member, that function template is considered to have a new
4188     //   first parameter inserted in its function parameter list. The
4189     //   new parameter is of type "reference to cv A," where cv are
4190     //   the cv-qualifiers of the function template (if any) and A is
4191     //   the class of which the function template is a member.
4192     //
4193     // Note that we interpret this to mean "if one of the function
4194     // templates is a non-static member and the other is a non-member";
4195     // otherwise, the ordering rules for static functions against non-static
4196     // functions don't make any sense.
4197     //
4198     // C++98/03 doesn't have this provision, so instead we drop the
4199     // first argument of the free function, which seems to match
4200     // existing practice.
4201     SmallVector<QualType, 4> Args1;
4202
4203     unsigned Skip1 = 0, Skip2 = 0;
4204     unsigned NumComparedArguments = NumCallArguments1;
4205
4206     if (!Method2 && Method1 && !Method1->isStatic()) {
4207       if (S.getLangOpts().CPlusPlus11) {
4208         // Compare 'this' from Method1 against first parameter from Method2.
4209         AddImplicitObjectParameterType(S.Context, Method1, Args1);
4210         ++NumComparedArguments;
4211       } else
4212         // Ignore first parameter from Method2.
4213         ++Skip2;
4214     } else if (!Method1 && Method2 && !Method2->isStatic()) {
4215       if (S.getLangOpts().CPlusPlus11)
4216         // Compare 'this' from Method2 against first parameter from Method1.
4217         AddImplicitObjectParameterType(S.Context, Method2, Args2);
4218       else
4219         // Ignore first parameter from Method1.
4220         ++Skip1;
4221     }
4222
4223     Args1.insert(Args1.end(),
4224                  Proto1->arg_type_begin() + Skip1, Proto1->arg_type_end());
4225     Args2.insert(Args2.end(),
4226                  Proto2->arg_type_begin() + Skip2, Proto2->arg_type_end());
4227
4228     // C++ [temp.func.order]p5:
4229     //   The presence of unused ellipsis and default arguments has no effect on
4230     //   the partial ordering of function templates.
4231     if (Args1.size() > NumComparedArguments)
4232       Args1.resize(NumComparedArguments);
4233     if (Args2.size() > NumComparedArguments)
4234       Args2.resize(NumComparedArguments);
4235     if (DeduceTemplateArguments(S, TemplateParams, Args2.data(), Args2.size(),
4236                                 Args1.data(), Args1.size(), Info, Deduced,
4237                                 TDF_None, /*PartialOrdering=*/true,
4238                                 RefParamComparisons))
4239         return false;
4240
4241     break;
4242   }
4243
4244   case TPOC_Conversion:
4245     //   - In the context of a call to a conversion operator, the return types
4246     //     of the conversion function templates are used.
4247     if (DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams,
4248                                            Proto2->getResultType(),
4249                                            Proto1->getResultType(),
4250                                            Info, Deduced, TDF_None,
4251                                            /*PartialOrdering=*/true,
4252                                            RefParamComparisons))
4253       return false;
4254     break;
4255
4256   case TPOC_Other:
4257     //   - In other contexts (14.6.6.2) the function template's function type
4258     //     is used.
4259     if (DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(S, TemplateParams,
4260                                            FD2->getType(), FD1->getType(),
4261                                            Info, Deduced, TDF_None,
4262                                            /*PartialOrdering=*/true,
4263                                            RefParamComparisons))
4264       return false;
4265     break;
4266   }
4267
4268   // C++0x [temp.deduct.partial]p11:
4269   //   In most cases, all template parameters must have values in order for
4270   //   deduction to succeed, but for partial ordering purposes a template
4271   //   parameter may remain without a value provided it is not used in the
4272   //   types being used for partial ordering. [ Note: a template parameter used
4273   //   in a non-deduced context is considered used. -end note]
4274   unsigned ArgIdx = 0, NumArgs = Deduced.size();
4275   for (; ArgIdx != NumArgs; ++ArgIdx)
4276     if (Deduced[ArgIdx].isNull())
4277       break;
4278
4279   if (ArgIdx == NumArgs) {
4280     // All template arguments were deduced. FT1 is at least as specialized
4281     // as FT2.
4282     return true;
4283   }
4284
4285   // Figure out which template parameters were used.
4286   llvm::SmallBitVector UsedParameters(TemplateParams->size());
4287   switch (TPOC) {
4288   case TPOC_Call:
4289     for (unsigned I = 0, N = Args2.size(); I != N; ++I)
4290       ::MarkUsedTemplateParameters(S.Context, Args2[I], false,
4291                                    TemplateParams->getDepth(),
4292                                    UsedParameters);
4293     break;
4294
4295   case TPOC_Conversion:
4296     ::MarkUsedTemplateParameters(S.Context, Proto2->getResultType(), false,
4297                                  TemplateParams->getDepth(),
4298                                  UsedParameters);
4299     break;
4300
4301   case TPOC_Other:
4302     ::MarkUsedTemplateParameters(S.Context, FD2->getType(), false,
4303                                  TemplateParams->getDepth(),
4304                                  UsedParameters);
4305     break;
4306   }
4307
4308   for (; ArgIdx != NumArgs; ++ArgIdx)
4309     // If this argument had no value deduced but was used in one of the types
4310     // used for partial ordering, then deduction fails.
4311     if (Deduced[ArgIdx].isNull() && UsedParameters[ArgIdx])
4312       return false;
4313
4314   return true;
4315 }
4316
4317 /// \brief Determine whether this a function template whose parameter-type-list
4318 /// ends with a function parameter pack.
4319 static bool isVariadicFunctionTemplate(FunctionTemplateDecl *FunTmpl) {
4320   FunctionDecl *Function = FunTmpl->getTemplatedDecl();
4321   unsigned NumParams = Function->getNumParams();
4322   if (NumParams == 0)
4323     return false;
4324
4325   ParmVarDecl *Last = Function->getParamDecl(NumParams - 1);
4326   if (!Last->isParameterPack())
4327     return false;
4328
4329   // Make sure that no previous parameter is a parameter pack.
4330   while (--NumParams > 0) {
4331     if (Function->getParamDecl(NumParams - 1)->isParameterPack())
4332       return false;
4333   }
4334
4335   return true;
4336 }
4337
4338 /// \brief Returns the more specialized function template according
4339 /// to the rules of function template partial ordering (C++ [temp.func.order]).
4340 ///
4341 /// \param FT1 the first function template
4342 ///
4343 /// \param FT2 the second function template
4344 ///
4345 /// \param TPOC the context in which we are performing partial ordering of
4346 /// function templates.
4347 ///
4348 /// \param NumCallArguments1 The number of arguments in the call to FT1, used
4349 /// only when \c TPOC is \c TPOC_Call.
4350 ///
4351 /// \param NumCallArguments2 The number of arguments in the call to FT2, used
4352 /// only when \c TPOC is \c TPOC_Call.
4353 ///
4354 /// \returns the more specialized function template. If neither
4355 /// template is more specialized, returns NULL.
4356 FunctionTemplateDecl *
4357 Sema::getMoreSpecializedTemplate(FunctionTemplateDecl *FT1,
4358                                  FunctionTemplateDecl *FT2,
4359                                  SourceLocation Loc,
4360                                  TemplatePartialOrderingContext TPOC,
4361                                  unsigned NumCallArguments1,
4362                                  unsigned NumCallArguments2) {
4363   SmallVector<RefParamPartialOrderingComparison, 4> RefParamComparisons;
4364   bool Better1 = isAtLeastAsSpecializedAs(*this, Loc, FT1, FT2, TPOC,
4365                                           NumCallArguments1, 0);
4366   bool Better2 = isAtLeastAsSpecializedAs(*this, Loc, FT2, FT1, TPOC,
4367                                           NumCallArguments2,
4368                                           &RefParamComparisons);
4369
4370   if (Better1 != Better2) // We have a clear winner
4371     return Better1? FT1 : FT2;
4372
4373   if (!Better1 && !Better2) // Neither is better than the other
4374     return 0;
4375
4376   // C++0x [temp.deduct.partial]p10:
4377   //   If for each type being considered a given template is at least as
4378   //   specialized for all types and more specialized for some set of types and
4379   //   the other template is not more specialized for any types or is not at
4380   //   least as specialized for any types, then the given template is more
4381   //   specialized than the other template. Otherwise, neither template is more
4382   //   specialized than the other.
4383   Better1 = false;
4384   Better2 = false;
4385   for (unsigned I = 0, N = RefParamComparisons.size(); I != N; ++I) {
4386     // C++0x [temp.deduct.partial]p9:
4387     //   If, for a given type, deduction succeeds in both directions (i.e., the
4388     //   types are identical after the transformations above) and both P and A
4389     //   were reference types (before being replaced with the type referred to
4390     //   above):
4391
4392     //     -- if the type from the argument template was an lvalue reference
4393     //        and the type from the parameter template was not, the argument
4394     //        type is considered to be more specialized than the other;
4395     //        otherwise,
4396     if (!RefParamComparisons[I].ArgIsRvalueRef &&
4397         RefParamComparisons[I].ParamIsRvalueRef) {
4398       Better2 = true;
4399       if (Better1)
4400         return 0;
4401       continue;
4402     } else if (!RefParamComparisons[I].ParamIsRvalueRef &&
4403                RefParamComparisons[I].ArgIsRvalueRef) {
4404       Better1 = true;
4405       if (Better2)
4406         return 0;
4407       continue;
4408     }
4409
4410     //     -- if the type from the argument template is more cv-qualified than
4411     //        the type from the parameter template (as described above), the
4412     //        argument type is considered to be more specialized than the
4413     //        other; otherwise,
4414     switch (RefParamComparisons[I].Qualifiers) {
4415     case NeitherMoreQualified:
4416       break;
4417
4418     case ParamMoreQualified:
4419       Better1 = true;
4420       if (Better2)
4421         return 0;
4422       continue;
4423
4424     case ArgMoreQualified:
4425       Better2 = true;
4426       if (Better1)
4427         return 0;
4428       continue;
4429     }
4430
4431     //     -- neither type is more specialized than the other.
4432   }
4433
4434   assert(!(Better1 && Better2) && "Should have broken out in the loop above");
4435   if (Better1)
4436     return FT1;
4437   else if (Better2)
4438     return FT2;
4439
4440   // FIXME: This mimics what GCC implements, but doesn't match up with the
4441   // proposed resolution for core issue 692. This area needs to be sorted out,
4442   // but for now we attempt to maintain compatibility.
4443   bool Variadic1 = isVariadicFunctionTemplate(FT1);
4444   bool Variadic2 = isVariadicFunctionTemplate(FT2);
4445   if (Variadic1 != Variadic2)
4446     return Variadic1? FT2 : FT1;
4447
4448   return 0;
4449 }
4450
4451 /// \brief Determine if the two templates are equivalent.
4452 static bool isSameTemplate(TemplateDecl *T1, TemplateDecl *T2) {
4453   if (T1 == T2)
4454     return true;
4455
4456   if (!T1 || !T2)
4457     return false;
4458
4459   return T1->getCanonicalDecl() == T2->getCanonicalDecl();
4460 }
4461
4462 /// \brief Retrieve the most specialized of the given function template
4463 /// specializations.
4464 ///
4465 /// \param SpecBegin the start iterator of the function template
4466 /// specializations that we will be comparing.
4467 ///
4468 /// \param SpecEnd the end iterator of the function template
4469 /// specializations, paired with \p SpecBegin.
4470 ///
4471 /// \param Loc the location where the ambiguity or no-specializations
4472 /// diagnostic should occur.
4473 ///
4474 /// \param NoneDiag partial diagnostic used to diagnose cases where there are
4475 /// no matching candidates.
4476 ///
4477 /// \param AmbigDiag partial diagnostic used to diagnose an ambiguity, if one
4478 /// occurs.
4479 ///
4480 /// \param CandidateDiag partial diagnostic used for each function template
4481 /// specialization that is a candidate in the ambiguous ordering. One parameter
4482 /// in this diagnostic should be unbound, which will correspond to the string
4483 /// describing the template arguments for the function template specialization.
4484 ///
4485 /// \returns the most specialized function template specialization, if
4486 /// found. Otherwise, returns SpecEnd.
4487 UnresolvedSetIterator Sema::getMostSpecialized(
4488     UnresolvedSetIterator SpecBegin, UnresolvedSetIterator SpecEnd,
4489     TemplateSpecCandidateSet &FailedCandidates,
4490     SourceLocation Loc, const PartialDiagnostic &NoneDiag,
4491     const PartialDiagnostic &AmbigDiag, const PartialDiagnostic &CandidateDiag,
4492     bool Complain, QualType TargetType) {
4493   if (SpecBegin == SpecEnd) {
4494     if (Complain) {
4495       Diag(Loc, NoneDiag);
4496       FailedCandidates.NoteCandidates(*this, Loc);
4497     }
4498     return SpecEnd;
4499   }
4500
4501   if (SpecBegin + 1 == SpecEnd)
4502     return SpecBegin;
4503
4504   // Find the function template that is better than all of the templates it
4505   // has been compared to.
4506   UnresolvedSetIterator Best = SpecBegin;
4507   FunctionTemplateDecl *BestTemplate
4508     = cast<FunctionDecl>(*Best)->getPrimaryTemplate();
4509   assert(BestTemplate && "Not a function template specialization?");
4510   for (UnresolvedSetIterator I = SpecBegin + 1; I != SpecEnd; ++I) {
4511     FunctionTemplateDecl *Challenger
4512       = cast<FunctionDecl>(*I)->getPrimaryTemplate();
4513     assert(Challenger && "Not a function template specialization?");
4514     if (isSameTemplate(getMoreSpecializedTemplate(BestTemplate, Challenger,
4515                                                   Loc, TPOC_Other, 0, 0),
4516                        Challenger)) {
4517       Best = I;
4518       BestTemplate = Challenger;
4519     }
4520   }
4521
4522   // Make sure that the "best" function template is more specialized than all
4523   // of the others.
4524   bool Ambiguous = false;
4525   for (UnresolvedSetIterator I = SpecBegin; I != SpecEnd; ++I) {
4526     FunctionTemplateDecl *Challenger
4527       = cast<FunctionDecl>(*I)->getPrimaryTemplate();
4528     if (I != Best &&
4529         !isSameTemplate(getMoreSpecializedTemplate(BestTemplate, Challenger,
4530                                                    Loc, TPOC_Other, 0, 0),
4531                         BestTemplate)) {
4532       Ambiguous = true;
4533       break;
4534     }
4535   }
4536
4537   if (!Ambiguous) {
4538     // We found an answer. Return it.
4539     return Best;
4540   }
4541
4542   // Diagnose the ambiguity.
4543   if (Complain) {
4544     Diag(Loc, AmbigDiag);
4545
4546     // FIXME: Can we order the candidates in some sane way?
4547     for (UnresolvedSetIterator I = SpecBegin; I != SpecEnd; ++I) {
4548       PartialDiagnostic PD = CandidateDiag;
4549       PD << getTemplateArgumentBindingsText(
4550           cast<FunctionDecl>(*I)->getPrimaryTemplate()->getTemplateParameters(),
4551                     *cast<FunctionDecl>(*I)->getTemplateSpecializationArgs());
4552       if (!TargetType.isNull())
4553         HandleFunctionTypeMismatch(PD, cast<FunctionDecl>(*I)->getType(),
4554                                    TargetType);
4555       Diag((*I)->getLocation(), PD);
4556     }
4557   }
4558
4559   return SpecEnd;
4560 }
4561
4562 /// \brief Returns the more specialized class template partial specialization
4563 /// according to the rules of partial ordering of class template partial
4564 /// specializations (C++ [temp.class.order]).
4565 ///
4566 /// \param PS1 the first class template partial specialization
4567 ///
4568 /// \param PS2 the second class template partial specialization
4569 ///
4570 /// \returns the more specialized class template partial specialization. If
4571 /// neither partial specialization is more specialized, returns NULL.
4572 ClassTemplatePartialSpecializationDecl *
4573 Sema::getMoreSpecializedPartialSpecialization(
4574                                   ClassTemplatePartialSpecializationDecl *PS1,
4575                                   ClassTemplatePartialSpecializationDecl *PS2,
4576                                               SourceLocation Loc) {
4577   // C++ [temp.class.order]p1:
4578   //   For two class template partial specializations, the first is at least as
4579   //   specialized as the second if, given the following rewrite to two
4580   //   function templates, the first function template is at least as
4581   //   specialized as the second according to the ordering rules for function
4582   //   templates (14.6.6.2):
4583   //     - the first function template has the same template parameters as the
4584   //       first partial specialization and has a single function parameter
4585   //       whose type is a class template specialization with the template
4586   //       arguments of the first partial specialization, and
4587   //     - the second function template has the same template parameters as the
4588   //       second partial specialization and has a single function parameter
4589   //       whose type is a class template specialization with the template
4590   //       arguments of the second partial specialization.
4591   //
4592   // Rather than synthesize function templates, we merely perform the
4593   // equivalent partial ordering by performing deduction directly on
4594   // the template arguments of the class template partial
4595   // specializations. This computation is slightly simpler than the
4596   // general problem of function template partial ordering, because
4597   // class template partial specializations are more constrained. We
4598   // know that every template parameter is deducible from the class
4599   // template partial specialization's template arguments, for
4600   // example.
4601   SmallVector<DeducedTemplateArgument, 4> Deduced;
4602   TemplateDeductionInfo Info(Loc);
4603
4604   QualType PT1 = PS1->getInjectedSpecializationType();
4605   QualType PT2 = PS2->getInjectedSpecializationType();
4606
4607   // Determine whether PS1 is at least as specialized as PS2
4608   Deduced.resize(PS2->getTemplateParameters()->size());
4609   bool Better1 = !DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(*this,
4610                                             PS2->getTemplateParameters(),
4611                                             PT2, PT1, Info, Deduced, TDF_None,
4612                                             /*PartialOrdering=*/true,
4613                                             /*RefParamComparisons=*/0);
4614   if (Better1) {
4615     SmallVector<TemplateArgument, 4> DeducedArgs(Deduced.begin(),Deduced.end());
4616     InstantiatingTemplate Inst(*this, PS2->getLocation(), PS2, DeducedArgs,
4617                                Info);
4618     Better1 = !::FinishTemplateArgumentDeduction(
4619         *this, PS2, PS1->getTemplateArgs(), Deduced, Info);
4620   }
4621
4622   // Determine whether PS2 is at least as specialized as PS1
4623   Deduced.clear();
4624   Deduced.resize(PS1->getTemplateParameters()->size());
4625   bool Better2 = !DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(
4626       *this, PS1->getTemplateParameters(), PT1, PT2, Info, Deduced, TDF_None,
4627       /*PartialOrdering=*/true,
4628       /*RefParamComparisons=*/0);
4629   if (Better2) {
4630     SmallVector<TemplateArgument, 4> DeducedArgs(Deduced.begin(),
4631                                                  Deduced.end());
4632     InstantiatingTemplate Inst(*this, PS1->getLocation(), PS1, DeducedArgs,
4633                                Info);
4634     Better2 = !::FinishTemplateArgumentDeduction(
4635         *this, PS1, PS2->getTemplateArgs(), Deduced, Info);
4636   }
4637
4638   if (Better1 == Better2)
4639     return 0;
4640
4641   return Better1 ? PS1 : PS2;
4642 }
4643
4644 /// TODO: Unify with ClassTemplatePartialSpecializationDecl version?
4645 ///       May require unifying ClassTemplate(Partial)SpecializationDecl and
4646 ///        VarTemplate(Partial)SpecializationDecl with a new data
4647 ///        structure Template(Partial)SpecializationDecl, and
4648 ///        using Template(Partial)SpecializationDecl as input type.
4649 VarTemplatePartialSpecializationDecl *
4650 Sema::getMoreSpecializedPartialSpecialization(
4651     VarTemplatePartialSpecializationDecl *PS1,
4652     VarTemplatePartialSpecializationDecl *PS2, SourceLocation Loc) {
4653   SmallVector<DeducedTemplateArgument, 4> Deduced;
4654   TemplateDeductionInfo Info(Loc);
4655
4656   assert(PS1->getSpecializedTemplate() == PS1->getSpecializedTemplate() &&
4657          "the partial specializations being compared should specialize"
4658          " the same template.");
4659   TemplateName Name(PS1->getSpecializedTemplate());
4660   TemplateName CanonTemplate = Context.getCanonicalTemplateName(Name);
4661   QualType PT1 = Context.getTemplateSpecializationType(
4662       CanonTemplate, PS1->getTemplateArgs().data(),
4663       PS1->getTemplateArgs().size());
4664   QualType PT2 = Context.getTemplateSpecializationType(
4665       CanonTemplate, PS2->getTemplateArgs().data(),
4666       PS2->getTemplateArgs().size());
4667
4668   // Determine whether PS1 is at least as specialized as PS2
4669   Deduced.resize(PS2->getTemplateParameters()->size());
4670   bool Better1 = !DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(
4671       *this, PS2->getTemplateParameters(), PT2, PT1, Info, Deduced, TDF_None,
4672       /*PartialOrdering=*/true,
4673       /*RefParamComparisons=*/0);
4674   if (Better1) {
4675     SmallVector<TemplateArgument, 4> DeducedArgs(Deduced.begin(),
4676                                                  Deduced.end());
4677     InstantiatingTemplate Inst(*this, PS2->getLocation(), PS2,
4678                                DeducedArgs, Info);
4679     Better1 = !::FinishTemplateArgumentDeduction(*this, PS2,
4680                                                  PS1->getTemplateArgs(),
4681                                                  Deduced, Info);
4682   }
4683
4684   // Determine whether PS2 is at least as specialized as PS1
4685   Deduced.clear();
4686   Deduced.resize(PS1->getTemplateParameters()->size());
4687   bool Better2 = !DeduceTemplateArgumentsByTypeMatch(*this,
4688                                             PS1->getTemplateParameters(),
4689                                             PT1, PT2, Info, Deduced, TDF_None,
4690                                             /*PartialOrdering=*/true,
4691                                             /*RefParamComparisons=*/0);
4692   if (Better2) {
4693     SmallVector<TemplateArgument, 4> DeducedArgs(Deduced.begin(),Deduced.end());
4694     InstantiatingTemplate Inst(*this, PS1->getLocation(), PS1,
4695                                DeducedArgs, Info);
4696     Better2 = !::FinishTemplateArgumentDeduction(*this, PS1,
4697                                                  PS2->getTemplateArgs(),
4698                                                  Deduced, Info);
4699   }
4700
4701   if (Better1 == Better2)
4702     return 0;
4703
4704   return Better1? PS1 : PS2;
4705 }
4706
4707 static void
4708 MarkUsedTemplateParameters(ASTContext &Ctx,
4709                            const TemplateArgument &TemplateArg,
4710                            bool OnlyDeduced,
4711                            unsigned Depth,
4712                            llvm::SmallBitVector &Used);
4713
4714 /// \brief Mark the template parameters that are used by the given
4715 /// expression.
4716 static void
4717 MarkUsedTemplateParameters(ASTContext &Ctx,
4718                            const Expr *E,
4719                            bool OnlyDeduced,
4720                            unsigned Depth,
4721                            llvm::SmallBitVector &Used) {
4722   // We can deduce from a pack expansion.
4723   if (const PackExpansionExpr *Expansion = dyn_cast<PackExpansionExpr>(E))
4724     E = Expansion->getPattern();
4725
4726   // Skip through any implicit casts we added while type-checking, and any
4727   // substitutions performed by template alias expansion.
4728   while (1) {
4729     if (const ImplicitCastExpr *ICE = dyn_cast<ImplicitCastExpr>(E))
4730       E = ICE->getSubExpr();
4731     else if (const SubstNonTypeTemplateParmExpr *Subst =
4732                dyn_cast<SubstNonTypeTemplateParmExpr>(E))
4733       E = Subst->getReplacement();
4734     else
4735       break;
4736   }
4737
4738   // FIXME: if !OnlyDeduced, we have to walk the whole subexpression to
4739   // find other occurrences of template parameters.
4740   const DeclRefExpr *DRE = dyn_cast<DeclRefExpr>(E);
4741   if (!DRE)
4742     return;
4743
4744   const NonTypeTemplateParmDecl *NTTP
4745     = dyn_cast<NonTypeTemplateParmDecl>(DRE->getDecl());
4746   if (!NTTP)
4747     return;
4748
4749   if (NTTP->getDepth() == Depth)
4750     Used[NTTP->getIndex()] = true;
4751 }
4752
4753 /// \brief Mark the template parameters that are used by the given
4754 /// nested name specifier.
4755 static void
4756 MarkUsedTemplateParameters(ASTContext &Ctx,
4757                            NestedNameSpecifier *NNS,
4758                            bool OnlyDeduced,
4759                            unsigned Depth,
4760                            llvm::SmallBitVector &Used) {
4761   if (!NNS)
4762     return;
4763
4764   MarkUsedTemplateParameters(Ctx, NNS->getPrefix(), OnlyDeduced, Depth,
4765                              Used);
4766   MarkUsedTemplateParameters(Ctx, QualType(NNS->getAsType(), 0),
4767                              OnlyDeduced, Depth, Used);
4768 }
4769
4770 /// \brief Mark the template parameters that are used by the given
4771 /// template name.
4772 static void
4773 MarkUsedTemplateParameters(ASTContext &Ctx,
4774                            TemplateName Name,
4775                            bool OnlyDeduced,
4776                            unsigned Depth,
4777                            llvm::SmallBitVector &Used) {
4778   if (TemplateDecl *Template = Name.getAsTemplateDecl()) {
4779     if (TemplateTemplateParmDecl *TTP
4780           = dyn_cast<TemplateTemplateParmDecl>(Template)) {
4781       if (TTP->getDepth() == Depth)
4782         Used[TTP->getIndex()] = true;
4783     }
4784     return;
4785   }
4786
4787   if (QualifiedTemplateName *QTN = Name.getAsQualifiedTemplateName())
4788     MarkUsedTemplateParameters(Ctx, QTN->getQualifier(), OnlyDeduced,
4789                                Depth, Used);
4790   if (DependentTemplateName *DTN = Name.getAsDependentTemplateName())
4791     MarkUsedTemplateParameters(Ctx, DTN->getQualifier(), OnlyDeduced,
4792                                Depth, Used);
4793 }
4794
4795 /// \brief Mark the template parameters that are used by the given
4796 /// type.
4797 static void
4798 MarkUsedTemplateParameters(ASTContext &Ctx, QualType T,
4799                            bool OnlyDeduced,
4800                            unsigned Depth,
4801                            llvm::SmallBitVector &Used) {
4802   if (T.isNull())
4803     return;
4804
4805   // Non-dependent types have nothing deducible
4806   if (!T->isDependentType())
4807     return;
4808
4809   T = Ctx.getCanonicalType(T);
4810   switch (T->getTypeClass()) {
4811   case Type::Pointer:
4812     MarkUsedTemplateParameters(Ctx,
4813                                cast<PointerType>(T)->getPointeeType(),
4814                                OnlyDeduced,
4815                                Depth,
4816                                Used);
4817     break;
4818
4819   case Type::BlockPointer:
4820     MarkUsedTemplateParameters(Ctx,
4821                                cast<BlockPointerType>(T)->getPointeeType(),
4822                                OnlyDeduced,
4823                                Depth,
4824                                Used);
4825     break;
4826
4827   case Type::LValueReference:
4828   case Type::RValueReference:
4829     MarkUsedTemplateParameters(Ctx,
4830                                cast<ReferenceType>(T)->getPointeeType(),
4831                                OnlyDeduced,
4832                                Depth,
4833                                Used);
4834     break;
4835
4836   case Type::MemberPointer: {
4837     const MemberPointerType *MemPtr = cast<MemberPointerType>(T.getTypePtr());
4838     MarkUsedTemplateParameters(Ctx, MemPtr->getPointeeType(), OnlyDeduced,
4839                                Depth, Used);
4840     MarkUsedTemplateParameters(Ctx, QualType(MemPtr->getClass(), 0),
4841                                OnlyDeduced, Depth, Used);
4842     break;
4843   }
4844
4845   case Type::DependentSizedArray:
4846     MarkUsedTemplateParameters(Ctx,
4847                                cast<DependentSizedArrayType>(T)->getSizeExpr(),
4848                                OnlyDeduced, Depth, Used);
4849     // Fall through to check the element type
4850
4851   case Type::ConstantArray:
4852   case Type::IncompleteArray:
4853     MarkUsedTemplateParameters(Ctx,
4854                                cast<ArrayType>(T)->getElementType(),
4855                                OnlyDeduced, Depth, Used);
4856     break;
4857
4858   case Type::Vector:
4859   case Type::ExtVector:
4860     MarkUsedTemplateParameters(Ctx,
4861                                cast<VectorType>(T)->getElementType(),
4862                                OnlyDeduced, Depth, Used);
4863     break;
4864
4865   case Type::DependentSizedExtVector: {
4866     const DependentSizedExtVectorType *VecType
4867       = cast<DependentSizedExtVectorType>(T);
4868     MarkUsedTemplateParameters(Ctx, VecType->getElementType(), OnlyDeduced,
4869                                Depth, Used);
4870     MarkUsedTemplateParameters(Ctx, VecType->getSizeExpr(), OnlyDeduced,
4871                                Depth, Used);
4872     break;
4873   }
4874
4875   case Type::FunctionProto: {
4876     const FunctionProtoType *Proto = cast<FunctionProtoType>(T);
4877     MarkUsedTemplateParameters(Ctx, Proto->getResultType(), OnlyDeduced,
4878                                Depth, Used);
4879     for (unsigned I = 0, N = Proto->getNumArgs(); I != N; ++I)
4880       MarkUsedTemplateParameters(Ctx, Proto->getArgType(I), OnlyDeduced,
4881                                  Depth, Used);
4882     break;
4883   }
4884
4885   case Type::TemplateTypeParm: {
4886     const TemplateTypeParmType *TTP = cast<TemplateTypeParmType>(T);
4887     if (TTP->getDepth() == Depth)
4888       Used[TTP->getIndex()] = true;
4889     break;
4890   }
4891
4892   case Type::SubstTemplateTypeParmPack: {
4893     const SubstTemplateTypeParmPackType *Subst
4894       = cast<SubstTemplateTypeParmPackType>(T);
4895     MarkUsedTemplateParameters(Ctx,
4896                                QualType(Subst->getReplacedParameter(), 0),
4897                                OnlyDeduced, Depth, Used);
4898     MarkUsedTemplateParameters(Ctx, Subst->getArgumentPack(),
4899                                OnlyDeduced, Depth, Used);
4900     break;
4901   }
4902
4903   case Type::InjectedClassName:
4904     T = cast<InjectedClassNameType>(T)->getInjectedSpecializationType();
4905     // fall through
4906
4907   case Type::TemplateSpecialization: {
4908     const TemplateSpecializationType *Spec
4909       = cast<TemplateSpecializationType>(T);
4910     MarkUsedTemplateParameters(Ctx, Spec->getTemplateName(), OnlyDeduced,
4911                                Depth, Used);
4912
4913     // C++0x [temp.deduct.type]p9:
4914     //   If the template argument list of P contains a pack expansion that is not
4915     //   the last template argument, the entire template argument list is a
4916     //   non-deduced context.
4917     if (OnlyDeduced &&
4918         hasPackExpansionBeforeEnd(Spec->getArgs(), Spec->getNumArgs()))
4919       break;
4920
4921     for (unsigned I = 0, N = Spec->getNumArgs(); I != N; ++I)
4922       MarkUsedTemplateParameters(Ctx, Spec->getArg(I), OnlyDeduced, Depth,
4923                                  Used);
4924     break;
4925   }
4926
4927   case Type::Complex:
4928     if (!OnlyDeduced)
4929       MarkUsedTemplateParameters(Ctx,
4930                                  cast<ComplexType>(T)->getElementType(),
4931                                  OnlyDeduced, Depth, Used);
4932     break;
4933
4934   case Type::Atomic:
4935     if (!OnlyDeduced)
4936       MarkUsedTemplateParameters(Ctx,
4937                                  cast<AtomicType>(T)->getValueType(),
4938                                  OnlyDeduced, Depth, Used);
4939     break;
4940
4941   case Type::DependentName:
4942     if (!OnlyDeduced)
4943       MarkUsedTemplateParameters(Ctx,
4944                                  cast<DependentNameType>(T)->getQualifier(),
4945                                  OnlyDeduced, Depth, Used);
4946     break;
4947
4948   case Type::DependentTemplateSpecialization: {
4949     const DependentTemplateSpecializationType *Spec
4950       = cast<DependentTemplateSpecializationType>(T);
4951     if (!OnlyDeduced)
4952       MarkUsedTemplateParameters(Ctx, Spec->getQualifier(),
4953                                  OnlyDeduced, Depth, Used);
4954
4955     // C++0x [temp.deduct.type]p9:
4956     //   If the template argument list of P contains a pack expansion that is not
4957     //   the last template argument, the entire template argument list is a
4958     //   non-deduced context.
4959     if (OnlyDeduced &&
4960         hasPackExpansionBeforeEnd(Spec->getArgs(), Spec->getNumArgs()))
4961       break;
4962
4963     for (unsigned I = 0, N = Spec->getNumArgs(); I != N; ++I)
4964       MarkUsedTemplateParameters(Ctx, Spec->getArg(I), OnlyDeduced, Depth,
4965                                  Used);
4966     break;
4967   }
4968
4969   case Type::TypeOf:
4970     if (!OnlyDeduced)
4971       MarkUsedTemplateParameters(Ctx,
4972                                  cast<TypeOfType>(T)->getUnderlyingType(),
4973                                  OnlyDeduced, Depth, Used);
4974     break;
4975
4976   case Type::TypeOfExpr:
4977     if (!OnlyDeduced)
4978       MarkUsedTemplateParameters(Ctx,
4979                                  cast<TypeOfExprType>(T)->getUnderlyingExpr(),
4980                                  OnlyDeduced, Depth, Used);
4981     break;
4982
4983   case Type::Decltype:
4984     if (!OnlyDeduced)
4985       MarkUsedTemplateParameters(Ctx,
4986                                  cast<DecltypeType>(T)->getUnderlyingExpr(),
4987                                  OnlyDeduced, Depth, Used);
4988     break;
4989
4990   case Type::UnaryTransform:
4991     if (!OnlyDeduced)
4992       MarkUsedTemplateParameters(Ctx,
4993                                cast<UnaryTransformType>(T)->getUnderlyingType(),
4994                                  OnlyDeduced, Depth, Used);
4995     break;
4996
4997   case Type::PackExpansion:
4998     MarkUsedTemplateParameters(Ctx,
4999                                cast<PackExpansionType>(T)->getPattern(),
5000                                OnlyDeduced, Depth, Used);
5001     break;
5002
5003   case Type::Auto:
5004     MarkUsedTemplateParameters(Ctx,
5005                                cast<AutoType>(T)->getDeducedType(),
5006                                OnlyDeduced, Depth, Used);
5007
5008   // None of these types have any template parameters in them.
5009   case Type::Builtin:
5010   case Type::VariableArray:
5011   case Type::FunctionNoProto:
5012   case Type::Record:
5013   case Type::Enum:
5014   case Type::ObjCInterface:
5015   case Type::ObjCObject:
5016   case Type::ObjCObjectPointer:
5017   case Type::UnresolvedUsing:
5018 #define TYPE(Class, Base)
5019 #define ABSTRACT_TYPE(Class, Base)
5020 #define DEPENDENT_TYPE(Class, Base)
5021 #define NON_CANONICAL_TYPE(Class, Base) case Type::Class:
5022 #include "clang/AST/TypeNodes.def"
5023     break;
5024   }
5025 }
5026
5027 /// \brief Mark the template parameters that are used by this
5028 /// template argument.
5029 static void
5030 MarkUsedTemplateParameters(ASTContext &Ctx,
5031                            const TemplateArgument &TemplateArg,
5032                            bool OnlyDeduced,
5033                            unsigned Depth,
5034                            llvm::SmallBitVector &Used) {
5035   switch (TemplateArg.getKind()) {
5036   case TemplateArgument::Null:
5037   case TemplateArgument::Integral:
5038   case TemplateArgument::Declaration:
5039     break;
5040
5041   case TemplateArgument::NullPtr:
5042     MarkUsedTemplateParameters(Ctx, TemplateArg.getNullPtrType(), OnlyDeduced,
5043                                Depth, Used);
5044     break;
5045
5046   case TemplateArgument::Type:
5047     MarkUsedTemplateParameters(Ctx, TemplateArg.getAsType(), OnlyDeduced,
5048                                Depth, Used);
5049     break;
5050
5051   case TemplateArgument::Template:
5052   case TemplateArgument::TemplateExpansion:
5053     MarkUsedTemplateParameters(Ctx,
5054                                TemplateArg.getAsTemplateOrTemplatePattern(),
5055                                OnlyDeduced, Depth, Used);
5056     break;
5057
5058   case TemplateArgument::Expression:
5059     MarkUsedTemplateParameters(Ctx, TemplateArg.getAsExpr(), OnlyDeduced,
5060                                Depth, Used);
5061     break;
5062
5063   case TemplateArgument::Pack:
5064     for (TemplateArgument::pack_iterator P = TemplateArg.pack_begin(),
5065                                       PEnd = TemplateArg.pack_end();
5066          P != PEnd; ++P)
5067       MarkUsedTemplateParameters(Ctx, *P, OnlyDeduced, Depth, Used);
5068     break;
5069   }
5070 }
5071
5072 /// \brief Mark which template parameters can be deduced from a given
5073 /// template argument list.
5074 ///
5075 /// \param TemplateArgs the template argument list from which template
5076 /// parameters will be deduced.
5077 ///
5078 /// \param Used a bit vector whose elements will be set to \c true
5079 /// to indicate when the corresponding template parameter will be
5080 /// deduced.
5081 void
5082 Sema::MarkUsedTemplateParameters(const TemplateArgumentList &TemplateArgs,
5083                                  bool OnlyDeduced, unsigned Depth,
5084                                  llvm::SmallBitVector &Used) {
5085   // C++0x [temp.deduct.type]p9:
5086   //   If the template argument list of P contains a pack expansion that is not
5087   //   the last template argument, the entire template argument list is a
5088   //   non-deduced context.
5089   if (OnlyDeduced &&
5090       hasPackExpansionBeforeEnd(TemplateArgs.data(), TemplateArgs.size()))
5091     return;
5092
5093   for (unsigned I = 0, N = TemplateArgs.size(); I != N; ++I)
5094     ::MarkUsedTemplateParameters(Context, TemplateArgs[I], OnlyDeduced,
5095                                  Depth, Used);
5096 }
5097
5098 /// \brief Marks all of the template parameters that will be deduced by a
5099 /// call to the given function template.
5100 void
5101 Sema::MarkDeducedTemplateParameters(ASTContext &Ctx,
5102                                     const FunctionTemplateDecl *FunctionTemplate,
5103                                     llvm::SmallBitVector &Deduced) {
5104   TemplateParameterList *TemplateParams
5105     = FunctionTemplate->getTemplateParameters();
5106   Deduced.clear();
5107   Deduced.resize(TemplateParams->size());
5108
5109   FunctionDecl *Function = FunctionTemplate->getTemplatedDecl();
5110   for (unsigned I = 0, N = Function->getNumParams(); I != N; ++I)
5111     ::MarkUsedTemplateParameters(Ctx, Function->getParamDecl(I)->getType(),
5112                                  true, TemplateParams->getDepth(), Deduced);
5113 }
5114
5115 bool hasDeducibleTemplateParameters(Sema &S,
5116                                     FunctionTemplateDecl *FunctionTemplate,
5117                                     QualType T) {
5118   if (!T->isDependentType())
5119     return false;
5120
5121   TemplateParameterList *TemplateParams
5122     = FunctionTemplate->getTemplateParameters();
5123   llvm::SmallBitVector Deduced(TemplateParams->size());
5124   ::MarkUsedTemplateParameters(S.Context, T, true, TemplateParams->getDepth(), 
5125                                Deduced);
5126
5127   return Deduced.any();
5128 }