OSDN Git Service

0bd55e1190c310cec83f9371cce54e1f4beb674c
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / cp / pt.c
1 /* Handle parameterized types (templates) for GNU C++.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000,
3    2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2007, 2008, 2009
4    Free Software Foundation, Inc.
5    Written by Ken Raeburn (raeburn@cygnus.com) while at Watchmaker Computing.
6    Rewritten by Jason Merrill (jason@cygnus.com).
7
8 This file is part of GCC.
9
10 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
11 it under the terms of the GNU General Public License as published by
12 the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
13 any later version.
14
15 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
16 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
18 GNU General Public License for more details.
19
20 You should have received a copy of the GNU General Public License
21 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
22 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
23
24 /* Known bugs or deficiencies include:
25
26      all methods must be provided in header files; can't use a source
27      file that contains only the method templates and "just win".  */
28
29 #include "config.h"
30 #include "system.h"
31 #include "coretypes.h"
32 #include "tm.h"
33 #include "obstack.h"
34 #include "tree.h"
35 #include "intl.h"
36 #include "pointer-set.h"
37 #include "flags.h"
38 #include "c-common.h"
39 #include "cp-tree.h"
40 #include "cp-objcp-common.h"
41 #include "tree-inline.h"
42 #include "decl.h"
43 #include "output.h"
44 #include "except.h"
45 #include "toplev.h"
46 #include "rtl.h"
47 #include "timevar.h"
48 #include "tree-iterator.h"
49 #include "vecprim.h"
50
51 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
52    returning an int.  */
53 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
54
55 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
56    instantiations have been deferred, either because their definitions
57    were not yet available, or because we were putting off doing the work.  */
58 struct GTY (()) pending_template {
59   struct pending_template *next;
60   struct tinst_level *tinst;
61 };
62
63 static GTY(()) struct pending_template *pending_templates;
64 static GTY(()) struct pending_template *last_pending_template;
65
66 int processing_template_parmlist;
67 static int template_header_count;
68
69 static GTY(()) tree saved_trees;
70 static VEC(int,heap) *inline_parm_levels;
71
72 static GTY(()) struct tinst_level *current_tinst_level;
73
74 static GTY(()) tree saved_access_scope;
75
76 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
77    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
78    to the EXPR_STMT that is its result.  */
79 static tree cur_stmt_expr;
80
81 /* A map from local variable declarations in the body of the template
82    presently being instantiated to the corresponding instantiated
83    local variables.  */
84 static htab_t local_specializations;
85
86 typedef struct GTY(()) spec_entry
87 {
88   tree tmpl;
89   tree args;
90   tree spec;
91 } spec_entry;
92
93 static GTY ((param_is (spec_entry)))
94   htab_t decl_specializations;
95
96 static GTY ((param_is (spec_entry)))
97   htab_t type_specializations;
98
99 /* Contains canonical template parameter types. The vector is indexed by
100    the TEMPLATE_TYPE_IDX of the template parameter. Each element is a
101    TREE_LIST, whose TREE_VALUEs contain the canonical template
102    parameters of various types and levels.  */
103 static GTY(()) VEC(tree,gc) *canonical_template_parms;
104
105 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
106 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
107 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
108 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
109 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
110 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
111 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
112 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
113
114 static void push_access_scope (tree);
115 static void pop_access_scope (tree);
116 static bool resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
117                                             unification_kind_t, int);
118 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
119                              unification_kind_t, int, bool);
120 static int unify (tree, tree, tree, tree, int);
121 static void add_pending_template (tree);
122 static tree reopen_tinst_level (struct tinst_level *);
123 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
124 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
125 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t,
126                                    bool, bool);
127 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
128 static tree add_to_template_args (tree, tree);
129 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
130 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
131 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*,
132                                              tree);
133 static int type_unification_real (tree, tree, tree, const tree *,
134                                   unsigned int, int, unification_kind_t, int);
135 static void note_template_header (int);
136 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
137 static tree convert_nontype_argument (tree, tree);
138 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
139                                        tsubst_flags_t, int, tree);
140 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
141                                    struct pointer_set_t*, bool);
142 static tree expand_template_argument_pack (tree);
143 static tree build_template_parm_index (int, int, int, tree, tree);
144 static bool inline_needs_template_parms (tree);
145 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
146 static tree retrieve_local_specialization (tree);
147 static void register_local_specialization (tree, tree);
148 static hashval_t hash_specialization (const void *p);
149 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int, tree, tsubst_flags_t);
150 static int mark_template_parm (tree, void *);
151 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
152 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
153 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
154 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
155 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
156 static int template_decl_level (tree);
157 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
158 static void template_parm_level_and_index (tree, int*, int*);
159 static int unify_pack_expansion (tree, tree, tree, tree, int, bool, bool);
160 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
161 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
162 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
163 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
164 static tree most_specialized_class (tree, tree);
165 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
166 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
167 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
168 static bool check_specialization_scope (void);
169 static tree process_partial_specialization (tree);
170 static void set_current_access_from_decl (tree);
171 static tree get_template_base (tree, tree, tree, tree);
172 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree);
173 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
174                                            tree, tree);
175 static bool template_template_parm_bindings_ok_p (tree, tree);
176 static int template_args_equal (tree, tree);
177 static void tsubst_default_arguments (tree);
178 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
179 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
180 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
181 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
182 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
183 static bool dependent_template_arg_p (tree);
184 static bool any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree);
185 static bool dependent_type_p_r (tree);
186 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, bool);
187 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
188 static tree tsubst_pack_expansion (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
189 static tree tsubst_decl (tree, tree, tsubst_flags_t);
190 static void perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs);
191 static void append_type_to_template_for_access_check_1 (tree, tree, tree,
192                                                         location_t);
193 static hashval_t iterative_hash_template_arg (tree arg, hashval_t val);
194 static tree listify (tree);
195 static tree listify_autos (tree, tree);
196
197 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
198    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
199    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
200    instantiate_decl).  */
201
202 static void
203 push_access_scope (tree t)
204 {
205   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
206               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
207
208   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
209     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
210   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
211     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
212   else
213     push_to_top_level ();
214
215   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
216     {
217       saved_access_scope = tree_cons
218         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
219       current_function_decl = t;
220     }
221 }
222
223 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
224    are processing.  */
225
226 static void
227 pop_access_scope (tree t)
228 {
229   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
230     {
231       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
232       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
233     }
234
235   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
236     pop_nested_class ();
237   else
238     pop_from_top_level ();
239 }
240
241 /* Do any processing required when DECL (a member template
242    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
243    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
244    itself is returned.  */
245
246 tree
247 finish_member_template_decl (tree decl)
248 {
249   if (decl == error_mark_node)
250     return error_mark_node;
251
252   gcc_assert (DECL_P (decl));
253
254   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
255     {
256       tree type;
257
258       type = TREE_TYPE (decl);
259       if (type == error_mark_node)
260         return error_mark_node;
261       if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (type)
262           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
263           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
264         {
265           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
266           check_member_template (tmpl);
267           return tmpl;
268         }
269       return NULL_TREE;
270     }
271   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
272     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
273   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
274     {
275       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
276         {
277           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
278           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
279         }
280       else
281         return decl;
282     }
283   else
284     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
285
286   return error_mark_node;
287 }
288
289 /* Create a template info node.  */
290
291 tree
292 build_template_info (tree template_decl, tree template_args)
293 {
294   tree result = make_node (TEMPLATE_INFO);
295   TI_TEMPLATE (result) = template_decl;
296   TI_ARGS (result) = template_args;
297   return result;
298 }
299
300 /* Return the template info node corresponding to T, whatever T is.  */
301
302 tree
303 get_template_info (const_tree t)
304 {
305   tree tinfo = NULL_TREE;
306
307   if (!t || t == error_mark_node)
308     return NULL;
309
310   if (DECL_P (t) && DECL_LANG_SPECIFIC (t))
311     tinfo = DECL_TEMPLATE_INFO (t);
312
313   if (!tinfo && DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (t))
314     t = TREE_TYPE (t);
315
316   if (TAGGED_TYPE_P (t))
317     tinfo = TYPE_TEMPLATE_INFO (t);
318   else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
319     tinfo = TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (t);
320
321   return tinfo;
322 }
323
324 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
325
326    For example, in:
327      template <class T>
328      struct A
329      {
330        template <class U>
331        struct B {};
332      };
333
334    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.
335    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
336    they are instantiations, not specializations.
337
338    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
339    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
340    always safe.  */
341
342 int
343 template_class_depth (tree type)
344 {
345   int depth;
346
347   for (depth = 0;
348        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
349        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL)
350          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : TYPE_CONTEXT (type))
351     {
352       tree tinfo = get_template_info (type);
353
354       if (tinfo && PRIMARY_TEMPLATE_P (TI_TEMPLATE (tinfo))
355           && uses_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (tinfo))))
356         ++depth;
357     }
358
359   return depth;
360 }
361
362 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
363    Returns true if processing DECL needs us to push template parms.  */
364
365 static bool
366 inline_needs_template_parms (tree decl)
367 {
368   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
369     return false;
370
371   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
372           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
373 }
374
375 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
376    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
377    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
378    innermost first.  */
379
380 static void
381 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
382 {
383   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
384   int i;
385
386   if (levels > 1)
387     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
388
389   ++processing_template_decl;
390   current_template_parms
391     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
392                  parms, current_template_parms);
393   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
394
395   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
396                NULL);
397   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
398     {
399       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
400
401       if (parm == error_mark_node)
402         continue;
403
404       gcc_assert (DECL_P (parm));
405
406       switch (TREE_CODE (parm))
407         {
408         case TYPE_DECL:
409         case TEMPLATE_DECL:
410           pushdecl (parm);
411           break;
412
413         case PARM_DECL:
414           {
415             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
416                It is ugly that we recreate this here; the original
417                version built in process_template_parm is no longer
418                available.  */
419             tree decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (parm),
420                                     CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
421                                     TREE_TYPE (parm));
422             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
423             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
424             TREE_READONLY (decl) = 1;
425             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
426             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
427             pushdecl (decl);
428           }
429           break;
430
431         default:
432           gcc_unreachable ();
433         }
434     }
435 }
436
437 /* Restore the template parameter context for a member template or
438    a friend template defined in a class definition.  */
439
440 void
441 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
442 {
443   tree parms;
444   int levels = 0;
445
446   if (inline_needs_template_parms (decl))
447     {
448       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
449       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
450
451       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
452         {
453           --levels;
454           parms = TREE_CHAIN (parms);
455         }
456
457       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
458     }
459
460   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
461      we can pop them later.  */
462   VEC_safe_push (int, heap, inline_parm_levels, levels);
463 }
464
465 /* Undo the effects of maybe_begin_member_template_processing.  */
466
467 void
468 maybe_end_member_template_processing (void)
469 {
470   int i;
471   int last;
472
473   if (VEC_length (int, inline_parm_levels) == 0)
474     return;
475
476   last = VEC_pop (int, inline_parm_levels);
477   for (i = 0; i < last; ++i)
478     {
479       --processing_template_decl;
480       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
481       poplevel (0, 0, 0);
482     }
483 }
484
485 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
486    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
487
488 static tree
489 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
490 {
491   tree new_args;
492   int extra_depth;
493   int i;
494   int j;
495
496   if (args == NULL_TREE)
497     return extra_args;
498
499   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
500   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
501
502   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
503     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
504
505   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
506     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
507
508   return new_args;
509 }
510
511 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
512    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
513    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
514    the template arguments from a partial instantiation with the
515    template arguments used to attain the full instantiation from the
516    partial instantiation.  */
517
518 static tree
519 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
520 {
521   tree new_args;
522
523   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
524      something very fishy is going on.  */
525   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
526
527   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
528      them.  */
529   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
530     return extra_args;
531
532   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
533   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
534
535   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
536
537   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
538   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
539
540   return new_args;
541 }
542
543 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
544
545 tree
546 get_innermost_template_args (tree args, int n)
547 {
548   tree new_args;
549   int extra_levels;
550   int i;
551
552   gcc_assert (n >= 0);
553
554   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
555   if (n == 1)
556     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
557
558   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
559      given.  */
560   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
561   gcc_assert (extra_levels >= 0);
562   if (extra_levels == 0)
563     return args;
564
565   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
566   new_args = make_tree_vec (n);
567   for (i = 1; i <= n; ++i)
568     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
569                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
570
571   return new_args;
572 }
573
574 /* The inverse of get_innermost_template_args: Return all but the innermost
575    EXTRA_LEVELS levels of template arguments from the ARGS.  */
576
577 static tree
578 strip_innermost_template_args (tree args, int extra_levels)
579 {
580   tree new_args;
581   int n = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - extra_levels;
582   int i;
583
584   gcc_assert (n >= 0);
585
586   /* If N is 1, just return the outermost set of template arguments.  */
587   if (n == 1)
588     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, 1);
589
590   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
591      given.  */
592   gcc_assert (extra_levels >= 0);
593   if (extra_levels == 0)
594     return args;
595
596   /* Make a new set of arguments, not containing the inner arguments.  */
597   new_args = make_tree_vec (n);
598   for (i = 1; i <= n; ++i)
599     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
600                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
601
602   return new_args;
603 }
604
605 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
606    the parms.  */
607
608 void
609 begin_template_parm_list (void)
610 {
611   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
612      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
613      namespace scope.  This is the right thing, since we want
614      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
615      global template class, push_template_decl handles putting the
616      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
617      e.g.:
618
619        template <class T> struct S1 {
620          template <class T> struct S2 {};
621        };
622
623      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
624      TEMPLATE_DECL for S2.  */
625   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
626   ++processing_template_decl;
627   ++processing_template_parmlist;
628   note_template_header (0);
629 }
630
631 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
632    invalid to declare a specialization here, an error is reported and
633    false is returned, otherwise this routine will return true.  */
634
635 static bool
636 check_specialization_scope (void)
637 {
638   tree scope = current_scope ();
639
640   /* [temp.expl.spec]
641
642      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
643      which the template is a member, or, for member templates, in the
644      namespace of which the enclosing class or enclosing class
645      template is a member.  An explicit specialization of a member
646      function, member class or static data member of a class template
647      shall be declared in the namespace of which the class template
648      is a member.  */
649   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
650     {
651       error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
652       return false;
653     }
654
655   /* [temp.expl.spec]
656
657      In an explicit specialization declaration for a member of a class
658      template or a member template that appears in namespace scope,
659      the member template and some of its enclosing class templates may
660      remain unspecialized, except that the declaration shall not
661      explicitly specialize a class member template if its enclosing
662      class templates are not explicitly specialized as well.  */
663   if (current_template_parms)
664     {
665       error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
666       return false;
667     }
668
669   return true;
670 }
671
672 /* We've just seen template <>.  */
673
674 bool
675 begin_specialization (void)
676 {
677   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
678   note_template_header (1);
679   return check_specialization_scope ();
680 }
681
682 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
683    template<>.  */
684
685 void
686 end_specialization (void)
687 {
688   finish_scope ();
689   reset_specialization ();
690 }
691
692 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
693    function specialization.  */
694
695 void
696 reset_specialization (void)
697 {
698   processing_specialization = 0;
699   template_header_count = 0;
700 }
701
702 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
703    it was of the form template <>.  */
704
705 static void
706 note_template_header (int specialization)
707 {
708   processing_specialization = specialization;
709   template_header_count++;
710 }
711
712 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
713
714 void
715 begin_explicit_instantiation (void)
716 {
717   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
718   processing_explicit_instantiation = true;
719 }
720
721
722 void
723 end_explicit_instantiation (void)
724 {
725   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
726   processing_explicit_instantiation = false;
727 }
728
729 /* An explicit specialization or partial specialization TMPL is being
730    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
731    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
732    specialize TMPL in the current namespace.  */
733
734 static bool
735 check_specialization_namespace (tree tmpl)
736 {
737   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
738
739   /* [tmpl.expl.spec]
740
741      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
742      which the template is a member, or, for member templates, in the
743      namespace of which the enclosing class or enclosing class
744      template is a member.  An explicit specialization of a member
745      function, member class or static data member of a class template
746      shall be declared in the namespace of which the class template is
747      a member.  */
748   if (current_scope() != DECL_CONTEXT (tmpl)
749       && !at_namespace_scope_p ())
750     {
751       error ("specialization of %qD must appear at namespace scope", tmpl);
752       return false;
753     }
754   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
755     /* Same or super-using namespace.  */
756     return true;
757   else
758     {
759       permerror (input_location, "specialization of %qD in different namespace", tmpl);
760       permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
761       return false;
762     }
763 }
764
765 /* SPEC is an explicit instantiation.  Check that it is valid to
766    perform this explicit instantiation in the current namespace.  */
767
768 static void
769 check_explicit_instantiation_namespace (tree spec)
770 {
771   tree ns;
772
773   /* DR 275: An explicit instantiation shall appear in an enclosing
774      namespace of its template.  */
775   ns = decl_namespace_context (spec);
776   if (!is_ancestor (current_namespace, ns))
777     permerror (input_location, "explicit instantiation of %qD in namespace %qD "
778                "(which does not enclose namespace %qD)",
779                spec, current_namespace, ns);
780 }
781
782 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
783    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
784
785 tree
786 maybe_process_partial_specialization (tree type)
787 {
788   tree context;
789
790   if (type == error_mark_node)
791     return error_mark_node;
792
793   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
794     {
795       error ("name of class shadows template template parameter %qD",
796              TYPE_NAME (type));
797       return error_mark_node;
798     }
799
800   context = TYPE_CONTEXT (type);
801
802   if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
803     {
804       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
805          specialization of a template class such as:
806
807            template <> class C<int>;
808
809          or:
810
811            template <class T> class C<T*>;
812
813          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
814
815       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
816           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
817         {
818           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
819           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
820           if (processing_template_decl)
821             {
822               if (push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type))
823                   == error_mark_node)
824                 return error_mark_node;
825             }
826         }
827       else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
828         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
829     }
830   else if (CLASS_TYPE_P (type)
831            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
832            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
833            && context && CLASS_TYPE_P (context)
834            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
835     {
836       /* This is for an explicit specialization of member class
837          template according to [temp.expl.spec/18]:
838
839            template <> template <class U> class C<int>::D;
840
841          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
842          Otherwise this is just a member class template declared
843          earlier like:
844
845            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
846            template <> template <class U> class C<int>::D;
847
848          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
849          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
850          and `C<T>::D' may not exist.  */
851
852       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
853           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
854         {
855           tree t;
856           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
857
858           if (current_namespace
859               != decl_namespace_context (tmpl))
860             {
861               permerror (input_location, "specializing %q#T in different namespace", type);
862               permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
863             }
864
865           /* Check for invalid specialization after instantiation:
866
867                template <> template <> class C<int>::D<int>;
868                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
869
870           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
871                t; t = TREE_CHAIN (t))
872             {
873               tree inst = TREE_VALUE (t);
874               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (inst))
875                 {
876                   /* We already have a full specialization of this partial
877                      instantiation.  Reassign it to the new member
878                      specialization template.  */
879                   spec_entry elt;
880                   spec_entry **slot;
881
882                   elt.tmpl = most_general_template (tmpl);
883                   elt.args = CLASSTYPE_TI_ARGS (inst);
884                   elt.spec = inst;
885
886                   htab_remove_elt (type_specializations, &elt);
887
888                   elt.tmpl = tmpl;
889                   elt.args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (elt.args);
890
891                   slot = (spec_entry **)
892                     htab_find_slot (type_specializations, &elt, INSERT);
893                   *slot = GGC_NEW (spec_entry);
894                   **slot = elt;
895                 }
896               else if (COMPLETE_TYPE_P (inst) || TYPE_BEING_DEFINED (inst))
897                 /* But if we've had an implicit instantiation, that's a
898                    problem ([temp.expl.spec]/6).  */
899                 error ("specialization %qT after instantiation %qT",
900                        type, inst);
901             }
902
903           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
904              have one level of template argument for the innermost
905              class template.  */
906           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
907           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
908             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
909         }
910     }
911   else if (processing_specialization)
912     {
913       error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
914       return error_mark_node;
915     }
916
917   return type;
918 }
919
920 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
921    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
922    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
923
924 static inline bool
925 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
926 {
927   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
928           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
929           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
930              parameter.  */
931           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
932           /* The optimized lookup depends on the fact that the
933              template arguments for the member function template apply
934              purely to the containing class, which is not true if the
935              containing class is an explicit or partial
936              specialization.  */
937           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
938           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
939           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
940           /* It is possible to have a template that is not a member
941              template and is not a member of a template class:
942
943              template <typename T>
944              struct S { friend A::f(); };
945
946              Here, the friend function is a template, but the context does
947              not have template information.  The optimized lookup relies
948              on having ARGS be the template arguments for both the class
949              and the function template.  */
950           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
951 }
952
953 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
954    specialization is either an instantiation or an explicit
955    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
956    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
957    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
958    templates with more than one level of parameters.
959
960    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
961    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
962    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
963
964 static tree
965 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args, hashval_t hash)
966 {
967   if (args == error_mark_node)
968     return NULL_TREE;
969
970   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
971
972   /* There should be as many levels of arguments as there are
973      levels of parameters.  */
974   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args)
975               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
976
977   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
978     {
979       tree class_template;
980       tree class_specialization;
981       VEC(tree,gc) *methods;
982       tree fns;
983       int idx;
984
985       /* The template arguments actually apply to the containing
986          class.  Find the class specialization with those
987          arguments.  */
988       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
989       class_specialization
990         = retrieve_specialization (class_template, args, 0);
991       if (!class_specialization)
992         return NULL_TREE;
993       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
994          for the specialization.  */
995       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
996       if (idx == -1)
997         return NULL_TREE;
998       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
999          for the one that has an instance of TMPL.  */
1000       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
1001       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1002         {
1003           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1004           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl
1005               /* using-declarations can add base methods to the method vec,
1006                  and we don't want those here.  */
1007               && DECL_CONTEXT (fn) == class_specialization)
1008             return fn;
1009         }
1010       return NULL_TREE;
1011     }
1012   else
1013     {
1014       spec_entry *found;
1015       spec_entry elt;
1016       htab_t specializations;
1017
1018       elt.tmpl = tmpl;
1019       elt.args = args;
1020       elt.spec = NULL_TREE;
1021
1022       if (DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
1023         specializations = type_specializations;
1024       else
1025         specializations = decl_specializations;
1026
1027       if (hash == 0)
1028         hash = hash_specialization (&elt);
1029       found = (spec_entry *) htab_find_with_hash (specializations, &elt, hash);
1030       if (found)
1031         return found->spec;
1032     }
1033
1034   return NULL_TREE;
1035 }
1036
1037 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
1038
1039 static tree
1040 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
1041 {
1042   tree spec;
1043
1044   if (local_specializations == NULL)
1045     return NULL_TREE;
1046
1047   spec = (tree) htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
1048                                      htab_hash_pointer (tmpl));
1049   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
1050 }
1051
1052 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
1053
1054 int
1055 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
1056 {
1057   tree t;
1058
1059   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1060     {
1061       for (t = decl;
1062            t != NULL_TREE;
1063            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
1064         if (t == tmpl)
1065           return 1;
1066     }
1067   else
1068     {
1069       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1070
1071       for (t = TREE_TYPE (decl);
1072            t != NULL_TREE;
1073            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
1074              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
1075         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
1076           return 1;
1077     }
1078
1079   return 0;
1080 }
1081
1082 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
1083    FRIEND_DECL according to [temp.friend].  */
1084
1085 bool
1086 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend_decl)
1087 {
1088   bool need_template = true;
1089   int template_depth;
1090
1091   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
1092               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1093
1094   /* For [temp.friend/6] when FRIEND_DECL is an ordinary member function
1095      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
1096      if this.  */
1097   if (TREE_CODE (friend_decl) == FUNCTION_DECL
1098       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend_decl)
1099       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend_decl))
1100     {
1101       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
1102       friend_decl = DECL_TI_TEMPLATE (friend_decl);
1103       need_template = false;
1104     }
1105   else if (TREE_CODE (friend_decl) == TEMPLATE_DECL
1106            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend_decl))
1107     need_template = false;
1108
1109   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
1110   if (TREE_CODE (friend_decl) != TEMPLATE_DECL)
1111     return false;
1112
1113   if (is_specialization_of (decl, friend_decl))
1114     return true;
1115
1116   /* [temp.friend/6]
1117      A member of a class template may be declared to be a friend of a
1118      non-template class.  In this case, the corresponding member of
1119      every specialization of the class template is a friend of the
1120      class granting friendship.
1121
1122      For example, given a template friend declaration
1123
1124        template <class T> friend void A<T>::f();
1125
1126      the member function below is considered a friend
1127
1128        template <> struct A<int> {
1129          void f();
1130        };
1131
1132      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
1133      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
1134      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
1135
1136   template_depth = template_class_depth (DECL_CONTEXT (friend_decl));
1137   if (template_depth
1138       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
1139       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)),
1140                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend_decl))))
1141     {
1142       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
1143          a few tricky cases, such as when FRIEND_DECL's are
1144
1145            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
1146            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
1147
1148          and DECL's are
1149
1150            void A<int>::g(int);
1151            template <int> void A<int>::h();
1152
1153          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1154          the context of DECL.  This is required for template substitution
1155          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1156          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1157
1158       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1159       tree args = NULL_TREE;
1160       int current_depth = 0;
1161
1162       while (current_depth < template_depth)
1163         {
1164           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1165             {
1166               if (current_depth == 0)
1167                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1168               else
1169                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1170               current_depth++;
1171             }
1172           context = TYPE_CONTEXT (context);
1173         }
1174
1175       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1176         {
1177           bool is_template;
1178           tree friend_type;
1179           tree decl_type;
1180           tree friend_args_type;
1181           tree decl_args_type;
1182
1183           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1184              non-templates.  */
1185           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1186                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1187           if (need_template ^ is_template)
1188             return false;
1189           else if (is_template)
1190             {
1191               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1192               tree friend_parms
1193                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1194                                          args, tf_none);
1195               if (!comp_template_parms
1196                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1197                       friend_parms))
1198                 return false;
1199
1200               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1201             }
1202           else
1203             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1204
1205           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend_decl), args,
1206                                               tf_none, NULL_TREE);
1207           if (friend_type == error_mark_node)
1208             return false;
1209
1210           /* Check if return types match.  */
1211           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1212             return false;
1213
1214           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1215              `this' parameter.  */
1216           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1217           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1218           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend_decl))
1219             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1220           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1221             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1222
1223           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1224         }
1225       else
1226         {
1227           /* DECL is a TYPE_DECL */
1228           bool is_template;
1229           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1230
1231           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1232              non-templates.  */
1233           is_template
1234             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1235               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1236
1237           if (need_template ^ is_template)
1238             return false;
1239           else if (is_template)
1240             {
1241               tree friend_parms;
1242               /* If both are templates, check the name of the two
1243                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1244               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1245                   != DECL_NAME (friend_decl))
1246                 return false;
1247
1248               /* Now check template parameter list.  */
1249               friend_parms
1250                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1251                                          args, tf_none);
1252               return comp_template_parms
1253                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1254                  friend_parms);
1255             }
1256           else
1257             return (DECL_NAME (decl)
1258                     == DECL_NAME (friend_decl));
1259         }
1260     }
1261   return false;
1262 }
1263
1264 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1265    the indicated ARGS.  IS_FRIEND indicates whether the specialization
1266    is actually just a friend declaration.  Returns SPEC, or an
1267    equivalent prior declaration, if available.  */
1268
1269 static tree
1270 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args, bool is_friend,
1271                          hashval_t hash)
1272 {
1273   tree fn;
1274   spec_entry **slot = NULL;
1275   spec_entry elt;
1276
1277   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL && DECL_P (spec));
1278
1279   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL
1280       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1281     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1282        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1283        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1284        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1285        with default function arguments.  In particular, given
1286        something like this:
1287
1288           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1289
1290        the default argument expression is not substituted for in an
1291        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1292     return spec;
1293
1294   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1295     /* We don't put these specializations in the hash table, but we might
1296        want to give an error about a mismatch.  */
1297     fn = retrieve_specialization (tmpl, args, 0);
1298   else
1299     {
1300       elt.tmpl = tmpl;
1301       elt.args = args;
1302       elt.spec = spec;
1303
1304       if (hash == 0)
1305         hash = hash_specialization (&elt);
1306
1307       slot = (spec_entry **)
1308         htab_find_slot_with_hash (decl_specializations, &elt, hash, INSERT);
1309       if (*slot)
1310         fn = (*slot)->spec;
1311       else
1312         fn = NULL_TREE;
1313     }
1314
1315   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1316      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1317      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1318      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1319      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1320   if (fn == spec)
1321     return spec;
1322   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1323     {
1324       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1325         {
1326           if (DECL_ODR_USED (fn)
1327               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1328             {
1329               error ("specialization of %qD after instantiation",
1330                      fn);
1331               return error_mark_node;
1332             }
1333           else
1334             {
1335               tree clone;
1336               /* This situation should occur only if the first
1337                  specialization is an implicit instantiation, the
1338                  second is an explicit specialization, and the
1339                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1340                  situation can occur if we have implicitly
1341                  instantiated a member function and then specialized
1342                  it later.
1343
1344                  We can also wind up here if a friend declaration that
1345                  looked like an instantiation turns out to be a
1346                  specialization:
1347
1348                    template <class T> void foo(T);
1349                    class S { friend void foo<>(int) };
1350                    template <> void foo(int);
1351
1352                  We transform the existing DECL in place so that any
1353                  pointers to it become pointers to the updated
1354                  declaration.
1355
1356                  If there was a definition for the template, but not
1357                  for the specialization, we want this to look as if
1358                  there were no definition, and vice versa.  */
1359               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1360               duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1361               /* The call to duplicate_decls will have applied
1362                  [temp.expl.spec]:
1363
1364                    An explicit specialization of a function template
1365                    is inline only if it is explicitly declared to be,
1366                    and independently of whether its function template
1367                    is.
1368
1369                 to the primary function; now copy the inline bits to
1370                 the various clones.  */
1371               FOR_EACH_CLONE (clone, fn)
1372                 {
1373                   DECL_DECLARED_INLINE_P (clone)
1374                     = DECL_DECLARED_INLINE_P (fn);
1375                   DECL_SOURCE_LOCATION (clone)
1376                     = DECL_SOURCE_LOCATION (fn);
1377                 }
1378               check_specialization_namespace (fn);
1379
1380               return fn;
1381             }
1382         }
1383       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1384         {
1385           if (!duplicate_decls (spec, fn, is_friend) && DECL_INITIAL (spec))
1386             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1387                line number so any errors match this new
1388                definition.  */
1389             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1390
1391           return fn;
1392         }
1393     }
1394   else if (fn)
1395     return duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1396
1397   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1398      template it is specializing.  */
1399   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1400       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1401     DECL_CONTEXT (spec) = DECL_CONTEXT (tmpl);
1402
1403   if (!optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1404     {
1405       gcc_assert (tmpl && args && spec);
1406       *slot = GGC_NEW (spec_entry);
1407       **slot = elt;
1408       if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL && DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (spec)
1409           && PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl)
1410           && DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == NULL_TREE)
1411         /* TMPL is a forward declaration of a template function; keep a list
1412            of all specializations in case we need to reassign them to a friend
1413            template later in tsubst_friend_function.  */
1414         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl)
1415           = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl));
1416     }
1417
1418   return spec;
1419 }
1420
1421 /* Returns true iff two spec_entry nodes are equivalent.  Only compares the
1422    TMPL and ARGS members, ignores SPEC.  */
1423
1424 static int
1425 eq_specializations (const void *p1, const void *p2)
1426 {
1427   const spec_entry *e1 = (const spec_entry *)p1;
1428   const spec_entry *e2 = (const spec_entry *)p2;
1429
1430   return (e1->tmpl == e2->tmpl
1431           && comp_template_args (e1->args, e2->args));
1432 }
1433
1434 /* Returns a hash for a template TMPL and template arguments ARGS.  */
1435
1436 static hashval_t
1437 hash_tmpl_and_args (tree tmpl, tree args)
1438 {
1439   hashval_t val = DECL_UID (tmpl);
1440   return iterative_hash_template_arg (args, val);
1441 }
1442
1443 /* Returns a hash for a spec_entry node based on the TMPL and ARGS members,
1444    ignoring SPEC.  */
1445
1446 static hashval_t
1447 hash_specialization (const void *p)
1448 {
1449   const spec_entry *e = (const spec_entry *)p;
1450   return hash_tmpl_and_args (e->tmpl, e->args);
1451 }
1452
1453 /* Recursively calculate a hash value for a template argument ARG, for use
1454    in the hash tables of template specializations.  */
1455
1456 static hashval_t
1457 iterative_hash_template_arg (tree arg, hashval_t val)
1458 {
1459   unsigned HOST_WIDE_INT i;
1460   enum tree_code code;
1461   char tclass;
1462
1463   if (arg == NULL_TREE)
1464     return iterative_hash_object (arg, val);
1465
1466   if (!TYPE_P (arg))
1467     STRIP_NOPS (arg);
1468
1469   if (TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
1470     /* We can get one of these when re-hashing a previous entry in the middle
1471        of substituting into a pack expansion.  Just look through it.  */
1472     arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg);
1473
1474   code = TREE_CODE (arg);
1475   tclass = TREE_CODE_CLASS (code);
1476
1477   val = iterative_hash_object (code, val);
1478
1479   switch (code)
1480     {
1481     case ERROR_MARK:
1482       return val;
1483
1484     case IDENTIFIER_NODE:
1485       return iterative_hash_object (IDENTIFIER_HASH_VALUE (arg), val);
1486
1487     case TREE_VEC:
1488       {
1489         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
1490         for (i = 0; i < len; ++i)
1491           val = iterative_hash_template_arg (TREE_VEC_ELT (arg, i), val);
1492         return val;
1493       }
1494
1495     case TYPE_PACK_EXPANSION:
1496     case EXPR_PACK_EXPANSION:
1497       return iterative_hash_template_arg (PACK_EXPANSION_PATTERN (arg), val);
1498
1499     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
1500     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
1501       return iterative_hash_template_arg (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg), val);
1502
1503     case TREE_LIST:
1504       for (; arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
1505         val = iterative_hash_template_arg (TREE_VALUE (arg), val);
1506       return val;
1507
1508     case OVERLOAD:
1509       for (; arg; arg = OVL_CHAIN (arg))
1510         val = iterative_hash_template_arg (OVL_FUNCTION (arg), val);
1511       return val;
1512
1513     case CONSTRUCTOR:
1514       {
1515         tree field, value;
1516         FOR_EACH_CONSTRUCTOR_ELT (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, field, value)
1517           {
1518             val = iterative_hash_template_arg (field, val);
1519             val = iterative_hash_template_arg (value, val);
1520           }
1521         return val;
1522       }
1523
1524     case PARM_DECL:
1525       if (!DECL_ARTIFICIAL (arg))
1526         val = iterative_hash_object (DECL_PARM_INDEX (arg), val);
1527       return iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1528
1529     case TARGET_EXPR:
1530       return iterative_hash_template_arg (TARGET_EXPR_INITIAL (arg), val);
1531
1532     case PTRMEM_CST:
1533       val = iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_CLASS (arg), val);
1534       return iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_MEMBER (arg), val);
1535
1536     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
1537       val = iterative_hash_template_arg
1538         (TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (arg)), val);
1539       val = iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_LEVEL (arg), val);
1540       return iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_IDX (arg), val);
1541
1542     case TRAIT_EXPR:
1543       val = iterative_hash_object (TRAIT_EXPR_KIND (arg), val);
1544       val = iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE1 (arg), val);
1545       return iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE2 (arg), val);
1546
1547     case BASELINK:
1548       val = iterative_hash_template_arg (BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (arg)),
1549                                          val);
1550       return iterative_hash_template_arg (DECL_NAME (get_first_fn (arg)),
1551                                           val);
1552
1553     case MODOP_EXPR:
1554       val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 0), val);
1555       code = TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 1));
1556       val = iterative_hash_object (code, val);
1557       return iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 2), val);
1558
1559     case ARRAY_TYPE:
1560       /* layout_type sets structural equality for arrays of
1561          incomplete type, so we can't rely on the canonical type
1562          for hashing.  */
1563       val = iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1564       return iterative_hash_template_arg (TYPE_DOMAIN (arg), val);
1565
1566     default:
1567       switch (tclass)
1568         {
1569         case tcc_type:
1570           if (TYPE_CANONICAL (arg))
1571             return iterative_hash_object (TYPE_HASH (TYPE_CANONICAL (arg)),
1572                                           val);
1573           else if (TREE_CODE (arg) == DECLTYPE_TYPE)
1574             return iterative_hash_template_arg (DECLTYPE_TYPE_EXPR (arg), val);
1575           /* Otherwise just compare the types during lookup.  */
1576           return val;
1577
1578         case tcc_declaration:
1579         case tcc_constant:
1580           return iterative_hash_expr (arg, val);
1581
1582         default:
1583           gcc_assert (IS_EXPR_CODE_CLASS (tclass));
1584           {
1585             unsigned n = TREE_OPERAND_LENGTH (arg);
1586             for (i = 0; i < n; ++i)
1587               val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, i), val);
1588             return val;
1589           }
1590         }
1591     }
1592   gcc_unreachable ();
1593   return 0;
1594 }
1595
1596 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1597    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1598    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.
1599
1600    Note that SPEC has been ggc_freed, so we can't look inside it.  */
1601
1602 bool
1603 reregister_specialization (tree spec, tree tinfo, tree new_spec)
1604 {
1605   spec_entry **slot;
1606   spec_entry elt;
1607
1608   elt.tmpl = most_general_template (TI_TEMPLATE (tinfo));
1609   elt.args = TI_ARGS (tinfo);
1610   elt.spec = NULL_TREE;
1611
1612   slot = (spec_entry **) htab_find_slot (decl_specializations, &elt, INSERT);
1613   if (*slot)
1614     {
1615       gcc_assert ((*slot)->spec == spec || (*slot)->spec == new_spec);
1616       gcc_assert (new_spec != NULL_TREE);
1617       (*slot)->spec = new_spec;
1618       return 1;
1619     }
1620
1621   return 0;
1622 }
1623
1624 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1625    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1626    DECL).  */
1627
1628 static int
1629 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1630 {
1631   return TREE_VALUE ((const_tree) p1) == (const_tree) p2;
1632 }
1633
1634 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1635
1636 static hashval_t
1637 hash_local_specialization (const void* p1)
1638 {
1639   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((const_tree) p1));
1640 }
1641
1642 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1643    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1644
1645 static void
1646 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1647 {
1648   void **slot;
1649
1650   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl,
1651                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1652   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1653 }
1654
1655 /* TYPE is a class type.  Returns true if TYPE is an explicitly
1656    specialized class.  */
1657
1658 bool
1659 explicit_class_specialization_p (tree type)
1660 {
1661   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
1662     return false;
1663   return !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
1664 }
1665
1666 /* Print the list of functions at FNS, going through all the overloads
1667    for each element of the list.  Alternatively, FNS can not be a
1668    TREE_LIST, in which case it will be printed together with all the
1669    overloads.
1670
1671    MORE and *STR should respectively be FALSE and NULL when the function
1672    is called from the outside.  They are used internally on recursive
1673    calls.  print_candidates manages the two parameters and leaves NULL
1674    in *STR when it ends.  */
1675
1676 static void
1677 print_candidates_1 (tree fns, bool more, const char **str)
1678 {
1679   tree fn, fn2;
1680   char *spaces = NULL;
1681
1682   for (fn = fns; fn; fn = OVL_NEXT (fn))
1683     if (TREE_CODE (fn) == TREE_LIST)
1684       {
1685         gcc_assert (!OVL_NEXT (fn) && !is_overloaded_fn (fn));
1686         for (fn2 = fn; fn2 != NULL_TREE; fn2 = TREE_CHAIN (fn2))
1687           print_candidates_1 (TREE_VALUE (fn2),
1688                               TREE_CHAIN (fn2) || more, str);
1689       }
1690     else
1691       {
1692         if (!*str)
1693           {
1694             /* Pick the prefix string.  */
1695             if (!more && !OVL_NEXT (fns))
1696               {
1697                 error ("candidate is: %+#D", OVL_CURRENT (fn));
1698                 continue;
1699               }
1700
1701             *str = _("candidates are:");
1702             spaces = get_spaces (*str);
1703           }
1704         error ("%s %+#D", *str, OVL_CURRENT (fn));
1705         *str = spaces ? spaces : *str;
1706       }
1707
1708   if (!more)
1709     {
1710       free (spaces);
1711       *str = NULL;
1712     }
1713 }
1714
1715 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  */
1716
1717 void
1718 print_candidates (tree fns)
1719 {
1720   const char *str = NULL;
1721   print_candidates_1 (fns, false, &str);
1722   gcc_assert (str == NULL);
1723 }
1724
1725 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1726    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1727    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1728    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1729    TEMPLATE_ID are non-members.
1730
1731    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1732    specialization of a member template.
1733
1734    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1735    template classes that appeared in the name of the function. See
1736    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1737
1738    TSK indicates what kind of template declaration (if any) is being
1739    declared.  TSK_TEMPLATE indicates that the declaration given by
1740    DECL, though a FUNCTION_DECL, has template parameters, and is
1741    therefore a template function.
1742
1743    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1744    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1745
1746    If it is impossible to determine the result, an error message is
1747    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1748
1749 static tree
1750 determine_specialization (tree template_id,
1751                           tree decl,
1752                           tree* targs_out,
1753                           int need_member_template,
1754                           int template_count,
1755                           tmpl_spec_kind tsk)
1756 {
1757   tree fns;
1758   tree targs;
1759   tree explicit_targs;
1760   tree candidates = NULL_TREE;
1761   /* A TREE_LIST of templates of which DECL may be a specialization.
1762      The TREE_VALUE of each node is a TEMPLATE_DECL.  The
1763      corresponding TREE_PURPOSE is the set of template arguments that,
1764      when used to instantiate the template, would produce a function
1765      with the signature of DECL.  */
1766   tree templates = NULL_TREE;
1767   int header_count;
1768   struct cp_binding_level *b;
1769
1770   *targs_out = NULL_TREE;
1771
1772   if (template_id == error_mark_node || decl == error_mark_node)
1773     return error_mark_node;
1774
1775   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1776   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1777
1778   if (fns == error_mark_node)
1779     return error_mark_node;
1780
1781   /* Check for baselinks.  */
1782   if (BASELINK_P (fns))
1783     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1784
1785   if (!is_overloaded_fn (fns))
1786     {
1787       error ("%qD is not a function template", fns);
1788       return error_mark_node;
1789     }
1790
1791   /* Count the number of template headers specified for this
1792      specialization.  */
1793   header_count = 0;
1794   for (b = current_binding_level;
1795        b->kind == sk_template_parms;
1796        b = b->level_chain)
1797     ++header_count;
1798
1799   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1800     {
1801       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1802
1803       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1804         {
1805           tree decl_arg_types;
1806           tree fn_arg_types;
1807
1808           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1809              the number of template headers appearing in the specialization
1810              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1811              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1812              member functions. Consider the following code:
1813
1814              template <> void A<int>::f(int);
1815              template <> template <> void A<int>::f(int);
1816
1817              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1818              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1819              member function, whilst the second line specializes "f" which
1820              is a template member function. So both lines are syntactically
1821              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1822              them.
1823
1824              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1825              against the declarations. We count the number of template
1826              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1827              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1828              plus there must be another header for the member template
1829              itself).
1830
1831              Notice that if header_count is zero, this is not a
1832              specialization but rather a template instantiation, so there
1833              is no check we can perform here.  */
1834           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1835             continue;
1836
1837           /* Check that the number of template arguments at the
1838              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1839           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1840               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1841               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1842                   != TREE_VEC_LENGTH (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
1843                                       (current_template_parms))))
1844             continue;
1845
1846           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1847           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1848           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1849
1850           /* For a non-static member function, we need to make sure
1851              that the const qualification is the same.  Since
1852              get_bindings does not try to merge the "this" parameter,
1853              we must do the comparison explicitly.  */
1854           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1855               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types),
1856                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1857             continue;
1858
1859           /* Skip the "this" parameter and, for constructors of
1860              classes with virtual bases, the VTT parameter.  A
1861              full specialization of a constructor will have a VTT
1862              parameter, but a template never will.  */ 
1863           decl_arg_types 
1864             = skip_artificial_parms_for (decl, decl_arg_types);
1865           fn_arg_types 
1866             = skip_artificial_parms_for (fn, fn_arg_types);
1867
1868           /* Check that the number of function parameters matches.
1869              For example,
1870                template <class T> void f(int i = 0);
1871                template <> void f<int>();
1872              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1873              by get_bindings below.  */
1874           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1875             continue;
1876
1877           /* Function templates cannot be specializations; there are
1878              no partial specializations of functions.  Therefore, if
1879              the type of DECL does not match FN, there is no
1880              match.  */
1881           if (tsk == tsk_template)
1882             {
1883               if (compparms (fn_arg_types, decl_arg_types))
1884                 candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1885               continue;
1886             }
1887
1888           /* See whether this function might be a specialization of this
1889              template.  */
1890           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1891
1892           if (!targs)
1893             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1894                specialize TMPL will produce DECL.  */
1895             continue;
1896
1897           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1898           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1899         }
1900       else if (need_member_template)
1901         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1902            specialization of a member template.  */
1903         ;
1904       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1905         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1906            cases.  */
1907         ;
1908       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1909         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1910            be a specialization of that.  */
1911         ;
1912       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1913         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1914         ;
1915       else
1916         {
1917           tree decl_arg_types;
1918
1919           /* This is an ordinary member function.  However, since
1920              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1921              template class.  For example,
1922
1923                template <typename T> struct S { void f(); };
1924                template <> void S<int>::f() {}
1925
1926              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1927              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1928              might be in business.  */
1929
1930           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1931             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1932                of a template class.  This is not a candidate.  */
1933             continue;
1934
1935           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1936                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1937             /* The return types differ.  */
1938             continue;
1939
1940           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1941           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1942           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1943               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1944             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1945
1946           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)),
1947                          decl_arg_types))
1948             /* They match!  */
1949             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1950         }
1951     }
1952
1953   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
1954     {
1955       /* We have:
1956
1957            [temp.expl.spec]
1958
1959            It is possible for a specialization with a given function
1960            signature to be instantiated from more than one function
1961            template.  In such cases, explicit specification of the
1962            template arguments must be used to uniquely identify the
1963            function template specialization being specialized.
1964
1965          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
1966          determine which of the candidate templates is most
1967          specialized.  However, we, also have:
1968
1969            [temp.func.order]
1970
1971            Partial ordering of overloaded function template
1972            declarations is used in the following contexts to select
1973            the function template to which a function template
1974            specialization refers:
1975
1976            -- when an explicit specialization refers to a function
1977               template.
1978
1979          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
1980          This extension can only serve to make invalid programs valid,
1981          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
1982          the committee intended the partial ordering rules to apply;
1983          the EDG front end has that behavior, and John Spicer claims
1984          that the committee simply forgot to delete the wording in
1985          [temp.expl.spec].  */
1986       tree tmpl = most_specialized_instantiation (templates);
1987       if (tmpl != error_mark_node)
1988         {
1989           templates = tmpl;
1990           TREE_CHAIN (templates) = NULL_TREE;
1991         }
1992     }
1993
1994   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
1995     {
1996       error ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
1997              "declaration", template_id, decl);
1998       if (header_count && header_count != template_count + 1)
1999         inform (input_location, "saw %d %<template<>%>, need %d for "
2000                 "specializing a member function template",
2001                 header_count, template_count + 1);
2002       return error_mark_node;
2003     }
2004   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
2005            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
2006            || (templates && candidates))
2007     {
2008       error ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
2009              template_id, decl);
2010       candidates = chainon (candidates, templates);
2011       print_candidates (candidates);
2012       return error_mark_node;
2013     }
2014
2015   /* We have one, and exactly one, match.  */
2016   if (candidates)
2017     {
2018       tree fn = TREE_VALUE (candidates);
2019       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (fn));
2020       /* DECL is a re-declaration or partial instantiation of a template
2021          function.  */
2022       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
2023         return fn;
2024       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
2025          template class.  */
2026       return DECL_TI_TEMPLATE (fn);
2027     }
2028
2029   /* It was a specialization of a template.  */
2030   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
2031   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
2032     {
2033       *targs_out = copy_node (targs);
2034       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out,
2035                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
2036                            TREE_PURPOSE (templates));
2037     }
2038   else
2039     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
2040   return TREE_VALUE (templates);
2041 }
2042
2043 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
2044    but with the default argument values filled in from those in the
2045    TMPL_TYPES.  */
2046
2047 static tree
2048 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
2049                                       tree tmpl_types)
2050 {
2051   tree new_spec_types;
2052
2053   if (!spec_types)
2054     return NULL_TREE;
2055
2056   if (spec_types == void_list_node)
2057     return void_list_node;
2058
2059   /* Substitute into the rest of the list.  */
2060   new_spec_types =
2061     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
2062                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
2063
2064   /* Add the default argument for this parameter.  */
2065   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
2066                          TREE_VALUE (spec_types),
2067                          new_spec_types);
2068 }
2069
2070 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
2071    from the template it specializes.  (That way, code like:
2072
2073      template <class T> void f(T = 3);
2074      template <> void f(double);
2075      void g () { f (); }
2076
2077    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
2078    the correct default arguments at the call-site, but this approach
2079    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
2080
2081 static void
2082 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
2083 {
2084   tree tmpl;
2085   tree spec_types;
2086   tree tmpl_types;
2087   tree new_spec_types;
2088   tree old_type;
2089   tree new_type;
2090   tree t;
2091   tree object_type = NULL_TREE;
2092   tree in_charge = NULL_TREE;
2093   tree vtt = NULL_TREE;
2094
2095   /* See if there's anything we need to do.  */
2096   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
2097   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
2098   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
2099     if (TREE_PURPOSE (t))
2100       break;
2101   if (!t)
2102     return;
2103
2104   old_type = TREE_TYPE (decl);
2105   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
2106
2107   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2108     {
2109       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
2110          CV quals.  */
2111       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
2112       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2113       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
2114
2115       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
2116         {
2117           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
2118              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
2119           in_charge = spec_types;
2120           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2121         }
2122       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
2123         {
2124           vtt = spec_types;
2125           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2126         }
2127     }
2128
2129   /* Compute the merged default arguments.  */
2130   new_spec_types =
2131     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
2132
2133   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
2134   if (object_type)
2135     {
2136       if (vtt)
2137         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
2138                                          TREE_VALUE (vtt),
2139                                          new_spec_types);
2140
2141       if (in_charge)
2142         /* Put the in-charge parameter back.  */
2143         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
2144                                          TREE_VALUE (in_charge),
2145                                          new_spec_types);
2146
2147       new_type = build_method_type_directly (object_type,
2148                                              TREE_TYPE (old_type),
2149                                              new_spec_types);
2150     }
2151   else
2152     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
2153                                     new_spec_types);
2154   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
2155                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
2156   new_type = build_exception_variant (new_type,
2157                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
2158   TREE_TYPE (decl) = new_type;
2159 }
2160
2161 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
2162    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
2163    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
2164    instantiation at this point.
2165
2166    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
2167    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
2168    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
2169    recoverable.
2170
2171    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags:
2172
2173    2: The function has a definition.
2174    4: The function is a friend.
2175
2176    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
2177    template classes that appeared in the name of the function.  For
2178    example, in
2179
2180      template <class T> struct S { void f(); };
2181      void S<int>::f();
2182
2183    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
2184    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
2185
2186      template <class T> struct S {};
2187      template <> struct S<int> { void f(); }
2188      template <> void S<int>::f();
2189
2190    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
2191    invalid; there should be no template <>.)
2192
2193    If the function is a specialization, it is marked as such via
2194    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
2195    is set up correctly, and it is added to the list of specializations
2196    for that template.  */
2197
2198 tree
2199 check_explicit_specialization (tree declarator,
2200                                tree decl,
2201                                int template_count,
2202                                int flags)
2203 {
2204   int have_def = flags & 2;
2205   int is_friend = flags & 4;
2206   int specialization = 0;
2207   int explicit_instantiation = 0;
2208   int member_specialization = 0;
2209   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
2210   tree dname = DECL_NAME (decl);
2211   tmpl_spec_kind tsk;
2212
2213   if (is_friend)
2214     {
2215       if (!processing_specialization)
2216         tsk = tsk_none;
2217       else
2218         tsk = tsk_excessive_parms;
2219     }
2220   else
2221     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
2222
2223   switch (tsk)
2224     {
2225     case tsk_none:
2226       if (processing_specialization)
2227         {
2228           specialization = 1;
2229           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2230         }
2231       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2232         {
2233           if (is_friend)
2234             /* This could be something like:
2235
2236                template <class T> void f(T);
2237                class S { friend void f<>(int); }  */
2238             specialization = 1;
2239           else
2240             {
2241               /* This case handles bogus declarations like template <>
2242                  template <class T> void f<int>(); */
2243
2244               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2245                      declarator);
2246               return decl;
2247             }
2248         }
2249       break;
2250
2251     case tsk_invalid_member_spec:
2252       /* The error has already been reported in
2253          check_specialization_scope.  */
2254       return error_mark_node;
2255
2256     case tsk_invalid_expl_inst:
2257       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
2258
2259       /* Fall through.  */
2260
2261     case tsk_expl_inst:
2262       if (have_def)
2263         error ("definition provided for explicit instantiation");
2264
2265       explicit_instantiation = 1;
2266       break;
2267
2268     case tsk_excessive_parms:
2269     case tsk_insufficient_parms:
2270       if (tsk == tsk_excessive_parms)
2271         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
2272                decl);
2273       else if (template_header_count)
2274         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
2275       else
2276         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
2277               "%<template <>%>", decl);
2278
2279       /* Fall through.  */
2280     case tsk_expl_spec:
2281       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2282       if (ctype)
2283         member_specialization = 1;
2284       else
2285         specialization = 1;
2286       break;
2287
2288     case tsk_template:
2289       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2290         {
2291           /* This case handles bogus declarations like template <>
2292              template <class T> void f<int>(); */
2293
2294           if (uses_template_parms (declarator))
2295             error ("function template partial specialization %qD "
2296                    "is not allowed", declarator);
2297           else
2298             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2299                    declarator);
2300           return decl;
2301         }
2302
2303       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
2304         /* This is a specialization of a member template, without
2305            specialization the containing class.  Something like:
2306
2307              template <class T> struct S {
2308                template <class U> void f (U);
2309              };
2310              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
2311
2312            That's a specialization -- but of the entire template.  */
2313         specialization = 1;
2314       break;
2315
2316     default:
2317       gcc_unreachable ();
2318     }
2319
2320   if (specialization || member_specialization)
2321     {
2322       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
2323       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
2324         if (TREE_PURPOSE (t))
2325           {
2326             permerror (input_location, 
2327                        "default argument specified in explicit specialization");
2328             break;
2329           }
2330     }
2331
2332   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
2333     {
2334       tree tmpl = NULL_TREE;
2335       tree targs = NULL_TREE;
2336
2337       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
2338       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
2339         {
2340           tree fns;
2341
2342           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
2343           if (ctype)
2344             fns = dname;
2345           else
2346             {
2347               /* If there is no class context, the explicit instantiation
2348                  must be at namespace scope.  */
2349               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
2350
2351               /* Find the namespace binding, using the declaration
2352                  context.  */
2353               fns = lookup_qualified_name (CP_DECL_CONTEXT (decl), dname,
2354                                            false, true);
2355               if (fns == error_mark_node || !is_overloaded_fn (fns))
2356                 {
2357                   error ("%qD is not a template function", dname);
2358                   fns = error_mark_node;
2359                 }
2360               else
2361                 {
2362                   tree fn = OVL_CURRENT (fns);
2363                   if (!is_associated_namespace (CP_DECL_CONTEXT (decl),
2364                                                 CP_DECL_CONTEXT (fn)))
2365                     error ("%qD is not declared in %qD",
2366                            decl, current_namespace);
2367                 }
2368             }
2369
2370           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
2371         }
2372
2373       if (declarator == error_mark_node)
2374         return error_mark_node;
2375
2376       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
2377         {
2378           if (!explicit_instantiation)
2379             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
2380                but the error will already have been flagged by
2381                check_specialization_scope.  */
2382             return error_mark_node;
2383           else
2384             {
2385               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
2386                  class scope, e.g.:
2387
2388                    class C { template void f(); }
2389
2390                    This case is caught by the parser.  However, on
2391                    something like:
2392
2393                    template class C { void f(); };
2394
2395                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
2396                    issued later.  */
2397               ;
2398             }
2399
2400           return decl;
2401         }
2402       else if (ctype != NULL_TREE
2403                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
2404                    IDENTIFIER_NODE))
2405         {
2406           /* Find the list of functions in ctype that have the same
2407              name as the declared function.  */
2408           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
2409           tree fns = NULL_TREE;
2410           int idx;
2411
2412           if (constructor_name_p (name, ctype))
2413             {
2414               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2415
2416               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (ctype)
2417                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
2418                 {
2419                   /* From [temp.expl.spec]:
2420
2421                      If such an explicit specialization for the member
2422                      of a class template names an implicitly-declared
2423                      special member function (clause _special_), the
2424                      program is ill-formed.
2425
2426                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
2427                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
2428                   return error_mark_node;
2429                 }
2430
2431               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
2432             }
2433
2434           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
2435             {
2436               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
2437               if (idx >= 0)
2438                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
2439             }
2440           else
2441             {
2442               VEC(tree,gc) *methods;
2443               tree ovl;
2444
2445               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
2446                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
2447                  int' which will be a specialization of `operator T'.
2448                  So, we find *all* the conversion operators, and then
2449                  select from them.  */
2450               fns = NULL_TREE;
2451
2452               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
2453               if (methods)
2454                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
2455                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
2456                      ++idx)
2457                   {
2458                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
2459                       /* There are no more conversion functions.  */
2460                       break;
2461
2462                     /* Glue all these conversion functions together
2463                        with those we already have.  */
2464                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
2465                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
2466                   }
2467             }
2468
2469           if (fns == NULL_TREE)
2470             {
2471               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
2472               return error_mark_node;
2473             }
2474           else
2475             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2476         }
2477
2478       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2479          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2480          member function, we cannot tell apriori whether the
2481          instantiation is for a member template, or just a member
2482          function of a template class.  Even if a member template is
2483          being instantiated, the member template arguments may be
2484          elided if they can be deduced from the rest of the
2485          declaration.  */
2486       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2487                                        &targs,
2488                                        member_specialization,
2489                                        template_count,
2490                                        tsk);
2491
2492       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2493         /* We couldn't figure out what this declaration was
2494            specializing.  */
2495         return error_mark_node;
2496       else
2497         {
2498           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2499
2500           if (explicit_instantiation)
2501             {
2502               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2503                  is done by do_decl_instantiation later.  */
2504
2505               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2506               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2507
2508               if (arg_depth > parm_depth)
2509                 {
2510                   /* If TMPL is not the most general template (for
2511                      example, if TMPL is a friend template that is
2512                      injected into namespace scope), then there will
2513                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2514                      here.  */
2515                   int i;
2516                   tree new_targs;
2517
2518                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2519                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2520                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2521                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2522                   targs = new_targs;
2523                 }
2524
2525               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2526             }
2527
2528           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2529              turns out to be specializing a static member function,
2530              make DECL a static member function as well.  */
2531           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2532               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2533             revert_static_member_fn (decl);
2534
2535           /* If this is a specialization of a member template of a
2536              template class, we want to return the TEMPLATE_DECL, not
2537              the specialization of it.  */
2538           if (tsk == tsk_template)
2539             {
2540               tree result = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
2541               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2542               DECL_INITIAL (result) = NULL_TREE;
2543               if (have_def)
2544                 {
2545                   tree parm;
2546                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2547                   DECL_SOURCE_LOCATION (result)
2548                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2549                   /* We want to use the argument list specified in the
2550                      definition, not in the original declaration.  */
2551                   DECL_ARGUMENTS (result) = DECL_ARGUMENTS (decl);
2552                   for (parm = DECL_ARGUMENTS (result); parm;
2553                        parm = TREE_CHAIN (parm))
2554                     DECL_CONTEXT (parm) = result;
2555                 }
2556               return register_specialization (tmpl, gen_tmpl, targs,
2557                                               is_friend, 0);
2558             }
2559
2560           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2561           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = build_template_info (tmpl, targs);
2562
2563           /* Inherit default function arguments from the template
2564              DECL is specializing.  */
2565           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2566
2567           /* This specialization has the same protection as the
2568              template it specializes.  */
2569           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2570           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2571
2572           /* 7.1.1-1 [dcl.stc]
2573
2574              A storage-class-specifier shall not be specified in an
2575              explicit specialization...
2576
2577              The parser rejects these, so unless action is taken here,
2578              explicit function specializations will always appear with
2579              global linkage.
2580
2581              The action recommended by the C++ CWG in response to C++
2582              defect report 605 is to make the storage class and linkage
2583              of the explicit specialization match the templated function:
2584
2585              http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_active.html#605
2586            */
2587           if (tsk == tsk_expl_spec && DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
2588             {
2589               tree tmpl_func = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
2590               gcc_assert (TREE_CODE (tmpl_func) == FUNCTION_DECL);
2591
2592               /* This specialization has the same linkage and visibility as
2593                  the function template it specializes.  */
2594               TREE_PUBLIC (decl) = TREE_PUBLIC (tmpl_func);
2595               if (! TREE_PUBLIC (decl))
2596                 {
2597                   DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
2598                   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
2599                 }
2600               DECL_THIS_STATIC (decl) = DECL_THIS_STATIC (tmpl_func);
2601               if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (tmpl_func))
2602                 {
2603                   DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (decl) = 1;
2604                   DECL_VISIBILITY (decl) = DECL_VISIBILITY (tmpl_func);
2605                 }
2606             }
2607
2608           /* If DECL is a friend declaration, declared using an
2609              unqualified name, the namespace associated with DECL may
2610              have been set incorrectly.  For example, in:
2611
2612                template <typename T> void f(T);
2613                namespace N {
2614                  struct S { friend void f<int>(int); }
2615                }
2616
2617              we will have set the DECL_CONTEXT for the friend
2618              declaration to N, rather than to the global namespace.  */
2619           if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl))
2620             DECL_CONTEXT (decl) = DECL_CONTEXT (tmpl);
2621
2622           if (is_friend && !have_def)
2623             /* This is not really a declaration of a specialization.
2624                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2625                a request for an instantiation, either.  */
2626             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2627           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2628             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2629                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2630                versions in V3 ABI.  */
2631             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2632
2633           /* Register this specialization so that we can find it
2634              again.  */
2635           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs, is_friend, 0);
2636         }
2637     }
2638
2639   return decl;
2640 }
2641
2642 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2643    parameters.  These are represented in the same format used for
2644    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2645
2646 int
2647 comp_template_parms (const_tree parms1, const_tree parms2)
2648 {
2649   const_tree p1;
2650   const_tree p2;
2651
2652   if (parms1 == parms2)
2653     return 1;
2654
2655   for (p1 = parms1, p2 = parms2;
2656        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2657        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2658     {
2659       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2660       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2661       int i;
2662
2663       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2664       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2665
2666       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2667         return 0;
2668
2669       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i)
2670         {
2671           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2672           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2673
2674           /* If either of the template parameters are invalid, assume
2675              they match for the sake of error recovery. */
2676           if (parm1 == error_mark_node || parm2 == error_mark_node)
2677             return 1;
2678
2679           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2680             return 0;
2681
2682           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2683               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm1)
2684                   == TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm2)))
2685             continue;
2686           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2687             return 0;
2688         }
2689     }
2690
2691   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2692     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2693        other.  */
2694     return 0;
2695
2696   return 1;
2697 }
2698
2699 /* Determine whether PARM is a parameter pack.  */
2700
2701 bool 
2702 template_parameter_pack_p (const_tree parm)
2703 {
2704   /* Determine if we have a non-type template parameter pack.  */
2705   if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
2706     return (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm) 
2707             && TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)));
2708
2709   /* If this is a list of template parameters, we could get a
2710      TYPE_DECL or a TEMPLATE_DECL.  */ 
2711   if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2712     parm = TREE_TYPE (parm);
2713
2714   return ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2715            || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
2716           && TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm));
2717 }
2718
2719 /* Determine if T is a function parameter pack.  */
2720
2721 bool
2722 function_parameter_pack_p (const_tree t)
2723 {
2724   if (t && TREE_CODE (t) == PARM_DECL)
2725     return FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t);
2726   return false;
2727 }
2728
2729 /* Return the function template declaration of PRIMARY_FUNC_TMPL_INST.
2730    PRIMARY_FUNC_TMPL_INST is a primary function template instantiation.  */
2731
2732 tree
2733 get_function_template_decl (const_tree primary_func_tmpl_inst)
2734 {
2735   if (! primary_func_tmpl_inst
2736       || TREE_CODE (primary_func_tmpl_inst) != FUNCTION_DECL
2737       || ! primary_template_instantiation_p (primary_func_tmpl_inst))
2738     return NULL;
2739
2740   return DECL_TEMPLATE_RESULT (DECL_TI_TEMPLATE (primary_func_tmpl_inst));
2741 }
2742
2743 /* Return true iff the function parameter PARAM_DECL was expanded
2744    from the function parameter pack PACK.  */
2745
2746 bool
2747 function_parameter_expanded_from_pack_p (tree param_decl, tree pack)
2748 {
2749   if (DECL_ARTIFICIAL (param_decl)
2750       || !function_parameter_pack_p (pack))
2751     return false;
2752
2753   /* The parameter pack and its pack arguments have the same
2754      DECL_PARM_INDEX.  */
2755   return DECL_PARM_INDEX (pack) == DECL_PARM_INDEX (param_decl);
2756 }
2757
2758 /* Determine whether ARGS describes a variadic template args list,
2759    i.e., one that is terminated by a template argument pack.  */
2760
2761 static bool 
2762 template_args_variadic_p (tree args)
2763 {
2764   int nargs;
2765   tree last_parm;
2766
2767   if (args == NULL_TREE)
2768     return false;
2769
2770   args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
2771   nargs = TREE_VEC_LENGTH (args);
2772
2773   if (nargs == 0)
2774     return false;
2775
2776   last_parm = TREE_VEC_ELT (args, nargs - 1);
2777
2778   return ARGUMENT_PACK_P (last_parm);
2779 }
2780
2781 /* Generate a new name for the parameter pack name NAME (an
2782    IDENTIFIER_NODE) that incorporates its */
2783
2784 static tree
2785 make_ith_pack_parameter_name (tree name, int i)
2786 {
2787   /* Munge the name to include the parameter index.  */
2788 #define NUMBUF_LEN 128
2789   char numbuf[NUMBUF_LEN];
2790   char* newname;
2791   int newname_len;
2792
2793   snprintf (numbuf, NUMBUF_LEN, "%i", i);
2794   newname_len = IDENTIFIER_LENGTH (name)
2795                 + strlen (numbuf) + 2;
2796   newname = (char*)alloca (newname_len);
2797   snprintf (newname, newname_len,
2798             "%s#%i", IDENTIFIER_POINTER (name), i);
2799   return get_identifier (newname);
2800 }
2801
2802 /* Return true if T is a primary function
2803    or class template instantiation.  */
2804
2805 bool
2806 primary_template_instantiation_p (const_tree t)
2807 {
2808   if (!t)
2809     return false;
2810
2811   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
2812     return DECL_LANG_SPECIFIC (t)
2813            && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2814            && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (t));
2815   else if (CLASS_TYPE_P (t))
2816     return CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2817            && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
2818   return false;
2819 }
2820
2821 /* Return true if PARM is a template template parameter.  */
2822
2823 bool
2824 template_template_parameter_p (const_tree parm)
2825 {
2826   return DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2827 }
2828
2829 /* Return the template parameters of T if T is a
2830    primary template instantiation, NULL otherwise.  */
2831
2832 tree
2833 get_primary_template_innermost_parameters (const_tree t)
2834 {
2835   tree parms = NULL, template_info = NULL;
2836
2837   if ((template_info = get_template_info (t))
2838       && primary_template_instantiation_p (t))
2839     parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
2840         (DECL_TEMPLATE_PARMS (TI_TEMPLATE (template_info)));
2841
2842   return parms;
2843 }
2844
2845 /* Return the template parameters of the LEVELth level from the full list
2846    of template parameters PARMS.  */
2847
2848 tree
2849 get_template_parms_at_level (tree parms, int level)
2850 {
2851   tree p;
2852   if (!parms
2853       || TREE_CODE (parms) != TREE_LIST
2854       || level > TMPL_PARMS_DEPTH (parms))
2855     return NULL_TREE;
2856
2857   for (p = parms; p; p = TREE_CHAIN (p))
2858     if (TMPL_PARMS_DEPTH (p) == level)
2859       return p;
2860
2861   return NULL_TREE;
2862 }
2863
2864 /* Returns the template arguments of T if T is a template instantiation,
2865    NULL otherwise.  */
2866
2867 tree
2868 get_template_innermost_arguments (const_tree t)
2869 {
2870   tree args = NULL, template_info = NULL;
2871
2872   if ((template_info = get_template_info (t))
2873       && TI_ARGS (template_info))
2874     args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (template_info));
2875
2876   return args;
2877 }
2878
2879 /* Return the argument pack elements of T if T is a template argument pack,
2880    NULL otherwise.  */
2881
2882 tree
2883 get_template_argument_pack_elems (const_tree t)
2884 {
2885   if (TREE_CODE (t) != TYPE_ARGUMENT_PACK
2886       && TREE_CODE (t) != NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
2887     return NULL;
2888
2889   return ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
2890 }
2891
2892 /* Structure used to track the progress of find_parameter_packs_r.  */
2893 struct find_parameter_pack_data 
2894 {
2895   /* TREE_LIST that will contain all of the parameter packs found by
2896      the traversal.  */
2897   tree* parameter_packs;
2898
2899   /* Set of AST nodes that have been visited by the traversal.  */
2900   struct pointer_set_t *visited;
2901 };
2902
2903 /* Identifies all of the argument packs that occur in a template
2904    argument and appends them to the TREE_LIST inside DATA, which is a
2905    find_parameter_pack_data structure. This is a subroutine of
2906    make_pack_expansion and uses_parameter_packs.  */
2907 static tree
2908 find_parameter_packs_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void* data)
2909 {
2910   tree t = *tp;
2911   struct find_parameter_pack_data* ppd = 
2912     (struct find_parameter_pack_data*)data;
2913   bool parameter_pack_p = false;
2914
2915   /* Identify whether this is a parameter pack or not.  */
2916   switch (TREE_CODE (t))
2917     {
2918     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
2919       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
2920         parameter_pack_p = true;
2921       break;
2922
2923     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
2924     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2925       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
2926         parameter_pack_p = true;
2927       break;
2928
2929     case PARM_DECL:
2930       if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
2931         {
2932           /* We don't want to walk into the type of a PARM_DECL,
2933              because we don't want to see the type parameter pack.  */
2934           *walk_subtrees = 0;
2935           parameter_pack_p = true;
2936         }
2937       break;
2938
2939     default:
2940       /* Not a parameter pack.  */
2941       break;
2942     }
2943
2944   if (parameter_pack_p)
2945     {
2946       /* Add this parameter pack to the list.  */
2947       *ppd->parameter_packs = tree_cons (NULL_TREE, t, *ppd->parameter_packs);
2948     }
2949
2950   if (TYPE_P (t))
2951     cp_walk_tree (&TYPE_CONTEXT (t), 
2952                   &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2953
2954   /* This switch statement will return immediately if we don't find a
2955      parameter pack.  */
2956   switch (TREE_CODE (t)) 
2957     {
2958     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
2959       return NULL_TREE;
2960
2961     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2962       /* Check the template itself.  */
2963       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (TYPE_TI_TEMPLATE (t)), 
2964                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2965       /* Check the template arguments.  */
2966       cp_walk_tree (&TYPE_TI_ARGS (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
2967                     ppd->visited);
2968       *walk_subtrees = 0;
2969       return NULL_TREE;
2970
2971     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
2972     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2973       return NULL_TREE;
2974
2975     case PARM_DECL:
2976       return NULL_TREE;
2977
2978     case RECORD_TYPE:
2979       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
2980         return NULL_TREE;
2981       /* Fall through.  */
2982
2983     case UNION_TYPE:
2984     case ENUMERAL_TYPE:
2985       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
2986         cp_walk_tree (&TI_ARGS (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
2987                       &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2988
2989       *walk_subtrees = 0;
2990       return NULL_TREE;
2991
2992     case TEMPLATE_DECL:
2993       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t),
2994                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2995       return NULL_TREE;
2996  
2997     case TYPENAME_TYPE:
2998       cp_walk_tree (&TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), &find_parameter_packs_r,
2999                    ppd, ppd->visited);
3000       *walk_subtrees = 0;
3001       return NULL_TREE;
3002       
3003     case TYPE_PACK_EXPANSION:
3004     case EXPR_PACK_EXPANSION:
3005       *walk_subtrees = 0;
3006       return NULL_TREE;
3007
3008     case INTEGER_TYPE:
3009       cp_walk_tree (&TYPE_MAX_VALUE (t), &find_parameter_packs_r, 
3010                     ppd, ppd->visited);
3011       *walk_subtrees = 0;
3012       return NULL_TREE;
3013
3014     case IDENTIFIER_NODE:
3015       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
3016                     ppd->visited);
3017       *walk_subtrees = 0;
3018       return NULL_TREE;
3019
3020     default:
3021       return NULL_TREE;
3022     }
3023
3024   return NULL_TREE;
3025 }
3026
3027 /* Determines if the expression or type T uses any parameter packs.  */
3028 bool
3029 uses_parameter_packs (tree t)
3030 {
3031   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3032   struct find_parameter_pack_data ppd;
3033   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3034   ppd.visited = pointer_set_create ();
3035   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3036   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3037   return parameter_packs != NULL_TREE;
3038 }
3039
3040 /* Turn ARG, which may be an expression, type, or a TREE_LIST
3041    representation a base-class initializer into a parameter pack
3042    expansion. If all goes well, the resulting node will be an
3043    EXPR_PACK_EXPANSION, TYPE_PACK_EXPANSION, or TREE_LIST,
3044    respectively.  */
3045 tree 
3046 make_pack_expansion (tree arg)
3047 {
3048   tree result;
3049   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3050   bool for_types = false;
3051   struct find_parameter_pack_data ppd;
3052
3053   if (!arg || arg == error_mark_node)
3054     return arg;
3055
3056   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST)
3057     {
3058       /* The only time we will see a TREE_LIST here is for a base
3059          class initializer.  In this case, the TREE_PURPOSE will be a
3060          _TYPE node (representing the base class expansion we're
3061          initializing) and the TREE_VALUE will be a TREE_LIST
3062          containing the initialization arguments. 
3063
3064          The resulting expansion looks somewhat different from most
3065          expansions. Rather than returning just one _EXPANSION, we
3066          return a TREE_LIST whose TREE_PURPOSE is a
3067          TYPE_PACK_EXPANSION containing the bases that will be
3068          initialized.  The TREE_VALUE will be identical to the
3069          original TREE_VALUE, which is a list of arguments that will
3070          be passed to each base.  We do not introduce any new pack
3071          expansion nodes into the TREE_VALUE (although it is possible
3072          that some already exist), because the TREE_PURPOSE and
3073          TREE_VALUE all need to be expanded together with the same
3074          _EXPANSION node.  Note that the TYPE_PACK_EXPANSION in the
3075          resulting TREE_PURPOSE will mention the parameter packs in
3076          both the bases and the arguments to the bases.  */
3077       tree purpose;
3078       tree value;
3079       tree parameter_packs = NULL_TREE;
3080
3081       /* Determine which parameter packs will be used by the base
3082          class expansion.  */
3083       ppd.visited = pointer_set_create ();
3084       ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3085       cp_walk_tree (&TREE_PURPOSE (arg), &find_parameter_packs_r, 
3086                     &ppd, ppd.visited);
3087
3088       if (parameter_packs == NULL_TREE)
3089         {
3090           error ("base initializer expansion %<%T%> contains no parameter packs", arg);
3091           pointer_set_destroy (ppd.visited);
3092           return error_mark_node;
3093         }
3094
3095       if (TREE_VALUE (arg) != void_type_node)
3096         {
3097           /* Collect the sets of parameter packs used in each of the
3098              initialization arguments.  */
3099           for (value = TREE_VALUE (arg); value; value = TREE_CHAIN (value))
3100             {
3101               /* Determine which parameter packs will be expanded in this
3102                  argument.  */
3103               cp_walk_tree (&TREE_VALUE (value), &find_parameter_packs_r, 
3104                             &ppd, ppd.visited);
3105             }
3106         }
3107
3108       pointer_set_destroy (ppd.visited);
3109
3110       /* Create the pack expansion type for the base type.  */
3111       purpose = cxx_make_type (TYPE_PACK_EXPANSION);
3112       SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (purpose, TREE_PURPOSE (arg));
3113       PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (purpose) = parameter_packs;
3114
3115       /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
3116          they will rarely be compared to anything.  */
3117       SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (purpose);
3118
3119       return tree_cons (purpose, TREE_VALUE (arg), NULL_TREE);
3120     }
3121
3122   if (TYPE_P (arg) || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
3123     for_types = true;
3124
3125   /* Build the PACK_EXPANSION_* node.  */
3126   result = for_types
3127      ? cxx_make_type (TYPE_PACK_EXPANSION)
3128      : make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
3129   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (result, arg);
3130   if (TREE_CODE (result) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3131     {
3132       /* Propagate type and const-expression information.  */
3133       TREE_TYPE (result) = TREE_TYPE (arg);
3134       TREE_CONSTANT (result) = TREE_CONSTANT (arg);
3135     }
3136   else
3137     /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
3138        they will rarely be compared to anything.  */
3139     SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (result);
3140
3141   /* Determine which parameter packs will be expanded.  */
3142   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3143   ppd.visited = pointer_set_create ();
3144   cp_walk_tree (&arg, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3145   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3146
3147   /* Make sure we found some parameter packs.  */
3148   if (parameter_packs == NULL_TREE)
3149     {
3150       if (TYPE_P (arg))
3151         error ("expansion pattern %<%T%> contains no argument packs", arg);
3152       else
3153         error ("expansion pattern %<%E%> contains no argument packs", arg);
3154       return error_mark_node;
3155     }
3156   PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (result) = parameter_packs;
3157
3158   return result;
3159 }
3160
3161 /* Checks T for any "bare" parameter packs, which have not yet been
3162    expanded, and issues an error if any are found. This operation can
3163    only be done on full expressions or types (e.g., an expression
3164    statement, "if" condition, etc.), because we could have expressions like:
3165
3166      foo(f(g(h(args)))...)
3167
3168    where "args" is a parameter pack. check_for_bare_parameter_packs
3169    should not be called for the subexpressions args, h(args),
3170    g(h(args)), or f(g(h(args))), because we would produce erroneous
3171    error messages. 
3172
3173    Returns TRUE and emits an error if there were bare parameter packs,
3174    returns FALSE otherwise.  */
3175 bool 
3176 check_for_bare_parameter_packs (tree t)
3177 {
3178   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3179   struct find_parameter_pack_data ppd;
3180
3181   if (!processing_template_decl || !t || t == error_mark_node)
3182     return false;
3183
3184   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
3185     t = TREE_TYPE (t);
3186
3187   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3188   ppd.visited = pointer_set_create ();
3189   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3190   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3191
3192   if (parameter_packs) 
3193     {
3194       error ("parameter packs not expanded with %<...%>:");
3195       while (parameter_packs)
3196         {
3197           tree pack = TREE_VALUE (parameter_packs);
3198           tree name = NULL_TREE;
3199
3200           if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TYPE_PARM
3201               || TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
3202             name = TYPE_NAME (pack);
3203           else if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3204             name = DECL_NAME (TEMPLATE_PARM_DECL (pack));
3205           else
3206             name = DECL_NAME (pack);
3207
3208           if (name)
3209             inform (input_location, "        %qD", name);
3210           else
3211             inform (input_location, "        <anonymous>");
3212
3213           parameter_packs = TREE_CHAIN (parameter_packs);
3214         }
3215
3216       return true;
3217     }
3218
3219   return false;
3220 }
3221
3222 /* Expand any parameter packs that occur in the template arguments in
3223    ARGS.  */
3224 tree
3225 expand_template_argument_pack (tree args)
3226 {
3227   tree result_args = NULL_TREE;
3228   int in_arg, out_arg = 0, nargs = args ? TREE_VEC_LENGTH (args) : 0;
3229   int num_result_args = -1;
3230   int non_default_args_count = -1;
3231
3232   /* First, determine if we need to expand anything, and the number of
3233      slots we'll need.  */
3234   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3235     {
3236       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3237       if (arg == NULL_TREE)
3238         return args;
3239       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3240         {
3241           int num_packed = TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg));
3242           if (num_result_args < 0)
3243             num_result_args = in_arg + num_packed;
3244           else
3245             num_result_args += num_packed;
3246         }
3247       else
3248         {
3249           if (num_result_args >= 0)
3250             num_result_args++;
3251         }
3252     }
3253
3254   /* If no expansion is necessary, we're done.  */
3255   if (num_result_args < 0)
3256     return args;
3257
3258   /* Expand arguments.  */
3259   result_args = make_tree_vec (num_result_args);
3260   if (NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (args))
3261     non_default_args_count =
3262       GET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (args);
3263   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3264     {
3265       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3266       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3267         {
3268           tree packed = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
3269           int i, num_packed = TREE_VEC_LENGTH (packed);
3270           for (i = 0; i < num_packed; ++i, ++out_arg)
3271             TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = TREE_VEC_ELT(packed, i);
3272           if (non_default_args_count > 0)
3273             non_default_args_count += num_packed;
3274         }
3275       else
3276         {
3277           TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = arg;
3278           ++out_arg;
3279         }
3280     }
3281   if (non_default_args_count >= 0)
3282     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (result_args, non_default_args_count);
3283   return result_args;
3284 }
3285
3286 /* Checks if DECL shadows a template parameter.
3287
3288    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
3289    scope (including nested scopes).
3290
3291    Emits an error and returns TRUE if the DECL shadows a parameter,
3292    returns FALSE otherwise.  */
3293
3294 bool
3295 check_template_shadow (tree decl)
3296 {
3297   tree olddecl;
3298
3299   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
3300      parameter.  */
3301   if (!current_template_parms)
3302     return true;
3303
3304   /* Figure out what we're shadowing.  */
3305   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
3306     decl = OVL_CURRENT (decl);
3307   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
3308
3309   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
3310      anything, let alone a template parameter.  */
3311   if (!olddecl)
3312     return true;
3313
3314   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
3315      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
3316      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
3317      node.  */
3318   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
3319     return true;
3320
3321   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
3322      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
3323      inline member templates.  */
3324   if (decl == olddecl
3325       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
3326     return true;
3327
3328   error ("declaration of %q+#D", decl);
3329   error (" shadows template parm %q+#D", olddecl);
3330   return false;
3331 }
3332
3333 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
3334    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
3335
3336 static tree
3337 build_template_parm_index (int index,
3338                            int level,
3339                            int orig_level,
3340                            tree decl,
3341                            tree type)
3342 {
3343   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
3344   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
3345   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
3346   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
3347   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
3348   TREE_TYPE (t) = type;
3349   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
3350   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
3351
3352   return t;
3353 }
3354
3355 /* Find the canonical type parameter for the given template type
3356    parameter.  Returns the canonical type parameter, which may be TYPE
3357    if no such parameter existed.  */
3358 static tree
3359 canonical_type_parameter (tree type)
3360 {
3361   tree list;
3362   int idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (type);
3363   if (!canonical_template_parms)
3364     canonical_template_parms = VEC_alloc (tree, gc, idx+1);
3365
3366   while (VEC_length (tree, canonical_template_parms) <= (unsigned)idx)
3367     VEC_safe_push (tree, gc, canonical_template_parms, NULL_TREE);
3368
3369   list = VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx);
3370   while (list && !comptypes (type, TREE_VALUE (list), COMPARE_STRUCTURAL))
3371     list = TREE_CHAIN (list);
3372
3373   if (list)
3374     return TREE_VALUE (list);
3375   else
3376     {
3377       VEC_replace(tree, canonical_template_parms, idx,
3378                   tree_cons (NULL_TREE, type, 
3379                              VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx)));
3380       return type;
3381     }
3382 }
3383
3384 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
3385    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
3386    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
3387    new one is created.  */
3388
3389 static tree
3390 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels, tree args,
3391                             tsubst_flags_t complain)
3392 {
3393   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
3394       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
3395           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels)
3396       || !same_type_p (type, TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))))
3397     {
3398       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
3399       tree decl, t;
3400
3401       decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (orig_decl),
3402                          TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
3403       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
3404       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
3405       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3406       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3407
3408       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
3409                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
3410                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
3411                                      decl, type);
3412       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
3413       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t) 
3414         = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (index);
3415
3416         /* Template template parameters need this.  */
3417       if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
3418         DECL_TEMPLATE_PARMS (decl) = tsubst_template_parms
3419           (DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index)),
3420            args, complain);
3421     }
3422
3423   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
3424 }
3425
3426 /* Process information from new template parameter PARM and append it to the
3427    LIST being built.  This new parameter is a non-type parameter iff
3428    IS_NON_TYPE is true. This new parameter is a parameter
3429    pack iff IS_PARAMETER_PACK is true.  The location of PARM is in 
3430    PARM_LOC.  */
3431
3432 tree
3433 process_template_parm (tree list, location_t parm_loc, tree parm, bool is_non_type, 
3434                        bool is_parameter_pack)
3435 {
3436   tree decl = 0;
3437   tree defval;
3438   tree err_parm_list;
3439   int idx = 0;
3440
3441   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
3442   defval = TREE_PURPOSE (parm);
3443
3444   if (list)
3445     {
3446       tree p = tree_last (list);
3447
3448       if (p && TREE_VALUE (p) != error_mark_node)
3449         {
3450           p = TREE_VALUE (p);
3451           if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
3452             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
3453           else
3454             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
3455         }
3456
3457       ++idx;
3458     }
3459   else
3460     idx = 0;
3461
3462   if (is_non_type)
3463     {
3464       parm = TREE_VALUE (parm);
3465
3466       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
3467
3468       if (TREE_TYPE (parm) == error_mark_node)
3469         {
3470           err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3471           TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3472            return chainon (list, err_parm_list);
3473         }
3474       else
3475       {
3476         /* [temp.param]
3477
3478            The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
3479            ignored when determining its type.  */
3480         TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
3481         if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
3482           {
3483             err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3484             TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3485              return chainon (list, err_parm_list);
3486           }
3487
3488         if (uses_parameter_packs (TREE_TYPE (parm)) && !is_parameter_pack)
3489           {
3490             /* This template parameter is not a parameter pack, but it
3491                should be. Complain about "bare" parameter packs.  */
3492             check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (parm));
3493             
3494             /* Recover by calling this a parameter pack.  */
3495             is_parameter_pack = true;
3496           }
3497       }
3498
3499       /* A template parameter is not modifiable.  */
3500       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
3501       TREE_READONLY (parm) = 1;
3502       decl = build_decl (parm_loc,
3503                          CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
3504       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
3505       TREE_READONLY (decl) = 1;
3506       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl)
3507         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3508                                      processing_template_decl,
3509                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3510
3511       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)) 
3512         = is_parameter_pack;
3513     }
3514   else
3515     {
3516       tree t;
3517       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
3518
3519       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
3520         {
3521           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
3522           /* This is for distinguishing between real templates and template
3523              template parameters */
3524           TREE_TYPE (parm) = t;
3525           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
3526           decl = parm;
3527         }
3528       else
3529         {
3530           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
3531           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
3532           decl = build_decl (parm_loc,
3533                              TYPE_DECL, parm, t);
3534         }
3535
3536       TYPE_NAME (t) = decl;
3537       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
3538       parm = decl;
3539       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
3540         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3541                                      processing_template_decl,
3542                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3543       TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t) = is_parameter_pack;
3544       TYPE_CANONICAL (t) = canonical_type_parameter (t);
3545     }
3546   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3547   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3548   pushdecl (decl);
3549   parm = build_tree_list (defval, parm);
3550   return chainon (list, parm);
3551 }
3552
3553 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
3554    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
3555    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
3556    as PARM_DECLs.  */
3557
3558 tree
3559 end_template_parm_list (tree parms)
3560 {
3561   int nparms;
3562   tree parm, next;
3563   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
3564
3565   current_template_parms
3566     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
3567                  saved_parmlist, current_template_parms);
3568
3569   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
3570     {
3571       next = TREE_CHAIN (parm);
3572       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
3573       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
3574       if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TYPE_DECL)
3575         TEMPLATE_TYPE_PARM_SIBLING_PARMS (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm))) =
3576               current_template_parms;
3577     }
3578
3579   --processing_template_parmlist;
3580
3581   return saved_parmlist;
3582 }
3583
3584 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
3585
3586 void
3587 end_template_decl (void)
3588 {
3589   reset_specialization ();
3590
3591   if (! processing_template_decl)
3592     return;
3593
3594   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
3595   finish_scope ();
3596
3597   --processing_template_decl;
3598   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
3599 }
3600
3601 /* Within the declaration of a template, return all levels of template
3602    parameters that apply.  The template parameters are represented as
3603    a TREE_VEC, in the form documented in cp-tree.h for template
3604    arguments.  */
3605
3606 static tree
3607 current_template_args (void)
3608 {
3609   tree header;
3610   tree args = NULL_TREE;
3611   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
3612   int l = length;
3613
3614   /* If there is only one level of template parameters, we do not
3615      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
3616      TREE_VEC containing the arguments.  */
3617   if (length > 1)
3618     args = make_tree_vec (length);
3619
3620   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
3621     {
3622       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
3623       int i;
3624
3625       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
3626       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
3627         {
3628           tree t = TREE_VEC_ELT (a, i);
3629
3630           /* T will be a list if we are called from within a
3631              begin/end_template_parm_list pair, but a vector directly
3632              if within a begin/end_member_template_processing pair.  */
3633           if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
3634             {
3635               t = TREE_VALUE (t);
3636
3637               if (!error_operand_p (t))
3638                 {
3639                   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
3640                       || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
3641                     {
3642                       t = TREE_TYPE (t);
3643                       
3644                       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
3645                         {
3646                           /* Turn this argument into a TYPE_ARGUMENT_PACK
3647                              with a single element, which expands T.  */
3648                           tree vec = make_tree_vec (1);
3649 #ifdef ENABLE_CHECKING
3650                           SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT
3651                                 (vec, TREE_VEC_LENGTH (vec));
3652 #endif
3653                           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
3654                           
3655                           t = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
3656                           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
3657                         }
3658                     }
3659                   else
3660                     {
3661                       t = DECL_INITIAL (t);
3662                       
3663                       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
3664                         {
3665                           /* Turn this argument into a NONTYPE_ARGUMENT_PACK
3666                              with a single element, which expands T.  */
3667                           tree vec = make_tree_vec (1);
3668                           tree type = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (t));
3669 #ifdef ENABLE_CHECKING
3670                           SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT
3671                                 (vec, TREE_VEC_LENGTH (vec));
3672 #endif
3673                           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
3674                           
3675                           t  = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
3676                           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
3677                           TREE_TYPE (t) = type;
3678                         }
3679                     }
3680                   TREE_VEC_ELT (a, i) = t;
3681                 }
3682             }
3683         }
3684
3685 #ifdef ENABLE_CHECKING
3686       SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (a, TREE_VEC_LENGTH (a));
3687 #endif
3688
3689       if (length > 1)
3690         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
3691       else
3692         args = a;
3693     }
3694
3695   return args;
3696 }
3697
3698 /* Update the declared TYPE by doing any lookups which were thought to be
3699    dependent, but are not now that we know the SCOPE of the declarator.  */
3700
3701 tree
3702 maybe_update_decl_type (tree orig_type, tree scope)
3703 {
3704   tree type = orig_type;
3705
3706   if (type == NULL_TREE)
3707     return type;
3708
3709   if (TREE_CODE (orig_type) == TYPE_DECL)
3710     type = TREE_TYPE (type);
3711
3712   if (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
3713       && dependent_type_p (type)
3714       /* Don't bother building up the args in this case.  */
3715       && TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
3716     {
3717       /* tsubst in the args corresponding to the template parameters,
3718          including auto if present.  Most things will be unchanged, but
3719          make_typename_type and tsubst_qualified_id will resolve
3720          TYPENAME_TYPEs and SCOPE_REFs that were previously dependent.  */
3721       tree args = current_template_args ();
3722       tree auto_node = type_uses_auto (type);
3723       tree pushed;
3724       if (auto_node)
3725         {
3726           tree auto_vec = make_tree_vec (1);
3727           TREE_VEC_ELT (auto_vec, 0) = auto_node;
3728           args = add_to_template_args (args, auto_vec);
3729         }
3730       pushed = push_scope (scope);
3731       type = tsubst (type, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
3732       if (pushed)
3733         pop_scope (scope);
3734     }
3735
3736   if (type == error_mark_node)
3737     return orig_type;
3738
3739   if (TREE_CODE (orig_type) == TYPE_DECL)
3740     {
3741       if (same_type_p (type, TREE_TYPE (orig_type)))
3742         type = orig_type;
3743       else
3744         type = TYPE_NAME (type);
3745     }
3746   return type;
3747 }
3748
3749 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
3750    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
3751    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
3752
3753 static tree
3754 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
3755 {
3756   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
3757   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
3758   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
3759   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
3760
3761   return tmpl;
3762 }
3763
3764 struct template_parm_data
3765 {
3766   /* The level of the template parameters we are currently
3767      processing.  */
3768   int level;
3769
3770   /* The index of the specialization argument we are currently
3771      processing.  */
3772   int current_arg;
3773
3774   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
3775      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
3776      of the arguments processed so far.  */
3777   int* parms;
3778
3779   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
3780      elements are nonzero if the argument makes use of template
3781      parameters of this level.  */
3782   int* arg_uses_template_parms;
3783 };
3784
3785 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
3786    parameter in a partial specialization is used in the explicit
3787    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
3788    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
3789    appropriately.  */
3790
3791 static int
3792 mark_template_parm (tree t, void* data)
3793 {
3794   int level;
3795   int idx;
3796   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
3797
3798   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3799     {
3800       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
3801       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
3802     }
3803   else
3804     {
3805       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
3806       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
3807     }
3808
3809   if (level == tpd->level)
3810     {
3811       tpd->parms[idx] = 1;
3812       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
3813     }
3814
3815   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
3816      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
3817   return 0;
3818 }
3819
3820 /* Process the partial specialization DECL.  */
3821
3822 static tree
3823 process_partial_specialization (tree decl)
3824 {
3825   tree type = TREE_TYPE (decl);
3826   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
3827   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
3828   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
3829   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
3830   tree inner_parms;
3831   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
3832   int ntparms;
3833   int  i;
3834   int did_error_intro = 0;
3835   struct template_parm_data tpd;
3836   struct template_parm_data tpd2;
3837
3838   gcc_assert (current_template_parms);
3839
3840   inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
3841   ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
3842
3843   /* We check that each of the template parameters given in the
3844      partial specialization is used in the argument list to the
3845      specialization.  For example:
3846
3847        template <class T> struct S;
3848        template <class T> struct S<T*>;
3849
3850      The second declaration is OK because `T*' uses the template
3851      parameter T, whereas
3852
3853        template <class T> struct S<int>;
3854
3855      is no good.  Even trickier is:
3856
3857        template <class T>
3858        struct S1
3859        {
3860           template <class U>
3861           struct S2;
3862           template <class U>
3863           struct S2<T>;
3864        };
3865
3866      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
3867      full-specialization.  Of course,
3868
3869           template <class U>
3870           struct S2<T (*)(U)>;
3871
3872      or some such would have been OK.  */
3873   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
3874   tpd.parms = (int *) alloca (sizeof (int) * ntparms);
3875   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
3876
3877   tpd.arg_uses_template_parms = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
3878   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
3879   for (i = 0; i < nargs; ++i)
3880     {
3881       tpd.current_arg = i;
3882       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
3883                               &mark_template_parm,
3884                               &tpd,
3885                               NULL,
3886                               /*include_nondeduced_p=*/false);
3887     }
3888   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
3889     if (tpd.parms[i] == 0)
3890       {
3891         /* One of the template parms was not used in the
3892            specialization.  */
3893         if (!did_error_intro)
3894           {
3895             error ("template parameters not used in partial specialization:");
3896             did_error_intro = 1;
3897           }
3898
3899         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
3900       }
3901
3902   /* [temp.class.spec]
3903
3904      The argument list of the specialization shall not be identical to
3905      the implicit argument list of the primary template.  */
3906   if (comp_template_args
3907       (inner_args,
3908        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
3909                                                    (maintmpl)))))
3910     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
3911
3912   /* [temp.class.spec]
3913
3914      A partially specialized non-type argument expression shall not
3915      involve template parameters of the partial specialization except
3916      when the argument expression is a simple identifier.
3917
3918      The type of a template parameter corresponding to a specialized
3919      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
3920      specialization. 
3921
3922      Also, we verify that pack expansions only occur at the
3923      end of the argument list.  */
3924   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
3925   tpd2.parms = 0;
3926   for (i = 0; i < nargs; ++i)
3927     {
3928       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms, i));
3929       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
3930       tree packed_args = NULL_TREE;
3931       int j, len = 1;
3932
3933       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3934         {
3935           /* Extract the arguments from the argument pack. We'll be
3936              iterating over these in the following loop.  */
3937           packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
3938           len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
3939         }
3940
3941       for (j = 0; j < len; j++)
3942         {
3943           if (packed_args)
3944             /* Get the Jth argument in the parameter pack.  */
3945             arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, j);
3946
3947           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
3948             {
3949               /* Pack expansions must come at the end of the
3950                  argument list.  */
3951               if ((packed_args && j < len - 1)
3952                   || (!packed_args && i < nargs - 1))
3953                 {
3954                   if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3955                     error ("parameter pack argument %qE must be at the "
3956                            "end of the template argument list", arg);
3957                   else
3958                     error ("parameter pack argument %qT must be at the "
3959                            "end of the template argument list", arg);
3960                 }
3961             }
3962
3963           if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3964             /* We only care about the pattern.  */
3965             arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
3966
3967           if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
3968               !TYPE_P (arg)
3969               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
3970               /* This next line is the `argument expression is not just a
3971                  simple identifier' condition and also the `specialized
3972                  non-type argument' bit.  */
3973               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
3974             {
3975               if ((!packed_args && tpd.arg_uses_template_parms[i])
3976                   || (packed_args && uses_template_parms (arg)))
3977                 error ("template argument %qE involves template parameter(s)",
3978                        arg);
3979               else 
3980                 {
3981                   /* Look at the corresponding template parameter,
3982                      marking which template parameters its type depends
3983                      upon.  */
3984                   tree type = TREE_TYPE (parm);
3985
3986                   if (!tpd2.parms)
3987                     {
3988                       /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
3989                       tpd2.arg_uses_template_parms 
3990                         = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
3991                       /* The number of parameters here is the number in the
3992                          main template, which, as checked in the assertion
3993                          above, is NARGS.  */
3994                       tpd2.parms = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
3995                       tpd2.level = 
3996                         TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
3997                     }
3998
3999                   /* Mark the template parameters.  But this time, we're
4000                      looking for the template parameters of the main
4001                      template, not in the specialization.  */
4002                   tpd2.current_arg = i;
4003                   tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
4004                   memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
4005                   for_each_template_parm (type,
4006                                           &mark_template_parm,
4007                                           &tpd2,
4008                                           NULL,
4009                                           /*include_nondeduced_p=*/false);
4010
4011                   if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
4012                     {
4013                       /* The type depended on some template parameters.
4014                          If they are fully specialized in the
4015                          specialization, that's OK.  */
4016                       int j;
4017                       int count = 0;
4018                       for (j = 0; j < nargs; ++j)
4019                         if (tpd2.parms[j] != 0
4020                             && tpd.arg_uses_template_parms [j])
4021                           ++count;
4022                       if (count != 0)
4023                         error_n (input_location, count,
4024                                  "type %qT of template argument %qE depends "
4025                                  "on a template parameter",
4026                                  "type %qT of template argument %qE depends "
4027                                  "on template parameters",
4028                                  type,
4029                                  arg);
4030                     }
4031                 }
4032             }
4033         }
4034     }
4035
4036   /* We should only get here once.  */
4037   gcc_assert (!COMPLETE_TYPE_P (type));
4038
4039   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
4040     = tree_cons (specargs, inner_parms,
4041                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
4042   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
4043   return decl;
4044 }
4045
4046 /* Check that a template declaration's use of default arguments and
4047    parameter packs is not invalid.  Here, PARMS are the template
4048    parameters.  IS_PRIMARY is nonzero if DECL is the thing declared by
4049    a primary template.  IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial
4050    specialization.
4051    
4052
4053    IS_FRIEND_DECL is nonzero if DECL is a friend function template
4054    declaration (but not a definition); 1 indicates a declaration, 2
4055    indicates a redeclaration. When IS_FRIEND_DECL=2, no errors are
4056    emitted for extraneous default arguments.
4057
4058    Returns TRUE if there were no errors found, FALSE otherwise. */
4059
4060 bool
4061 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, 
4062                          int is_partial, int is_friend_decl)
4063 {
4064   const char *msg;
4065   int last_level_to_check;
4066   tree parm_level;
4067   bool no_errors = true;
4068
4069   /* [temp.param]
4070
4071      A default template-argument shall not be specified in a
4072      function template declaration or a function template definition, nor
4073      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
4074      class template.  */
4075
4076   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
4077     /* You can't have a function template declaration in a local
4078        scope, nor you can you define a member of a class template in a
4079        local scope.  */
4080     return true;
4081
4082   if (current_class_type
4083       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
4084       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4085       && DECL_DECLARES_FUNCTION_P (decl)
4086       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
4087          or a member function.  */
4088       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
4089           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
4090           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
4091           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
4092           : false)
4093       /* And, if it was a member function, it really was defined in
4094          the scope of the class.  */
4095       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
4096           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
4097     /* We already checked these parameters when the template was
4098        declared, so there's no need to do it again now.  This function
4099        was defined in class scope, but we're processing it's body now
4100        that the class is complete.  */
4101     return true;
4102
4103   /* Core issue 226 (C++0x only): the following only applies to class
4104      templates.  */
4105   if ((cxx_dialect == cxx98) || TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
4106     {
4107       /* [temp.param]
4108
4109          If a template-parameter has a default template-argument, all
4110          subsequent template-parameters shall have a default
4111          template-argument supplied.  */
4112       for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
4113         {
4114           tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
4115           int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4116           int seen_def_arg_p = 0;
4117           int i;
4118
4119           for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4120             {
4121               tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
4122
4123               if (parm == error_mark_node)
4124                 continue;
4125
4126               if (TREE_PURPOSE (parm))
4127                 seen_def_arg_p = 1;
4128               else if (seen_def_arg_p
4129                        && !template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
4130                 {
4131                   error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
4132                   /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
4133                      there should have been a default argument.  */
4134                   TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
4135                   no_errors = false;
4136                 }
4137               else if (is_primary
4138                        && !is_partial
4139                        && !is_friend_decl
4140                        /* Don't complain about an enclosing partial
4141                           specialization.  */
4142                        && parm_level == parms
4143                        && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4144                        && i < ntparms - 1
4145                        && template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
4146                 {
4147                   /* A primary class template can only have one
4148                      parameter pack, at the end of the template
4149                      parameter list.  */
4150
4151                   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL)
4152                     error ("parameter pack %qE must be at the end of the"
4153                            " template parameter list", TREE_VALUE (parm));
4154                   else
4155                     error ("parameter pack %qT must be at the end of the"
4156                            " template parameter list", 
4157                            TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
4158
4159                   TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) 
4160                     = error_mark_node;
4161                   no_errors = false;
4162                 }
4163             }
4164         }
4165     }
4166
4167   if (((cxx_dialect == cxx98) && TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
4168       || is_partial 
4169       || !is_primary
4170       || is_friend_decl)
4171     /* For an ordinary class template, default template arguments are
4172        allowed at the innermost level, e.g.:
4173          template <class T = int>
4174          struct S {};
4175        but, in a partial specialization, they're not allowed even
4176        there, as we have in [temp.class.spec]:
4177
4178          The template parameter list of a specialization shall not
4179          contain default template argument values.
4180
4181        So, for a partial specialization, or for a function template
4182        (in C++98/C++03), we look at all of them.  */
4183     ;
4184   else
4185     /* But, for a primary class template that is not a partial
4186        specialization we look at all template parameters except the
4187        innermost ones.  */
4188     parms = TREE_CHAIN (parms);
4189
4190   /* Figure out what error message to issue.  */
4191   if (is_friend_decl == 2)
4192     msg = G_("default template arguments may not be used in function template "
4193              "friend re-declaration");
4194   else if (is_friend_decl)
4195     msg = G_("default template arguments may not be used in function template "
4196              "friend declarations");
4197   else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && (cxx_dialect == cxx98))
4198     msg = G_("default template arguments may not be used in function templates "
4199              "without -std=c++0x or -std=gnu++0x");
4200   else if (is_partial)
4201     msg = G_("default template arguments may not be used in "
4202              "partial specializations");
4203   else
4204     msg = G_("default argument for template parameter for class enclosing %qD");
4205
4206   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
4207     /* If we're inside a class definition, there's no need to
4208        examine the parameters to the class itself.  On the one
4209        hand, they will be checked when the class is defined, and,
4210        on the other, default arguments are valid in things like:
4211          template <class T = double>
4212          struct S { template <class U> void f(U); };
4213        Here the default argument for `S' has no bearing on the
4214        declaration of `f'.  */
4215     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
4216   else
4217     /* Check everything.  */
4218     last_level_to_check = 0;
4219
4220   for (parm_level = parms;
4221        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check;
4222        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
4223     {
4224       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
4225       int i;
4226       int ntparms;
4227
4228       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4229       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4230         {
4231           if (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i) == error_mark_node)
4232             continue;
4233
4234           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
4235             {
4236               if (msg)
4237                 {
4238                   no_errors = false;
4239                   if (is_friend_decl == 2)
4240                     return no_errors;
4241
4242                   error (msg, decl);
4243                   msg = 0;
4244                 }
4245
4246               /* Clear out the default argument so that we are not
4247                  confused later.  */
4248               TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
4249             }
4250         }
4251
4252       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
4253          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
4254       if (msg)
4255         msg = G_("default argument for template parameter for class "
4256                  "enclosing %qD");
4257     }
4258
4259   return no_errors;
4260 }
4261
4262 /* Worker for push_template_decl_real, called via
4263    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
4264    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
4265    parameter of that level, return nonzero.  */
4266
4267 static int
4268 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
4269 {
4270   int this_level = *(int *)data;
4271   int level;
4272
4273   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
4274     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
4275   else
4276     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
4277   return level == this_level;
4278 }
4279
4280 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
4281    parameters given by current_template_args, or reuses a
4282    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
4283    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.
4284
4285    If IS_FRIEND is true, DECL is a friend declaration.  */
4286
4287 tree
4288 push_template_decl_real (tree decl, bool is_friend)
4289 {
4290   tree tmpl;
4291   tree args;
4292   tree info;
4293   tree ctx;
4294   int primary;
4295   int is_partial;
4296   int new_template_p = 0;
4297   /* True if the template is a member template, in the sense of
4298      [temp.mem].  */
4299   bool member_template_p = false;
4300
4301   if (decl == error_mark_node || !current_template_parms)
4302     return error_mark_node;
4303
4304   /* See if this is a partial specialization.  */
4305   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4306                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
4307                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
4308
4309   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl))
4310     is_friend = true;
4311
4312   if (is_friend)
4313     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
4314        the type of which it is a friend.  */
4315     ctx = DECL_CONTEXT (decl);
4316   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
4317            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
4318     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
4319        it is defined.  */
4320     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
4321   else
4322     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
4323        is assumed to be a member of the class.  */
4324     ctx = current_scope ();
4325
4326   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
4327     ctx = NULL_TREE;
4328
4329   if (!DECL_CONTEXT (decl))
4330     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
4331
4332   /* See if this is a primary template.  */
4333   if (is_friend && ctx)
4334     /* A friend template that specifies a class context, i.e.
4335          template <typename T> friend void A<T>::f();
4336        is not primary.  */
4337     primary = 0;
4338   else
4339     primary = template_parm_scope_p ();
4340
4341   if (primary)
4342     {
4343       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
4344         member_template_p = true;
4345       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4346           && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl)))
4347         {
4348           error ("template class without a name");
4349           return error_mark_node;
4350         }
4351       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4352         {
4353           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
4354             {
4355               /* [temp.mem]
4356
4357                  A destructor shall not be a member template.  */
4358               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
4359               return error_mark_node;
4360             }
4361           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
4362               && (!TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl))
4363                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
4364                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
4365                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
4366                       == void_list_node)))
4367             {
4368               /* [basic.stc.dynamic.allocation]
4369
4370                  An allocation function can be a function
4371                  template. ... Template allocation functions shall
4372                  have two or more parameters.  */
4373               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
4374               return error_mark_node;
4375             }
4376         }
4377       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4378                && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
4379         /* OK */;
4380       else
4381         {
4382           error ("template declaration of %q#D", decl);
4383           return error_mark_node;
4384         }
4385     }
4386
4387   /* Check to see that the rules regarding the use of default
4388      arguments are not being violated.  */
4389   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms,
4390                            primary, is_partial, /*is_friend_decl=*/0);
4391
4392   /* Ensure that there are no parameter packs in the type of this
4393      declaration that have not been expanded.  */
4394   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4395     {
4396       /* Check each of the arguments individually to see if there are
4397          any bare parameter packs.  */
4398       tree type = TREE_TYPE (decl);
4399       tree arg = DECL_ARGUMENTS (decl);
4400       tree argtype = TYPE_ARG_TYPES (type);
4401
4402       while (arg && argtype)
4403         {
4404           if (!FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (arg)
4405               && check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (arg)))
4406             {
4407             /* This is a PARM_DECL that contains unexpanded parameter
4408                packs. We have already complained about this in the
4409                check_for_bare_parameter_packs call, so just replace
4410                these types with ERROR_MARK_NODE.  */
4411               TREE_TYPE (arg) = error_mark_node;
4412               TREE_VALUE (argtype) = error_mark_node;
4413             }
4414
4415           arg = TREE_CHAIN (arg);
4416           argtype = TREE_CHAIN (argtype);
4417         }
4418
4419       /* Check for bare parameter packs in the return type and the
4420          exception specifiers.  */
4421       if (check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (type)))
4422         /* Errors were already issued, set return type to int
4423            as the frontend doesn't expect error_mark_node as
4424            the return type.  */
4425         TREE_TYPE (type) = integer_type_node;
4426       if (check_for_bare_parameter_packs (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type)))
4427         TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type) = NULL_TREE;
4428     }
4429   else if (check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (decl)))
4430     {
4431       TREE_TYPE (decl) = error_mark_node;
4432       return error_mark_node;
4433     }
4434
4435   if (is_partial)
4436     return process_partial_specialization (decl);
4437
4438   args = current_template_args ();
4439
4440   if (!ctx
4441       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
4442       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
4443       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
4444     {
4445       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4446           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
4447           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
4448         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
4449       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
4450          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
4451          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
4452       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4453                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
4454                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
4455         {
4456           /* Since a template declaration already existed for this
4457              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
4458              that the redeclaration is valid.  */
4459           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
4460                                     current_template_parms);
4461           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
4462              one we already had.  */
4463           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
4464         }
4465       else
4466         {
4467           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4468                                       member_template_p);
4469           new_template_p = 1;
4470
4471           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4472               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
4473             {
4474               /* A specialization of a member template of a template
4475                  class.  */
4476               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
4477               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
4478               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
4479             }
4480         }
4481     }
4482   else
4483     {
4484       tree a, t, current, parms;
4485       int i;
4486       tree tinfo = get_template_info (decl);
4487
4488       if (!tinfo)
4489         {
4490           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
4491           return error_mark_node;
4492         }
4493
4494       tmpl = TI_TEMPLATE (tinfo);
4495
4496       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
4497           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl)
4498           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
4499           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
4500         {
4501           tree new_tmpl;
4502
4503           /* The declaration is a specialization of a member
4504              template, declared outside the class.  Therefore, the
4505              innermost template arguments will be NULL, so we
4506              replace them with the arguments determined by the
4507              earlier call to check_explicit_specialization.  */
4508           args = DECL_TI_ARGS (decl);
4509
4510           new_tmpl
4511             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4512                                    member_template_p);
4513           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
4514           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
4515           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
4516           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
4517           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl)
4518             = build_template_info (tmpl, args);
4519
4520           register_specialization (new_tmpl,
4521                                    most_general_template (tmpl),
4522                                    args,
4523                                    is_friend, 0);
4524           return decl;
4525         }
4526
4527       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
4528
4529       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4530       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
4531       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
4532         {
4533           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
4534                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
4535         }
4536       else
4537         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
4538           {
4539             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
4540             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4541
4542             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
4543               {
4544                 if (current == decl)
4545                   error ("got %d template parameters for %q#D",
4546                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
4547                 else
4548                   error ("got %d template parameters for %q#T",
4549                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
4550                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
4551                 return error_mark_node;
4552               }
4553
4554             if (current == decl)
4555               current = ctx;
4556             else if (current == NULL_TREE)
4557               /* Can happen in erroneous input.  */
4558               break;
4559             else
4560               current = (TYPE_P (current)
4561                          ? TYPE_CONTEXT (current)
4562                          : DECL_CONTEXT (current));
4563           }
4564
4565       /* Check that the parms are used in the appropriate qualifying scopes
4566          in the declarator.  */
4567       if (!comp_template_args
4568           (TI_ARGS (tinfo),
4569            TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)))))
4570         {
4571           error ("\
4572 template arguments to %qD do not match original template %qD",
4573                  decl, DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
4574           if (!uses_template_parms (TI_ARGS (tinfo)))
4575             inform (input_location, "use template<> for an explicit specialization");
4576           /* Avoid crash in import_export_decl.  */
4577           DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
4578           return error_mark_node;
4579         }
4580     }
4581
4582   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
4583   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
4584
4585   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
4586      that we do not try to push a global template friend declared in a
4587      template class; such a thing may well depend on the template
4588      parameters of the class.  */
4589   if (new_template_p && !ctx
4590       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
4591     {
4592       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl, is_friend);
4593       if (tmpl == error_mark_node)
4594         return error_mark_node;
4595
4596       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
4597       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
4598         {
4599           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
4600           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
4601         }
4602     }
4603
4604   if (primary)
4605     {
4606       tree parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4607       int i;
4608
4609       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
4610       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
4611         {
4612           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
4613
4614           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
4615              depends on innermost template operands.  */
4616
4617           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
4618                                          depth))
4619             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
4620         }
4621
4622       /* Give template template parms a DECL_CONTEXT of the template
4623          for which they are a parameter.  */
4624       parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4625       for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
4626         {
4627           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4628           if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4629             DECL_CONTEXT (parm) = tmpl;
4630         }
4631     }
4632
4633   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
4634      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
4635      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
4636      argument levels if necessary.  */
4637   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
4638     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
4639
4640   info = build_template_info (tmpl, args);
4641
4642   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
4643     SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
4644   else if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
4645     DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
4646
4647   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
4648 }
4649
4650 tree
4651 push_template_decl (tree decl)
4652 {
4653   return push_template_decl_real (decl, false);
4654 }
4655
4656 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
4657    template PARMS, e.g.:
4658
4659      template <class T> struct S;
4660      template <class T> struct S {};  */
4661
4662 bool
4663 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
4664 {
4665   tree tmpl;
4666   tree tmpl_parms;
4667   int i;
4668
4669   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4670     {
4671       error ("%qT is not a template type", type);
4672       return false;
4673     }
4674
4675   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
4676   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4677     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
4678        about here; there are no new template parameters for the nested
4679        type.  */
4680     return true;
4681
4682   if (!parms)
4683     {
4684       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
4685              tmpl);
4686       return false;
4687     }
4688
4689   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4690   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4691
4692   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
4693     {
4694       error_n (input_location, TREE_VEC_LENGTH (parms),
4695                "redeclared with %d template parameter",
4696                "redeclared with %d template parameters",
4697                TREE_VEC_LENGTH (parms));
4698       inform_n (input_location, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms),
4699                 "previous declaration %q+D used %d template parameter",
4700                 "previous declaration %q+D used %d template parameters",
4701                 tmpl, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms));
4702       return false;
4703     }
4704
4705   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
4706     {
4707       tree tmpl_parm;
4708       tree parm;
4709       tree tmpl_default;
4710       tree parm_default;
4711
4712       if (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i) == error_mark_node
4713           || TREE_VEC_ELT (parms, i) == error_mark_node)
4714         continue;
4715
4716       tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
4717       if (tmpl_parm == error_mark_node)
4718         return false;
4719
4720       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4721       tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
4722       parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4723
4724       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
4725          TEMPLATE_DECL.  */
4726       if (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
4727           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
4728               && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm)))
4729           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != PARM_DECL
4730               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (tmpl_parm))
4731                   != TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm))))
4732           || (TREE_CODE (tmpl_parm) == PARM_DECL
4733               && (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (tmpl_parm))
4734                   != TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))))
4735         {
4736           error ("template parameter %q+#D", tmpl_parm);
4737           error ("redeclared here as %q#D", parm);
4738           return false;
4739         }
4740
4741       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
4742         {
4743           /* We have in [temp.param]:
4744
4745              A template-parameter may not be given default arguments
4746              by two different declarations in the same scope.  */
4747           error_at (input_location, "redefinition of default argument for %q#D", parm);
4748           inform (DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl_parm),
4749                   "original definition appeared here");
4750           return false;
4751         }
4752
4753       if (parm_default != NULL_TREE)
4754         /* Update the previous template parameters (which are the ones
4755            that will really count) with the new default value.  */
4756         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
4757       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
4758         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
4759            parameters for any members.  */
4760         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
4761     }
4762
4763     return true;
4764 }
4765
4766 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
4767    (possibly simplified) expression.  */
4768
4769 tree
4770 fold_non_dependent_expr (tree expr)
4771 {
4772   if (expr == NULL_TREE)
4773     return NULL_TREE;
4774
4775   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
4776      it.  We're supposed to treat:
4777
4778        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
4779        template <typename T> void f(T[2]);
4780
4781      as two declarations of the same function, for example.  */
4782   if (processing_template_decl
4783       && !type_dependent_expression_p (expr)
4784       && !value_dependent_expression_p (expr))
4785     {
4786       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
4787
4788       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
4789       processing_template_decl = 0;
4790       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
4791                                     /*args=*/NULL_TREE,
4792                                     tf_error,
4793                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
4794                                     /*function_p=*/false,
4795                                     /*integral_constant_expression_p=*/true);
4796       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
4797     }
4798   return expr;
4799 }
4800
4801 /* EXPR is an expression which is used in a constant-expression context.
4802    For instance, it could be a VAR_DECL with a constant initializer.
4803    Extract the innermost constant expression.
4804
4805    This is basically a more powerful version of
4806    integral_constant_value, which can be used also in templates where
4807    initializers can maintain a syntactic rather than semantic form
4808    (even if they are non-dependent, for access-checking purposes).  */
4809
4810 static tree
4811 fold_decl_constant_value (tree expr)
4812 {
4813   tree const_expr = expr;
4814   do
4815     {
4816       expr = fold_non_dependent_expr (const_expr);
4817       const_expr = integral_constant_value (expr);
4818     }
4819   while (expr != const_expr);
4820
4821   return expr;
4822 }
4823
4824 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
4825    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
4826    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
4827    and check that the resulting function has external linkage.  */
4828
4829 static tree
4830 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
4831 {
4832   tree fns = expr;
4833   tree fn, fn_no_ptr;
4834
4835   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
4836   if (fn == error_mark_node)
4837     return error_mark_node;
4838
4839   fn_no_ptr = fn;
4840   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
4841     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
4842   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == BASELINK)
4843     fn_no_ptr = BASELINK_FUNCTIONS (fn_no_ptr);
4844  
4845   /* [temp.arg.nontype]/1
4846
4847      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
4848      shall be one of:
4849      [...]
4850      -- the address of an object or function with external linkage.  */
4851   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
4852     {
4853       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4854              "because function %qD has not external linkage",
4855              expr, type, fn_no_ptr);
4856       return NULL_TREE;
4857     }
4858
4859   return fn;
4860 }
4861
4862 /* Subroutine of convert_nontype_argument.
4863    Check if EXPR of type TYPE is a valid pointer-to-member constant.
4864    Emit an error otherwise.  */
4865
4866 static bool
4867 check_valid_ptrmem_cst_expr (tree type, tree expr)
4868 {
4869   STRIP_NOPS (expr);
4870   if (expr && (null_ptr_cst_p (expr) || TREE_CODE (expr) == PTRMEM_CST))
4871     return true;
4872   error ("%qE is not a valid template argument for type %qT",
4873          expr, type);
4874   error ("it must be a pointer-to-member of the form `&X::Y'");
4875   return false;
4876 }
4877
4878 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
4879    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
4880    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
4881    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
4882    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
4883    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
4884    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
4885    must be non-dependent.
4886
4887    The conversion follows the special rules described in
4888    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
4889    conversion.
4890
4891    This function is called twice for each template argument (see
4892    lookup_template_class for a more accurate description of this
4893    problem). This means that we need to handle expressions which
4894    are not valid in a C++ source, but can be created from the
4895    first call (for instance, casts to perform conversions). These
4896    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
4897
4898 static tree
4899 convert_nontype_argument (tree type, tree expr)
4900 {
4901   tree expr_type;
4902
4903   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
4904      This special-case is not needed for correctness (we would easily
4905      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
4906      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
4907      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
4908   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
4909     {
4910       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4911              "because string literals can never be used in this context",
4912              expr, type);
4913       return NULL_TREE;
4914     }
4915
4916   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
4917      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
4918      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
4919      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
4920      so that access checking can be performed when the template is
4921      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
4922      convert the argument.  */
4923   expr = fold_non_dependent_expr (expr);
4924   if (error_operand_p (expr))
4925     return error_mark_node;
4926   expr_type = TREE_TYPE (expr);
4927
4928   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
4929      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
4930      which is the tree that we built on the first call (see
4931      below when coercing to reference to object or to reference to
4932      function). We just strip everything and get to the arg.
4933      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
4934      for examples.  */
4935   if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR)
4936     {
4937       if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
4938         {
4939           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
4940              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
4941              could actually change the type to something more cv-qualified,
4942              and this is not folded by convert_from_reference.  */
4943           tree addr = TREE_OPERAND (expr, 0);
4944           gcc_assert (TREE_CODE (expr_type) == REFERENCE_TYPE);
4945           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
4946           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
4947           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
4948                       (TREE_TYPE (expr_type),
4949                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
4950
4951           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
4952           expr_type = TREE_TYPE (expr);
4953         }
4954
4955       /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
4956          parameter is a pointer to object, through decay and
4957          qualification conversion. Let's strip everything.  */
4958       else if (TYPE_PTROBV_P (type))
4959         {
4960           STRIP_NOPS (expr);
4961           gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
4962           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
4963           /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
4964              an array. Otherwise, it is part of the original argument
4965              in the source code.  */
4966           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
4967             expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
4968           expr_type = TREE_TYPE (expr);
4969         }
4970     }
4971
4972   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
4973
4974      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
4975      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
4976      (_conv.integral_) are applied.  */
4977   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
4978     {
4979       if (!INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (expr_type))
4980         return error_mark_node;
4981
4982       expr = fold_decl_constant_value (expr);
4983       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
4984          do not fold into integer constants.  */
4985       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
4986         {
4987           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4988                  "because it is a non-constant expression", expr, type);
4989           return NULL_TREE;
4990         }
4991
4992       /* At this point, an implicit conversion does what we want,
4993          because we already know that the expression is of integral
4994          type.  */
4995       expr = ocp_convert (type, expr, CONV_IMPLICIT, LOOKUP_PROTECT);
4996       if (expr == error_mark_node)
4997         return error_mark_node;
4998
4999       /* Conversion was allowed: fold it to a bare integer constant.  */
5000       expr = fold (expr);
5001     }
5002   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
5003
5004      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
5005      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
5006      conversion (_conv.array_) are applied.  */
5007   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
5008     {
5009       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
5010
5011          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5012          shall be one of: [...]
5013
5014          -- the name of a non-type template-parameter;
5015          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
5016             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
5017             refers to a function or array, or if the corresponding
5018             template-parameter is a reference.
5019
5020         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
5021         for a parameter of type pointer-to-object.  */
5022
5023       if (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr))
5024         /* Non-type template parameters are OK.  */
5025         ;
5026       else if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR
5027                && TREE_CODE (expr_type) != ARRAY_TYPE)
5028         {
5029           if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
5030             {
5031               error ("%qD is not a valid template argument "
5032                      "because %qD is a variable, not the address of "
5033                      "a variable",
5034                      expr, expr);
5035               return NULL_TREE;
5036             }
5037           /* Other values, like integer constants, might be valid
5038              non-type arguments of some other type.  */
5039           return error_mark_node;
5040         }
5041       else
5042         {
5043           tree decl;
5044
5045           decl = ((TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
5046                   ? TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
5047           if (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL)
5048             {
5049               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5050                      "because %qE is not a variable",
5051                      expr, type, decl);
5052               return NULL_TREE;
5053             }
5054           else if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (decl))
5055             {
5056               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5057                      "because %qD does not have external linkage",
5058                      expr, type, decl);
5059               return NULL_TREE;
5060             }
5061         }
5062
5063       expr = decay_conversion (expr);
5064       if (expr == error_mark_node)
5065         return error_mark_node;
5066
5067       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
5068       if (expr == error_mark_node)
5069         return error_mark_node;
5070     }
5071   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
5072
5073      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
5074      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
5075      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
5076      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
5077      template-argument, which must be an lvalue.  */
5078   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
5079     {
5080       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
5081                                                       expr_type))
5082         return error_mark_node;
5083
5084       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
5085         {
5086           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5087                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
5088           return NULL_TREE;
5089         }
5090
5091       if (!real_lvalue_p (expr))
5092         {
5093           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5094                  "because it is not an lvalue", expr, type);
5095           return NULL_TREE;
5096         }
5097
5098       /* [temp.arg.nontype]/1
5099
5100          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5101          shall be one of: [...]
5102
5103          -- the address of an object or function with external linkage.  */
5104       if (TREE_CODE (expr) == INDIRECT_REF
5105           && TYPE_REF_OBJ_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))))
5106         {
5107           expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
5108           if (DECL_P (expr))
5109             {
5110               error ("%q#D is not a valid template argument for type %qT "
5111                      "because a reference variable does not have a constant "
5112                      "address", expr, type);
5113               return NULL_TREE;
5114             }
5115         }
5116
5117       if (!DECL_P (expr))
5118         {
5119           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5120                  "because it is not an object with external linkage",
5121                  expr, type);
5122           return NULL_TREE;
5123         }
5124
5125       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
5126         {
5127           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5128                  "because object %qD has not external linkage",
5129                  expr, type, expr);
5130           return NULL_TREE;
5131         }
5132
5133       expr = build_nop (type, build_address (expr));
5134     }
5135   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
5136
5137      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
5138      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
5139      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
5140      pointer to such), the matching function is selected from the set
5141      (_over.over_).  */
5142   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
5143     {
5144       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
5145          context information to decay the pointer.  */
5146       if (!type_unknown_p (expr_type))
5147         {
5148           expr = decay_conversion (expr);
5149           if (expr == error_mark_node)
5150             return error_mark_node;
5151         }
5152
5153       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
5154       if (!expr || expr == error_mark_node)
5155         return expr;
5156
5157       if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR)
5158         {
5159           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT", expr, type);
5160           error ("it must be the address of a function with external linkage");
5161           return NULL_TREE;
5162         }
5163     }
5164   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
5165
5166      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
5167      conversions apply. If the template-argument represents a set of
5168      overloaded functions, the matching function is selected from the set
5169      (_over.over_).  */
5170   else if (TYPE_REFFN_P (type))
5171     {
5172       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
5173         {
5174           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5175                  "because it is a pointer", expr, type);
5176           inform (input_location, "try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
5177           return NULL_TREE;
5178         }
5179
5180       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
5181       if (!expr || expr == error_mark_node)
5182         return expr;
5183
5184       expr = build_nop (type, build_address (expr));
5185     }
5186   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
5187
5188      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
5189      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
5190      overloaded member functions, the matching member function is selected
5191      from the set (_over.over_).  */
5192   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
5193     {
5194       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
5195       if (expr == error_mark_node)
5196         return error_mark_node;
5197
5198       /* [temp.arg.nontype] bullet 1 says the pointer to member
5199          expression must be a pointer-to-member constant.  */
5200       if (!check_valid_ptrmem_cst_expr (type, expr))
5201         return error_mark_node;
5202
5203       /* There is no way to disable standard conversions in
5204          resolve_address_of_overloaded_function (called by
5205          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
5206          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
5207          to reject this conversion here.
5208
5209          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
5210          it would still be better to reject them here so that we can
5211          provide a superior diagnostic.  */
5212       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
5213         {
5214           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5215                  "because it is of type %qT", expr, type,
5216                  TREE_TYPE (expr));
5217           /* If we are just one standard conversion off, explain.  */
5218           if (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)))
5219             inform (input_location,
5220                     "standard conversions are not allowed in this context");
5221           return NULL_TREE;
5222         }
5223     }
5224   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
5225
5226      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
5227      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
5228   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
5229     {
5230       /* [temp.arg.nontype] bullet 1 says the pointer to member
5231          expression must be a pointer-to-member constant.  */
5232       if (!check_valid_ptrmem_cst_expr (type, expr))
5233         return error_mark_node;
5234
5235       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
5236       if (expr == error_mark_node)
5237         return expr;
5238     }
5239   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
5240   else
5241     gcc_unreachable ();
5242
5243   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
5244      right type?  */
5245   gcc_assert (same_type_p (type, TREE_TYPE (expr)));
5246   return expr;
5247 }
5248
5249 /* Subroutine of coerce_template_template_parms, which returns 1 if
5250    PARM_PARM and ARG_PARM match using the rule for the template
5251    parameters of template template parameters. Both PARM and ARG are
5252    template parameters; the rest of the arguments are the same as for
5253    coerce_template_template_parms.
5254  */
5255 static int
5256 coerce_template_template_parm (tree parm,
5257                               tree arg,
5258                               tsubst_flags_t complain,
5259                               tree in_decl,
5260                               tree outer_args)
5261 {
5262   if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
5263       || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
5264     return 0;
5265   
5266   if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
5267     return 0;
5268   
5269   switch (TREE_CODE (parm))
5270     {
5271     case TEMPLATE_DECL:
5272       /* We encounter instantiations of templates like
5273          template <template <template <class> class> class TT>
5274          class C;  */
5275       {
5276         tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
5277         tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
5278         
5279         if (!coerce_template_template_parms
5280             (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
5281           return 0;
5282       }
5283       /* Fall through.  */
5284       
5285     case TYPE_DECL:
5286       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (arg))
5287           && !TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
5288         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
5289         return 0;
5290       break;
5291       
5292     case PARM_DECL:
5293       /* The tsubst call is used to handle cases such as
5294          
5295            template <int> class C {};
5296            template <class T, template <T> class TT> class D {};
5297            D<int, C> d;
5298
5299          i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
5300       if (!uses_template_parms (TREE_TYPE (arg))
5301           && !same_type_p
5302                 (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
5303                  TREE_TYPE (arg)))
5304         return 0;
5305       
5306       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (arg))
5307           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
5308         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
5309         return 0;
5310       
5311       break;
5312
5313     default:
5314       gcc_unreachable ();
5315     }
5316
5317   return 1;
5318 }
5319
5320
5321 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
5322    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
5323    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
5324    or PARM_DECL.
5325
5326    Consider the example:
5327      template <class T> class A;
5328      template<template <class U> class TT> class B;
5329
5330    For B<A>, PARM_PARMS are the parameters to TT, while ARG_PARMS are
5331    the parameters to A, and OUTER_ARGS contains A.  */
5332
5333 static int
5334 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
5335                                 tree arg_parms,
5336                                 tsubst_flags_t complain,
5337                                 tree in_decl,
5338                                 tree outer_args)
5339 {
5340   int nparms, nargs, i;
5341   tree parm, arg;
5342   int variadic_p = 0;
5343
5344   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
5345   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
5346
5347   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
5348   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
5349
5350   /* Determine whether we have a parameter pack at the end of the
5351      template template parameter's template parameter list.  */
5352   if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1) != error_mark_node)
5353     {
5354       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1));
5355       
5356       if (parm == error_mark_node)
5357         return 0;
5358
5359       switch (TREE_CODE (parm))
5360         {
5361         case TEMPLATE_DECL:
5362         case TYPE_DECL:
5363           if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
5364             variadic_p = 1;
5365           break;
5366           
5367         case PARM_DECL:
5368           if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
5369             variadic_p = 1;
5370           break;
5371           
5372         default:
5373           gcc_unreachable ();
5374         }
5375     }
5376  
5377   if (nargs != nparms
5378       && !(variadic_p && nargs >= nparms - 1))
5379     return 0;
5380
5381   /* Check all of the template parameters except the parameter pack at
5382      the end (if any).  */
5383   for (i = 0; i < nparms - variadic_p; ++i)
5384     {
5385       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node
5386           || TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
5387         continue;
5388
5389       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
5390       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
5391
5392       if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
5393                                           outer_args))
5394         return 0;
5395
5396     }
5397
5398   if (variadic_p)
5399     {
5400       /* Check each of the template parameters in the template
5401          argument against the template parameter pack at the end of
5402          the template template parameter.  */
5403       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node)
5404         return 0;
5405
5406       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
5407
5408       for (; i < nargs; ++i)
5409         {
5410           if (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
5411             continue;
5412  
5413           arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
5414  
5415           if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
5416                                               outer_args))
5417             return 0;
5418         }
5419     }
5420
5421   return 1;
5422 }
5423
5424 /* Verifies that the deduced template arguments (in TARGS) for the
5425    template template parameters (in TPARMS) represent valid bindings,
5426    by comparing the template parameter list of each template argument
5427    to the template parameter list of its corresponding template
5428    template parameter, in accordance with DR150. This
5429    routine can only be called after all template arguments have been
5430    deduced. It will return TRUE if all of the template template
5431    parameter bindings are okay, FALSE otherwise.  */
5432 bool 
5433 template_template_parm_bindings_ok_p (tree tparms, tree targs)
5434 {
5435   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
5436   bool ret = true;
5437
5438   /* We're dealing with template parms in this process.  */
5439   ++processing_template_decl;
5440
5441   targs = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs);
5442
5443   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
5444     {
5445       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
5446       tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
5447
5448       if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_DECL && targ)
5449         {
5450           tree packed_args = NULL_TREE;
5451           int idx, len = 1;
5452
5453           if (ARGUMENT_PACK_P (targ))
5454             {
5455               /* Look inside the argument pack.  */
5456               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
5457               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
5458             }
5459
5460           for (idx = 0; idx < len; ++idx)
5461             {
5462               tree targ_parms = NULL_TREE;
5463
5464               if (packed_args)
5465                 /* Extract the next argument from the argument
5466                    pack.  */
5467                 targ = TREE_VEC_ELT (packed_args, idx);
5468
5469               if (PACK_EXPANSION_P (targ))
5470                 /* Look at the pattern of the pack expansion.  */
5471                 targ = PACK_EXPANSION_PATTERN (targ);
5472
5473               /* Extract the template parameters from the template
5474                  argument.  */
5475               if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_DECL)
5476                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (targ);
5477               else if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
5478                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (targ));
5479
5480               /* Verify that we can coerce the template template
5481                  parameters from the template argument to the template
5482                  parameter.  This requires an exact match.  */
5483               if (targ_parms
5484                   && !coerce_template_template_parms
5485                        (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tparm),
5486                         targ_parms,
5487                         tf_none,
5488                         tparm,
5489                         targs))
5490                 {
5491                   ret = false;
5492                   goto out;
5493                 }
5494             }
5495         }
5496     }
5497
5498  out:
5499
5500   --processing_template_decl;
5501   return ret;
5502 }
5503
5504 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
5505    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
5506    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
5507    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
5508    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
5509    the full set of template arguments deduced so far.  */
5510
5511 static tree
5512 convert_template_argument (tree parm,
5513                            tree arg,
5514                            tree args,
5515                            tsubst_flags_t complain,
5516                            int i,
5517                            tree in_decl)
5518 {
5519   tree orig_arg;
5520   tree val;
5521   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
5522
5523   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
5524       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
5525     {
5526       /* The template argument was the name of some
5527          member function.  That's usually
5528          invalid, but static members are OK.  In any
5529          case, grab the underlying fields/functions
5530          and issue an error later if required.  */
5531       orig_arg = TREE_VALUE (arg);
5532       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
5533     }
5534
5535   orig_arg = arg;
5536
5537   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
5538   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
5539                    || requires_tmpl_type);
5540
5541   /* When determining whether an argument pack expansion is a template,
5542      look at the pattern.  */
5543   if (TREE_CODE (arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
5544     arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
5545
5546   /* Deal with an injected-class-name used as a template template arg.  */
5547   if (requires_tmpl_type && CLASS_TYPE_P (arg))
5548     {
5549       tree t = maybe_get_template_decl_from_type_decl (TYPE_NAME (arg));
5550       if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5551         {
5552           if (complain & tf_warning_or_error)
5553             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, "injected-class-name %qD"
5554                      " used as template template argument", TYPE_NAME (arg));
5555           else if (flag_pedantic_errors)
5556             t = arg;
5557
5558           arg = t;
5559         }
5560     }
5561
5562   is_tmpl_type = 
5563     ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
5564       && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
5565      || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
5566      || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
5567
5568   if (is_tmpl_type
5569       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
5570           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
5571     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
5572
5573   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
5574
5575   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
5576       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
5577     {
5578       permerror (input_location, "to refer to a type member of a template parameter, "
5579                  "use %<typename %E%>", orig_arg);
5580
5581       orig_arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
5582                                      TREE_OPERAND (arg, 1),
5583                                      typename_type,
5584                                      complain & tf_error);
5585       arg = orig_arg;
5586       is_type = 1;
5587     }
5588   if (is_type != requires_type)
5589     {
5590       if (in_decl)
5591         {
5592           if (complain & tf_error)
5593             {
5594               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
5595                      "parameter list for %qD",
5596                      i + 1, in_decl);
5597               if (is_type)
5598                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
5599                        TREE_TYPE (parm),
5600                        (DECL_P (arg) ? DECL_NAME (arg) : orig_arg));
5601               else if (requires_tmpl_type)
5602                 error ("  expected a class template, got %qE", orig_arg);
5603               else
5604                 error ("  expected a type, got %qE", orig_arg);
5605             }
5606         }
5607       return error_mark_node;
5608     }
5609   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
5610     {
5611       if (in_decl && (complain & tf_error))
5612         {
5613           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
5614                  "parameter list for %qD",
5615                  i + 1, in_decl);
5616           if (is_tmpl_type)
5617             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
5618           else
5619             error ("  expected a class template, got %qT", orig_arg);
5620         }
5621       return error_mark_node;
5622     }
5623
5624   if (is_type)
5625     {
5626       if (requires_tmpl_type)
5627         {
5628           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5629             /* The number of argument required is not known yet.
5630                Just accept it for now.  */
5631             val = TREE_TYPE (arg);
5632           else
5633             {
5634               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
5635               tree argparm;
5636
5637               argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
5638
5639               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
5640                                                   complain, in_decl,
5641                                                   args))
5642                 {
5643                   val = arg;
5644
5645                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
5646                      TEMPLATE_DECL.  */
5647                   if (val != error_mark_node)
5648                     {
5649                       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
5650                         val = TREE_TYPE (val);
5651                       if (TREE_CODE (orig_arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
5652                         val = make_pack_expansion (val);
5653                     }
5654                 }
5655               else
5656                 {
5657                   if (in_decl && (complain & tf_error))
5658                     {
5659                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
5660                              "template parameter list for %qD",
5661                              i + 1, in_decl);
5662                       error ("  expected a template of type %qD, got %qT",
5663                              parm, orig_arg);
5664                     }
5665
5666                   val = error_mark_node;
5667                 }
5668             }
5669         }
5670       else
5671         val = orig_arg;
5672       /* We only form one instance of each template specialization.
5673          Therefore, if we use a non-canonical variant (i.e., a
5674          typedef), any future messages referring to the type will use
5675          the typedef, which is confusing if those future uses do not
5676          themselves also use the typedef.  */
5677       if (TYPE_P (val))
5678         val = strip_typedefs (val);
5679     }
5680   else
5681     {
5682       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
5683
5684       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
5685         return error_mark_node;
5686
5687       if (template_parameter_pack_p (parm) && ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
5688         {
5689           if (same_type_p (t, TREE_TYPE (orig_arg)))
5690             val = orig_arg;
5691           else
5692             {
5693               /* Not sure if this is reachable, but it doesn't hurt
5694                  to be robust.  */
5695               error ("type mismatch in nontype parameter pack");
5696               val = error_mark_node;
5697             }
5698         }
5699       else if (!uses_template_parms (orig_arg) && !uses_template_parms (t))
5700         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
5701            will report errors, which we don't want when complain
5702            is zero.  More importantly, digest_init will try too
5703            hard to convert things: for example, `0' should not be
5704            converted to pointer type at this point according to
5705            the standard.  Accepting this is not merely an
5706            extension, since deciding whether or not these
5707            conversions can occur is part of determining which
5708            function template to call, or whether a given explicit
5709            argument specification is valid.  */
5710         val = convert_nontype_argument (t, orig_arg);
5711       else
5712         val = orig_arg;
5713
5714       if (val == NULL_TREE)
5715         val = error_mark_node;
5716       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
5717         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  orig_arg, t);
5718
5719       if (TREE_CODE (val) == SCOPE_REF)
5720         {
5721           /* Strip typedefs from the SCOPE_REF.  */
5722           tree type = strip_typedefs (TREE_TYPE (val));
5723           tree scope = strip_typedefs (TREE_OPERAND (val, 0));
5724           val = build_qualified_name (type, scope, TREE_OPERAND (val, 1),
5725                                       QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (val));
5726         }
5727     }
5728
5729   return val;
5730 }
5731
5732 /* Coerces the remaining template arguments in INNER_ARGS (from
5733    ARG_IDX to the end) into the parameter pack at PARM_IDX in PARMS.
5734    Returns the coerced argument pack. PARM_IDX is the position of this
5735    parameter in the template parameter list. ARGS is the original
5736    template argument list.  */
5737 static tree
5738 coerce_template_parameter_pack (tree parms,
5739                                 int parm_idx,
5740                                 tree args,
5741                                 tree inner_args,
5742                                 int arg_idx,
5743                                 tree new_args,
5744                                 int* lost,
5745                                 tree in_decl,
5746                                 tsubst_flags_t complain)
5747 {
5748   tree parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
5749   int nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
5750   tree packed_args;
5751   tree argument_pack;
5752   tree packed_types = NULL_TREE;
5753
5754   if (arg_idx > nargs)
5755     arg_idx = nargs;
5756
5757   packed_args = make_tree_vec (nargs - arg_idx);
5758
5759   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL
5760       && uses_parameter_packs (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm))))
5761     {
5762       /* When the template parameter is a non-type template
5763          parameter pack whose type uses parameter packs, we need
5764          to look at each of the template arguments
5765          separately. Build a vector of the types for these
5766          non-type template parameters in PACKED_TYPES.  */
5767       tree expansion 
5768         = make_pack_expansion (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
5769       packed_types = tsubst_pack_expansion (expansion, args,
5770                                             complain, in_decl);
5771
5772       if (packed_types == error_mark_node)
5773         return error_mark_node;
5774
5775       /* Check that we have the right number of arguments.  */
5776       if (arg_idx < nargs
5777           && !PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx))
5778           && nargs - arg_idx != TREE_VEC_LENGTH (packed_types))
5779         {
5780           int needed_parms 
5781             = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1 + TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
5782           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
5783                  nargs, needed_parms);
5784           return error_mark_node;
5785         }
5786
5787       /* If we aren't able to check the actual arguments now
5788          (because they haven't been expanded yet), we can at least
5789          verify that all of the types used for the non-type
5790          template parameter pack are, in fact, valid for non-type
5791          template parameters.  */
5792       if (arg_idx < nargs 
5793           && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx)))
5794         {
5795           int j, len = TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
5796           for (j = 0; j < len; ++j)
5797             {
5798               tree t = TREE_VEC_ELT (packed_types, j);
5799               if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
5800                 return error_mark_node;
5801             }
5802         }
5803     }
5804
5805   /* Convert the remaining arguments, which will be a part of the
5806      parameter pack "parm".  */
5807   for (; arg_idx < nargs; ++arg_idx)
5808     {
5809       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
5810       tree actual_parm = TREE_VALUE (parm);
5811
5812       if (packed_types && !PACK_EXPANSION_P (arg))
5813         {
5814           /* When we have a vector of types (corresponding to the
5815              non-type template parameter pack that uses parameter
5816              packs in its type, as mention above), and the
5817              argument is not an expansion (which expands to a
5818              currently unknown number of arguments), clone the
5819              parm and give it the next type in PACKED_TYPES.  */
5820           actual_parm = copy_node (actual_parm);
5821           TREE_TYPE (actual_parm) = 
5822             TREE_VEC_ELT (packed_types, arg_idx - parm_idx);
5823         }
5824
5825       if (arg != error_mark_node)
5826         arg = convert_template_argument (actual_parm, 
5827                                          arg, new_args, complain, parm_idx,
5828                                          in_decl);
5829       if (arg == error_mark_node)
5830         (*lost)++;
5831       TREE_VEC_ELT (packed_args, arg_idx - parm_idx) = arg; 
5832     }
5833
5834   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TYPE_DECL
5835       || TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TEMPLATE_DECL)
5836     argument_pack = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
5837   else
5838     {
5839       argument_pack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
5840       TREE_TYPE (argument_pack) 
5841         = tsubst (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)), new_args, complain, in_decl);
5842       TREE_CONSTANT (argument_pack) = 1;
5843     }
5844
5845   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argument_pack, packed_args);
5846 #ifdef ENABLE_CHECKING
5847   SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (packed_args,
5848                                        TREE_VEC_LENGTH (packed_args));
5849 #endif
5850   return argument_pack;
5851 }
5852
5853 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
5854    return a vector containing the innermost resulting template
5855    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
5856    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
5857
5858    If REQUIRE_ALL_ARGS is false, argument deduction will be performed
5859    for arguments not specified in ARGS.  Otherwise, if
5860    USE_DEFAULT_ARGS is true, default arguments will be used to fill in
5861    unspecified arguments.  If REQUIRE_ALL_ARGS is true, but
5862    USE_DEFAULT_ARGS is false, then all arguments must be specified in
5863    ARGS.  */
5864
5865 static tree
5866 coerce_template_parms (tree parms,
5867                        tree args,
5868                        tree in_decl,
5869                        tsubst_flags_t complain,
5870                        bool require_all_args,
5871                        bool use_default_args)
5872 {
5873   int nparms, nargs, parm_idx, arg_idx, lost = 0;
5874   tree inner_args;
5875   tree new_args;
5876   tree new_inner_args;
5877   int saved_unevaluated_operand;
5878   int saved_inhibit_evaluation_warnings;
5879
5880   /* When used as a boolean value, indicates whether this is a
5881      variadic template parameter list. Since it's an int, we can also
5882      subtract it from nparms to get the number of non-variadic
5883      parameters.  */
5884   int variadic_p = 0;
5885
5886   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
5887
5888   /* Determine if there are any parameter packs.  */
5889   for (parm_idx = 0; parm_idx < nparms; ++parm_idx)
5890     {
5891       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx));
5892       if (template_parameter_pack_p (tparm))
5893         ++variadic_p;
5894     }
5895
5896   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
5897   /* If there are 0 or 1 parameter packs, we need to expand any argument
5898      packs so that we can deduce a parameter pack from some non-packed args
5899      followed by an argument pack, as in variadic85.C.  If there are more
5900      than that, we need to leave argument packs intact so the arguments are
5901      assigned to the right parameter packs.  This should only happen when
5902      dealing with a nested class inside a partial specialization of a class
5903      template, as in variadic92.C.  */
5904   if (variadic_p <= 1)
5905     inner_args = expand_template_argument_pack (inner_args);
5906
5907   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
5908   if ((nargs > nparms && !variadic_p)
5909       || (nargs < nparms - variadic_p
5910           && require_all_args
5911           && (!use_default_args
5912               || (TREE_VEC_ELT (parms, nargs) != error_mark_node
5913                   && !TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs))))))
5914     {
5915       if (complain & tf_error)
5916         {
5917           const char *or_more = "";
5918           if (variadic_p)
5919             {
5920               or_more = " or more";
5921               --nparms;
5922             }
5923
5924           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d%s)",
5925                  nargs, nparms, or_more);
5926
5927           if (in_decl)
5928             error ("provided for %q+D", in_decl);
5929         }
5930
5931       return error_mark_node;
5932     }
5933
5934   /* We need to evaluate the template arguments, even though this
5935      template-id may be nested within a "sizeof".  */
5936   saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
5937   cp_unevaluated_operand = 0;
5938   saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
5939   c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
5940   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
5941   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
5942   for (parm_idx = 0, arg_idx = 0; parm_idx < nparms; parm_idx++, arg_idx++)
5943     {
5944       tree arg;
5945       tree parm;
5946
5947       /* Get the Ith template parameter.  */
5948       parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
5949  
5950       if (parm == error_mark_node)
5951       {
5952         TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = error_mark_node;
5953         continue;
5954       }
5955
5956       /* Calculate the next argument.  */
5957       if (arg_idx < nargs)
5958         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
5959       else
5960         arg = NULL_TREE;
5961
5962       if (template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm))
5963           && !(arg && ARGUMENT_PACK_P (arg)))
5964         {
5965           /* All remaining arguments will be placed in the
5966              template parameter pack PARM.  */
5967           arg = coerce_template_parameter_pack (parms, parm_idx, args, 
5968                                                 inner_args, arg_idx,
5969                                                 new_args, &lost,
5970                                                 in_decl, complain);
5971
5972           /* Store this argument.  */
5973           if (arg == error_mark_node)
5974             lost++;
5975           TREE_VEC_ELT (new_inner_args, parm_idx) = arg;
5976
5977           /* We are done with all of the arguments.  */
5978           arg_idx = nargs;
5979           
5980           continue;
5981         }
5982       else if (arg)
5983         {
5984           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
5985             {
5986               if (complain & tf_error)
5987                 {
5988                   /* FIXME this restriction was removed by N2555; see
5989                      bug 35722.  */
5990                   /* If ARG is a pack expansion, but PARM is not a
5991                      template parameter pack (if it were, we would have
5992                      handled it above), we're trying to expand into a
5993                      fixed-length argument list.  */
5994                   if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
5995                     sorry ("cannot expand %<%E%> into a fixed-length "
5996                            "argument list", arg);
5997                   else
5998                     sorry ("cannot expand %<%T%> into a fixed-length "
5999                            "argument list", arg);
6000                 }
6001               return error_mark_node;
6002             }
6003         }
6004       else if (require_all_args)
6005         {
6006           /* There must be a default arg in this case.  */
6007           arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
6008                                      complain, in_decl);
6009           /* The position of the first default template argument,
6010              is also the number of non-defaulted arguments in NEW_INNER_ARGS.
6011              Record that.  */
6012           if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args))
6013             SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args, arg_idx);
6014         }
6015       else
6016         break;
6017
6018       if (arg == error_mark_node)
6019         {
6020           if (complain & tf_error)
6021             error ("template argument %d is invalid", arg_idx + 1);
6022         }
6023       else if (!arg)
6024         /* This only occurs if there was an error in the template
6025            parameter list itself (which we would already have
6026            reported) that we are trying to recover from, e.g., a class
6027            template with a parameter list such as
6028            template<typename..., typename>.  */
6029         return error_mark_node;
6030       else
6031         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
6032                                          arg, new_args, complain, 
6033                                          parm_idx, in_decl);
6034
6035       if (arg == error_mark_node)
6036         lost++;
6037       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = arg;
6038     }
6039   cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
6040   c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
6041
6042   if (lost)
6043     return error_mark_node;
6044
6045 #ifdef ENABLE_CHECKING
6046   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args))
6047     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args,
6048                                          TREE_VEC_LENGTH (new_inner_args));
6049 #endif
6050
6051   return new_inner_args;
6052 }
6053
6054 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
6055
6056 static int
6057 template_args_equal (tree ot, tree nt)
6058 {
6059   if (nt == ot)
6060     return 1;
6061
6062   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
6063     /* For member templates */
6064     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
6065   else if (PACK_EXPANSION_P (ot))
6066     return PACK_EXPANSION_P (nt) 
6067       && template_args_equal (PACK_EXPANSION_PATTERN (ot),
6068                               PACK_EXPANSION_PATTERN (nt));
6069   else if (ARGUMENT_PACK_P (ot))
6070     {
6071       int i, len;
6072       tree opack, npack;
6073
6074       if (!ARGUMENT_PACK_P (nt))
6075         return 0;
6076
6077       opack = ARGUMENT_PACK_ARGS (ot);
6078       npack = ARGUMENT_PACK_ARGS (nt);
6079       len = TREE_VEC_LENGTH (opack);
6080       if (TREE_VEC_LENGTH (npack) != len)
6081         return 0;
6082       for (i = 0; i < len; ++i)
6083         if (!template_args_equal (TREE_VEC_ELT (opack, i),
6084                                   TREE_VEC_ELT (npack, i)))
6085           return 0;
6086       return 1;
6087     }
6088   else if (ot && TREE_CODE (ot) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
6089     {
6090       /* We get here probably because we are in the middle of substituting
6091          into the pattern of a pack expansion. In that case the
6092          ARGUMENT_PACK_SELECT temporarily replaces the pack argument we are
6093          interested in. So we want to use the initial pack argument for
6094          the comparison.  */
6095       ot = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (ot);
6096       if (nt && TREE_CODE (nt) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
6097         nt = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (nt);
6098       return template_args_equal (ot, nt);
6099     }
6100   else if (TYPE_P (nt))
6101     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
6102   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
6103     return 0;
6104   else
6105     return cp_tree_equal (ot, nt);
6106 }
6107
6108 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
6109    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
6110
6111 int
6112 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
6113 {
6114   int i;
6115
6116   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
6117     return 0;
6118
6119   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
6120     {
6121       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
6122       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
6123
6124       if (! template_args_equal (ot, nt))
6125         return 0;
6126     }
6127   return 1;
6128 }
6129
6130 static void
6131 add_pending_template (tree d)
6132 {
6133   tree ti = (TYPE_P (d)
6134              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
6135              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
6136   struct pending_template *pt;
6137   int level;
6138
6139   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
6140     return;
6141
6142   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
6143      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
6144      Compensate.  */
6145   level = !current_tinst_level || current_tinst_level->decl != d;
6146
6147   if (level)
6148     push_tinst_level (d);
6149
6150   pt = GGC_NEW (struct pending_template);
6151   pt->next = NULL;
6152   pt->tinst = current_tinst_level;
6153   if (last_pending_template)
6154     last_pending_template->next = pt;
6155   else
6156     pending_templates = pt;
6157
6158   last_pending_template = pt;
6159
6160   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
6161
6162   if (level)
6163     pop_tinst_level ();
6164 }
6165
6166
6167 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
6168    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
6169    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
6170
6171 tree
6172 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
6173 {
6174   tree type;
6175
6176   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
6177     return error_mark_node;
6178
6179   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
6180   gcc_assert (fns && (is_overloaded_fn (fns)
6181                       || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE));
6182
6183   if (BASELINK_P (fns))
6184     {
6185       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
6186                                          unknown_type_node,
6187                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
6188                                          arglist);
6189       return fns;
6190     }
6191
6192   type = TREE_TYPE (fns);
6193   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
6194     type = unknown_type_node;
6195
6196   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
6197 }
6198
6199 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
6200    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
6201    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
6202    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
6203    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
6204    DECL is returned.
6205
6206    Also handle the case when DECL is a TREE_LIST of ambiguous
6207    injected-class-names from different bases.  */
6208
6209 tree
6210 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
6211 {
6212   if (decl == NULL_TREE)
6213     return decl;
6214
6215   /* DR 176: A lookup that finds an injected-class-name (10.2
6216      [class.member.lookup]) can result in an ambiguity in certain cases
6217      (for example, if it is found in more than one base class). If all of
6218      the injected-class-names that are found refer to specializations of
6219      the same class template, and if the name is followed by a
6220      template-argument-list, the reference refers to the class template
6221      itself and not a specialization thereof, and is not ambiguous.  */
6222   if (TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
6223     {
6224       tree t, tmpl = NULL_TREE;
6225       for (t = decl; t; t = TREE_CHAIN (t))
6226         {
6227           tree elt = maybe_get_template_decl_from_type_decl (TREE_VALUE (t));
6228           if (!tmpl)
6229             tmpl = elt;
6230           else if (tmpl != elt)
6231             break;
6232         }
6233       if (tmpl && t == NULL_TREE)
6234         return tmpl;
6235       else
6236         return decl;
6237     }
6238
6239   return (decl != NULL_TREE
6240           && DECL_SELF_REFERENCE_P (decl)
6241           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
6242     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
6243 }
6244
6245 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
6246    parameters, find the desired type.
6247
6248    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
6249
6250    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
6251    instantiate.
6252
6253    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
6254    the class we are looking up.
6255
6256    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
6257
6258    If the template class is really a local class in a template
6259    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
6260    being instantiated.
6261
6262    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
6263    template-id: the first time from the parser, while creating the
6264    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
6265    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
6266    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
6267    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
6268
6269 tree
6270 lookup_template_class (tree d1,
6271                        tree arglist,
6272                        tree in_decl,
6273                        tree context,
6274                        int entering_scope,
6275                        tsubst_flags_t complain)
6276 {
6277   tree templ = NULL_TREE, parmlist;
6278   tree t;
6279   spec_entry **slot;
6280   spec_entry *entry;
6281   spec_entry elt;
6282   hashval_t hash;
6283
6284   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
6285
6286   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
6287     {
6288       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
6289       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
6290         templ = value;
6291       else
6292         {
6293           if (context)
6294             push_decl_namespace (context);
6295           templ = lookup_name (d1);
6296           templ = maybe_get_template_decl_from_type_decl (templ);
6297           if (context)
6298             pop_decl_namespace ();
6299         }
6300       if (templ)
6301         context = DECL_CONTEXT (templ);
6302     }
6303   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && MAYBE_CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (d1)))
6304     {
6305       tree type = TREE_TYPE (d1);
6306
6307       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
6308          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
6309       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
6310         type = TREE_TYPE (type);
6311
6312       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
6313         {
6314           templ = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
6315           d1 = DECL_NAME (templ);
6316         }
6317     }
6318   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
6319            || (TYPE_P (d1) && MAYBE_CLASS_TYPE_P (d1)))
6320     {
6321       templ = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
6322       d1 = DECL_NAME (templ);
6323     }
6324   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
6325            && DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)
6326            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
6327     {
6328       templ = d1;
6329       d1 = DECL_NAME (templ);
6330       context = DECL_CONTEXT (templ);
6331     }
6332
6333   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
6334   if (! templ)
6335     {
6336       if (complain & tf_error)
6337         error ("%qT is not a template", d1);
6338       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6339     }
6340
6341   if (TREE_CODE (templ) != TEMPLATE_DECL
6342          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
6343             the user.  */
6344       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (templ)
6345           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (templ)))
6346     {
6347       if (complain & tf_error)
6348         {
6349           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
6350           if (in_decl)
6351             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
6352         }
6353       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6354     }
6355
6356   complain &= ~tf_user;
6357
6358   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (templ))
6359     {
6360       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
6361          template arguments */
6362
6363       tree parm;
6364       tree arglist2;
6365       tree outer;
6366
6367       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (templ);
6368
6369       /* Consider an example where a template template parameter declared as
6370
6371            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
6372
6373          The template parameter level of T and U are one level larger than
6374          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
6375          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
6376          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
6377          available when not appearing as default template argument, can be
6378          obtained from the arguments of the enclosing template.
6379
6380          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
6381          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
6382          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
6383          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
6384
6385       outer = DECL_CONTEXT (templ);
6386       if (outer)
6387         outer = TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (outer)));
6388       else if (current_template_parms)
6389         /* This is an argument of the current template, so we haven't set
6390            DECL_CONTEXT yet.  */
6391         outer = current_template_args ();
6392
6393       if (outer)
6394         arglist = add_to_template_args (outer, arglist);
6395
6396       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, templ,
6397                                         complain,
6398                                         /*require_all_args=*/true,
6399                                         /*use_default_args=*/true);
6400       if (arglist2 == error_mark_node
6401           || (!uses_template_parms (arglist2)
6402               && check_instantiated_args (templ, arglist2, complain)))
6403         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6404
6405       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (templ), arglist2);
6406       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
6407     }
6408   else
6409     {
6410       tree template_type = TREE_TYPE (templ);
6411       tree gen_tmpl;
6412       tree type_decl;
6413       tree found = NULL_TREE;
6414       int arg_depth;
6415       int parm_depth;
6416       int is_dependent_type;
6417       int use_partial_inst_tmpl = false;
6418
6419       gen_tmpl = most_general_template (templ);
6420       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
6421       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
6422       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6423
6424       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
6425         {
6426           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
6427              For example, given:
6428
6429                template <class T> struct S1 {
6430                  template <class U> struct S2 {};
6431                  template <class U> struct S2<U*> {};
6432                 };
6433
6434              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
6435              TEMPLATE will be `template <class T> template
6436              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
6437              arguments.  */
6438           arglist
6439             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (templ)),
6440                                            arglist);
6441           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6442         }
6443
6444       /* Now we should have enough arguments.  */
6445       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
6446
6447       /* From here on, we're only interested in the most general
6448          template.  */
6449
6450       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
6451          actually tsubst'd into the definition to create the
6452          instantiation.  */
6453       if (parm_depth > 1)
6454         {
6455           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
6456           int i;
6457           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6458
6459           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
6460
6461           for (i = saved_depth,
6462                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
6463                i > 0 && t != NULL_TREE;
6464                --i, t = TREE_CHAIN (t))
6465             {
6466               tree a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
6467                                               arglist, gen_tmpl,
6468                                               complain,
6469                                               /*require_all_args=*/true,
6470                                               /*use_default_args=*/true);
6471
6472               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
6473               if (a == error_mark_node)
6474                 {
6475                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
6476                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
6477                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6478                 }
6479
6480               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
6481
6482               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
6483                  that coerce_template_parms will see only the arguments
6484                  corresponding to the template parameters it is
6485                  examining.  */
6486               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
6487             }
6488
6489           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
6490           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
6491
6492           arglist = bound_args;
6493         }
6494       else
6495         arglist
6496           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
6497                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
6498                                    gen_tmpl,
6499                                    complain,
6500                                    /*require_all_args=*/true,
6501                                    /*use_default_args=*/true);
6502
6503       if (arglist == error_mark_node)
6504         /* We were unable to bind the arguments.  */
6505         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6506
6507       /* In the scope of a template class, explicit references to the
6508          template class refer to the type of the template, not any
6509          instantiation of it.  For example, in:
6510
6511            template <class T> class C { void f(C<T>); }
6512
6513          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
6514          class, however, such a reference is an instantiation.  */
6515       if ((entering_scope
6516            || !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6517            || currently_open_class (template_type))
6518           /* comp_template_args is expensive, check it last.  */
6519           && comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
6520                                  arglist))
6521         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, template_type);
6522
6523       /* If we already have this specialization, return it.  */
6524       elt.tmpl = gen_tmpl;
6525       elt.args = arglist;
6526       hash = hash_specialization (&elt);
6527       entry = (spec_entry *) htab_find_with_hash (type_specializations,
6528                                                   &elt, hash);
6529
6530       if (entry)
6531         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, entry->spec);
6532
6533       is_dependent_type = uses_template_parms (arglist);
6534
6535       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
6536          failed.  */
6537       if (!is_dependent_type
6538           && check_instantiated_args (gen_tmpl,
6539                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
6540                                       complain))
6541         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6542
6543       if (!is_dependent_type
6544           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6545           && !LAMBDA_TYPE_P (TREE_TYPE (gen_tmpl))
6546           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (gen_tmpl)) == NAMESPACE_DECL)
6547         {
6548           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (gen_tmpl),
6549                                       DECL_NAME (gen_tmpl),
6550                                       /*tag_scope=*/ts_global);
6551           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
6552         }
6553
6554       context = tsubst (DECL_CONTEXT (gen_tmpl), arglist,
6555                         complain, in_decl);
6556       if (!context)
6557         context = global_namespace;
6558
6559       /* Create the type.  */
6560       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
6561         {
6562           if (!is_dependent_type)
6563             {
6564               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
6565               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type),
6566                               tsubst (ENUM_UNDERLYING_TYPE (template_type),
6567                                       arglist, complain, in_decl),
6568                               SCOPED_ENUM_P (template_type));
6569             }
6570           else
6571             {
6572               /* We don't want to call start_enum for this type, since
6573                  the values for the enumeration constants may involve
6574                  template parameters.  And, no one should be interested
6575                  in the enumeration constants for such a type.  */
6576               t = cxx_make_type (ENUMERAL_TYPE);
6577               SET_SCOPED_ENUM_P (t, SCOPED_ENUM_P (template_type));
6578             }
6579         }
6580       else
6581         {
6582           t = make_class_type (TREE_CODE (template_type));
6583           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
6584             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
6585           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
6586           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
6587
6588           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
6589           if (context == current_function_decl)
6590             pushtag (DECL_NAME (gen_tmpl), t, /*tag_scope=*/ts_current);
6591
6592           if (comp_template_args (CLASSTYPE_TI_ARGS (template_type), arglist))
6593             /* This instantiation is another name for the primary
6594                template type. Set the TYPE_CANONICAL field
6595                appropriately. */
6596             TYPE_CANONICAL (t) = template_type;
6597           else if (any_template_arguments_need_structural_equality_p (arglist))
6598             /* Some of the template arguments require structural
6599                equality testing, so this template class requires
6600                structural equality testing. */
6601             SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (t);
6602         }
6603
6604       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
6605          will already be set up.  */
6606       if (!TYPE_NAME (t))
6607         {
6608           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
6609
6610           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (gen_tmpl), t);
6611           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
6612           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
6613             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6614         }
6615       else
6616         type_decl = TYPE_NAME (t);
6617
6618       TREE_PRIVATE (type_decl)
6619         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6620       TREE_PROTECTED (type_decl)
6621         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6622       if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
6623         {
6624           DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
6625           DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
6626         }
6627
6628       /* Let's consider the explicit specialization of a member
6629          of a class template specialization that is implicitely instantiated,
6630          e.g.:
6631              template<class T>
6632              struct S
6633              {
6634                template<class U> struct M {}; //#0
6635              };
6636
6637              template<>
6638              template<>
6639              struct S<int>::M<char> //#1
6640              {
6641                int i;
6642              };
6643         [temp.expl.spec]/4 says this is valid.
6644
6645         In this case, when we write:
6646         S<int>::M<char> m;
6647
6648         M is instantiated from the CLASSTYPE_TI_TEMPLATE of #1, not from
6649         the one of #0.
6650
6651         When we encounter #1, we want to store the partial instantiation
6652         of M (template<class T> S<int>::M<T>) in it's CLASSTYPE_TI_TEMPLATE.
6653
6654         For all cases other than this "explicit specialization of member of a
6655         class template", we just want to store the most general template into
6656         the CLASSTYPE_TI_TEMPLATE of M.
6657
6658         This case of "explicit specialization of member of a class template"
6659         only happens when:
6660         1/ the enclosing class is an instantiation of, and therefore not
6661         the same as, the context of the most general template, and
6662         2/ we aren't looking at the partial instantiation itself, i.e.
6663         the innermost arguments are not the same as the innermost parms of
6664         the most general template.
6665
6666         So it's only when 1/ and 2/ happens that we want to use the partial
6667         instantiation of the member template in lieu of its most general
6668         template.  */
6669
6670       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6671           && TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (arglist)
6672           /* the enclosing class must be an instantiation...  */
6673           && CLASS_TYPE_P (context)
6674           && !same_type_p (context, DECL_CONTEXT (gen_tmpl)))
6675         {
6676           tree partial_inst_args;
6677           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
6678           ++processing_template_decl;
6679           partial_inst_args =
6680             tsubst (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS
6681                         (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (gen_tmpl))),
6682                     arglist, complain, NULL_TREE);
6683           --processing_template_decl;
6684           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
6685           use_partial_inst_tmpl =
6686             /*...and we must not be looking at the partial instantiation
6687              itself. */
6688             !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
6689                                  partial_inst_args);
6690         }
6691
6692       if (!use_partial_inst_tmpl)
6693         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
6694         found = gen_tmpl;
6695       else
6696         {
6697           /* This is a full instantiation of a member template.  Find
6698              the partial instantiation of which this is an instance.  */
6699
6700           /* Temporarily reduce by one the number of levels in the ARGLIST
6701              so as to avoid comparing the last set of arguments.  */
6702           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
6703           found = tsubst (gen_tmpl, arglist, complain, NULL_TREE);
6704           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
6705           found = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (found);
6706         }
6707
6708       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, build_template_info (found, arglist));
6709
6710       elt.spec = t;
6711       slot = (spec_entry **) htab_find_slot_with_hash (type_specializations,
6712                                                        &elt, hash, INSERT);
6713       *slot = GGC_NEW (spec_entry);
6714       **slot = elt;
6715
6716       /* Note this use of the partial instantiation so we can check it
6717          later in maybe_process_partial_specialization.  */
6718       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ)
6719         = tree_cons (arglist, t,
6720                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ));
6721
6722       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE && !is_dependent_type)
6723         /* Now that the type has been registered on the instantiations
6724            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
6725            constants may involve the enumeration type itself, we make
6726            sure to register the type first, and then create the
6727            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
6728            constants won't result in recursive calls here; we'll find
6729            the instantiation and exit above.  */
6730         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
6731
6732       if (is_dependent_type)
6733         /* If the type makes use of template parameters, the
6734            code that generates debugging information will crash.  */
6735         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
6736
6737       /* Possibly limit visibility based on template args.  */
6738       TREE_PUBLIC (type_decl) = 1;
6739       determine_visibility (type_decl);
6740
6741       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
6742     }
6743   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
6744 }
6745 \f
6746 struct pair_fn_data
6747 {
6748   tree_fn_t fn;
6749   void *data;
6750   /* True when we should also visit template parameters that occur in
6751      non-deduced contexts.  */
6752   bool include_nondeduced_p;
6753   struct pointer_set_t *visited;
6754 };
6755
6756 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
6757
6758 static tree
6759 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
6760 {
6761   tree t = *tp;
6762   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
6763   tree_fn_t fn = pfd->fn;
6764   void *data = pfd->data;
6765
6766   if (TYPE_P (t)
6767       && (pfd->include_nondeduced_p || TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE)
6768       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited,
6769                                  pfd->include_nondeduced_p))
6770     return error_mark_node;
6771
6772   switch (TREE_CODE (t))
6773     {
6774     case RECORD_TYPE:
6775       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6776         break;
6777       /* Fall through.  */
6778
6779     case UNION_TYPE:
6780     case ENUMERAL_TYPE:
6781       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6782         *walk_subtrees = 0;
6783       else if (for_each_template_parm (TI_ARGS (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
6784                                        fn, data, pfd->visited, 
6785                                        pfd->include_nondeduced_p))
6786         return error_mark_node;
6787       break;
6788
6789     case INTEGER_TYPE:
6790       if (for_each_template_parm (TYPE_MIN_VALUE (t),
6791                                   fn, data, pfd->visited, 
6792                                   pfd->include_nondeduced_p)
6793           || for_each_template_parm (TYPE_MAX_VALUE (t),
6794                                      fn, data, pfd->visited,
6795                                      pfd->include_nondeduced_p))
6796         return error_mark_node;
6797       break;
6798
6799     case METHOD_TYPE:
6800       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
6801          explicitly here.  */
6802       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
6803                                   pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6804         return error_mark_node;
6805       /* Fall through.  */
6806
6807     case FUNCTION_TYPE:
6808       /* Check the return type.  */
6809       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
6810                                   pfd->include_nondeduced_p))
6811         return error_mark_node;
6812
6813       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
6814          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
6815          contain expressions that involve template parameters.  But,
6816          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
6817          instantiated, they don't contain template parameters, so
6818          there's no point in looking at them then, either.  */
6819       {
6820         tree parm;
6821
6822         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
6823           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
6824                                       pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6825             return error_mark_node;
6826
6827         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
6828            want walk_tree walking into them itself.  */
6829         *walk_subtrees = 0;
6830       }
6831       break;
6832
6833     case TYPEOF_TYPE:
6834       if (pfd->include_nondeduced_p
6835           && for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
6836                                      pfd->visited, 
6837                                      pfd->include_nondeduced_p))
6838         return error_mark_node;
6839       break;
6840
6841     case FUNCTION_DECL:
6842     case VAR_DECL:
6843       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
6844           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
6845                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6846         return error_mark_node;
6847       /* Fall through.  */
6848
6849     case PARM_DECL:
6850     case CONST_DECL:
6851       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
6852           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
6853                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6854         return error_mark_node;
6855       if (DECL_CONTEXT (t)
6856           && pfd->include_nondeduced_p
6857           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
6858                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6859         return error_mark_node;
6860       break;
6861
6862     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
6863       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
6864       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited,
6865                                   pfd->include_nondeduced_p))
6866         return error_mark_node;
6867       /* Fall through.  */
6868
6869     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
6870     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
6871     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
6872       if (fn && (*fn)(t, data))
6873         return error_mark_node;
6874       else if (!fn)
6875         return error_mark_node;
6876       break;
6877
6878     case TEMPLATE_DECL:
6879       /* A template template parameter is encountered.  */
6880       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
6881           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
6882                                      pfd->include_nondeduced_p))
6883         return error_mark_node;
6884
6885       /* Already substituted template template parameter */
6886       *walk_subtrees = 0;
6887       break;
6888
6889     case TYPENAME_TYPE:
6890       if (!fn
6891           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
6892                                      data, pfd->visited, 
6893                                      pfd->include_nondeduced_p))
6894         return error_mark_node;
6895       break;
6896
6897     case CONSTRUCTOR:
6898       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
6899           && pfd->include_nondeduced_p
6900           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
6901                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
6902                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6903         return error_mark_node;
6904       break;
6905
6906     case INDIRECT_REF:
6907     case COMPONENT_REF:
6908       /* If there's no type, then this thing must be some expression
6909          involving template parameters.  */
6910       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
6911         return error_mark_node;
6912       break;
6913
6914     case MODOP_EXPR:
6915     case CAST_EXPR:
6916     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
6917     case CONST_CAST_EXPR:
6918     case STATIC_CAST_EXPR:
6919     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
6920     case ARROW_EXPR:
6921     case DOTSTAR_EXPR:
6922     case TYPEID_EXPR:
6923     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
6924       if (!fn)
6925         return error_mark_node;
6926       break;
6927
6928     default:
6929       break;
6930     }
6931
6932   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
6933   return NULL_TREE;
6934 }
6935
6936 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
6937    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
6938    call FN with the parameter and the DATA.
6939    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
6940    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
6941    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
6942    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
6943    considered to be the function which always returns 1.
6944
6945    If INCLUDE_NONDEDUCED_P, then this routine will also visit template
6946    parameters that occur in non-deduced contexts.  When false, only
6947    visits those template parameters that can be deduced.  */
6948
6949 static int
6950 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
6951                         struct pointer_set_t *visited,
6952                         bool include_nondeduced_p)
6953 {
6954   struct pair_fn_data pfd;
6955   int result;
6956
6957   /* Set up.  */
6958   pfd.fn = fn;
6959   pfd.data = data;
6960   pfd.include_nondeduced_p = include_nondeduced_p;
6961
6962   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
6963      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
6964      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
6965      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
6966      visited list.)  */
6967   if (visited)
6968     pfd.visited = visited;
6969   else
6970     pfd.visited = pointer_set_create ();
6971   result = cp_walk_tree (&t,
6972                          for_each_template_parm_r,
6973                          &pfd,
6974                          pfd.visited) != NULL_TREE;
6975
6976   /* Clean up.  */
6977   if (!visited)
6978     {
6979       pointer_set_destroy (pfd.visited);
6980       pfd.visited = 0;
6981     }
6982
6983   return result;
6984 }
6985
6986 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
6987
6988 int
6989 uses_template_parms (tree t)
6990 {
6991   bool dependent_p;
6992   int saved_processing_template_decl;
6993
6994   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
6995   if (!saved_processing_template_decl)
6996     processing_template_decl = 1;
6997   if (TYPE_P (t))
6998     dependent_p = dependent_type_p (t);
6999   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
7000     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
7001   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
7002     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
7003                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
7004   else if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
7005     dependent_p = dependent_type_p (TREE_TYPE (t));
7006   else if (DECL_P (t)
7007            || EXPR_P (t)
7008            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
7009            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
7010            || TREE_CODE (t) == BASELINK
7011            || TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE
7012            || TREE_CODE (t) == TRAIT_EXPR
7013            || TREE_CODE (t) == CONSTRUCTOR
7014            || CONSTANT_CLASS_P (t))
7015     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
7016                    || value_dependent_expression_p (t));
7017   else
7018     {
7019       gcc_assert (t == error_mark_node);
7020       dependent_p = false;
7021     }
7022
7023   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
7024
7025   return dependent_p;
7026 }
7027
7028 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
7029
7030 int
7031 uses_template_parms_level (tree t, int level)
7032 {
7033   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL,
7034                                  /*include_nondeduced_p=*/true);
7035 }
7036
7037 static int tinst_depth;
7038 extern int max_tinst_depth;
7039 #ifdef GATHER_STATISTICS
7040 int depth_reached;
7041 #endif
7042 static int tinst_level_tick;
7043 static int last_template_error_tick;
7044
7045 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
7046    for diagnostics and to restore it later.  */
7047
7048 int
7049 push_tinst_level (tree d)
7050 {
7051   struct tinst_level *new_level;
7052
7053   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
7054     {
7055       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
7056          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
7057          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
7058       if (uses_template_parms (d))
7059         return 0;
7060
7061       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
7062       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
7063              "-ftemplate-depth= to increase the maximum) instantiating %qD",
7064              max_tinst_depth, d);
7065
7066       print_instantiation_context ();
7067
7068       return 0;
7069     }
7070
7071   new_level = GGC_NEW (struct tinst_level);
7072   new_level->decl = d;
7073   new_level->locus = input_location;
7074   new_level->in_system_header_p = in_system_header;
7075   new_level->next = current_tinst_level;
7076   current_tinst_level = new_level;
7077
7078   ++tinst_depth;
7079 #ifdef GATHER_STATISTICS
7080   if (tinst_depth > depth_reached)
7081     depth_reached = tinst_depth;
7082 #endif
7083
7084   ++tinst_level_tick;
7085   return 1;
7086 }
7087
7088 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
7089    context.  */
7090
7091 void
7092 pop_tinst_level (void)
7093 {
7094   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
7095      this instantiation.  */
7096   input_location = current_tinst_level->locus;
7097   current_tinst_level = current_tinst_level->next;
7098   --tinst_depth;
7099   ++tinst_level_tick;
7100 }
7101
7102 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
7103    instantiation context in which the instantiation was requested, which
7104    is one step out from LEVEL.  Return the corresponding DECL or TYPE.  */
7105
7106 static tree
7107 reopen_tinst_level (struct tinst_level *level)
7108 {
7109   struct tinst_level *t;
7110
7111   tinst_depth = 0;
7112   for (t = level; t; t = t->next)
7113     ++tinst_depth;
7114
7115   current_tinst_level = level;
7116   pop_tinst_level ();
7117   return level->decl;
7118 }
7119
7120 /* Returns the TINST_LEVEL which gives the original instantiation
7121    context.  */
7122
7123 struct tinst_level *
7124 outermost_tinst_level (void)
7125 {
7126   struct tinst_level *level = current_tinst_level;
7127   if (level)
7128     while (level->next)
7129       level = level->next;
7130   return level;
7131 }
7132
7133 /* Returns TRUE if PARM is a parameter of the template TEMPL.  */
7134
7135 bool
7136 parameter_of_template_p (tree parm, tree templ)
7137 {
7138   tree parms;
7139   int i;
7140
7141   if (!parm || !templ)
7142     return false;
7143
7144   gcc_assert (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm));
7145   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
7146
7147   parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (templ);
7148   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
7149
7150   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
7151     if (parm == TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i)))
7152       return true;
7153
7154   return false;
7155 }
7156
7157 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
7158    vector of template arguments, as for tsubst.
7159
7160    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
7161
7162 static tree
7163 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
7164 {
7165   tree new_friend;
7166
7167   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
7168       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
7169       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
7170     /* This was a friend declared with an explicit template
7171        argument list, e.g.:
7172
7173        friend void f<>(T);
7174
7175        to indicate that f was a template instantiation, not a new
7176        function declaration.  Now, we have to figure out what
7177        instantiation of what template.  */
7178     {
7179       tree template_id, arglist, fns;
7180       tree new_args;
7181       tree tmpl;
7182       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
7183
7184       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
7185          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
7186          current class with same name.  */
7187       push_nested_namespace (ns);
7188       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
7189                          tf_warning_or_error, NULL_TREE,
7190                          /*integral_constant_expression_p=*/false);
7191       pop_nested_namespace (ns);
7192       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
7193                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7194       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
7195
7196       new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7197       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
7198                                        &new_args,
7199                                        /*need_member_template=*/0,
7200                                        TREE_VEC_LENGTH (args),
7201                                        tsk_none);
7202       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
7203     }
7204
7205   new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7206
7207   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
7208      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
7209      the language.  For example, we might have had:
7210
7211      template <class T> struct S {
7212        template <class U> friend void f(T, U);
7213      };
7214
7215      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
7216      instantiation of anything.  */
7217   if (new_friend == error_mark_node)
7218     return error_mark_node;
7219
7220   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
7221   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
7222     {
7223       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
7224       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
7225         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
7226     }
7227
7228   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
7229      is not a template instantiation and should not be mangled like
7230      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
7231      later if we need it.  */
7232   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
7233     {
7234       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL_RTX);
7235       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
7236     }
7237
7238   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
7239     {
7240       tree old_decl;
7241       tree new_friend_template_info;
7242       tree new_friend_result_template_info;
7243       tree ns;
7244       int  new_friend_is_defn;
7245
7246       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
7247          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
7248          possible.  */
7249       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
7250       new_friend_is_defn =
7251             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
7252                            (template_for_substitution (new_friend)))
7253              != NULL_TREE);
7254       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
7255         {
7256           /* This declaration is a `primary' template.  */
7257           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
7258
7259           new_friend_result_template_info
7260             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
7261         }
7262       else
7263         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
7264
7265       /* Make the init_value nonzero so pushdecl knows this is a defn.  */
7266       if (new_friend_is_defn)
7267         DECL_INITIAL (new_friend) = error_mark_node;
7268
7269       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
7270          current namespace. However, the friend function should go
7271          into the namespace of the template.  */
7272       ns = decl_namespace_context (new_friend);
7273       push_nested_namespace (ns);
7274       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend, /*is_friend=*/true);
7275       pop_nested_namespace (ns);
7276
7277       if (old_decl == error_mark_node)
7278         return error_mark_node;
7279
7280       if (old_decl != new_friend)
7281         {
7282           /* This new friend declaration matched an existing
7283              declaration.  For example, given:
7284
7285                template <class T> void f(T);
7286                template <class U> class C {
7287                  template <class T> friend void f(T) {}
7288                };
7289
7290              the friend declaration actually provides the definition
7291              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
7292              old_decl will be the out-of-class template declaration,
7293              while new_friend is the in-class definition.
7294
7295              But, if `f' was called before this point, the
7296              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
7297              to `T' but not to `U', references to which might appear
7298              in the definition of `f'.  Previously, the most general
7299              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
7300              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
7301              run through all specialization of `f', adding to their
7302              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
7303              new set of outer arguments, corresponding to the
7304              arguments for this class instantiation.
7305
7306              The same situation can arise with something like this:
7307
7308                friend void f(int);
7309                template <class T> class C {
7310                  friend void f(T) {}
7311                };
7312
7313              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
7314              in the class.  */
7315
7316           if (!new_friend_is_defn)
7317             /* On the other hand, if the in-class declaration does
7318                *not* provide a definition, then we don't want to alter
7319                existing definitions.  We can just leave everything
7320                alone.  */
7321             ;
7322           else
7323             {
7324               tree new_template = TI_TEMPLATE (new_friend_template_info);
7325               tree new_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
7326
7327               /* Overwrite whatever template info was there before, if
7328                  any, with the new template information pertaining to
7329                  the declaration.  */
7330               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
7331
7332               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
7333                 /* We should have called reregister_specialization in
7334                    duplicate_decls.  */
7335                 gcc_assert (retrieve_specialization (new_template,
7336                                                      new_args, 0)
7337                             == old_decl);
7338               else
7339                 {
7340                   tree t;
7341
7342                   /* Indicate that the old function template is a partial
7343                      instantiation.  */
7344                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
7345                     = new_friend_result_template_info;
7346
7347                   gcc_assert (new_template
7348                               == most_general_template (new_template));
7349                   gcc_assert (new_template != old_decl);
7350
7351                   /* Reassign any specializations already in the hash table
7352                      to the new more general template, and add the
7353                      additional template args.  */
7354                   for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl);
7355                        t != NULL_TREE;
7356                        t = TREE_CHAIN (t))
7357                     {
7358                       tree spec = TREE_VALUE (t);
7359                       spec_entry elt;
7360
7361                       elt.tmpl = old_decl;
7362                       elt.args = DECL_TI_ARGS (spec);
7363                       elt.spec = NULL_TREE;
7364
7365                       htab_remove_elt (decl_specializations, &elt);
7366
7367                       DECL_TI_ARGS (spec)
7368                         = add_outermost_template_args (new_args,
7369                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
7370
7371                       register_specialization
7372                         (spec, new_template, DECL_TI_ARGS (spec), true, 0);
7373
7374                     }
7375                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
7376                 }
7377             }
7378
7379           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
7380              by duplicate_decls.  */
7381           new_friend = old_decl;
7382         }
7383     }
7384   else
7385     {
7386       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
7387       bool dependent_p;
7388
7389       /* In the code
7390            template <class T> class C {
7391              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
7392              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
7393            };
7394          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
7395          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
7396          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
7397          this isn't true for case 2.  */
7398       ++processing_template_decl;
7399       dependent_p = dependent_type_p (context);
7400       --processing_template_decl;
7401
7402       if (!dependent_p
7403           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
7404         return error_mark_node;
7405
7406       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
7407         {
7408           /* Check to see that the declaration is really present, and,
7409              possibly obtain an improved declaration.  */
7410           tree fn = check_classfn (context,
7411                                    new_friend, NULL_TREE);
7412
7413           if (fn)
7414             new_friend = fn;
7415         }
7416     }
7417
7418   return new_friend;
7419 }
7420
7421 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
7422    template arguments, as for tsubst.
7423
7424    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
7425    failure.  */
7426
7427 static tree
7428 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
7429 {
7430   tree friend_type;
7431   tree tmpl;
7432   tree context;
7433
7434   context = DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
7435
7436   if (context)
7437     {
7438       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
7439         push_nested_namespace (context);
7440       else
7441         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
7442     }
7443
7444   /* Look for a class template declaration.  We look for hidden names
7445      because two friend declarations of the same template are the
7446      same.  For example, in:
7447
7448        struct A { 
7449          template <typename> friend class F;
7450        };
7451        template <typename> struct B { 
7452          template <typename> friend class F;
7453        };
7454
7455      both F templates are the same.  */
7456   tmpl = lookup_name_real (DECL_NAME (friend_tmpl), 0, 0,
7457                            /*block_p=*/true, 0, 
7458                            LOOKUP_COMPLAIN | LOOKUP_HIDDEN);
7459
7460   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
7461      situation like this:
7462
7463        template <class T>
7464        struct S {
7465          template <class U>
7466          friend struct S;
7467        };
7468
7469      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
7470      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
7471   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
7472     {
7473       tmpl = lookup_name_prefer_type (DECL_NAME (friend_tmpl), 1);
7474       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
7475     }
7476
7477   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
7478     {
7479       /* The friend template has already been declared.  Just
7480          check to see that the declarations match, and install any new
7481          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
7482          of course.  We only need the innermost template parameters
7483          because that is all that redeclare_class_template will look
7484          at.  */
7485       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
7486           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
7487         {
7488           tree parms;
7489           location_t saved_input_location;
7490           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
7491                                          args, tf_warning_or_error);
7492
7493           saved_input_location = input_location;
7494           input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (friend_tmpl);
7495           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
7496           input_location = saved_input_location;
7497           
7498         }
7499
7500       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
7501     }
7502   else
7503     {
7504       /* The friend template has not already been declared.  In this
7505          case, the instantiation of the template class will cause the
7506          injection of this template into the global scope.  */
7507       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7508       if (tmpl == error_mark_node)
7509         return error_mark_node;
7510
7511       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
7512          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
7513          the new type because that is supposed to be the corresponding
7514          template decl, i.e., TMPL.  */
7515       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
7516       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
7517       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
7518       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
7519         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
7520
7521       /* Inject this template into the global scope.  */
7522       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level_maybe_friend (tmpl, true));
7523     }
7524
7525   if (context)
7526     {
7527       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
7528         pop_nested_namespace (context);
7529       else
7530         pop_nested_class ();
7531     }
7532
7533   return friend_type;
7534 }
7535
7536 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
7537    Otherwise returns one.  */
7538
7539 static int
7540 can_complete_type_without_circularity (tree type)
7541 {
7542   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
7543     return 0;
7544   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
7545     return 1;
7546   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
7547     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
7548   else if (CLASS_TYPE_P (type)
7549            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
7550     return 0;
7551   else
7552     return 1;
7553 }
7554
7555 /* Apply any attributes which had to be deferred until instantiation
7556    time.  DECL_P, ATTRIBUTES and ATTR_FLAGS are as cplus_decl_attributes;
7557    ARGS, COMPLAIN, IN_DECL are as tsubst.  */
7558
7559 static void
7560 apply_late_template_attributes (tree *decl_p, tree attributes, int attr_flags,
7561                                 tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7562 {
7563   tree last_dep = NULL_TREE;
7564   tree t;
7565   tree *p;
7566
7567   for (t = attributes; t; t = TREE_CHAIN (t))
7568     if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
7569       {
7570         last_dep = t;
7571         attributes = copy_list (attributes);
7572         break;
7573       }
7574
7575   if (DECL_P (*decl_p))
7576     {
7577       if (TREE_TYPE (*decl_p) == error_mark_node)
7578         return;
7579       p = &DECL_ATTRIBUTES (*decl_p);
7580     }
7581   else
7582     p = &TYPE_ATTRIBUTES (*decl_p);
7583
7584   if (last_dep)
7585     {
7586       tree late_attrs = NULL_TREE;
7587       tree *q = &late_attrs;
7588
7589       for (*p = attributes; *p; )
7590         {
7591           t = *p;
7592           if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
7593             {
7594               *p = TREE_CHAIN (t);
7595               TREE_CHAIN (t) = NULL_TREE;
7596               /* If the first attribute argument is an identifier, don't
7597                  pass it through tsubst.  Attributes like mode, format,
7598                  cleanup and several target specific attributes expect it
7599                  unmodified.  */
7600               if (TREE_VALUE (t)
7601                   && TREE_CODE (TREE_VALUE (t)) == TREE_LIST
7602                   && TREE_VALUE (TREE_VALUE (t))
7603                   && (TREE_CODE (TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)))
7604                       == IDENTIFIER_NODE))
7605                 {
7606                   tree chain
7607                     = tsubst_expr (TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)), args, complain,
7608                                    in_decl,
7609                                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
7610                   if (chain != TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)))
7611                     TREE_VALUE (t)
7612                       = tree_cons (NULL_TREE, TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)),
7613                                    chain);
7614                 }
7615               else
7616                 TREE_VALUE (t)
7617                   = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), args, complain, in_decl,
7618                                  /*integral_constant_expression_p=*/false);
7619               *q = t;
7620               q = &TREE_CHAIN (t);
7621             }
7622           else
7623             p = &TREE_CHAIN (t);
7624         }
7625
7626       cplus_decl_attributes (decl_p, late_attrs, attr_flags);
7627     }
7628 }
7629
7630 /* Perform (or defer) access check for typedefs that were referenced
7631    from within the template TMPL code.
7632    This is a subroutine of instantiate_template and instantiate_class_template.
7633    TMPL is the template to consider and TARGS is the list of arguments of
7634    that template.  */
7635
7636 static void
7637 perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs)
7638 {
7639   location_t saved_location;
7640   int i;
7641   qualified_typedef_usage_t *iter;
7642
7643   if (!tmpl
7644       || (!CLASS_TYPE_P (tmpl)
7645           && TREE_CODE (tmpl) != FUNCTION_DECL))
7646     return;
7647
7648   saved_location = input_location;
7649   for (i = 0;
7650        VEC_iterate (qualified_typedef_usage_t,
7651                     get_types_needing_access_check (tmpl),
7652                     i, iter);
7653         ++i)
7654     {
7655       tree type_decl = iter->typedef_decl;
7656       tree type_scope = iter->context;
7657
7658       if (!type_decl || !type_scope || !CLASS_TYPE_P (type_scope))
7659         continue;
7660
7661       if (uses_template_parms (type_decl))
7662         type_decl = tsubst (type_decl, targs, tf_error, NULL_TREE);
7663       if (uses_template_parms (type_scope))
7664         type_scope = tsubst (type_scope, targs, tf_error, NULL_TREE);
7665
7666       /* Make access check error messages point to the location
7667          of the use of the typedef.  */
7668       input_location = iter->locus;
7669       perform_or_defer_access_check (TYPE_BINFO (type_scope),
7670                                      type_decl, type_decl);
7671     }
7672     input_location = saved_location;
7673 }
7674
7675 tree
7676 instantiate_class_template (tree type)
7677 {
7678   tree templ, args, pattern, t, member;
7679   tree typedecl;
7680   tree pbinfo;
7681   tree base_list;
7682   unsigned int saved_maximum_field_alignment;
7683
7684   if (type == error_mark_node)
7685     return error_mark_node;
7686
7687   if (TYPE_BEING_DEFINED (type)
7688       || COMPLETE_TYPE_P (type)
7689       || uses_template_parms (type))
7690     return type;
7691
7692   /* Figure out which template is being instantiated.  */
7693   templ = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
7694   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
7695
7696   /* Determine what specialization of the original template to
7697      instantiate.  */
7698   t = most_specialized_class (type, templ);
7699   if (t == error_mark_node)
7700     {
7701       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
7702       return error_mark_node;
7703     }
7704   else if (t)
7705     {
7706       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
7707          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
7708          the arguments appropriate for substitution.  For example,
7709          given:
7710
7711            template <class T> struct S {};
7712            template <class T> struct S<T*> {};
7713
7714          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
7715          presently be {int*} -- but we need {int}.  */
7716       pattern = TREE_TYPE (t);
7717       args = TREE_PURPOSE (t);
7718     }
7719   else
7720     {
7721       pattern = TREE_TYPE (templ);
7722       args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
7723     }
7724
7725   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
7726      there's nothing we can do.  */
7727   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
7728     return type;
7729
7730   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
7731   if (! push_tinst_level (type))
7732     return type;
7733
7734   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
7735      the process of being defined.  */
7736   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
7737
7738   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
7739      it now.  */
7740   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
7741
7742   push_to_top_level ();
7743   /* Use #pragma pack from the template context.  */
7744   saved_maximum_field_alignment = maximum_field_alignment;
7745   maximum_field_alignment = TYPE_PRECISION (pattern);
7746
7747   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
7748
7749   /* Set the input location to the most specialized template definition.
7750      This is needed if tsubsting causes an error.  */
7751   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (pattern);
7752   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
7753
7754   TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (pattern);
7755   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
7756   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
7757   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
7758   TYPE_HAS_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_ASSIGN_REF (pattern);
7759   TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (pattern);
7760   TYPE_HAS_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_INIT_REF (pattern);
7761   TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (pattern);
7762   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
7763   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
7764   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
7765   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
7766   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
7767   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
7768   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
7769     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
7770   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
7771     {
7772       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
7773       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
7774     }
7775
7776   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
7777
7778   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
7779      class; we need to look up the nested class by name before we can
7780      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
7781      class.  */
7782   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
7783               || COMPLETE_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type))
7784               || TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_CONTEXT (type)));
7785
7786   base_list = NULL_TREE;
7787   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
7788     {
7789       tree pbase_binfo;
7790       tree context = TYPE_CONTEXT (type);
7791       tree pushed_scope;
7792       int i;
7793
7794       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
7795          the accessibility of types named in dependent bases are
7796          looked up from.  */
7797       pushed_scope = push_scope (context ? context : global_namespace);
7798
7799       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
7800          basetypes.  */
7801       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
7802         {
7803           tree base;
7804           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
7805           tree expanded_bases = NULL_TREE;
7806           int idx, len = 1;
7807
7808           if (PACK_EXPANSION_P (BINFO_TYPE (pbase_binfo)))
7809             {
7810               expanded_bases = 
7811                 tsubst_pack_expansion (BINFO_TYPE (pbase_binfo),
7812                                        args, tf_error, NULL_TREE);
7813               if (expanded_bases == error_mark_node)
7814                 continue;
7815
7816               len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
7817             }
7818
7819           for (idx = 0; idx < len; idx++)
7820             {
7821               if (expanded_bases)
7822                 /* Extract the already-expanded base class.  */
7823                 base = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, idx);
7824               else
7825                 /* Substitute to figure out the base class.  */
7826                 base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, 
7827                                NULL_TREE);
7828
7829               if (base == error_mark_node)
7830                 continue;
7831
7832               base_list = tree_cons (access, base, base_list);
7833               if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
7834                 TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
7835             }
7836         }
7837
7838       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
7839       base_list = nreverse (base_list);
7840
7841       if (pushed_scope)
7842         pop_scope (pushed_scope);
7843     }
7844   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
7845      information.  */
7846   xref_basetypes (type, base_list);
7847
7848   apply_late_template_attributes (&type, TYPE_ATTRIBUTES (pattern),
7849                                   (int) ATTR_FLAG_TYPE_IN_PLACE,
7850                                   args, tf_error, NULL_TREE);
7851
7852   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
7853      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
7854      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
7855      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
7856      class, except we also need to push the enclosing classes.  */
7857   push_nested_class (type);
7858
7859   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
7860   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
7861        member; member = TREE_CHAIN (member))
7862     {
7863       tree t = TREE_VALUE (member);
7864
7865       if (TREE_PURPOSE (member))
7866         {
7867           if (TYPE_P (t))
7868             {
7869               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
7870
7871               tree newtag;
7872               bool class_template_p;
7873
7874               class_template_p = (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE
7875                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
7876                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (t));
7877               /* If the member is a class template, then -- even after
7878                  substitution -- there may be dependent types in the
7879                  template argument list for the class.  We increment
7880                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
7881                  that function will assume that no types are dependent
7882                  when outside of a template.  */
7883               if (class_template_p)
7884                 ++processing_template_decl;
7885               newtag = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
7886               if (class_template_p)
7887                 --processing_template_decl;
7888               if (newtag == error_mark_node)
7889                 continue;
7890
7891               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
7892                 {
7893                   tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7894
7895                   if (class_template_p)
7896                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
7897                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
7898                        instantiation (i.e., for the type of a member
7899                        template class nested within a template class.)
7900                        This behavior is required for
7901                        maybe_process_partial_specialization to work
7902                        correctly, but is not accurate in this case;
7903                        the TAG is not an instantiation of anything.
7904                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
7905                        instantiation, but the TYPE is not.) */
7906                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
7907
7908                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
7909                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
7910                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
7911                      this for enums because it will already have been done in
7912                      tsubst_enum.  */
7913                   if (name)
7914                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
7915                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
7916                 }
7917             }
7918           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
7919                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
7920             {
7921               /* Build new TYPE_METHODS.  */
7922               tree r;
7923
7924               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7925                 ++processing_template_decl;
7926               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
7927               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7928                 --processing_template_decl;
7929               set_current_access_from_decl (r);
7930               finish_member_declaration (r);
7931             }
7932           else
7933             {
7934               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
7935               if (TREE_CODE (t) == STATIC_ASSERT)
7936                 {
7937                   tree condition = 
7938                     tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), args, 
7939                                  tf_warning_or_error, NULL_TREE,
7940                                  /*integral_constant_expression_p=*/true);
7941                   finish_static_assert (condition,
7942                                         STATIC_ASSERT_MESSAGE (t), 
7943                                         STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
7944                                         /*member_p=*/true);
7945                 }
7946               else if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
7947                 {
7948                   tree r;
7949
7950                   /* The file and line for this declaration, to
7951                      assist in error message reporting.  Since we
7952                      called push_tinst_level above, we don't need to
7953                      restore these.  */
7954                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
7955
7956                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7957                     ++processing_template_decl;
7958                   r = tsubst (t, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7959                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7960                     --processing_template_decl;
7961                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
7962                     {
7963                       /* In [temp.inst]:
7964
7965                            [t]he initialization (and any associated
7966                            side-effects) of a static data member does
7967                            not occur unless the static data member is
7968                            itself used in a way that requires the
7969                            definition of the static data member to
7970                            exist.
7971
7972                          Therefore, we do not substitute into the
7973                          initialized for the static data member here.  */
7974                       finish_static_data_member_decl
7975                         (r,
7976                          /*init=*/NULL_TREE,
7977                          /*init_const_expr_p=*/false,
7978                          /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
7979                          /*flags=*/0);
7980                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
7981                         check_static_variable_definition (r, TREE_TYPE (r));
7982                     }
7983                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
7984                     {
7985                       /* Determine whether R has a valid type and can be
7986                          completed later.  If R is invalid, then it is
7987                          replaced by error_mark_node so that it will not be
7988                          added to TYPE_FIELDS.  */
7989                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
7990                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
7991                         complete_type (rtype);
7992
7993                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
7994                         {
7995                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
7996                           r = error_mark_node;
7997                         }
7998                     }
7999
8000                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
8001                      such a thing will already have been added to the field
8002                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
8003                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
8004                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
8005                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
8006                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
8007                     {
8008                       set_current_access_from_decl (r);
8009                       finish_member_declaration (r);
8010                     }
8011                 }
8012             }
8013         }
8014       else
8015         {
8016           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
8017             {
8018               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
8019
8020               tree friend_type = t;
8021               bool adjust_processing_template_decl = false;
8022
8023               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
8024                 {
8025                   /* template <class T> friend class C;  */
8026                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
8027                   adjust_processing_template_decl = true;
8028                 }
8029               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
8030                 {
8031                   /* template <class T> friend class C::D;  */
8032                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
8033                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8034                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
8035                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
8036                   adjust_processing_template_decl = true;
8037                 }
8038               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
8039                 {
8040                   /* This could be either
8041
8042                        friend class T::C;
8043
8044                      when dependent_type_p is false or
8045
8046                        template <class U> friend class T::C;
8047
8048                      otherwise.  */
8049                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
8050                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8051                   /* Bump processing_template_decl for correct
8052                      dependent_type_p calculation.  */
8053                   ++processing_template_decl;
8054                   if (dependent_type_p (friend_type))
8055                     adjust_processing_template_decl = true;
8056                   --processing_template_decl;
8057                 }
8058               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
8059                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
8060                 {
8061                   /* friend class C;
8062
8063                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
8064                      from namespace scope directly, bypassing any name that
8065                      come from dependent base class.  */
8066                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
8067
8068                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
8069                      classes.  */
8070                   push_nested_namespace (ns);
8071                   friend_type =
8072                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
8073                                         /*tag_scope=*/ts_current);
8074                   pop_nested_namespace (ns);
8075                 }
8076               else if (uses_template_parms (friend_type))
8077                 /* friend class C<T>;  */
8078                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
8079                                       tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8080               /* Otherwise it's
8081
8082                    friend class C;
8083
8084                  where C is already declared or
8085
8086                    friend class C<int>;
8087
8088                  We don't have to do anything in these cases.  */
8089
8090               if (adjust_processing_template_decl)
8091                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
8092                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
8093                    important that we use make_friend_class since it will
8094                    perform some error-checking and output cross-reference
8095                    information.  */
8096                 ++processing_template_decl;
8097
8098               if (friend_type != error_mark_node)
8099                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
8100
8101               if (adjust_processing_template_decl)
8102                 --processing_template_decl;
8103             }
8104           else
8105             {
8106               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
8107               tree r;
8108
8109               /* The file and line for this declaration, to
8110                  assist in error message reporting.  Since we
8111                  called push_tinst_level above, we don't need to
8112                  restore these.  */
8113               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
8114
8115               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8116                 {
8117                   ++processing_template_decl;
8118                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
8119                 }
8120
8121               r = tsubst_friend_function (t, args);
8122               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
8123               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8124                 {
8125                   pop_deferring_access_checks ();
8126                   --processing_template_decl;
8127                 }
8128             }
8129         }
8130     }
8131
8132   /* Set the file and line number information to whatever is given for
8133      the class itself.  This puts error messages involving generated
8134      implicit functions at a predictable point, and the same point
8135      that would be used for non-template classes.  */
8136   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
8137
8138   unreverse_member_declarations (type);
8139   finish_struct_1 (type);
8140   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
8141
8142   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
8143      any member functions.  We don't do this earlier because the
8144      default arguments may reference members of the class.  */
8145   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (templ))
8146     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = TREE_CHAIN (t))
8147       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
8148           /* Implicitly generated member functions will not have template
8149              information; they are not instantiations, but instead are
8150              created "fresh" for each instantiation.  */
8151           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
8152         tsubst_default_arguments (t);
8153
8154   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
8155      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
8156      added to the template at parsing time. Let's get those and perform
8157      the access checks then.  */
8158   perform_typedefs_access_check (pattern, args);
8159   perform_deferred_access_checks ();
8160   pop_nested_class ();
8161   maximum_field_alignment = saved_maximum_field_alignment;
8162   pop_from_top_level ();
8163   pop_deferring_access_checks ();
8164   pop_tinst_level ();
8165
8166   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
8167      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
8168      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
8169      the keyed_classes list.  */
8170   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
8171     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
8172
8173   return type;
8174 }
8175
8176 static tree
8177 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8178 {
8179   tree r;
8180
8181   if (!t)
8182     r = t;
8183   else if (TYPE_P (t))
8184     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
8185   else
8186     {
8187       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl,
8188                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
8189       r = fold_non_dependent_expr (r);
8190     }
8191   return r;
8192 }
8193
8194 /* Give a chain SPEC_PARM of PARM_DECLs, pack them into a
8195    NONTYPE_ARGUMENT_PACK.  */
8196
8197 static tree
8198 make_fnparm_pack (tree spec_parm)
8199 {
8200   /* Collect all of the extra "packed" parameters into an
8201      argument pack.  */
8202   tree parmvec;
8203   tree parmtypevec;
8204   tree argpack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
8205   tree argtypepack = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
8206   int i, len = list_length (spec_parm);
8207
8208   /* Fill in PARMVEC and PARMTYPEVEC with all of the parameters.  */
8209   parmvec = make_tree_vec (len);
8210   parmtypevec = make_tree_vec (len);
8211   for (i = 0; i < len; i++, spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm))
8212     {
8213       TREE_VEC_ELT (parmvec, i) = spec_parm;
8214       TREE_VEC_ELT (parmtypevec, i) = TREE_TYPE (spec_parm);
8215     }
8216
8217   /* Build the argument packs.  */
8218   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argpack, parmvec);
8219   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argtypepack, parmtypevec);
8220   TREE_TYPE (argpack) = argtypepack;
8221
8222   return argpack;
8223 }        
8224
8225 /* Substitute ARGS into T, which is an pack expansion
8226    (i.e. TYPE_PACK_EXPANSION or EXPR_PACK_EXPANSION). Returns a
8227    TREE_VEC with the substituted arguments, a PACK_EXPANSION_* node
8228    (if only a partial substitution could be performed) or
8229    ERROR_MARK_NODE if there was an error.  */
8230 tree
8231 tsubst_pack_expansion (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
8232                        tree in_decl)
8233 {
8234   tree pattern;
8235   tree pack, packs = NULL_TREE, unsubstituted_packs = NULL_TREE;
8236   int i, len = -1;
8237   tree result;
8238   int incomplete = 0;
8239   bool very_local_specializations = false;
8240
8241   gcc_assert (PACK_EXPANSION_P (t));
8242   pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (t);
8243
8244   /* Determine the argument packs that will instantiate the parameter
8245      packs used in the expansion expression. While we're at it,
8246      compute the number of arguments to be expanded and make sure it
8247      is consistent.  */
8248   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (t); pack; 
8249        pack = TREE_CHAIN (pack))
8250     {
8251       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
8252       tree arg_pack = NULL_TREE;
8253       tree orig_arg = NULL_TREE;
8254
8255       if (TREE_CODE (parm_pack) == PARM_DECL)
8256         {
8257           arg_pack = retrieve_local_specialization (parm_pack);
8258           if (arg_pack == NULL_TREE)
8259             {
8260               /* This can happen for a parameter name used later in a function
8261                  declaration (such as in a late-specified return type).  Just
8262                  make a dummy decl, since it's only used for its type.  */
8263               gcc_assert (cp_unevaluated_operand != 0);
8264               arg_pack = tsubst_decl (parm_pack, args, complain);
8265               arg_pack = make_fnparm_pack (arg_pack);
8266             }
8267         }
8268       else
8269         {
8270           int level, idx, levels;
8271           template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
8272
8273           levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
8274           if (level <= levels)
8275             arg_pack = TMPL_ARG (args, level, idx);
8276         }
8277
8278       orig_arg = arg_pack;
8279       if (arg_pack && TREE_CODE (arg_pack) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
8280         arg_pack = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg_pack);
8281       
8282       if (arg_pack && !ARGUMENT_PACK_P (arg_pack))
8283         /* This can only happen if we forget to expand an argument
8284            pack somewhere else. Just return an error, silently.  */
8285         {
8286           result = make_tree_vec (1);
8287           TREE_VEC_ELT (result, 0) = error_mark_node;
8288           return result;
8289         }
8290
8291       if (arg_pack
8292           && TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack)) == 1
8293           && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0)))
8294         {
8295           tree expansion = TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0);
8296           tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (expansion);
8297           if ((TYPE_P (pattern) && same_type_p (pattern, parm_pack))
8298               || (!TYPE_P (pattern) && cp_tree_equal (parm_pack, pattern)))
8299             /* The argument pack that the parameter maps to is just an
8300                expansion of the parameter itself, such as one would
8301                find in the implicit typedef of a class inside the
8302                class itself.  Consider this parameter "unsubstituted",
8303                so that we will maintain the outer pack expansion.  */
8304             arg_pack = NULL_TREE;
8305         }
8306           
8307       if (arg_pack)
8308         {
8309           int my_len = 
8310             TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack));
8311
8312           /* It's all-or-nothing with incomplete argument packs.  */
8313           if (incomplete && !ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg_pack))
8314             return error_mark_node;
8315           
8316           if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg_pack))
8317             incomplete = 1;
8318
8319           if (len < 0)
8320             len = my_len;
8321           else if (len != my_len)
8322             {
8323               if (incomplete)
8324                 /* We got explicit args for some packs but not others;
8325                    do nothing now and try again after deduction.  */
8326                 return t;
8327               if (TREE_CODE (t) == TYPE_PACK_EXPANSION)
8328                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
8329                        "%<%T%>",
8330                        pattern);
8331               else
8332                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
8333                        "%<%E%>",
8334                        pattern);
8335               return error_mark_node;
8336             }
8337
8338           /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
8339              argument packs.  */
8340           packs = tree_cons (parm_pack, arg_pack, packs);
8341           TREE_TYPE (packs) = orig_arg;
8342         }
8343       else
8344         /* We can't substitute for this parameter pack.  */
8345         unsubstituted_packs = tree_cons (TREE_PURPOSE (pack),
8346                                          TREE_VALUE (pack),
8347                                          unsubstituted_packs);
8348     }
8349
8350   /* We cannot expand this expansion expression, because we don't have
8351      all of the argument packs we need. Substitute into the pattern
8352      and return a PACK_EXPANSION_*. The caller will need to deal with
8353      that.  */
8354   if (unsubstituted_packs)
8355     {
8356       tree new_pat;
8357       if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
8358         new_pat = tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
8359                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
8360       else
8361         new_pat = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
8362       return make_pack_expansion (new_pat);
8363     }
8364
8365   /* We could not find any argument packs that work.  */
8366   if (len < 0)
8367     return error_mark_node;
8368
8369   if (!local_specializations)
8370     {
8371       /* We're in a late-specified return type, so we don't have a local
8372          specializations table.  Create one for doing this expansion.  */
8373       very_local_specializations = true;
8374       local_specializations = htab_create (37,
8375                                            hash_local_specialization,
8376                                            eq_local_specializations,
8377                                            NULL);
8378     }
8379
8380   /* For each argument in each argument pack, substitute into the
8381      pattern.  */
8382   result = make_tree_vec (len + incomplete);
8383   for (i = 0; i < len + incomplete; ++i)
8384     {
8385       /* For parameter pack, change the substitution of the parameter
8386          pack to the ith argument in its argument pack, then expand
8387          the pattern.  */
8388       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
8389         {
8390           tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
8391
8392           if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
8393             {
8394               /* Select the Ith argument from the pack.  */
8395               tree arg = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
8396               ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg) = TREE_VALUE (pack);
8397               ARGUMENT_PACK_SELECT_INDEX (arg) = i;
8398               mark_used (parm);
8399               register_local_specialization (arg, parm);
8400             }
8401           else
8402             {
8403               tree value = parm;
8404               int idx, level;
8405               template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
8406               
8407               if (i < len) 
8408                 {
8409                   /* Select the Ith argument from the pack. */
8410                   value = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
8411                   ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (value) = TREE_VALUE (pack);
8412                   ARGUMENT_PACK_SELECT_INDEX (value) = i;
8413                 }
8414
8415               /* Update the corresponding argument.  */
8416               TMPL_ARG (args, level, idx) = value;
8417             }
8418         }
8419
8420       /* Substitute into the PATTERN with the altered arguments.  */
8421       if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
8422         TREE_VEC_ELT (result, i) = 
8423           tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
8424                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
8425       else
8426         TREE_VEC_ELT (result, i) = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
8427
8428       if (i == len)
8429         /* When we have incomplete argument packs, the last "expanded"
8430            result is itself a pack expansion, which allows us
8431            to deduce more arguments.  */
8432         TREE_VEC_ELT (result, i) = 
8433           make_pack_expansion (TREE_VEC_ELT (result, i));
8434
8435       if (TREE_VEC_ELT (result, i) == error_mark_node)
8436         {
8437           result = error_mark_node;
8438           break;
8439         }
8440     }
8441
8442   /* Update ARGS to restore the substitution from parameter packs to
8443      their argument packs.  */
8444   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
8445     {
8446       tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
8447
8448       if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
8449         register_local_specialization (TREE_TYPE (pack), parm);
8450       else
8451         {
8452           int idx, level;
8453           template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
8454           
8455           /* Update the corresponding argument.  */
8456           if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
8457             TREE_VEC_ELT (TREE_VEC_ELT (args, level -1 ), idx) =
8458               TREE_TYPE (pack);
8459           else
8460             TREE_VEC_ELT (args, idx) = TREE_TYPE (pack);
8461         }
8462     }
8463
8464   if (very_local_specializations)
8465     {
8466       htab_delete (local_specializations);
8467       local_specializations = NULL;
8468     }
8469   
8470   return result;
8471 }
8472
8473 /* Given PARM_DECL PARM, find the corresponding PARM_DECL in the template
8474    TMPL.  We do this using DECL_PARM_INDEX, which should work even with
8475    parameter packs; all parms generated from a function parameter pack will
8476    have the same DECL_PARM_INDEX.  */
8477
8478 tree
8479 get_pattern_parm (tree parm, tree tmpl)
8480 {
8481   tree pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
8482   tree patparm;
8483
8484   if (DECL_ARTIFICIAL (parm))
8485     {
8486       for (patparm = DECL_ARGUMENTS (pattern);
8487            patparm; patparm = TREE_CHAIN (patparm))
8488         if (DECL_ARTIFICIAL (patparm)
8489             && DECL_NAME (parm) == DECL_NAME (patparm))
8490           break;
8491     }
8492   else
8493     {
8494       patparm = FUNCTION_FIRST_USER_PARM (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
8495       patparm = chain_index (DECL_PARM_INDEX (parm)-1, patparm);
8496       gcc_assert (DECL_PARM_INDEX (patparm)
8497                   == DECL_PARM_INDEX (parm));
8498     }
8499
8500   return patparm;
8501 }
8502
8503 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
8504
8505 static tree
8506 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8507 {
8508   tree orig_t = t;
8509   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
8510   int need_new = 0, i, expanded_len_adjust = 0, out;
8511   tree *elts = (tree *) alloca (len * sizeof (tree));
8512
8513   for (i = 0; i < len; i++)
8514     {
8515       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
8516       tree new_arg;
8517
8518       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
8519         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
8520       else if (PACK_EXPANSION_P (orig_arg))
8521         {
8522           /* Substitute into an expansion expression.  */
8523           new_arg = tsubst_pack_expansion (orig_arg, args, complain, in_decl);
8524
8525           if (TREE_CODE (new_arg) == TREE_VEC)
8526             /* Add to the expanded length adjustment the number of
8527                expanded arguments. We subtract one from this
8528                measurement, because the argument pack expression
8529                itself is already counted as 1 in
8530                LEN. EXPANDED_LEN_ADJUST can actually be negative, if
8531                the argument pack is empty.  */
8532             expanded_len_adjust += TREE_VEC_LENGTH (new_arg) - 1;
8533         }
8534       else if (ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
8535         {
8536           /* Substitute into each of the arguments.  */
8537           new_arg = TYPE_P (orig_arg)
8538             ? cxx_make_type (TREE_CODE (orig_arg))
8539             : make_node (TREE_CODE (orig_arg));
8540           
8541           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (
8542             new_arg,
8543             tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (orig_arg),
8544                                   args, complain, in_decl));
8545
8546           if (ARGUMENT_PACK_ARGS (new_arg) == error_mark_node)
8547             new_arg = error_mark_node;
8548
8549           if (TREE_CODE (new_arg) == NONTYPE_ARGUMENT_PACK) {
8550             TREE_TYPE (new_arg) = tsubst (TREE_TYPE (orig_arg), args,
8551                                           complain, in_decl);
8552             TREE_CONSTANT (new_arg) = TREE_CONSTANT (orig_arg);
8553
8554             if (TREE_TYPE (new_arg) == error_mark_node)
8555               new_arg = error_mark_node;
8556           }
8557         }
8558       else
8559         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
8560
8561       if (new_arg == error_mark_node)
8562         return error_mark_node;
8563
8564       elts[i] = new_arg;
8565       if (new_arg != orig_arg)
8566         need_new = 1;
8567     }
8568
8569   if (!need_new)
8570     return t;
8571
8572   /* Make space for the expanded arguments coming from template
8573      argument packs.  */
8574   t = make_tree_vec (len + expanded_len_adjust);
8575   /* ORIG_T can contain TREE_VECs. That happens if ORIG_T contains the
8576      arguments for a member template.
8577      In that case each TREE_VEC in ORIG_T represents a level of template
8578      arguments, and ORIG_T won't carry any non defaulted argument count.
8579      It will rather be the nested TREE_VECs that will carry one.
8580      In other words, ORIG_T carries a non defaulted argument count only
8581      if it doesn't contain any nested TREE_VEC.  */
8582   if (NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (orig_t))
8583     {
8584       int count = GET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (orig_t);
8585       count += expanded_len_adjust;
8586       SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (t, count);
8587     }
8588   for (i = 0, out = 0; i < len; i++)
8589     {
8590       if ((PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i))
8591            || ARGUMENT_PACK_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i)))
8592           && TREE_CODE (elts[i]) == TREE_VEC)
8593         {
8594           int idx;
8595
8596           /* Now expand the template argument pack "in place".  */
8597           for (idx = 0; idx < TREE_VEC_LENGTH (elts[i]); idx++, out++)
8598             TREE_VEC_ELT (t, out) = TREE_VEC_ELT (elts[i], idx);
8599         }
8600       else
8601         {
8602           TREE_VEC_ELT (t, out) = elts[i];
8603           out++;
8604         }
8605     }
8606
8607   return t;
8608 }
8609
8610 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
8611    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
8612    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
8613    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
8614    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
8615    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
8616
8617 static tree
8618 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
8619 {
8620   tree r = NULL_TREE;
8621   tree* new_parms;
8622
8623   /* When substituting into a template, we must set
8624      PROCESSING_TEMPLATE_DECL as the template parameters may be
8625      dependent if they are based on one-another, and the dependency
8626      predicates are short-circuit outside of templates.  */
8627   ++processing_template_decl;
8628
8629   for (new_parms = &r;
8630        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
8631        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
8632          parms = TREE_CHAIN (parms))
8633     {
8634       tree new_vec =
8635         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
8636       int i;
8637
8638       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
8639         {
8640           tree tuple;
8641           tree default_value;
8642           tree parm_decl;
8643
8644           if (parms == error_mark_node)
8645             continue;
8646
8647           tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
8648
8649           if (tuple == error_mark_node)
8650             continue;
8651
8652           default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
8653           parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
8654
8655           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
8656           if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
8657               && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
8658             parm_decl = error_mark_node;
8659           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
8660                                                complain, NULL_TREE);
8661
8662           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
8663           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
8664         }
8665
8666       *new_parms =
8667         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
8668                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
8669                    new_vec, NULL_TREE);
8670     }
8671
8672   --processing_template_decl;
8673
8674   return r;
8675 }
8676
8677 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
8678    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
8679    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
8680    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
8681    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
8682
8683 static tree
8684 tsubst_aggr_type (tree t,
8685                   tree args,
8686                   tsubst_flags_t complain,
8687                   tree in_decl,
8688                   int entering_scope)
8689 {
8690   if (t == NULL_TREE)
8691     return NULL_TREE;
8692
8693   switch (TREE_CODE (t))
8694     {
8695     case RECORD_TYPE:
8696       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
8697         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8698
8699       /* Else fall through.  */
8700     case ENUMERAL_TYPE:
8701     case UNION_TYPE:
8702       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t) && uses_template_parms (t))
8703         {
8704           tree argvec;
8705           tree context;
8706           tree r;
8707           int saved_unevaluated_operand;
8708           int saved_inhibit_evaluation_warnings;
8709
8710           /* In "sizeof(X<I>)" we need to evaluate "I".  */
8711           saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
8712           cp_unevaluated_operand = 0;
8713           saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
8714           c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
8715
8716           /* First, determine the context for the type we are looking
8717              up.  */
8718           context = TYPE_CONTEXT (t);
8719           if (context)
8720             {
8721               context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
8722                                           in_decl, /*entering_scope=*/1);
8723               /* If context is a nested class inside a class template,
8724                  it may still need to be instantiated (c++/33959).  */
8725               if (TYPE_P (context))
8726                 context = complete_type (context);
8727             }
8728
8729           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
8730              type we are trying to find.  For example, given:
8731
8732                template <class T> struct S;
8733                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
8734
8735              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
8736              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
8737              S we only want {double}.  */
8738           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
8739                                          complain, in_decl);
8740           if (argvec == error_mark_node)
8741             r = error_mark_node;
8742           else
8743             {
8744               r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
8745                                          entering_scope, complain);
8746               r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
8747             }
8748
8749           cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
8750           c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
8751
8752           return r;
8753         }
8754       else
8755         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
8756         return t;
8757
8758     default:
8759       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
8760     }
8761 }
8762
8763 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
8764    FN), which has the indicated TYPE.  */
8765
8766 tree
8767 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
8768 {
8769   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
8770   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
8771
8772   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
8773      default argument here, not in tsubst.  In the case of
8774      something like:
8775
8776        template <class T>
8777        struct S {
8778          static T t();
8779          void f(T = t());
8780        };
8781
8782      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
8783      rather than in the current class.  */
8784   push_access_scope (fn);
8785   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
8786   if (cfun)
8787     {
8788       saved_class_ptr = current_class_ptr;
8789       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
8790       saved_class_ref = current_class_ref;
8791       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
8792     }
8793
8794   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
8795   /* The default argument expression may cause implicitly defined
8796      member functions to be synthesized, which will result in garbage
8797      collection.  We must treat this situation as if we were within
8798      the body of function so as to avoid collecting live data on the
8799      stack.  */
8800   ++function_depth;
8801   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
8802                      tf_warning_or_error, NULL_TREE,
8803                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
8804   --function_depth;
8805   pop_deferring_access_checks();
8806
8807   /* Restore the "this" pointer.  */
8808   if (cfun)
8809     {
8810       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
8811       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
8812     }
8813
8814   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
8815   arg = check_default_argument (type, arg);
8816
8817   pop_access_scope (fn);
8818
8819   return arg;
8820 }
8821
8822 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
8823
8824 static void
8825 tsubst_default_arguments (tree fn)
8826 {
8827   tree arg;
8828   tree tmpl_args;
8829
8830   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
8831
8832   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
8833      its default arguments.  */
8834   if (uses_template_parms (tmpl_args))
8835     return;
8836
8837   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
8838        arg;
8839        arg = TREE_CHAIN (arg))
8840     if (TREE_PURPOSE (arg))
8841       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
8842                                                     TREE_VALUE (arg),
8843                                                     TREE_PURPOSE (arg));
8844 }
8845
8846 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
8847    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
8848    control of COMPLAIN.  */
8849
8850 static tree
8851 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
8852 {
8853 #define RETURN(EXP) do { r = (EXP); goto out; } while(0)
8854   location_t saved_loc;
8855   tree r = NULL_TREE;
8856   tree in_decl = t;
8857   hashval_t hash = 0;
8858
8859   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
8860   saved_loc = input_location;
8861   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
8862
8863   switch (TREE_CODE (t))
8864     {
8865     case TEMPLATE_DECL:
8866       {
8867         /* We can get here when processing a member function template,
8868            member class template, or template template parameter.  */
8869         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
8870         tree spec;
8871         tree tmpl_args;
8872         tree full_args;
8873
8874         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
8875           {
8876             /* Template template parameter is treated here.  */
8877             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8878             if (new_type == error_mark_node)
8879               RETURN (error_mark_node);
8880
8881             r = copy_decl (t);
8882             TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
8883             TREE_TYPE (r) = new_type;
8884             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
8885               = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (decl),
8886                             TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
8887             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
8888               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
8889                                        complain);
8890             TYPE_NAME (new_type) = r;
8891             break;
8892           }
8893
8894         /* We might already have an instance of this template.
8895            The ARGS are for the surrounding class type, so the
8896            full args contain the tsubst'd args for the context,
8897            plus the innermost args from the template decl.  */
8898         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
8899           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
8900           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
8901         /* Because this is a template, the arguments will still be
8902            dependent, even after substitution.  If
8903            PROCESSING_TEMPLATE_DECL is not set, the dependency
8904            predicates will short-circuit.  */
8905         ++processing_template_decl;
8906         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
8907                                           complain, in_decl);
8908         --processing_template_decl;
8909         if (full_args == error_mark_node)
8910           RETURN (error_mark_node);
8911
8912         /* If this is a default template template argument,
8913            tsubst might not have changed anything.  */
8914         if (full_args == tmpl_args)
8915           RETURN (t);
8916
8917         hash = hash_tmpl_and_args (t, full_args);
8918         spec = retrieve_specialization (t, full_args, hash);
8919         if (spec != NULL_TREE)
8920           {
8921             r = spec;
8922             break;
8923           }
8924
8925         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
8926            original, but will record the current template arguments.
8927            We also create a new function declaration, which is just
8928            like the old one, but points to this new template, rather
8929            than the old one.  */
8930         r = copy_decl (t);
8931         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
8932         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
8933
8934         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (t, args);
8935
8936         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
8937           {
8938             tree new_type;
8939             ++processing_template_decl;
8940             new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8941             --processing_template_decl;
8942             if (new_type == error_mark_node)
8943               RETURN (error_mark_node);
8944
8945             TREE_TYPE (r) = new_type;
8946             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
8947             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
8948             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
8949             DECL_CONTEXT (r) = TYPE_CONTEXT (new_type);
8950           }
8951         else
8952           {
8953             tree new_decl;
8954             ++processing_template_decl;
8955             new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8956             --processing_template_decl;
8957             if (new_decl == error_mark_node)
8958               RETURN (error_mark_node);
8959
8960             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
8961             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
8962             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
8963             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
8964             DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (new_decl);
8965           }
8966
8967         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
8968         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
8969         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
8970
8971         /* The template parameters for this new template are all the
8972            template parameters for the old template, except the
8973            outermost level of parameters.  */
8974         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
8975           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
8976                                    complain);
8977
8978         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
8979           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
8980
8981         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
8982           /* Record this non-type partial instantiation.  */
8983           register_specialization (r, t,
8984                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)),
8985                                    false, hash);
8986       }
8987       break;
8988
8989     case FUNCTION_DECL:
8990       {
8991         tree ctx;
8992         tree argvec = NULL_TREE;
8993         tree *friends;
8994         tree gen_tmpl;
8995         tree type;
8996         int member;
8997         int args_depth;
8998         int parms_depth;
8999
9000         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
9001         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
9002
9003         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
9004           {
9005             tree spec;
9006             bool dependent_p;
9007
9008             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
9009                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
9010                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
9011                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
9012             ++processing_template_decl;
9013             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
9014             --processing_template_decl;
9015             if (!dependent_p)
9016               RETURN (t);
9017
9018             /* Calculate the most general template of which R is a
9019                specialization, and the complete set of arguments used to
9020                specialize R.  */
9021             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
9022             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
9023                                            (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl)),
9024                                            args, complain, in_decl);
9025
9026             /* Check to see if we already have this specialization.  */
9027             hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
9028             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
9029
9030             if (spec)
9031               {
9032                 r = spec;
9033                 break;
9034               }
9035
9036             /* We can see more levels of arguments than parameters if
9037                there was a specialization of a member template, like
9038                this:
9039
9040                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
9041                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
9042
9043                Here, we'll be substituting into the specialization,
9044                because that's where we can find the code we actually
9045                want to generate, but we'll have enough arguments for
9046                the most general template.
9047
9048                We also deal with the peculiar case:
9049
9050                  template <class T> struct S {
9051                    template <class U> friend void f();
9052                  };
9053                  template <class U> void f() {}
9054                  template S<int>;
9055                  template void f<double>();
9056
9057                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
9058                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
9059                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
9060                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
9061                situations like:
9062
9063                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
9064                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
9065
9066                which we can spot because the pattern will be a
9067                specialization in this case.  */
9068             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
9069             parms_depth =
9070               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
9071             if (args_depth > parms_depth
9072                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
9073               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
9074           }
9075         else
9076           {
9077             /* This special case arises when we have something like this:
9078
9079                  template <class T> struct S {
9080                    friend void f<int>(int, double);
9081                  };
9082
9083                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
9084                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
9085                tsubst_friend_function, and we want only to create a
9086                new decl (R) with appropriate types so that we can call
9087                determine_specialization.  */
9088             gen_tmpl = NULL_TREE;
9089           }
9090
9091         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
9092           {
9093             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
9094               member = 2;
9095             else
9096               member = 1;
9097             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
9098                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
9099           }
9100         else
9101           {
9102             member = 0;
9103             ctx = DECL_CONTEXT (t);
9104           }
9105         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9106         if (type == error_mark_node)
9107           RETURN (error_mark_node);
9108
9109         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
9110            point, as they may not represent instantiations of this
9111            template, and in any case are considered separate under the
9112            discrete model.  */
9113         r = copy_decl (t);
9114         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
9115         TREE_TYPE (r) = type;
9116         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
9117         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
9118         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
9119         /* Leave DECL_INITIAL set on deleted instantiations.  */
9120         if (!DECL_DELETED_FN (r))
9121           DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
9122         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
9123
9124         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
9125           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
9126              case it's the name of one of the template's parameters.  */
9127           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
9128
9129         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
9130                                      complain, t);
9131         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
9132
9133         TREE_STATIC (r) = 0;
9134         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
9135         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
9136         /* If this is an instantiation of a function with internal
9137            linkage, we already know what object file linkage will be
9138            assigned to the instantiation.  */
9139         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
9140         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
9141         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9142         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
9143         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
9144         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
9145         DECL_STRUCT_FUNCTION (r) = NULL;
9146         TREE_USED (r) = 0;
9147         /* We'll re-clone as appropriate in instantiate_template.  */
9148         DECL_CLONED_FUNCTION (r) = NULL_TREE;
9149
9150         /* If we aren't complaining now, return on error before we register
9151            the specialization so that we'll complain eventually.  */
9152         if ((complain & tf_error) == 0
9153             && IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
9154             && !grok_op_properties (r, /*complain=*/false))
9155           RETURN (error_mark_node);
9156
9157         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
9158            this in the special friend case mentioned above where
9159            GEN_TMPL is NULL.  */
9160         if (gen_tmpl)
9161           {
9162             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
9163               = build_template_info (gen_tmpl, argvec);
9164             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
9165             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
9166
9167             /* We're not supposed to instantiate default arguments
9168                until they are called, for a template.  But, for a
9169                declaration like:
9170
9171                  template <class T> void f ()
9172                  { extern void g(int i = T()); }
9173
9174                we should do the substitution when the template is
9175                instantiated.  We handle the member function case in
9176                instantiate_class_template since the default arguments
9177                might refer to other members of the class.  */
9178             if (!member
9179                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
9180                 && !uses_template_parms (argvec))
9181               tsubst_default_arguments (r);
9182           }
9183         else
9184           DECL_TEMPLATE_INFO (r) = NULL_TREE;
9185
9186         /* Copy the list of befriending classes.  */
9187         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
9188              *friends;
9189              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
9190           {
9191             *friends = copy_node (*friends);
9192             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
9193                                             args, complain,
9194                                             in_decl);
9195           }
9196
9197         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
9198           {
9199             maybe_retrofit_in_chrg (r);
9200             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
9201               grok_ctor_properties (ctx, r);
9202             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
9203                If it isn't, that'll be handled by
9204                clone_constructors_and_destructors.  */
9205             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
9206               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
9207           }
9208         else if ((complain & tf_error) != 0
9209                  && IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
9210                  && !grok_op_properties (r, /*complain=*/true))
9211           RETURN (error_mark_node);
9212
9213         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
9214           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
9215                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
9216                                             args, complain, in_decl));
9217
9218         /* Possibly limit visibility based on template args.  */
9219         DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
9220         if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
9221           {
9222             DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
9223             DECL_ATTRIBUTES (r)
9224               = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
9225           }
9226         determine_visibility (r);
9227         if (DECL_DEFAULTED_OUTSIDE_CLASS_P (r)
9228             && !processing_template_decl)
9229           defaulted_late_check (r);
9230
9231         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
9232                                         args, complain, in_decl);
9233       }
9234       break;
9235
9236     case PARM_DECL:
9237       {
9238         tree type = NULL_TREE;
9239         int i, len = 1;
9240         tree expanded_types = NULL_TREE;
9241         tree prev_r = NULL_TREE;
9242         tree first_r = NULL_TREE;
9243
9244         if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
9245           {
9246             /* If there is a local specialization that isn't a
9247                parameter pack, it means that we're doing a "simple"
9248                substitution from inside tsubst_pack_expansion. Just
9249                return the local specialization (which will be a single
9250                parm).  */
9251             tree spec = retrieve_local_specialization (t);
9252             if (spec 
9253                 && TREE_CODE (spec) == PARM_DECL
9254                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (spec)) != TYPE_PACK_EXPANSION)
9255               RETURN (spec);
9256
9257             /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
9258                the parameters in this function parameter pack.  */
9259             expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (t), args,
9260                                                     complain, in_decl);
9261             if (TREE_CODE (expanded_types) == TREE_VEC)
9262               {
9263                 len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
9264
9265                 /* Zero-length parameter packs are boring. Just substitute
9266                    into the chain.  */
9267                 if (len == 0)
9268                   RETURN (tsubst (TREE_CHAIN (t), args, complain,
9269                                   TREE_CHAIN (t)));
9270               }
9271             else
9272               {
9273                 /* All we did was update the type. Make a note of that.  */
9274                 type = expanded_types;
9275                 expanded_types = NULL_TREE;
9276               }
9277           }
9278
9279         /* Loop through all of the parameter's we'll build. When T is
9280            a function parameter pack, LEN is the number of expanded
9281            types in EXPANDED_TYPES; otherwise, LEN is 1.  */
9282         r = NULL_TREE;
9283         for (i = 0; i < len; ++i)
9284           {
9285             prev_r = r;
9286             r = copy_node (t);
9287             if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
9288               SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
9289
9290             /* An argument of a function parameter pack is not a parameter
9291                pack.  */
9292             FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (r) = false;
9293
9294             if (expanded_types)
9295               /* We're on the Ith parameter of the function parameter
9296                  pack.  */
9297               {
9298                 /* Get the Ith type.  */
9299                 type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
9300
9301                 if (DECL_NAME (r))
9302                   /* Rename the parameter to include the index.  */
9303                   DECL_NAME (r) =
9304                     make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (r), i);
9305               }
9306             else if (!type)
9307               /* We're dealing with a normal parameter.  */
9308               type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9309
9310             type = type_decays_to (type);
9311             TREE_TYPE (r) = type;
9312             cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
9313
9314             if (DECL_INITIAL (r))
9315               {
9316                 if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
9317                   DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
9318                 else
9319                   DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
9320                                              complain, in_decl);
9321               }
9322
9323             DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
9324
9325             if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
9326               DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
9327
9328             apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
9329                                             args, complain, in_decl);
9330
9331             /* Keep track of the first new parameter we
9332                generate. That's what will be returned to the
9333                caller.  */
9334             if (!first_r)
9335               first_r = r;
9336
9337             /* Build a proper chain of parameters when substituting
9338                into a function parameter pack.  */
9339             if (prev_r)
9340               TREE_CHAIN (prev_r) = r;
9341           }
9342
9343         if (TREE_CHAIN (t))
9344           TREE_CHAIN (r) = tsubst (TREE_CHAIN (t), args,
9345                                    complain, TREE_CHAIN (t));
9346
9347         /* FIRST_R contains the start of the chain we've built.  */
9348         r = first_r;
9349       }
9350       break;
9351
9352     case FIELD_DECL:
9353       {
9354         tree type;
9355
9356         r = copy_decl (t);
9357         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9358         if (type == error_mark_node)
9359           RETURN (error_mark_node);
9360         TREE_TYPE (r) = type;
9361         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
9362
9363         /* DECL_INITIAL gives the number of bits in a bit-field.  */
9364         DECL_INITIAL (r)
9365           = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
9366                          complain, in_decl,
9367                          /*integral_constant_expression_p=*/true);
9368         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
9369            finish_member_declaration.  */
9370         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9371         if (VOID_TYPE_P (type))
9372           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
9373
9374         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
9375                                         args, complain, in_decl);
9376       }
9377       break;
9378
9379     case USING_DECL:
9380       /* We reach here only for member using decls.  */
9381       if (DECL_DEPENDENT_P (t))
9382         {
9383           r = do_class_using_decl
9384             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
9385              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
9386           if (!r)
9387             r = error_mark_node;
9388           else
9389             {
9390               TREE_PROTECTED (r) = TREE_PROTECTED (t);
9391               TREE_PRIVATE (r) = TREE_PRIVATE (t);
9392             }
9393         }
9394       else
9395         {
9396           r = copy_node (t);
9397           TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9398         }
9399       break;
9400
9401     case TYPE_DECL:
9402     case VAR_DECL:
9403       {
9404         tree argvec = NULL_TREE;
9405         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
9406         tree spec;
9407         tree tmpl = NULL_TREE;
9408         tree ctx;
9409         tree type = NULL_TREE;
9410         bool local_p;
9411
9412         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
9413             && t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
9414           {
9415             /* If this is the canonical decl, we don't have to
9416                mess with instantiations, and often we can't (for
9417                typename, template type parms and such).  Note that
9418                TYPE_NAME is not correct for the above test if
9419                we've copied the type for a typedef.  */
9420             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9421             if (type == error_mark_node)
9422               RETURN (error_mark_node);
9423             r = TYPE_NAME (type);
9424             break;
9425           }
9426
9427         /* Check to see if we already have the specialization we
9428            need.  */
9429         spec = NULL_TREE;
9430         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t) || DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
9431           {
9432             /* T is a static data member or namespace-scope entity.
9433                We have to substitute into namespace-scope variables
9434                (even though such entities are never templates) because
9435                of cases like:
9436                
9437                  template <class T> void f() { extern T t; }
9438
9439                where the entity referenced is not known until
9440                instantiation time.  */
9441             local_p = false;
9442             ctx = DECL_CONTEXT (t);
9443             if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
9444               {
9445                 ctx = tsubst_aggr_type (ctx, args,
9446                                         complain,
9447                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
9448                 /* If CTX is unchanged, then T is in fact the
9449                    specialization we want.  That situation occurs when
9450                    referencing a static data member within in its own
9451                    class.  We can use pointer equality, rather than
9452                    same_type_p, because DECL_CONTEXT is always
9453                    canonical.  */
9454                 if (ctx == DECL_CONTEXT (t))
9455                   spec = t;
9456               }
9457
9458             if (!spec)
9459               {
9460                 tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
9461                 gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
9462                 argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
9463                 hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
9464                 spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
9465               }
9466           }
9467         else
9468           {
9469             /* A local variable.  */
9470             local_p = true;
9471             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
9472             ctx = NULL_TREE;
9473             spec = retrieve_local_specialization (t);
9474           }
9475         /* If we already have the specialization we need, there is
9476            nothing more to do.  */ 
9477         if (spec)
9478           {
9479             r = spec;
9480             break;
9481           }
9482
9483         /* Create a new node for the specialization we need.  */
9484         r = copy_decl (t);
9485         if (type == NULL_TREE)
9486           {
9487             if (is_typedef_decl (t))
9488               type = DECL_ORIGINAL_TYPE (t);
9489             else
9490               type = TREE_TYPE (t);
9491             type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
9492           }
9493         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
9494           {
9495             /* Even if the original location is out of scope, the
9496                newly substituted one is not.  */
9497             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
9498             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
9499             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (r) = 0;
9500             if (type == error_mark_node)
9501               RETURN (error_mark_node);
9502             if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
9503               {
9504                 /* It may seem that this case cannot occur, since:
9505
9506                      typedef void f();
9507                      void g() { f x; }
9508
9509                    declares a function, not a variable.  However:
9510       
9511                      typedef void f();
9512                      template <typename T> void g() { T t; }
9513                      template void g<f>();
9514
9515                    is an attempt to declare a variable with function
9516                    type.  */
9517                 error ("variable %qD has function type",
9518                        /* R is not yet sufficiently initialized, so we
9519                           just use its name.  */
9520                        DECL_NAME (r));
9521                 RETURN (error_mark_node);
9522               }
9523             type = complete_type (type);
9524             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
9525               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
9526             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
9527
9528             if (DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (t))
9529               {
9530                 tree ve = DECL_VALUE_EXPR (t);
9531                 ve = tsubst_expr (ve, args, complain, in_decl,
9532                                   /*constant_expression_p=*/false);
9533                 SET_DECL_VALUE_EXPR (r, ve);
9534               }
9535           }
9536         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
9537           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
9538         TREE_TYPE (r) = type;
9539         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
9540         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
9541         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
9542         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
9543         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
9544           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
9545         /* The initializer must not be expanded until it is required;
9546            see [temp.inst].  */
9547         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
9548         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
9549           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
9550         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
9551         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
9552           {
9553             /* Possibly limit visibility based on template args.  */
9554             DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
9555             if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
9556               {
9557                 DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
9558                 DECL_ATTRIBUTES (r)
9559                   = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
9560               }
9561             determine_visibility (r);
9562           }
9563
9564         if (!local_p)
9565           {
9566             /* A static data member declaration is always marked
9567                external when it is declared in-class, even if an
9568                initializer is present.  We mimic the non-template
9569                processing here.  */
9570             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
9571
9572             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
9573             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (tmpl, argvec);
9574             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
9575           }
9576         else if (cp_unevaluated_operand)
9577           {
9578             /* We're substituting this var in a decltype outside of its
9579                scope, such as for a lambda return type.  Don't add it to
9580                local_specializations, do perform auto deduction.  */
9581             tree auto_node = type_uses_auto (type);
9582             tree init
9583               = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl,
9584                              /*constant_expression_p=*/false);
9585
9586             if (auto_node && init && describable_type (init))
9587               {
9588                 type = do_auto_deduction (type, init, auto_node);
9589                 TREE_TYPE (r) = type;
9590               }
9591           }
9592         else
9593           register_local_specialization (r, t);
9594
9595         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9596
9597         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r),
9598                                         /*flags=*/0,
9599                                         args, complain, in_decl);
9600
9601         /* Preserve a typedef that names a type.  */
9602         if (is_typedef_decl (r))
9603           {
9604             DECL_ORIGINAL_TYPE (r) = NULL_TREE;
9605             set_underlying_type (r);
9606           }
9607
9608         layout_decl (r, 0);
9609       }
9610       break;
9611
9612     default:
9613       gcc_unreachable ();
9614     }
9615 #undef RETURN
9616
9617  out:
9618   /* Restore the file and line information.  */
9619   input_location = saved_loc;
9620
9621   return r;
9622 }
9623
9624 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
9625
9626 static tree
9627 tsubst_arg_types (tree arg_types,
9628                   tree args,
9629                   tsubst_flags_t complain,
9630                   tree in_decl)
9631 {
9632   tree remaining_arg_types;
9633   tree type = NULL_TREE;
9634   int i = 1;
9635   tree expanded_args = NULL_TREE;
9636   tree default_arg;
9637
9638   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
9639     return arg_types;
9640
9641   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
9642                                           args, complain, in_decl);
9643   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
9644     return error_mark_node;
9645
9646   if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (arg_types)))
9647     {
9648       /* For a pack expansion, perform substitution on the
9649          entire expression. Later on, we'll handle the arguments
9650          one-by-one.  */
9651       expanded_args = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (arg_types),
9652                                             args, complain, in_decl);
9653
9654       if (TREE_CODE (expanded_args) == TREE_VEC)
9655         /* So that we'll spin through the parameters, one by one.  */
9656         i = TREE_VEC_LENGTH (expanded_args);
9657       else
9658         {
9659           /* We only partially substituted into the parameter
9660              pack. Our type is TYPE_PACK_EXPANSION.  */
9661           type = expanded_args;
9662           expanded_args = NULL_TREE;
9663         }
9664     }
9665
9666   while (i > 0) {
9667     --i;
9668     
9669     if (expanded_args)
9670       type = TREE_VEC_ELT (expanded_args, i);
9671     else if (!type)
9672       type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
9673
9674     if (type == error_mark_node)
9675       return error_mark_node;
9676     if (VOID_TYPE_P (type))
9677       {
9678         if (complain & tf_error)
9679           {
9680             error ("invalid parameter type %qT", type);
9681             if (in_decl)
9682               error ("in declaration %q+D", in_decl);
9683           }
9684         return error_mark_node;
9685     }
9686     
9687     /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
9688        top-level qualifiers as required.  */
9689     type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
9690
9691     /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
9692        mandates that they be instantiated only when needed, which is
9693        done in build_over_call.  */
9694     default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
9695
9696     if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
9697       {
9698         /* We've instantiated a template before its default arguments
9699            have been parsed.  This can happen for a nested template
9700            class, and is not an error unless we require the default
9701            argument in a call of this function.  */
9702         remaining_arg_types = 
9703           tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
9704         VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), 
9705                        remaining_arg_types);
9706       }
9707     else
9708       remaining_arg_types = 
9709         hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
9710   }
9711         
9712   return remaining_arg_types;
9713 }
9714
9715 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
9716    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
9717    initial substitution of explicitly provided template parameters
9718    during argument deduction forbids substitution into the
9719    exception-specification:
9720
9721      [temp.deduct]
9722
9723      All references in the function type of the function template to  the
9724      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
9725      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
9726      in  the function type of the function template results in an invalid
9727      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
9728      exception specifications is done only when the function is instanti-
9729      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
9730      results in an invalid type.]  */
9731
9732 static tree
9733 tsubst_function_type (tree t,
9734                       tree args,
9735                       tsubst_flags_t complain,
9736                       tree in_decl)
9737 {
9738   tree return_type;
9739   tree arg_types;
9740   tree fntype;
9741
9742   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
9743   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
9744
9745   /* Substitute the return type.  */
9746   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9747   if (return_type == error_mark_node)
9748     return error_mark_node;
9749   /* The standard does not presently indicate that creation of a
9750      function type with an invalid return type is a deduction failure.
9751      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
9752      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
9753   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
9754       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
9755     {
9756       if (complain & tf_error)
9757         {
9758           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
9759             error ("function returning an array");
9760           else
9761             error ("function returning a function");
9762         }
9763       return error_mark_node;
9764     }
9765
9766   /* Substitute the argument types.  */
9767   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
9768                                 complain, in_decl);
9769   if (arg_types == error_mark_node)
9770     return error_mark_node;
9771
9772   /* Construct a new type node and return it.  */
9773   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
9774     fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
9775   else
9776     {
9777       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
9778       if (! MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
9779         {
9780           /* [temp.deduct]
9781
9782              Type deduction may fail for any of the following
9783              reasons:
9784
9785              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
9786              is not a class type.  */
9787           if (complain & tf_error)
9788             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
9789                       r);
9790           return error_mark_node;
9791         }
9792
9793       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
9794                                            TREE_CHAIN (arg_types));
9795     }
9796   fntype = cp_build_qualified_type_real (fntype, TYPE_QUALS (t), complain);
9797   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
9798
9799   return fntype;
9800 }
9801
9802 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
9803    ARGS into that specification, and return the substituted
9804    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
9805
9806 static tree
9807 tsubst_exception_specification (tree fntype,
9808                                 tree args,
9809                                 tsubst_flags_t complain,
9810                                 tree in_decl)
9811 {
9812   tree specs;
9813   tree new_specs;
9814
9815   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
9816   new_specs = NULL_TREE;
9817   if (specs)
9818     {
9819       if (! TREE_VALUE (specs))
9820         new_specs = specs;
9821       else
9822         while (specs)
9823           {
9824             tree spec;
9825             int i, len = 1;
9826             tree expanded_specs = NULL_TREE;
9827
9828             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (specs)))
9829               {
9830                 /* Expand the pack expansion type.  */
9831                 expanded_specs = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (specs),
9832                                                        args, complain,
9833                                                        in_decl);
9834
9835                 if (expanded_specs == error_mark_node)
9836                   return error_mark_node;
9837                 else if (TREE_CODE (expanded_specs) == TREE_VEC)
9838                   len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_specs);
9839                 else
9840                   {
9841                     /* We're substituting into a member template, so
9842                        we got a TYPE_PACK_EXPANSION back.  Add that
9843                        expansion and move on.  */
9844                     gcc_assert (TREE_CODE (expanded_specs) 
9845                                 == TYPE_PACK_EXPANSION);
9846                     new_specs = add_exception_specifier (new_specs,
9847                                                          expanded_specs,
9848                                                          complain);
9849                     specs = TREE_CHAIN (specs);
9850                     continue;
9851                   }
9852               }
9853
9854             for (i = 0; i < len; ++i)
9855               {
9856                 if (expanded_specs)
9857                   spec = TREE_VEC_ELT (expanded_specs, i);
9858                 else
9859                   spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
9860                 if (spec == error_mark_node)
9861                   return spec;
9862                 new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, 
9863                                                      complain);
9864               }
9865
9866             specs = TREE_CHAIN (specs);
9867           }
9868     }
9869   return new_specs;
9870 }
9871
9872 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
9873    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
9874    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
9875    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
9876    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
9877    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
9878    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
9879    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
9880    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
9881    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
9882    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
9883    yet.
9884
9885    This function is used for dealing with types, decls and the like;
9886    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
9887
9888 tree
9889 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
9890 {
9891   tree type, r;
9892
9893   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
9894       || t == integer_type_node
9895       || t == void_type_node
9896       || t == char_type_node
9897       || t == unknown_type_node
9898       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL)
9899     return t;
9900
9901   if (DECL_P (t))
9902     return tsubst_decl (t, args, complain);
9903
9904   if (args == NULL_TREE)
9905     return t;
9906
9907   if (TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE)
9908     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
9909   else
9910     type = TREE_TYPE (t);
9911
9912   gcc_assert (type != unknown_type_node);
9913
9914   /* Reuse typedefs.  We need to do this to handle dependent attributes,
9915      such as attribute aligned.  */
9916   if (TYPE_P (t)
9917       && TYPE_NAME (t)
9918       && TYPE_NAME (t) != TYPE_MAIN_DECL (t))
9919     {
9920       tree decl = TYPE_NAME (t);
9921       
9922       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
9923           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
9924           && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (decl)))
9925         {
9926           tree tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
9927           tree gen_args = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args, complain, in_decl);
9928           r = retrieve_specialization (tmpl, gen_args, 0);
9929         }
9930       else if (DECL_FUNCTION_SCOPE_P (decl)
9931                && DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
9932                && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (DECL_CONTEXT (decl))))
9933         r = retrieve_local_specialization (decl);
9934       else
9935         /* The typedef is from a non-template context.  */
9936         return t;
9937
9938       if (r)
9939         {
9940           r = TREE_TYPE (r);
9941           r = cp_build_qualified_type_real
9942             (r, cp_type_quals (t) | cp_type_quals (r),
9943              complain | tf_ignore_bad_quals);
9944           return r;
9945         }
9946       /* Else we must be instantiating the typedef, so fall through.  */
9947     }
9948
9949   if (type
9950       && TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE
9951       && TREE_CODE (t) != TEMPLATE_TYPE_PARM
9952       && TREE_CODE (t) != IDENTIFIER_NODE
9953       && TREE_CODE (t) != FUNCTION_TYPE
9954       && TREE_CODE (t) != METHOD_TYPE)
9955     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
9956   if (type == error_mark_node)
9957     return error_mark_node;
9958
9959   switch (TREE_CODE (t))
9960     {
9961     case RECORD_TYPE:
9962     case UNION_TYPE:
9963     case ENUMERAL_TYPE:
9964       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
9965                                /*entering_scope=*/0);
9966
9967     case ERROR_MARK:
9968     case IDENTIFIER_NODE:
9969     case VOID_TYPE:
9970     case REAL_TYPE:
9971     case COMPLEX_TYPE:
9972     case VECTOR_TYPE:
9973     case BOOLEAN_TYPE:
9974     case INTEGER_CST:
9975     case REAL_CST:
9976     case STRING_CST:
9977       return t;
9978
9979     case INTEGER_TYPE:
9980       if (t == integer_type_node)
9981         return t;
9982
9983       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
9984           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
9985         return t;
9986
9987       {
9988         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
9989
9990         max = tsubst_expr (omax, args, complain, in_decl,
9991                            /*integral_constant_expression_p=*/false);
9992
9993         /* Fix up type of the magic NOP_EXPR with TREE_SIDE_EFFECTS if
9994            needed.  */
9995         if (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR
9996             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax)
9997             && !TREE_TYPE (max))
9998           TREE_TYPE (max) = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (max, 0));
9999
10000         max = fold_decl_constant_value (max);
10001
10002         /* If we're in a partial instantiation, preserve the magic NOP_EXPR
10003            with TREE_SIDE_EFFECTS that indicates this is not an integral
10004            constant expression.  */
10005         if (processing_template_decl
10006             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax) && TREE_CODE (omax) == NOP_EXPR)
10007           {
10008             gcc_assert (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR);
10009             TREE_SIDE_EFFECTS (max) = 1;
10010           }
10011
10012         if (TREE_CODE (max) != INTEGER_CST
10013             && !at_function_scope_p ()
10014             && !TREE_SIDE_EFFECTS (max)
10015             && !value_dependent_expression_p (max))
10016           {
10017             if (complain & tf_error)
10018               error ("array bound is not an integer constant");
10019             return error_mark_node;
10020           }
10021
10022         /* [temp.deduct]
10023
10024            Type deduction may fail for any of the following
10025            reasons:
10026
10027              Attempting to create an array with a size that is
10028              zero or negative.  */
10029         if (integer_zerop (max) && !(complain & tf_error))
10030           /* We must fail if performing argument deduction (as
10031              indicated by the state of complain), so that
10032              another substitution can be found.  */
10033           return error_mark_node;
10034         else if (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST
10035                  && INT_CST_LT (max, integer_zero_node))
10036           {
10037             if (complain & tf_error)
10038               error ("creating array with negative size (%qE)", max);
10039
10040             return error_mark_node;
10041           }
10042
10043         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
10044       }
10045
10046     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
10047     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10048     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10049     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10050       {
10051         int idx;
10052         int level;
10053         int levels;
10054         tree arg = NULL_TREE;
10055
10056         r = NULL_TREE;
10057
10058         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
10059         template_parm_level_and_index (t, &level, &idx); 
10060
10061         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
10062         if (level <= levels)
10063           {
10064             arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
10065
10066             if (arg && TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
10067               /* See through ARGUMENT_PACK_SELECT arguments. */
10068               arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (arg);
10069           }
10070
10071         if (arg == error_mark_node)
10072           return error_mark_node;
10073         else if (arg != NULL_TREE)
10074           {
10075             if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
10076               /* If ARG is an argument pack, we don't actually want to
10077                  perform a substitution here, because substitutions
10078                  for argument packs are only done
10079                  element-by-element. We can get to this point when
10080                  substituting the type of a non-type template
10081                  parameter pack, when that type actually contains
10082                  template parameter packs from an outer template, e.g.,
10083
10084                  template<typename... Types> struct A {
10085                    template<Types... Values> struct B { };
10086                  };  */
10087               return t;
10088
10089             if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
10090               {
10091                 int quals;
10092                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
10093
10094                 /* cv-quals from the template are discarded when
10095                    substituting in a function or reference type.  */
10096                 if (TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
10097                     || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE
10098                     || TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE)
10099                   quals = cp_type_quals (arg);
10100                 else
10101                   quals = cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t);
10102                   
10103                 return cp_build_qualified_type_real
10104                   (arg, quals, complain | tf_ignore_bad_quals);
10105               }
10106             else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10107               {
10108                 /* We are processing a type constructed from a
10109                    template template parameter.  */
10110                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
10111                                       args, complain, in_decl);
10112                 if (argvec == error_mark_node)
10113                   return error_mark_node;
10114
10115                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
10116                    are resolving nested-types in the signature of a
10117                    member function templates.  Otherwise ARG is a
10118                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
10119                    instantiated.  */
10120                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10121                   arg = TYPE_NAME (arg);
10122
10123                 r = lookup_template_class (arg,
10124                                            argvec, in_decl,
10125                                            DECL_CONTEXT (arg),
10126                                             /*entering_scope=*/0,
10127                                            complain);
10128                 return cp_build_qualified_type_real
10129                   (r, TYPE_QUALS (t), complain);
10130               }
10131             else
10132               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
10133               return arg;
10134           }
10135
10136         if (level == 1)
10137           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
10138              unify.  This means that we don't yet have any information
10139              about the template parameter in question.  */
10140           return t;
10141
10142         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
10143            more deeply nested template.  Make a new version of this
10144            template parameter, but with a lower level.  */
10145         switch (TREE_CODE (t))
10146           {
10147           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
10148           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10149           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10150             if (cp_type_quals (t))
10151               {
10152                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
10153                 r = cp_build_qualified_type_real
10154                   (r, cp_type_quals (t),
10155                    complain | (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
10156                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
10157               }
10158             else
10159               {
10160                 r = copy_type (t);
10161                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
10162                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
10163                                                 r, levels, args, complain);
10164                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
10165                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
10166                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
10167                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
10168
10169                 if (TREE_CODE (r) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10170                   /* We have reduced the level of the template
10171                      template parameter, but not the levels of its
10172                      template parameters, so canonical_type_parameter
10173                      will not be able to find the canonical template
10174                      template parameter for this level. Thus, we
10175                      require structural equality checking to compare
10176                      TEMPLATE_TEMPLATE_PARMs. */
10177                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
10178                 else if (TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (t))
10179                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
10180                 else
10181                   TYPE_CANONICAL (r) = canonical_type_parameter (r);
10182
10183                 if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10184                   {
10185                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
10186                                           complain, in_decl);
10187                     if (argvec == error_mark_node)
10188                       return error_mark_node;
10189
10190                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
10191                       = build_template_info (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec);
10192                   }
10193               }
10194             break;
10195
10196           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10197             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels, args, complain);
10198             break;
10199
10200           default:
10201             gcc_unreachable ();
10202           }
10203
10204         return r;
10205       }
10206
10207     case TREE_LIST:
10208       {
10209         tree purpose, value, chain;
10210
10211         if (t == void_list_node)
10212           return t;
10213
10214         purpose = TREE_PURPOSE (t);
10215         if (purpose)
10216           {
10217             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
10218             if (purpose == error_mark_node)
10219               return error_mark_node;
10220           }
10221         value = TREE_VALUE (t);
10222         if (value)
10223           {
10224             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
10225             if (value == error_mark_node)
10226               return error_mark_node;
10227           }
10228         chain = TREE_CHAIN (t);
10229         if (chain && chain != void_type_node)
10230           {
10231             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
10232             if (chain == error_mark_node)
10233               return error_mark_node;
10234           }
10235         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
10236             && value == TREE_VALUE (t)
10237             && chain == TREE_CHAIN (t))
10238           return t;
10239         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
10240       }
10241
10242     case TREE_BINFO:
10243       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
10244       gcc_unreachable ();
10245
10246     case TREE_VEC:
10247       /* A vector of template arguments.  */
10248       gcc_assert (!type);
10249       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
10250
10251     case POINTER_TYPE:
10252     case REFERENCE_TYPE:
10253       {
10254         enum tree_code code;
10255
10256         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
10257           return t;
10258
10259         code = TREE_CODE (t);
10260
10261
10262         /* [temp.deduct]
10263
10264            Type deduction may fail for any of the following
10265            reasons:
10266
10267            -- Attempting to create a pointer to reference type.
10268            -- Attempting to create a reference to a reference type or
10269               a reference to void.
10270
10271           Core issue 106 says that creating a reference to a reference
10272           during instantiation is no longer a cause for failure. We
10273           only enforce this check in strict C++98 mode.  */
10274         if ((TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
10275              && (((cxx_dialect == cxx98) && flag_iso) || code != REFERENCE_TYPE))
10276             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
10277           {
10278             static location_t last_loc;
10279
10280             /* We keep track of the last time we issued this error
10281                message to avoid spewing a ton of messages during a
10282                single bad template instantiation.  */
10283             if (complain & tf_error
10284                 && last_loc != input_location)
10285               {
10286                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
10287                   error ("forming reference to void");
10288                else if (code == POINTER_TYPE)
10289                  error ("forming pointer to reference type %qT", type);
10290                else
10291                   error ("forming reference to reference type %qT", type);
10292                 last_loc = input_location;
10293               }
10294
10295             return error_mark_node;
10296           }
10297         else if (code == POINTER_TYPE)
10298           {
10299             r = build_pointer_type (type);
10300             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
10301               r = build_ptrmemfunc_type (r);
10302           }
10303         else if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
10304           /* In C++0x, during template argument substitution, when there is an
10305              attempt to create a reference to a reference type, reference
10306              collapsing is applied as described in [14.3.1/4 temp.arg.type]:
10307
10308              "If a template-argument for a template-parameter T names a type
10309              that is a reference to a type A, an attempt to create the type
10310              'lvalue reference to cv T' creates the type 'lvalue reference to
10311              A,' while an attempt to create the type type rvalue reference to
10312              cv T' creates the type T"
10313           */
10314           r = cp_build_reference_type
10315               (TREE_TYPE (type),
10316                TYPE_REF_IS_RVALUE (t) && TYPE_REF_IS_RVALUE (type));
10317         else
10318           r = cp_build_reference_type (type, TYPE_REF_IS_RVALUE (t));
10319         r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
10320
10321         if (r != error_mark_node)
10322           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
10323           layout_type (r);
10324
10325         return r;
10326       }
10327     case OFFSET_TYPE:
10328       {
10329         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
10330         if (r == error_mark_node || !MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
10331           {
10332             /* [temp.deduct]
10333
10334                Type deduction may fail for any of the following
10335                reasons:
10336
10337                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
10338                   is not a class type.  */
10339             if (complain & tf_error)
10340               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
10341             return error_mark_node;
10342           }
10343         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
10344           {
10345             if (complain & tf_error)
10346               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
10347             return error_mark_node;
10348           }
10349         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
10350           {
10351             if (complain & tf_error)
10352               error ("creating pointer to member of type void");
10353             return error_mark_node;
10354           }
10355         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
10356         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
10357           {
10358             /* The type of the implicit object parameter gets its
10359                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
10360             tree memptr;
10361             tree method_type = build_memfn_type (type, r, cp_type_quals (type));
10362             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
10363             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
10364                                                  complain);
10365           }
10366         else
10367           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
10368                                                TYPE_QUALS (t),
10369                                                complain);
10370       }
10371     case FUNCTION_TYPE:
10372     case METHOD_TYPE:
10373       {
10374         tree fntype;
10375         tree specs;
10376         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
10377         if (fntype == error_mark_node)
10378           return error_mark_node;
10379
10380         /* Substitute the exception specification.  */
10381         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
10382                                                 in_decl);
10383         if (specs == error_mark_node)
10384           return error_mark_node;
10385         if (specs)
10386           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
10387         return fntype;
10388       }
10389     case ARRAY_TYPE:
10390       {
10391         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
10392         if (domain == error_mark_node)
10393           return error_mark_node;
10394
10395         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
10396            it will obviously be the same as T.  */
10397         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
10398           return t;
10399
10400         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
10401
10402            [temp.deduct]
10403
10404            The deduction may fail for any of the following reasons:
10405
10406            -- Attempting to create an array with an element type that
10407               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
10408               an abstract class type.  */
10409         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
10410             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
10411             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
10412           {
10413             if (complain & tf_error)
10414               error ("creating array of %qT", type);
10415             return error_mark_node;
10416           }
10417         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
10418           {
10419             if (complain & tf_error)
10420               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
10421                      type);
10422             return error_mark_node;
10423           }
10424
10425         r = build_cplus_array_type (type, domain);
10426
10427         if (TYPE_USER_ALIGN (t))
10428           {
10429             TYPE_ALIGN (r) = TYPE_ALIGN (t);
10430             TYPE_USER_ALIGN (r) = 1;
10431           }
10432
10433         return r;
10434       }
10435
10436     case PLUS_EXPR:
10437     case MINUS_EXPR:
10438       {
10439         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10440         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
10441
10442         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
10443           return error_mark_node;
10444
10445         return fold_build2_loc (input_location,
10446                             TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e1, e2);
10447       }
10448
10449     case NEGATE_EXPR:
10450     case NOP_EXPR:
10451       {
10452         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10453         if (e == error_mark_node)
10454           return error_mark_node;
10455
10456         return fold_build1_loc (input_location, TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e);
10457       }
10458
10459     case TYPENAME_TYPE:
10460       {
10461         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
10462                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
10463         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
10464                               complain, in_decl);
10465
10466         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
10467           return error_mark_node;
10468
10469         if (!MAYBE_CLASS_TYPE_P (ctx))
10470           {
10471             if (complain & tf_error)
10472               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
10473             return error_mark_node;
10474           }
10475         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
10476           {
10477             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
10478                have complete type in order to allow things like:
10479
10480                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
10481
10482                But, such constructs have already been resolved by this
10483                point, so here CTX really should have complete type, unless
10484                it's a partial instantiation.  */
10485             if (!(complain & tf_no_class_instantiations))
10486               ctx = complete_type (ctx);
10487             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
10488               {
10489                 if (complain & tf_error)
10490                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
10491                 return error_mark_node;
10492               }
10493           }
10494
10495         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
10496                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
10497         if (f == error_mark_node)
10498           return f;
10499         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
10500           {
10501             complain |= tf_ignore_bad_quals;
10502             f = TREE_TYPE (f);
10503           }
10504
10505         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
10506           {
10507             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
10508               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
10509                      t, f);
10510             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
10511               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
10512                      t, f);
10513           }
10514
10515         return cp_build_qualified_type_real
10516           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
10517       }
10518
10519     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
10520       {
10521         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
10522                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
10523         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
10524         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
10525
10526         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
10527           return error_mark_node;
10528
10529         if (parm_list)
10530           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
10531         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
10532       }
10533
10534     case INDIRECT_REF:
10535     case ADDR_EXPR:
10536     case CALL_EXPR:
10537       gcc_unreachable ();
10538
10539     case ARRAY_REF:
10540       {
10541         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10542         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl,
10543                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
10544         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
10545           return error_mark_node;
10546
10547         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
10548       }
10549
10550     case SCOPE_REF:
10551       {
10552         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10553         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
10554         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
10555           return error_mark_node;
10556
10557         return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
10558                                      e1, e2, QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
10559       }
10560
10561     case TYPEOF_TYPE:
10562       {
10563         tree type;
10564
10565         ++cp_unevaluated_operand;
10566         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
10567
10568         type = tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
10569                             complain, in_decl,
10570                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
10571
10572         --cp_unevaluated_operand;
10573         --c_inhibit_evaluation_warnings;
10574
10575         type = finish_typeof (type);
10576         return cp_build_qualified_type_real (type,
10577                                              cp_type_quals (t)
10578                                              | cp_type_quals (type),
10579                                              complain);
10580       }
10581
10582     case DECLTYPE_TYPE:
10583       {
10584         tree type;
10585
10586         ++cp_unevaluated_operand;
10587         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
10588
10589         type = tsubst_expr (DECLTYPE_TYPE_EXPR (t), args,
10590                             complain, in_decl,
10591                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
10592
10593         --cp_unevaluated_operand;
10594         --c_inhibit_evaluation_warnings;
10595
10596         if (DECLTYPE_FOR_LAMBDA_CAPTURE (t))
10597           type = lambda_capture_field_type (type);
10598         else if (DECLTYPE_FOR_LAMBDA_RETURN (t))
10599           type = lambda_return_type (type);
10600         else
10601           type = finish_decltype_type
10602             (type, DECLTYPE_TYPE_ID_EXPR_OR_MEMBER_ACCESS_P (t));
10603         return cp_build_qualified_type_real (type,
10604                                              cp_type_quals (t)
10605                                              | cp_type_quals (type),
10606                                              complain);
10607       }
10608
10609     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
10610     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
10611       {
10612         tree r = TYPE_P (t)
10613           ? cxx_make_type (TREE_CODE (t))
10614           : make_node (TREE_CODE (t));
10615         tree packed_out = 
10616           tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (t), 
10617                                 args,
10618                                 complain,
10619                                 in_decl);
10620         SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (r, packed_out);
10621
10622         /* For template nontype argument packs, also substitute into
10623            the type.  */
10624         if (TREE_CODE (t) == NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
10625           TREE_TYPE (r) = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10626
10627         return r;
10628       }
10629       break;
10630
10631     default:
10632       sorry ("use of %qs in template",
10633              tree_code_name [(int) TREE_CODE (t)]);
10634       return error_mark_node;
10635     }
10636 }
10637
10638 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
10639    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
10640    operator.  */
10641
10642 static tree
10643 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
10644                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
10645 {
10646     tree name;
10647     tree qualifying_scope;
10648     tree fns;
10649     tree optype;
10650     tree template_args = 0;
10651     bool template_id_p = false;
10652
10653     /* A baselink indicates a function from a base class.  Both the
10654        BASELINK_ACCESS_BINFO and the base class referenced may
10655        indicate bases of the template class, rather than the
10656        instantiated class.  In addition, lookups that were not
10657        ambiguous before may be ambiguous now.  Therefore, we perform
10658        the lookup again.  */
10659     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
10660     qualifying_scope = tsubst (qualifying_scope, args,
10661                                complain, in_decl);
10662     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
10663     optype = tsubst (BASELINK_OPTYPE (baselink), args, complain, in_decl);
10664     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
10665       {
10666         template_id_p = true;
10667         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
10668         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
10669         if (template_args)
10670           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
10671                                                 complain, in_decl);
10672       }
10673     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
10674     if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (name))
10675       name = mangle_conv_op_name_for_type (optype);
10676     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
10677
10678     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
10679        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
10680        later by overload resolution will be marked as used at that
10681        point.)  */
10682     if (BASELINK_P (baselink))
10683       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
10684     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
10685       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
10686
10687     /* Add back the template arguments, if present.  */
10688     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
10689       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
10690         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
10691                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
10692                     template_args);
10693     /* Update the conversion operator type.  */
10694     BASELINK_OPTYPE (baselink) = optype;
10695
10696     if (!object_type)
10697       object_type = current_class_type;
10698     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
10699                                                    qualifying_scope,
10700                                                    object_type);
10701 }
10702
10703 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
10704    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
10705    itself; false if more of the postfix-expression follows the
10706    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
10707    of "&".  */
10708
10709 static tree
10710 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
10711                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
10712                      bool done, bool address_p)
10713 {
10714   tree expr;
10715   tree scope;
10716   tree name;
10717   bool is_template;
10718   tree template_args;
10719
10720   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
10721
10722   /* Figure out what name to look up.  */
10723   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
10724   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
10725     {
10726       is_template = true;
10727       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
10728       if (template_args)
10729         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
10730                                               complain, in_decl);
10731       name = TREE_OPERAND (name, 0);
10732     }
10733   else
10734     {
10735       is_template = false;
10736       template_args = NULL_TREE;
10737     }
10738
10739   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
10740      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
10741      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
10742      substituting will not help.  */
10743   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
10744   if (args)
10745     {
10746       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
10747       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
10748     }
10749   else
10750     expr = name;
10751
10752   if (dependent_scope_p (scope))
10753     return build_qualified_name (NULL_TREE, scope, expr,
10754                                  QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id));
10755
10756   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
10757     {
10758       if (TREE_CODE (expr) == BIT_NOT_EXPR)
10759         {
10760           /* A BIT_NOT_EXPR is used to represent a destructor.  */
10761           if (!check_dtor_name (scope, TREE_OPERAND (expr, 0)))
10762             {
10763               error ("qualifying type %qT does not match destructor name ~%qT",
10764                      scope, TREE_OPERAND (expr, 0));
10765               expr = error_mark_node;
10766             }
10767           else
10768             expr = lookup_qualified_name (scope, complete_dtor_identifier,
10769                                           /*is_type_p=*/0, false);
10770         }
10771       else
10772         expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
10773       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
10774                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
10775         {
10776           if (complain & tf_error)
10777             {
10778               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
10779                      "instantiation yields a type", qualified_id);
10780               inform (input_location, "say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
10781             }
10782           return error_mark_node;
10783         }
10784     }
10785
10786   if (DECL_P (expr))
10787     {
10788       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
10789                                            scope);
10790       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
10791       mark_used (expr);
10792     }
10793
10794   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
10795     {
10796       if (complain & tf_error)
10797         qualified_name_lookup_error (scope,
10798                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
10799                                      expr, input_location);
10800       return error_mark_node;
10801     }
10802
10803   if (is_template)
10804     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
10805
10806   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
10807     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
10808                                  expr, input_location);
10809   else if (TYPE_P (scope))
10810     {
10811       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
10812               (expr, scope, current_class_type));
10813       expr = (finish_qualified_id_expr
10814               (scope, expr, done, address_p,
10815                QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id),
10816                /*template_arg_p=*/false));
10817     }
10818
10819   /* Expressions do not generally have reference type.  */
10820   if (TREE_CODE (expr) != SCOPE_REF
10821       /* However, if we're about to form a pointer-to-member, we just
10822          want the referenced member referenced.  */
10823       && TREE_CODE (expr) != OFFSET_REF)
10824     expr = convert_from_reference (expr);
10825
10826   return expr;
10827 }
10828
10829 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
10830    template parms; to finish processing the resultant expression, use
10831    tsubst_expr.  */
10832
10833 static tree
10834 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
10835 {
10836   enum tree_code code;
10837   tree r;
10838
10839   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node || args == NULL_TREE)
10840     return t;
10841
10842   code = TREE_CODE (t);
10843
10844   switch (code)
10845     {
10846     case PARM_DECL:
10847       r = retrieve_local_specialization (t);
10848
10849       if (r == NULL)
10850         {
10851           tree c;
10852           /* This can happen for a parameter name used later in a function
10853              declaration (such as in a late-specified return type).  Just
10854              make a dummy decl, since it's only used for its type.  */
10855           gcc_assert (cp_unevaluated_operand != 0);
10856           /* We copy T because want to tsubst the PARM_DECL only,
10857              not the following PARM_DECLs that are chained to T.  */
10858           c = copy_node (t);
10859           r = tsubst_decl (c, args, complain);
10860           /* Give it the template pattern as its context; its true context
10861              hasn't been instantiated yet and this is good enough for
10862              mangling.  */
10863           DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (t);
10864         }
10865       
10866       if (TREE_CODE (r) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
10867         r = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (r);
10868       mark_used (r);
10869       return r;
10870
10871     case CONST_DECL:
10872       {
10873         tree enum_type;
10874         tree v;
10875
10876         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
10877           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
10878         /* There is no need to substitute into namespace-scope
10879            enumerators.  */
10880         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
10881           return t;
10882         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
10883         if (args == NULL_TREE)
10884           return integral_constant_value (t);
10885
10886         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
10887            Consider:
10888
10889              template <int I> int f() {
10890              enum E { a = I };
10891              struct S { void g() { E e = a; } };
10892              };
10893
10894            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
10895            clever enough to find f<7>::a.  */
10896         enum_type
10897           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
10898                               /*entering_scope=*/0);
10899
10900         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
10901              v != NULL_TREE;
10902              v = TREE_CHAIN (v))
10903           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
10904             return TREE_VALUE (v);
10905
10906           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
10907              name-lookup found it during preliminary parsing, we
10908              should find it again here during instantiation.  */
10909         gcc_unreachable ();
10910       }
10911       return t;
10912
10913     case FIELD_DECL:
10914       if (DECL_CONTEXT (t))
10915         {
10916           tree ctx;
10917
10918           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
10919                                   /*entering_scope=*/1);
10920           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
10921             {
10922               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
10923               if (!r)
10924                 {
10925                   if (complain & tf_error)
10926                     error ("using invalid field %qD", t);
10927                   return error_mark_node;
10928                 }
10929               return r;
10930             }
10931         }
10932
10933       return t;
10934
10935     case VAR_DECL:
10936     case FUNCTION_DECL:
10937       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
10938           || local_variable_p (t))
10939         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
10940       mark_used (t);
10941       return t;
10942
10943     case BASELINK:
10944       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
10945
10946     case TEMPLATE_DECL:
10947       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
10948         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
10949                        args, complain, in_decl);
10950       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
10951         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
10952       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
10953                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
10954         {
10955           /* Template template argument like the following example need
10956              special treatment:
10957
10958                template <template <class> class TT> struct C {};
10959                template <class T> struct D {
10960                  template <class U> struct E {};
10961                  C<E> c;                                // #1
10962                };
10963                D<int> d;                                // #2
10964
10965              We are processing the template argument `E' in #1 for
10966              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
10967              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
10968              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
10969
10970           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
10971           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
10972         }
10973       else
10974         /* Ordinary template template argument.  */
10975         return t;
10976
10977     case CAST_EXPR:
10978     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
10979     case CONST_CAST_EXPR:
10980     case STATIC_CAST_EXPR:
10981     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
10982     case NOP_EXPR:
10983       return build1
10984         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
10985          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
10986
10987     case SIZEOF_EXPR:
10988       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
10989         {
10990           /* We only want to compute the number of arguments.  */
10991           tree expanded = tsubst_pack_expansion (TREE_OPERAND (t, 0), args,
10992                                                 complain, in_decl);
10993           int len = 0;
10994
10995           if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
10996             len = TREE_VEC_LENGTH (expanded);
10997
10998           if (expanded == error_mark_node)
10999             return error_mark_node;
11000           else if (PACK_EXPANSION_P (expanded)
11001                    || (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC
11002                        && len > 0
11003                        && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (expanded, len-1))))
11004             {
11005               if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
11006                 expanded = TREE_VEC_ELT (expanded, len - 1);
11007
11008               if (TYPE_P (expanded))
11009                 return cxx_sizeof_or_alignof_type (expanded, SIZEOF_EXPR, 
11010                                                    complain & tf_error);
11011               else
11012                 return cxx_sizeof_or_alignof_expr (expanded, SIZEOF_EXPR,
11013                                                    complain & tf_error);
11014             }
11015           else
11016             return build_int_cst (size_type_node, len);
11017         }
11018       /* Fall through */
11019
11020     case INDIRECT_REF:
11021     case NEGATE_EXPR:
11022     case TRUTH_NOT_EXPR:
11023     case BIT_NOT_EXPR:
11024     case ADDR_EXPR:
11025     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
11026     case ALIGNOF_EXPR:
11027     case ARROW_EXPR:
11028     case THROW_EXPR:
11029     case TYPEID_EXPR:
11030     case REALPART_EXPR:
11031     case IMAGPART_EXPR:
11032       return build1
11033         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
11034          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
11035
11036     case COMPONENT_REF:
11037       {
11038         tree object;
11039         tree name;
11040
11041         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
11042         name = TREE_OPERAND (t, 1);
11043         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
11044           {
11045             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
11046                                 complain, in_decl);
11047             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
11048           }
11049         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
11050                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
11051           {
11052             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
11053                                      complain, in_decl);
11054             name = TREE_OPERAND (name, 1);
11055             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
11056                                 complain, in_decl);
11057             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
11058             name = build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
11059                                          base, name,
11060                                          /*template_p=*/false);
11061           }
11062         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
11063           name = tsubst_baselink (name,
11064                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
11065                                   args, complain,
11066                                   in_decl);
11067         else
11068           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
11069         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
11070       }
11071
11072     case PLUS_EXPR:
11073     case MINUS_EXPR:
11074     case MULT_EXPR:
11075     case TRUNC_DIV_EXPR:
11076     case CEIL_DIV_EXPR:
11077     case FLOOR_DIV_EXPR:
11078     case ROUND_DIV_EXPR:
11079     case EXACT_DIV_EXPR:
11080     case BIT_AND_EXPR:
11081     case BIT_IOR_EXPR:
11082     case BIT_XOR_EXPR:
11083     case TRUNC_MOD_EXPR:
11084     case FLOOR_MOD_EXPR:
11085     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
11086     case TRUTH_ORIF_EXPR:
11087     case TRUTH_AND_EXPR:
11088     case TRUTH_OR_EXPR:
11089     case RSHIFT_EXPR:
11090     case LSHIFT_EXPR:
11091     case RROTATE_EXPR:
11092     case LROTATE_EXPR:
11093     case EQ_EXPR:
11094     case NE_EXPR:
11095     case MAX_EXPR:
11096     case MIN_EXPR:
11097     case LE_EXPR:
11098     case GE_EXPR:
11099     case LT_EXPR:
11100     case GT_EXPR:
11101     case COMPOUND_EXPR:
11102     case DOTSTAR_EXPR:
11103     case MEMBER_REF:
11104     case PREDECREMENT_EXPR:
11105     case PREINCREMENT_EXPR:
11106     case POSTDECREMENT_EXPR:
11107     case POSTINCREMENT_EXPR:
11108       return build_nt
11109         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11110          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
11111
11112     case SCOPE_REF:
11113       return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
11114                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0),
11115                                                 args, complain, in_decl),
11116                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1),
11117                                                 args, complain, in_decl),
11118                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
11119
11120     case ARRAY_REF:
11121       return build_nt
11122         (ARRAY_REF,
11123          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11124          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
11125          NULL_TREE, NULL_TREE);
11126
11127     case CALL_EXPR:
11128       {
11129         int n = VL_EXP_OPERAND_LENGTH (t);
11130         tree result = build_vl_exp (CALL_EXPR, n);
11131         int i;
11132         for (i = 0; i < n; i++)
11133           TREE_OPERAND (t, i) = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, i), args,
11134                                              complain, in_decl);
11135         return result;
11136       }
11137
11138     case COND_EXPR:
11139     case MODOP_EXPR:
11140     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
11141       {
11142         r = build_nt
11143           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11144            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
11145            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
11146         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
11147         return r;
11148       }
11149
11150     case NEW_EXPR:
11151       {
11152         r = build_nt
11153         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11154          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
11155          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
11156         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
11157         return r;
11158       }
11159
11160     case DELETE_EXPR:
11161       {
11162         r = build_nt
11163         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11164          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
11165         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
11166         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
11167         return r;
11168       }
11169
11170     case TEMPLATE_ID_EXPR:
11171       {
11172         /* Substituted template arguments */
11173         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
11174         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
11175
11176         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
11177         if (targs)
11178           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
11179
11180         return lookup_template_function (fn, targs);
11181       }
11182
11183     case TREE_LIST:
11184       {
11185         tree purpose, value, chain;
11186
11187         if (t == void_list_node)
11188           return t;
11189
11190         purpose = TREE_PURPOSE (t);
11191         if (purpose)
11192           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
11193         value = TREE_VALUE (t);
11194         if (value)
11195           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
11196         chain = TREE_CHAIN (t);
11197         if (chain && chain != void_type_node)
11198           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
11199         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
11200             && value == TREE_VALUE (t)
11201             && chain == TREE_CHAIN (t))
11202           return t;
11203         return tree_cons (purpose, value, chain);
11204       }
11205
11206     case RECORD_TYPE:
11207     case UNION_TYPE:
11208     case ENUMERAL_TYPE:
11209     case INTEGER_TYPE:
11210     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
11211     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11212     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11213     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
11214     case POINTER_TYPE:
11215     case REFERENCE_TYPE:
11216     case OFFSET_TYPE:
11217     case FUNCTION_TYPE:
11218     case METHOD_TYPE:
11219     case ARRAY_TYPE:
11220     case TYPENAME_TYPE:
11221     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
11222     case TYPEOF_TYPE:
11223     case DECLTYPE_TYPE:
11224     case TYPE_DECL:
11225       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
11226
11227     case IDENTIFIER_NODE:
11228       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
11229         {
11230           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
11231           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
11232         }
11233       else
11234         return t;
11235
11236     case CONSTRUCTOR:
11237       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
11238       gcc_unreachable ();
11239
11240     case VA_ARG_EXPR:
11241       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
11242                                           in_decl),
11243                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
11244
11245     case CLEANUP_POINT_EXPR:
11246       /* We shouldn't have built any of these during initial template
11247          generation.  Instead, they should be built during instantiation
11248          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
11249       gcc_unreachable ();
11250
11251     case OFFSET_REF:
11252       mark_used (TREE_OPERAND (t, 1));
11253       return t;
11254
11255     case EXPR_PACK_EXPANSION:
11256       error ("invalid use of pack expansion expression");
11257       return error_mark_node;
11258
11259     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
11260       error ("use %<...%> to expand argument pack");
11261       return error_mark_node;
11262
11263     default:
11264       return t;
11265     }
11266 }
11267
11268 /* Like tsubst_copy, but specifically for OpenMP clauses.  */
11269
11270 static tree
11271 tsubst_omp_clauses (tree clauses, tree args, tsubst_flags_t complain,
11272                     tree in_decl)
11273 {
11274   tree new_clauses = NULL, nc, oc;
11275
11276   for (oc = clauses; oc ; oc = OMP_CLAUSE_CHAIN (oc))
11277     {
11278       nc = copy_node (oc);
11279       OMP_CLAUSE_CHAIN (nc) = new_clauses;
11280       new_clauses = nc;
11281
11282       switch (OMP_CLAUSE_CODE (nc))
11283         {
11284         case OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE:
11285           if (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc))
11286             {
11287               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc) = push_stmt_list ();
11288               tsubst_expr (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc), args, complain,
11289                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
11290               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc)
11291                 = pop_stmt_list (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc));
11292             }
11293           /* FALLTHRU */
11294         case OMP_CLAUSE_PRIVATE:
11295         case OMP_CLAUSE_SHARED:
11296         case OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE:
11297         case OMP_CLAUSE_REDUCTION:
11298         case OMP_CLAUSE_COPYIN:
11299         case OMP_CLAUSE_COPYPRIVATE:
11300         case OMP_CLAUSE_IF:
11301         case OMP_CLAUSE_NUM_THREADS:
11302         case OMP_CLAUSE_SCHEDULE:
11303         case OMP_CLAUSE_COLLAPSE:
11304           OMP_CLAUSE_OPERAND (nc, 0)
11305             = tsubst_expr (OMP_CLAUSE_OPERAND (oc, 0), args, complain, 
11306                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
11307           break;
11308         case OMP_CLAUSE_NOWAIT:
11309         case OMP_CLAUSE_ORDERED:
11310         case OMP_CLAUSE_DEFAULT:
11311         case OMP_CLAUSE_UNTIED:
11312           break;
11313         default:
11314           gcc_unreachable ();
11315         }
11316     }
11317
11318   return finish_omp_clauses (nreverse (new_clauses));
11319 }
11320
11321 /* Like tsubst_copy_and_build, but unshare TREE_LIST nodes.  */
11322
11323 static tree
11324 tsubst_copy_asm_operands (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
11325                           tree in_decl)
11326 {
11327 #define RECUR(t) tsubst_copy_asm_operands (t, args, complain, in_decl)
11328
11329   tree purpose, value, chain;
11330
11331   if (t == NULL)
11332     return t;
11333
11334   if (TREE_CODE (t) != TREE_LIST)
11335     return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
11336                                   /*function_p=*/false,
11337                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
11338
11339   if (t == void_list_node)
11340     return t;
11341
11342   purpose = TREE_PURPOSE (t);
11343   if (purpose)
11344     purpose = RECUR (purpose);
11345   value = TREE_VALUE (t);
11346   if (value && TREE_CODE (value) != LABEL_DECL)
11347     value = RECUR (value);
11348   chain = TREE_CHAIN (t);
11349   if (chain && chain != void_type_node)
11350     chain = RECUR (chain);
11351   return tree_cons (purpose, value, chain);
11352 #undef RECUR
11353 }
11354
11355 /* Substitute one OMP_FOR iterator.  */
11356
11357 static void
11358 tsubst_omp_for_iterator (tree t, int i, tree declv, tree initv,
11359                          tree condv, tree incrv, tree *clauses,
11360                          tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
11361                          bool integral_constant_expression_p)
11362 {
11363 #define RECUR(NODE)                             \
11364   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
11365                integral_constant_expression_p)
11366   tree decl, init, cond, incr, auto_node;
11367
11368   init = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INIT (t), i);
11369   gcc_assert (TREE_CODE (init) == MODIFY_EXPR);
11370   decl = RECUR (TREE_OPERAND (init, 0));
11371   init = TREE_OPERAND (init, 1);
11372   auto_node = type_uses_auto (TREE_TYPE (decl));
11373   if (auto_node && init)
11374     {
11375       tree init_expr = init;
11376       if (TREE_CODE (init_expr) == DECL_EXPR)
11377         init_expr = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (init_expr));
11378       init_expr = RECUR (init_expr);
11379       TREE_TYPE (decl)
11380         = do_auto_deduction (TREE_TYPE (decl), init_expr, auto_node);
11381     }
11382   gcc_assert (!type_dependent_expression_p (decl));
11383
11384   if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
11385     {
11386       cond = RECUR (TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i));
11387       incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
11388       if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
11389         incr = build_x_modify_expr (RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NOP_EXPR,
11390                                     RECUR (TREE_OPERAND (incr, 1)),
11391                                     complain);
11392       else
11393         incr = RECUR (incr);
11394       TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
11395       TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
11396       TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
11397       TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
11398       return;
11399     }
11400
11401   if (init && TREE_CODE (init) != DECL_EXPR)
11402     {
11403       tree c;
11404       for (c = *clauses; c ; c = OMP_CLAUSE_CHAIN (c))
11405         {
11406           if ((OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_PRIVATE
11407                || OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE)
11408               && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
11409             break;
11410           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE
11411                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
11412             error ("iteration variable %qD should not be firstprivate", decl);
11413           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_REDUCTION
11414                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
11415             error ("iteration variable %qD should not be reduction", decl);
11416         }
11417       if (c == NULL)
11418         {
11419           c = build_omp_clause (input_location, OMP_CLAUSE_PRIVATE);
11420           OMP_CLAUSE_DECL (c) = decl;
11421           c = finish_omp_clauses (c);
11422           if (c)
11423             {
11424               OMP_CLAUSE_CHAIN (c) = *clauses;
11425               *clauses = c;
11426             }
11427         }
11428     }
11429   cond = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i);
11430   if (COMPARISON_CLASS_P (cond))
11431     cond = build2 (TREE_CODE (cond), boolean_type_node,
11432                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 0)),
11433                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 1)));
11434   else
11435     cond = RECUR (cond);
11436   incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
11437   switch (TREE_CODE (incr))
11438     {
11439     case PREINCREMENT_EXPR:
11440     case PREDECREMENT_EXPR:
11441     case POSTINCREMENT_EXPR:
11442     case POSTDECREMENT_EXPR:
11443       incr = build2 (TREE_CODE (incr), TREE_TYPE (decl),
11444                      RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NULL_TREE);
11445       break;
11446     case MODIFY_EXPR:
11447       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
11448           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
11449         {
11450           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 1);
11451           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
11452                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
11453                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
11454                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
11455                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
11456         }
11457       else
11458         incr = RECUR (incr);
11459       break;
11460     case MODOP_EXPR:
11461       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
11462           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
11463         {
11464           tree lhs = RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0));
11465           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl), lhs,
11466                          build2 (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)),
11467                                  TREE_TYPE (decl), lhs,
11468                                  RECUR (TREE_OPERAND (incr, 2))));
11469         }
11470       else if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == NOP_EXPR
11471                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == PLUS_EXPR
11472                    || (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == MINUS_EXPR)))
11473         {
11474           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 2);
11475           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
11476                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
11477                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
11478                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
11479                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
11480         }
11481       else
11482         incr = RECUR (incr);
11483       break;
11484     default:
11485       incr = RECUR (incr);
11486       break;
11487     }
11488
11489   TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
11490   TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
11491   TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
11492   TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
11493 #undef RECUR
11494 }
11495
11496 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
11497    processing.  */
11498
11499 static tree
11500 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
11501              bool integral_constant_expression_p)
11502 {
11503 #define RECUR(NODE)                             \
11504   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
11505                integral_constant_expression_p)
11506
11507   tree stmt, tmp;
11508
11509   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
11510     return t;
11511
11512   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
11513     input_location = EXPR_LOCATION (t);
11514   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
11515     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
11516
11517   switch (TREE_CODE (t))
11518     {
11519     case STATEMENT_LIST:
11520       {
11521         tree_stmt_iterator i;
11522         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
11523           RECUR (tsi_stmt (i));
11524         break;
11525       }
11526
11527     case CTOR_INITIALIZER:
11528       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
11529                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
11530       break;
11531
11532     case RETURN_EXPR:
11533       finish_return_stmt (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
11534       break;
11535
11536     case EXPR_STMT:
11537       tmp = RECUR (EXPR_STMT_EXPR (t));
11538       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
11539         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
11540       else
11541         finish_expr_stmt (tmp);
11542       break;
11543
11544     case USING_STMT:
11545       do_using_directive (RECUR (USING_STMT_NAMESPACE (t)));
11546       break;
11547
11548     case DECL_EXPR:
11549       {
11550         tree decl;
11551         tree init;
11552
11553         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
11554         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
11555           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
11556         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
11557           {
11558             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
11559             tree name = DECL_NAME (decl);
11560             tree decl;
11561
11562             scope = RECUR (scope);
11563             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
11564                                           /*is_type_p=*/false,
11565                                           /*complain=*/false);
11566             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
11567               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl, input_location);
11568             else
11569               do_local_using_decl (decl, scope, name);
11570           }
11571         else
11572           {
11573             init = DECL_INITIAL (decl);
11574             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
11575             if (decl != error_mark_node)
11576               {
11577                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
11578                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
11579                    handle local variables, and since we've already done
11580                    all that needs to be done, that's the right thing to
11581                    do.  */
11582                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11583                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
11584                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
11585                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
11586                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
11587                   finish_anon_union (decl);
11588                 else
11589                   {
11590                     maybe_push_decl (decl);
11591                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
11592                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
11593                       {
11594                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
11595                            initializer.  */
11596                         const char *const name
11597                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
11598                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
11599                       }
11600                     else
11601                       {
11602                         tree t = RECUR (init);
11603
11604                         if (init && !t)
11605                           /* If we had an initializer but it
11606                              instantiated to nothing,
11607                              value-initialize the object.  This will
11608                              only occur when the initializer was a
11609                              pack expansion where the parameter packs
11610                              used in that expansion were of length
11611                              zero.  */
11612                           init = build_value_init (TREE_TYPE (decl));
11613                         else
11614                           init = t;
11615                       }
11616
11617                     cp_finish_decl (decl, init, false, NULL_TREE, 0);
11618                   }
11619               }
11620           }
11621
11622         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
11623            clause of an if/for/while construct.  */
11624         return decl;
11625       }
11626
11627     case FOR_STMT:
11628       stmt = begin_for_stmt ();
11629                           RECUR (FOR_INIT_STMT (t));
11630       finish_for_init_stmt (stmt);
11631       tmp = RECUR (FOR_COND (t));
11632       finish_for_cond (tmp, stmt);
11633       tmp = RECUR (FOR_EXPR (t));
11634       finish_for_expr (tmp, stmt);
11635       RECUR (FOR_BODY (t));
11636       finish_for_stmt (stmt);
11637       break;
11638
11639     case WHILE_STMT:
11640       stmt = begin_while_stmt ();
11641       tmp = RECUR (WHILE_COND (t));
11642       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
11643       RECUR (WHILE_BODY (t));
11644       finish_while_stmt (stmt);
11645       break;
11646
11647     case DO_STMT:
11648       stmt = begin_do_stmt ();
11649       RECUR (DO_BODY (t));
11650       finish_do_body (stmt);
11651       tmp = RECUR (DO_COND (t));
11652       finish_do_stmt (tmp, stmt);
11653       break;
11654
11655     case IF_STMT:
11656       stmt = begin_if_stmt ();
11657       tmp = RECUR (IF_COND (t));
11658       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
11659       RECUR (THEN_CLAUSE (t));
11660       finish_then_clause (stmt);
11661
11662       if (ELSE_CLAUSE (t))
11663         {
11664           begin_else_clause (stmt);
11665           RECUR (ELSE_CLAUSE (t));
11666           finish_else_clause (stmt);
11667         }
11668
11669       finish_if_stmt (stmt);
11670       break;
11671
11672     case BIND_EXPR:
11673       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
11674         stmt = begin_function_body ();
11675       else
11676         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
11677                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
11678
11679       RECUR (BIND_EXPR_BODY (t));
11680
11681       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
11682         finish_function_body (stmt);
11683       else
11684         finish_compound_stmt (stmt);
11685       break;
11686
11687     case BREAK_STMT:
11688       finish_break_stmt ();
11689       break;
11690
11691     case CONTINUE_STMT:
11692       finish_continue_stmt ();
11693       break;
11694
11695     case SWITCH_STMT:
11696       stmt = begin_switch_stmt ();
11697       tmp = RECUR (SWITCH_STMT_COND (t));
11698       finish_switch_cond (tmp, stmt);
11699       RECUR (SWITCH_STMT_BODY (t));
11700       finish_switch_stmt (stmt);
11701       break;
11702
11703     case CASE_LABEL_EXPR:
11704       finish_case_label (EXPR_LOCATION (t),
11705                          RECUR (CASE_LOW (t)),
11706                          RECUR (CASE_HIGH (t)));
11707       break;
11708
11709     case LABEL_EXPR:
11710       {
11711         tree decl = LABEL_EXPR_LABEL (t);
11712         tree label;
11713
11714         label = finish_label_stmt (DECL_NAME (decl));
11715         if (DECL_ATTRIBUTES (decl) != NULL_TREE)
11716           cplus_decl_attributes (&label, DECL_ATTRIBUTES (decl), 0);
11717       }
11718       break;
11719
11720     case GOTO_EXPR:
11721       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
11722       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
11723         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
11724            non-computed gotos must not be; the identifier in question
11725            will have no binding.  */
11726         tmp = RECUR (tmp);
11727       else
11728         tmp = DECL_NAME (tmp);
11729       finish_goto_stmt (tmp);
11730       break;
11731
11732     case ASM_EXPR:
11733       tmp = finish_asm_stmt
11734         (ASM_VOLATILE_P (t),
11735          RECUR (ASM_STRING (t)),
11736          tsubst_copy_asm_operands (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
11737          tsubst_copy_asm_operands (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
11738          tsubst_copy_asm_operands (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl),
11739          tsubst_copy_asm_operands (ASM_LABELS (t), args, complain, in_decl));
11740       {
11741         tree asm_expr = tmp;
11742         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
11743           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
11744         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
11745       }
11746       break;
11747
11748     case TRY_BLOCK:
11749       if (CLEANUP_P (t))
11750         {
11751           stmt = begin_try_block ();
11752           RECUR (TRY_STMTS (t));
11753           finish_cleanup_try_block (stmt);
11754           finish_cleanup (RECUR (TRY_HANDLERS (t)), stmt);
11755         }
11756       else
11757         {
11758           tree compound_stmt = NULL_TREE;
11759
11760           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11761             stmt = begin_function_try_block (&compound_stmt);
11762           else
11763             stmt = begin_try_block ();
11764
11765           RECUR (TRY_STMTS (t));
11766
11767           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11768             finish_function_try_block (stmt);
11769           else
11770             finish_try_block (stmt);
11771
11772           RECUR (TRY_HANDLERS (t));
11773           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11774             finish_function_handler_sequence (stmt, compound_stmt);
11775           else
11776             finish_handler_sequence (stmt);
11777         }
11778       break;
11779
11780     case HANDLER:
11781       {
11782         tree decl = HANDLER_PARMS (t);
11783
11784         if (decl)
11785           {
11786             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
11787             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
11788                this variable.  We've already done all that needs to be
11789                done.  */
11790             if (decl != error_mark_node)
11791               DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
11792           }
11793         stmt = begin_handler ();
11794         finish_handler_parms (decl, stmt);
11795         RECUR (HANDLER_BODY (t));
11796         finish_handler (stmt);
11797       }
11798       break;
11799
11800     case TAG_DEFN:
11801       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
11802       break;
11803
11804     case STATIC_ASSERT:
11805       {
11806         tree condition = 
11807           tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), 
11808                        args,
11809                        complain, in_decl,
11810                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
11811         finish_static_assert (condition,
11812                               STATIC_ASSERT_MESSAGE (t),
11813                               STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
11814                               /*member_p=*/false);
11815       }
11816       break;
11817
11818     case OMP_PARALLEL:
11819       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_PARALLEL_CLAUSES (t),
11820                                 args, complain, in_decl);
11821       stmt = begin_omp_parallel ();
11822       RECUR (OMP_PARALLEL_BODY (t));
11823       OMP_PARALLEL_COMBINED (finish_omp_parallel (tmp, stmt))
11824         = OMP_PARALLEL_COMBINED (t);
11825       break;
11826
11827     case OMP_TASK:
11828       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_TASK_CLAUSES (t),
11829                                 args, complain, in_decl);
11830       stmt = begin_omp_task ();
11831       RECUR (OMP_TASK_BODY (t));
11832       finish_omp_task (tmp, stmt);
11833       break;
11834
11835     case OMP_FOR:
11836       {
11837         tree clauses, body, pre_body;
11838         tree declv, initv, condv, incrv;
11839         int i;
11840
11841         clauses = tsubst_omp_clauses (OMP_FOR_CLAUSES (t),
11842                                       args, complain, in_decl);
11843         declv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11844         initv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11845         condv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11846         incrv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11847
11848         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)); i++)
11849           tsubst_omp_for_iterator (t, i, declv, initv, condv, incrv,
11850                                    &clauses, args, complain, in_decl,
11851                                    integral_constant_expression_p);
11852
11853         stmt = begin_omp_structured_block ();
11854
11855         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (initv); i++)
11856           if (TREE_VEC_ELT (initv, i) == NULL
11857               || TREE_CODE (TREE_VEC_ELT (initv, i)) != DECL_EXPR)
11858             TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
11859           else if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_VEC_ELT (initv, i))))
11860             {
11861               tree init = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
11862               gcc_assert (init == TREE_VEC_ELT (declv, i));
11863               TREE_VEC_ELT (initv, i) = NULL_TREE;
11864             }
11865           else
11866             {
11867               tree decl_expr = TREE_VEC_ELT (initv, i);
11868               tree init = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr));
11869               gcc_assert (init != NULL);
11870               TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (init);
11871               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = NULL;
11872               RECUR (decl_expr);
11873               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = init;
11874             }
11875
11876         pre_body = push_stmt_list ();
11877         RECUR (OMP_FOR_PRE_BODY (t));
11878         pre_body = pop_stmt_list (pre_body);
11879
11880         body = push_stmt_list ();
11881         RECUR (OMP_FOR_BODY (t));
11882         body = pop_stmt_list (body);
11883
11884         t = finish_omp_for (EXPR_LOCATION (t), declv, initv, condv, incrv,
11885                             body, pre_body, clauses);
11886
11887         add_stmt (finish_omp_structured_block (stmt));
11888       }
11889       break;
11890
11891     case OMP_SECTIONS:
11892     case OMP_SINGLE:
11893       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_CLAUSES (t), args, complain, in_decl);
11894       stmt = push_stmt_list ();
11895       RECUR (OMP_BODY (t));
11896       stmt = pop_stmt_list (stmt);
11897
11898       t = copy_node (t);
11899       OMP_BODY (t) = stmt;
11900       OMP_CLAUSES (t) = tmp;
11901       add_stmt (t);
11902       break;
11903
11904     case OMP_SECTION:
11905     case OMP_CRITICAL:
11906     case OMP_MASTER:
11907     case OMP_ORDERED:
11908       stmt = push_stmt_list ();
11909       RECUR (OMP_BODY (t));
11910       stmt = pop_stmt_list (stmt);
11911
11912       t = copy_node (t);
11913       OMP_BODY (t) = stmt;
11914       add_stmt (t);
11915       break;
11916
11917     case OMP_ATOMIC:
11918       gcc_assert (OMP_ATOMIC_DEPENDENT_P (t));
11919       {
11920         tree op1 = TREE_OPERAND (t, 1);
11921         tree lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
11922         tree rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 1));
11923         finish_omp_atomic (TREE_CODE (op1), lhs, rhs);
11924       }
11925       break;
11926
11927     case EXPR_PACK_EXPANSION:
11928       error ("invalid use of pack expansion expression");
11929       return error_mark_node;
11930
11931     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
11932       error ("use %<...%> to expand argument pack");
11933       return error_mark_node;
11934
11935     default:
11936       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
11937
11938       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
11939                                     /*function_p=*/false,
11940                                     integral_constant_expression_p);
11941     }
11942
11943   return NULL_TREE;
11944 #undef RECUR
11945 }
11946
11947 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
11948    call.  Return the substituted version of T.  */
11949
11950 static tree
11951 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
11952                                     tsubst_flags_t complain,
11953                                     tree in_decl)
11954 {
11955   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
11956     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
11957                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
11958   else
11959     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
11960                                /*function_p=*/false,
11961                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
11962
11963   return t;
11964 }
11965
11966 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
11967    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
11968
11969 tree
11970 tsubst_copy_and_build (tree t,
11971                        tree args,
11972                        tsubst_flags_t complain,
11973                        tree in_decl,
11974                        bool function_p,
11975                        bool integral_constant_expression_p)
11976 {
11977 #define RECUR(NODE)                                             \
11978   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl,         \
11979                          /*function_p=*/false,                  \
11980                          integral_constant_expression_p)
11981
11982   tree op1;
11983
11984   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
11985     return t;
11986
11987   switch (TREE_CODE (t))
11988     {
11989     case USING_DECL:
11990       t = DECL_NAME (t);
11991       /* Fall through.  */
11992     case IDENTIFIER_NODE:
11993       {
11994         tree decl;
11995         cp_id_kind idk;
11996         bool non_integral_constant_expression_p;
11997         const char *error_msg;
11998
11999         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
12000           {
12001             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12002             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
12003           }
12004
12005         /* Look up the name.  */
12006         decl = lookup_name (t);
12007
12008         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
12009            failure, not NULL_TREE.  */
12010         if (decl == NULL_TREE)
12011           decl = error_mark_node;
12012
12013         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
12014                                      &idk,
12015                                      integral_constant_expression_p,
12016                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
12017                                      &non_integral_constant_expression_p,
12018                                      /*template_p=*/false,
12019                                      /*done=*/true,
12020                                      /*address_p=*/false,
12021                                      /*template_arg_p=*/false,
12022                                      &error_msg,
12023                                      input_location);
12024         if (error_msg)
12025           error (error_msg);
12026         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
12027           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
12028         return decl;
12029       }
12030
12031     case TEMPLATE_ID_EXPR:
12032       {
12033         tree object;
12034         tree templ = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12035         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
12036
12037         if (targs)
12038           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
12039
12040         if (TREE_CODE (templ) == COMPONENT_REF)
12041           {
12042             object = TREE_OPERAND (templ, 0);
12043             templ = TREE_OPERAND (templ, 1);
12044           }
12045         else
12046           object = NULL_TREE;
12047         templ = lookup_template_function (templ, targs);
12048
12049         if (object)
12050           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (templ),
12051                          object, templ, NULL_TREE);
12052         else
12053           return baselink_for_fns (templ);
12054       }
12055
12056     case INDIRECT_REF:
12057       {
12058         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12059
12060         if (REFERENCE_REF_P (t))
12061           {
12062             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
12063                such an indirect ref, but the substitution of the cast
12064                will have also added such an indirect ref.  */
12065             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
12066               r = convert_from_reference (r);
12067           }
12068         else
12069           r = build_x_indirect_ref (r, RO_UNARY_STAR, complain);
12070         return r;
12071       }
12072
12073     case NOP_EXPR:
12074       return build_nop
12075         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
12076          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12077
12078     case CAST_EXPR:
12079     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12080     case CONST_CAST_EXPR:
12081     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12082     case STATIC_CAST_EXPR:
12083       {
12084         tree type;
12085         tree op;
12086
12087         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12088         if (integral_constant_expression_p
12089             && !cast_valid_in_integral_constant_expression_p (type))
12090           {
12091             if (complain & tf_error)
12092               error ("a cast to a type other than an integral or "
12093                      "enumeration type cannot appear in a constant-expression");
12094             return error_mark_node; 
12095           }
12096
12097         op = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12098
12099         switch (TREE_CODE (t))
12100           {
12101           case CAST_EXPR:
12102             return build_functional_cast (type, op, complain);
12103           case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12104             return build_reinterpret_cast (type, op, complain);
12105           case CONST_CAST_EXPR:
12106             return build_const_cast (type, op, complain);
12107           case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12108             return build_dynamic_cast (type, op, complain);
12109           case STATIC_CAST_EXPR:
12110             return build_static_cast (type, op, complain);
12111           default:
12112             gcc_unreachable ();
12113           }
12114       }
12115
12116     case POSTDECREMENT_EXPR:
12117     case POSTINCREMENT_EXPR:
12118       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12119                                                 args, complain, in_decl);
12120       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1, complain);
12121
12122     case PREDECREMENT_EXPR:
12123     case PREINCREMENT_EXPR:
12124     case NEGATE_EXPR:
12125     case BIT_NOT_EXPR:
12126     case ABS_EXPR:
12127     case TRUTH_NOT_EXPR:
12128     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
12129     case REALPART_EXPR:
12130     case IMAGPART_EXPR:
12131       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12132                                complain);
12133
12134     case ADDR_EXPR:
12135       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
12136       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
12137         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
12138                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
12139       else
12140         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
12141                                                   in_decl);
12142       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
12143         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1),
12144                                           EXPR_LOCATION (op1));
12145       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1, complain);
12146
12147     case PLUS_EXPR:
12148     case MINUS_EXPR:
12149     case MULT_EXPR:
12150     case TRUNC_DIV_EXPR:
12151     case CEIL_DIV_EXPR:
12152     case FLOOR_DIV_EXPR:
12153     case ROUND_DIV_EXPR:
12154     case EXACT_DIV_EXPR:
12155     case BIT_AND_EXPR:
12156     case BIT_IOR_EXPR:
12157     case BIT_XOR_EXPR:
12158     case TRUNC_MOD_EXPR:
12159     case FLOOR_MOD_EXPR:
12160     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
12161     case TRUTH_ORIF_EXPR:
12162     case TRUTH_AND_EXPR:
12163     case TRUTH_OR_EXPR:
12164     case RSHIFT_EXPR:
12165     case LSHIFT_EXPR:
12166     case RROTATE_EXPR:
12167     case LROTATE_EXPR:
12168     case EQ_EXPR:
12169     case NE_EXPR:
12170     case MAX_EXPR:
12171     case MIN_EXPR:
12172     case LE_EXPR:
12173     case GE_EXPR:
12174     case LT_EXPR:
12175     case GT_EXPR:
12176     case MEMBER_REF:
12177     case DOTSTAR_EXPR:
12178       return build_x_binary_op
12179         (TREE_CODE (t),
12180          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12181          (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 0))
12182           ? ERROR_MARK
12183           : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 0))),
12184          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12185          (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 1))
12186           ? ERROR_MARK
12187           : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1))),
12188          /*overloaded_p=*/NULL,
12189          complain);
12190
12191     case SCOPE_REF:
12192       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
12193                                   /*address_p=*/false);
12194     case ARRAY_REF:
12195       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12196                                                 args, complain, in_decl);
12197       return build_x_array_ref (op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)), complain);
12198
12199     case SIZEOF_EXPR:
12200       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
12201         return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12202       /* Fall through */
12203       
12204     case ALIGNOF_EXPR:
12205       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
12206       if (!args)
12207         {
12208           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
12209              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
12210              the substitutions may not work.  */
12211           if (!TYPE_P (op1))
12212             op1 = TREE_TYPE (op1);
12213         }
12214       else
12215         {
12216           ++cp_unevaluated_operand;
12217           ++c_inhibit_evaluation_warnings;
12218           op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
12219                                        /*function_p=*/false,
12220                                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
12221           --cp_unevaluated_operand;
12222           --c_inhibit_evaluation_warnings;
12223         }
12224       if (TYPE_P (op1))
12225         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), 
12226                                            complain & tf_error);
12227       else
12228         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t), 
12229                                            complain & tf_error);
12230
12231     case MODOP_EXPR:
12232       {
12233         tree r = build_x_modify_expr
12234           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12235            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
12236            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
12237            complain);
12238         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
12239            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
12240            than plain assignment.  In the former case, it was already
12241            set and must be copied.  In the latter case,
12242            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
12243            here.  */
12244         if (TREE_NO_WARNING (t))
12245           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
12246         return r;
12247       }
12248
12249     case ARROW_EXPR:
12250       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12251                                                 args, complain, in_decl);
12252       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
12253       if (DECL_P (op1))
12254         mark_used (op1);
12255       return build_x_arrow (op1);
12256
12257     case NEW_EXPR:
12258       {
12259         tree placement = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12260         tree init = RECUR (TREE_OPERAND (t, 3));
12261         VEC(tree,gc) *placement_vec;
12262         VEC(tree,gc) *init_vec;
12263         tree ret;
12264
12265         if (placement == NULL_TREE)
12266           placement_vec = NULL;
12267         else
12268           {
12269             placement_vec = make_tree_vector ();
12270             for (; placement != NULL_TREE; placement = TREE_CHAIN (placement))
12271               VEC_safe_push (tree, gc, placement_vec, TREE_VALUE (placement));
12272           }
12273
12274         /* If there was an initializer in the original tree, but it
12275            instantiated to an empty list, then we should pass a
12276            non-NULL empty vector to tell build_new that it was an
12277            empty initializer() rather than no initializer.  This can
12278            only happen when the initializer is a pack expansion whose
12279            parameter packs are of length zero.  */
12280         if (init == NULL_TREE && TREE_OPERAND (t, 3) == NULL_TREE)
12281           init_vec = NULL;
12282         else
12283           {
12284             init_vec = make_tree_vector ();
12285             if (init == void_zero_node)
12286               gcc_assert (init_vec != NULL);
12287             else
12288               {
12289                 for (; init != NULL_TREE; init = TREE_CHAIN (init))
12290                   VEC_safe_push (tree, gc, init_vec, TREE_VALUE (init));
12291               }
12292           }
12293
12294         ret = build_new (&placement_vec,
12295                          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12296                          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
12297                          &init_vec,
12298                          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t),
12299                          complain);
12300
12301         if (placement_vec != NULL)
12302           release_tree_vector (placement_vec);
12303         if (init_vec != NULL)
12304           release_tree_vector (init_vec);
12305
12306         return ret;
12307       }
12308
12309     case DELETE_EXPR:
12310      return delete_sanity
12311        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12312         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12313         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
12314         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
12315
12316     case COMPOUND_EXPR:
12317       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12318                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12319                                     complain);
12320
12321     case CALL_EXPR:
12322       {
12323         tree function;
12324         VEC(tree,gc) *call_args;
12325         unsigned int nargs, i;
12326         bool qualified_p;
12327         bool koenig_p;
12328         tree ret;
12329
12330         function = CALL_EXPR_FN (t);
12331         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
12332            not Koenig lookup should be performed.  */
12333         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
12334         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
12335           {
12336             qualified_p = true;
12337             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
12338                                             /*done=*/false,
12339                                             /*address_p=*/false);
12340           }
12341         else
12342           {
12343             if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
12344               {
12345                 tree op = TREE_OPERAND (function, 1);
12346
12347                 qualified_p = (TREE_CODE (op) == SCOPE_REF
12348                                || (BASELINK_P (op)
12349                                    && BASELINK_QUALIFIED_P (op)));
12350               }
12351             else
12352               qualified_p = false;
12353
12354             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
12355                                               in_decl,
12356                                               !qualified_p,
12357                                               integral_constant_expression_p);
12358
12359             if (BASELINK_P (function))
12360               qualified_p = true;
12361           }
12362
12363         nargs = call_expr_nargs (t);
12364         call_args = make_tree_vector ();
12365         for (i = 0; i < nargs; ++i)
12366           {
12367             tree arg = CALL_EXPR_ARG (t, i);
12368
12369             if (!PACK_EXPANSION_P (arg))
12370               VEC_safe_push (tree, gc, call_args,
12371                              RECUR (CALL_EXPR_ARG (t, i)));
12372             else
12373               {
12374                 /* Expand the pack expansion and push each entry onto
12375                    CALL_ARGS.  */
12376                 arg = tsubst_pack_expansion (arg, args, complain, in_decl);
12377                 if (TREE_CODE (arg) == TREE_VEC)
12378                   {
12379                     unsigned int len, j;
12380
12381                     len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
12382                     for (j = 0; j < len; ++j)
12383                       {
12384                         tree value = TREE_VEC_ELT (arg, j);
12385                         if (value != NULL_TREE)
12386                           value = convert_from_reference (value);
12387                         VEC_safe_push (tree, gc, call_args, value);
12388                       }
12389                   }
12390                 else
12391                   {
12392                     /* A partial substitution.  Add one entry.  */
12393                     VEC_safe_push (tree, gc, call_args, arg);
12394                   }
12395               }
12396           }
12397
12398         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
12399            lookup finds a non-function, in accordance with the
12400            expected resolution of DR 218.  */
12401         if (koenig_p
12402             && ((is_overloaded_fn (function)
12403                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
12404                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
12405                     to denote the function.  */
12406                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
12407                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
12408             /* Only do this when substitution turns a dependent call
12409                into a non-dependent call.  */
12410             && type_dependent_expression_p_push (t)
12411             && !any_type_dependent_arguments_p (call_args))
12412           function = perform_koenig_lookup (function, call_args);
12413
12414         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
12415           {
12416             unqualified_name_lookup_error (function);
12417             release_tree_vector (call_args);
12418             return error_mark_node;
12419           }
12420
12421         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
12422         if (DECL_P (function))
12423           mark_used (function);
12424
12425         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
12426           ret = build_offset_ref_call_from_tree (function, &call_args);
12427         else if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
12428           {
12429             if (!BASELINK_P (TREE_OPERAND (function, 1)))
12430               ret = finish_call_expr (function, &call_args,
12431                                        /*disallow_virtual=*/false,
12432                                        /*koenig_p=*/false,
12433                                        complain);
12434             else
12435               ret = (build_new_method_call
12436                       (TREE_OPERAND (function, 0),
12437                        TREE_OPERAND (function, 1),
12438                        &call_args, NULL_TREE,
12439                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL,
12440                        /*fn_p=*/NULL,
12441                        complain));
12442           }
12443         else
12444           ret = finish_call_expr (function, &call_args,
12445                                   /*disallow_virtual=*/qualified_p,
12446                                   koenig_p,
12447                                   complain);
12448
12449         release_tree_vector (call_args);
12450
12451         return ret;
12452       }
12453
12454     case COND_EXPR:
12455       return build_x_conditional_expr
12456         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12457          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12458          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
12459          complain);
12460
12461     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
12462       return finish_pseudo_destructor_expr
12463         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12464          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12465          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
12466
12467     case TREE_LIST:
12468       {
12469         tree purpose, value, chain;
12470
12471         if (t == void_list_node)
12472           return t;
12473
12474         if ((TREE_PURPOSE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_PURPOSE (t)))
12475             || (TREE_VALUE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (t))))
12476           {
12477             /* We have pack expansions, so expand those and
12478                create a new list out of it.  */
12479             tree purposevec = NULL_TREE;
12480             tree valuevec = NULL_TREE;
12481             tree chain;
12482             int i, len = -1;
12483
12484             /* Expand the argument expressions.  */
12485             if (TREE_PURPOSE (t))
12486               purposevec = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), args,
12487                                                  complain, in_decl);
12488             if (TREE_VALUE (t))
12489               valuevec = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (t), args,
12490                                                complain, in_decl);
12491
12492             /* Build the rest of the list.  */
12493             chain = TREE_CHAIN (t);
12494             if (chain && chain != void_type_node)
12495               chain = RECUR (chain);
12496
12497             /* Determine the number of arguments.  */
12498             if (purposevec && TREE_CODE (purposevec) == TREE_VEC)
12499               {
12500                 len = TREE_VEC_LENGTH (purposevec);
12501                 gcc_assert (!valuevec || len == TREE_VEC_LENGTH (valuevec));
12502               }
12503             else if (TREE_CODE (valuevec) == TREE_VEC)
12504               len = TREE_VEC_LENGTH (valuevec);
12505             else
12506               {
12507                 /* Since we only performed a partial substitution into
12508                    the argument pack, we only return a single list
12509                    node.  */
12510                 if (purposevec == TREE_PURPOSE (t)
12511                     && valuevec == TREE_VALUE (t)
12512                     && chain == TREE_CHAIN (t))
12513                   return t;
12514
12515                 return tree_cons (purposevec, valuevec, chain);
12516               }
12517             
12518             /* Convert the argument vectors into a TREE_LIST */
12519             i = len;
12520             while (i > 0)
12521               {
12522                 /* Grab the Ith values.  */
12523                 i--;
12524                 purpose = purposevec ? TREE_VEC_ELT (purposevec, i) 
12525                                      : NULL_TREE;
12526                 value 
12527                   = valuevec ? convert_from_reference (TREE_VEC_ELT (valuevec, i)) 
12528                              : NULL_TREE;
12529
12530                 /* Build the list (backwards).  */
12531                 chain = tree_cons (purpose, value, chain);
12532               }
12533
12534             return chain;
12535           }
12536
12537         purpose = TREE_PURPOSE (t);
12538         if (purpose)
12539           purpose = RECUR (purpose);
12540         value = TREE_VALUE (t);
12541         if (value)
12542           value = RECUR (value);
12543         chain = TREE_CHAIN (t);
12544         if (chain && chain != void_type_node)
12545           chain = RECUR (chain);
12546         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
12547             && value == TREE_VALUE (t)
12548             && chain == TREE_CHAIN (t))
12549           return t;
12550         return tree_cons (purpose, value, chain);
12551       }
12552
12553     case COMPONENT_REF:
12554       {
12555         tree object;
12556         tree object_type;
12557         tree member;
12558
12559         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12560                                                      args, complain, in_decl);
12561         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
12562         if (DECL_P (object))
12563           mark_used (object);
12564         object_type = TREE_TYPE (object);
12565
12566         member = TREE_OPERAND (t, 1);
12567         if (BASELINK_P (member))
12568           member = tsubst_baselink (member,
12569                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
12570                                     args, complain, in_decl);
12571         else
12572           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
12573         if (member == error_mark_node)
12574           return error_mark_node;
12575
12576         if (object_type && !CLASS_TYPE_P (object_type))
12577           {
12578             if (SCALAR_TYPE_P (object_type))
12579               {
12580                 tree s = NULL_TREE;
12581                 tree dtor = member;
12582
12583                 if (TREE_CODE (dtor) == SCOPE_REF)
12584                   {
12585                     s = TREE_OPERAND (dtor, 0);
12586                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 1);
12587                   }
12588                 if (TREE_CODE (dtor) == BIT_NOT_EXPR)
12589                   {
12590                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 0);
12591                     if (TYPE_P (dtor))
12592                       return finish_pseudo_destructor_expr (object, s, dtor);
12593                   }
12594               }
12595           }
12596         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
12597                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12598           {
12599             tree tmpl;
12600             tree args;
12601
12602             /* Lookup the template functions now that we know what the
12603                scope is.  */
12604             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
12605             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
12606             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl,
12607                                             /*is_type_p=*/false,
12608                                             /*complain=*/false);
12609             if (BASELINK_P (member))
12610               {
12611                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
12612                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
12613                               args);
12614                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
12615                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
12616                            object_type));
12617               }
12618             else
12619               {
12620                 qualified_name_lookup_error (object_type, tmpl, member,
12621                                              input_location);
12622                 return error_mark_node;
12623               }
12624           }
12625         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
12626                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
12627                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
12628           {
12629             if (complain & tf_error)
12630               {
12631                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
12632                   error ("%qT is not a class or namespace",
12633                          TREE_OPERAND (member, 0));
12634                 else
12635                   error ("%qD is not a class or namespace",
12636                          TREE_OPERAND (member, 0));
12637               }
12638             return error_mark_node;
12639           }
12640         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
12641           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
12642
12643         return finish_class_member_access_expr (object, member,
12644                                                 /*template_p=*/false,
12645                                                 complain);
12646       }
12647
12648     case THROW_EXPR:
12649       return build_throw
12650         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12651
12652     case CONSTRUCTOR:
12653       {
12654         VEC(constructor_elt,gc) *n;
12655         constructor_elt *ce;
12656         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
12657         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12658         bool process_index_p;
12659         int newlen;
12660         bool need_copy_p = false;
12661         tree r;
12662
12663         if (type == error_mark_node)
12664           return error_mark_node;
12665
12666         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
12667         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
12668           return t;
12669
12670         /* We do not want to process the index of aggregate
12671            initializers as they are identifier nodes which will be
12672            looked up by digest_init.  */
12673         process_index_p = !(type && MAYBE_CLASS_TYPE_P (type));
12674
12675         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
12676         newlen = VEC_length (constructor_elt, n);
12677         for (idx = 0; VEC_iterate (constructor_elt, n, idx, ce); idx++)
12678           {
12679             if (ce->index && process_index_p)
12680               ce->index = RECUR (ce->index);
12681
12682             if (PACK_EXPANSION_P (ce->value))
12683               {
12684                 /* Substitute into the pack expansion.  */
12685                 ce->value = tsubst_pack_expansion (ce->value, args, complain,
12686                                                   in_decl);
12687
12688                 if (ce->value == error_mark_node)
12689                   ;
12690                 else if (TREE_VEC_LENGTH (ce->value) == 1)
12691                   /* Just move the argument into place.  */
12692                   ce->value = TREE_VEC_ELT (ce->value, 0);
12693                 else
12694                   {
12695                     /* Update the length of the final CONSTRUCTOR
12696                        arguments vector, and note that we will need to
12697                        copy.*/
12698                     newlen = newlen + TREE_VEC_LENGTH (ce->value) - 1;
12699                     need_copy_p = true;
12700                   }
12701               }
12702             else
12703               ce->value = RECUR (ce->value);
12704           }
12705
12706         if (need_copy_p)
12707           {
12708             VEC(constructor_elt,gc) *old_n = n;
12709
12710             n = VEC_alloc (constructor_elt, gc, newlen);
12711             for (idx = 0; VEC_iterate (constructor_elt, old_n, idx, ce); 
12712                  idx++)
12713               {
12714                 if (TREE_CODE (ce->value) == TREE_VEC)
12715                   {
12716                     int i, len = TREE_VEC_LENGTH (ce->value);
12717                     for (i = 0; i < len; ++i)
12718                       CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0,
12719                                               TREE_VEC_ELT (ce->value, i));
12720                   }
12721                 else
12722                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0, ce->value);
12723               }
12724           }
12725
12726         r = build_constructor (init_list_type_node, n);
12727         CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (r) = CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (t);
12728
12729         if (TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t))
12730           return finish_compound_literal (type, r);
12731
12732         return r;
12733       }
12734
12735     case TYPEID_EXPR:
12736       {
12737         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12738         if (TYPE_P (operand_0))
12739           return get_typeid (operand_0);
12740         return build_typeid (operand_0);
12741       }
12742
12743     case VAR_DECL:
12744       if (!args)
12745         return t;
12746       /* Fall through */
12747
12748     case PARM_DECL:
12749       {
12750         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12751
12752         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
12753           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
12754              the appropriate INDIRECT_REF.  */
12755           r = convert_from_reference (r);
12756         return r;
12757       }
12758
12759     case VA_ARG_EXPR:
12760       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12761                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain,
12762                                           in_decl));
12763
12764     case OFFSETOF_EXPR:
12765       return finish_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12766
12767     case TRAIT_EXPR:
12768       {
12769         tree type1 = tsubst_copy (TRAIT_EXPR_TYPE1 (t), args,
12770                                   complain, in_decl);
12771
12772         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (t);
12773         if (type2)
12774           type2 = tsubst_copy (type2, args, complain, in_decl);
12775         
12776         return finish_trait_expr (TRAIT_EXPR_KIND (t), type1, type2);
12777       }
12778
12779     case STMT_EXPR:
12780       {
12781         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
12782         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
12783
12784         cur_stmt_expr = stmt_expr;
12785         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl,
12786                      integral_constant_expression_p);
12787         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
12788         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
12789
12790         /* If the resulting list of expression statement is empty,
12791            fold it further into void_zero_node.  */
12792         if (empty_expr_stmt_p (stmt_expr))
12793           stmt_expr = void_zero_node;
12794
12795         return stmt_expr;
12796       }
12797
12798     case CONST_DECL:
12799       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12800       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
12801          to their underlying values.  */
12802       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
12803         {
12804           used_types_insert (TREE_TYPE (t));
12805           return DECL_INITIAL (t);
12806         }
12807       return t;
12808
12809     case LAMBDA_EXPR:
12810       {
12811         tree r = build_lambda_expr ();
12812
12813         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
12814         TREE_TYPE (r) = type;
12815         CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (type) = r;
12816
12817         LAMBDA_EXPR_LOCATION (r)
12818           = LAMBDA_EXPR_LOCATION (t);
12819         LAMBDA_EXPR_DEFAULT_CAPTURE_MODE (r)
12820           = LAMBDA_EXPR_DEFAULT_CAPTURE_MODE (t);
12821         LAMBDA_EXPR_MUTABLE_P (r) = LAMBDA_EXPR_MUTABLE_P (t);
12822         LAMBDA_EXPR_DISCRIMINATOR (r)
12823           = (LAMBDA_EXPR_DISCRIMINATOR (t));
12824         LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (r)
12825           = RECUR (LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (t));
12826         LAMBDA_EXPR_THIS_CAPTURE (r)
12827           = RECUR (LAMBDA_EXPR_THIS_CAPTURE (t));
12828         LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE (r)
12829           = RECUR (LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE (t));
12830
12831         /* Do this again now that LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE is set.  */
12832         determine_visibility (TYPE_NAME (type));
12833         /* Now that we know visibility, instantiate the type so we have a
12834            declaration of the op() for later calls to lambda_function.  */
12835         complete_type (type);
12836
12837         type = tsubst (LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12838         if (type)
12839           apply_lambda_return_type (r, type);
12840
12841         return build_lambda_object (r);
12842       }
12843
12844     default:
12845       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
12846       {
12847         tree subst
12848           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
12849                                          in_decl, /*function_p=*/false);
12850         if (subst)
12851           return subst;
12852       }
12853       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12854     }
12855
12856 #undef RECUR
12857 }
12858
12859 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
12860    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
12861    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
12862    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
12863
12864 static bool
12865 check_instantiated_arg (tree tmpl, tree t, tsubst_flags_t complain)
12866 {
12867   if (ARGUMENT_PACK_P (t))
12868     {
12869       tree vec = ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
12870       int len = TREE_VEC_LENGTH (vec);
12871       bool result = false;
12872       int i;
12873
12874       for (i = 0; i < len; ++i)
12875         if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (vec, i), complain))
12876           result = true;
12877       return result;
12878     }
12879   else if (TYPE_P (t))
12880     {
12881       /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
12882          of a class or enumeration declared in a local scope)
12883          shall not be used to declare an entity with linkage.
12884          This implies that names with no linkage cannot be used as
12885          template arguments
12886
12887          DR 757 relaxes this restriction for C++0x.  */
12888       tree nt = (cxx_dialect > cxx98 ? NULL_TREE
12889                  : no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false));
12890
12891       if (nt)
12892         {
12893           /* DR 488 makes use of a type with no linkage cause
12894              type deduction to fail.  */
12895           if (complain & tf_error)
12896             {
12897               if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
12898                 error ("%qT is/uses anonymous type", t);
12899               else
12900                 error ("template argument for %qD uses local type %qT",
12901                        tmpl, t);
12902             }
12903           return true;
12904         }
12905       /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
12906          allow variably-modified types as template arguments.  */
12907       else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
12908         {
12909           if (complain & tf_error)
12910             error ("%qT is a variably modified type", t);
12911           return true;
12912         }
12913     }
12914   /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
12915      constant.  */
12916   else if (TREE_TYPE (t)
12917            && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
12918            && !TREE_CONSTANT (t))
12919     {
12920       if (complain & tf_error)
12921         error ("integral expression %qE is not constant", t);
12922       return true;
12923     }
12924   return false;
12925 }
12926
12927 static bool
12928 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
12929 {
12930   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
12931   bool result = false;
12932
12933   for (ix = 0; ix != len; ix++)
12934     {
12935       if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (args, ix), complain))
12936         result = true;
12937     }
12938   if (result && (complain & tf_error))
12939     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
12940   return result;
12941 }
12942
12943 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
12944    the template arguments in TARG_PTR.  */
12945
12946 tree
12947 instantiate_template (tree tmpl, tree orig_args, tsubst_flags_t complain)
12948 {
12949   tree targ_ptr = orig_args;
12950   tree fndecl;
12951   tree gen_tmpl;
12952   tree spec;
12953   HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
12954
12955   if (tmpl == error_mark_node)
12956     return error_mark_node;
12957
12958   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
12959
12960   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
12961   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
12962     {
12963       tree spec;
12964       tree clone;
12965
12966       /* Use DECL_ABSTRACT_ORIGIN because only FUNCTION_DECLs have
12967          DECL_CLONED_FUNCTION.  */
12968       spec = instantiate_template (DECL_ABSTRACT_ORIGIN (tmpl),
12969                                    targ_ptr, complain);
12970       if (spec == error_mark_node)
12971         return error_mark_node;
12972
12973       /* Look for the clone.  */
12974       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
12975         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
12976           return clone;
12977       /* We should always have found the clone by now.  */
12978       gcc_unreachable ();
12979       return NULL_TREE;
12980     }
12981
12982   /* Check to see if we already have this specialization.  */
12983   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
12984   if (tmpl != gen_tmpl)
12985     /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
12986        arguments we must add the arguments used to perform the
12987        partial instantiation.  */
12988     targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
12989                                             targ_ptr);
12990
12991   /* It would be nice to avoid hashing here and then again in tsubst_decl,
12992      but it doesn't seem to be on the hot path.  */
12993   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr, 0);
12994
12995   gcc_assert (tmpl == gen_tmpl
12996               || ((fndecl = retrieve_specialization (tmpl, orig_args, 0))
12997                   == spec)
12998               || fndecl == NULL_TREE);
12999
13000   if (spec != NULL_TREE)
13001     return spec;
13002
13003   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
13004                                complain))
13005     return error_mark_node;
13006
13007   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
13008      parameters and return types have to be checked.  However this
13009      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
13010      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
13011      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
13012   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
13013
13014   /* Although PROCESSING_TEMPLATE_DECL may be true at this point
13015      (because, for example, we have encountered a non-dependent
13016      function call in the body of a template function and must now
13017      determine which of several overloaded functions will be called),
13018      within the instantiation itself we are not processing a
13019      template.  */  
13020   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
13021   processing_template_decl = 0;
13022   /* Substitute template parameters to obtain the specialization.  */
13023   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
13024                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
13025   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
13026   if (fndecl == error_mark_node)
13027     return error_mark_node;
13028
13029   /* Now we know the specialization, compute access previously
13030      deferred.  */
13031   push_access_scope (fndecl);
13032
13033   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
13034      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
13035      added to the template at parsing time. Let's get those and perfom
13036      the acces checks then.  */
13037   perform_typedefs_access_check (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl), targ_ptr);
13038   perform_deferred_access_checks ();
13039   pop_access_scope (fndecl);
13040   pop_deferring_access_checks ();
13041
13042   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
13043      template, not the most general template.  */
13044   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
13045
13046   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
13047      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
13048      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
13049      instantiating the template clones.  */
13050   if (TREE_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (TREE_CHAIN (gen_tmpl)))
13051     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
13052
13053   return fndecl;
13054 }
13055
13056 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  ARGS is an array with
13057    NARGS elements of the arguments that are being used when calling
13058    it.  TARGS is a vector into which the deduced template arguments
13059    are placed.
13060
13061    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
13062    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
13063    printed only for an incomplete match.
13064
13065    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
13066    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
13067
13068    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
13069    template-id.
13070
13071    The parameter STRICT is one of:
13072
13073    DEDUCE_CALL:
13074      We are deducing arguments for a function call, as in
13075      [temp.deduct.call].
13076
13077    DEDUCE_CONV:
13078      We are deducing arguments for a conversion function, as in
13079      [temp.deduct.conv].
13080
13081    DEDUCE_EXACT:
13082      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
13083      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
13084      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
13085      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
13086
13087 int
13088 fn_type_unification (tree fn,
13089                      tree explicit_targs,
13090                      tree targs,
13091                      const tree *args,
13092                      unsigned int nargs,
13093                      tree return_type,
13094                      unification_kind_t strict,
13095                      int flags)
13096 {
13097   tree parms;
13098   tree fntype;
13099   int result;
13100   bool incomplete_argument_packs_p = false;
13101
13102   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
13103
13104   fntype = TREE_TYPE (fn);
13105   if (explicit_targs)
13106     {
13107       /* [temp.deduct]
13108
13109          The specified template arguments must match the template
13110          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
13111          must not be more arguments than there are parameters;
13112          otherwise type deduction fails.
13113
13114          Nontype arguments must match the types of the corresponding
13115          nontype template parameters, or must be convertible to the
13116          types of the corresponding nontype parameters as specified in
13117          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
13118
13119          All references in the function type of the function template
13120          to the corresponding template parameters are replaced by the
13121          specified template argument values.  If a substitution in a
13122          template parameter or in the function type of the function
13123          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
13124       tree tparms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn);
13125       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
13126       tree converted_args;
13127       bool incomplete = false;
13128
13129       if (explicit_targs == error_mark_node)
13130         return 1;
13131
13132       converted_args
13133         = (coerce_template_parms (tparms, explicit_targs, NULL_TREE, tf_none,
13134                                   /*require_all_args=*/false,
13135                                   /*use_default_args=*/false));
13136       if (converted_args == error_mark_node)
13137         return 1;
13138
13139       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
13140          necessary so that, for instance, explicitly declared function
13141          arguments can match null pointed constants.  If we were given
13142          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
13143          processing during substitution as we could create partial
13144          instantiations.  */
13145       for (i = 0; i < len; i++)
13146         {
13147           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
13148           bool parameter_pack = false;
13149
13150           /* Dig out the actual parm.  */
13151           if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
13152               || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
13153             {
13154               parm = TREE_TYPE (parm);
13155               parameter_pack = TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm);
13156             }
13157           else if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
13158             {
13159               parm = DECL_INITIAL (parm);
13160               parameter_pack = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm);
13161             }
13162
13163           if (parameter_pack)
13164             {
13165               int level, idx;
13166               tree targ;
13167               template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
13168
13169               /* Mark the argument pack as "incomplete". We could
13170                  still deduce more arguments during unification.  */
13171               targ = TMPL_ARG (converted_args, level, idx);
13172               if (targ)
13173                 {
13174                   ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P(targ) = 1;
13175                   ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (targ) 
13176                     = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
13177                 }
13178
13179               /* We have some incomplete argument packs.  */
13180               incomplete_argument_packs_p = true;
13181             }
13182         }
13183
13184       if (incomplete_argument_packs_p)
13185         /* Any substitution is guaranteed to be incomplete if there
13186            are incomplete argument packs, because we can still deduce
13187            more arguments.  */
13188         incomplete = 1;
13189       else
13190         incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
13191
13192       processing_template_decl += incomplete;
13193       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
13194       processing_template_decl -= incomplete;
13195
13196       if (fntype == error_mark_node)
13197         return 1;
13198
13199       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
13200       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
13201         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
13202     }
13203
13204   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
13205   parms = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (fntype));
13206
13207   if (return_type)
13208     {
13209       tree *new_args;
13210
13211       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
13212       new_args = XALLOCAVEC (tree, nargs + 1);
13213       new_args[0] = return_type;
13214       memcpy (new_args + 1, args, nargs * sizeof (tree));
13215       args = new_args;
13216       ++nargs;
13217     }
13218
13219   /* We allow incomplete unification without an error message here
13220      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
13221      callers must be ready to deal with unification failures in any
13222      event.  */
13223   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
13224                                   targs, parms, args, nargs, /*subr=*/0,
13225                                   strict, flags);
13226
13227   if (result == 0 && incomplete_argument_packs_p)
13228     {
13229       int i, len = NUM_TMPL_ARGS (targs);
13230
13231       /* Clear the "incomplete" flags on all argument packs.  */
13232       for (i = 0; i < len; i++)
13233         {
13234           tree arg = TREE_VEC_ELT (targs, i);
13235           if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
13236             {
13237               ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg) = 0;
13238               ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (arg) = NULL_TREE;
13239             }
13240         }
13241     }
13242
13243   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
13244      ensure that the arguments deduced for the template template
13245      parameters have compatible template parameter lists.  We cannot
13246      check this property before we have deduced all template
13247      arguments, because the template parameter types of a template
13248      template parameter might depend on prior template parameters
13249      deduced after the template template parameter.  The following
13250      ill-formed example illustrates this issue:
13251
13252        template<typename T, template<T> class C> void f(C<5>, T);
13253
13254        template<int N> struct X {};
13255
13256        void g() {
13257          f(X<5>(), 5l); // error: template argument deduction fails
13258        }
13259
13260      The template parameter list of 'C' depends on the template type
13261      parameter 'T', but 'C' is deduced to 'X' before 'T' is deduced to
13262      'long'.  Thus, we can't check that 'C' cannot bind to 'X' at the
13263      time that we deduce 'C'.  */
13264   if (result == 0
13265       && !template_template_parm_bindings_ok_p 
13266            (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), targs))
13267     return 1;
13268
13269   if (result == 0)
13270     /* All is well so far.  Now, check:
13271
13272        [temp.deduct]
13273
13274        When all template arguments have been deduced, all uses of
13275        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
13276        the corresponding deduced argument values.  If the
13277        substitution results in an invalid type, as described above,
13278        type deduction fails.  */
13279     {
13280       tree substed = tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE);
13281       if (substed == error_mark_node)
13282         return 1;
13283
13284       /* If we're looking for an exact match, check that what we got
13285          is indeed an exact match.  It might not be if some template
13286          parameters are used in non-deduced contexts.  */
13287       if (strict == DEDUCE_EXACT)
13288         {
13289           unsigned int i;
13290
13291           tree sarg
13292             = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (substed));
13293           if (return_type)
13294             sarg = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (substed), sarg);
13295           for (i = 0; i < nargs && sarg; ++i, sarg = TREE_CHAIN (sarg))
13296             if (!same_type_p (args[i], TREE_VALUE (sarg)))
13297               return 1;
13298         }
13299     }
13300
13301   return result;
13302 }
13303
13304 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
13305    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
13306    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
13307    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
13308    the argument passed to the call, or the type of the value
13309    initialized with the result of the conversion function.
13310    ARG_EXPR is the original argument expression, which may be null.  */
13311
13312 static int
13313 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
13314                                   tree* parm,
13315                                   tree* arg,
13316                                   tree arg_expr)
13317 {
13318   int result = 0;
13319
13320   switch (strict)
13321     {
13322     case DEDUCE_CALL:
13323       break;
13324
13325     case DEDUCE_CONV:
13326       {
13327         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
13328            function; the handling is precisely symmetric since PARM
13329            will initialize ARG rather than vice versa.  */
13330         tree* temp = parm;
13331         parm = arg;
13332         arg = temp;
13333         break;
13334       }
13335
13336     case DEDUCE_EXACT:
13337       /* Core issue #873: Do the DR606 thing (see below) for these cases,
13338          too, but here handle it by stripping the reference from PARM
13339          rather than by adding it to ARG.  */
13340       if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
13341           && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
13342           && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
13343           && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
13344           && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE
13345           && !TYPE_REF_IS_RVALUE (*arg))
13346         *parm = TREE_TYPE (*parm);
13347       /* Nothing else to do in this case.  */
13348       return 0;
13349
13350     default:
13351       gcc_unreachable ();
13352     }
13353
13354   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
13355     {
13356       /* [temp.deduct.call]
13357
13358          If P is not a reference type:
13359
13360          --If A is an array type, the pointer type produced by the
13361          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
13362          used in place of A for type deduction; otherwise,
13363
13364          --If A is a function type, the pointer type produced by
13365          the function-to-pointer standard conversion
13366          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
13367          otherwise,
13368
13369          --If A is a cv-qualified type, the top level
13370          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
13371          deduction.  */
13372       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
13373         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
13374       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
13375         *arg = build_pointer_type (*arg);
13376       else
13377         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
13378     }
13379
13380   /* From C++0x [14.8.2.1/3 temp.deduct.call] (after DR606), "If P is
13381      of the form T&&, where T is a template parameter, and the argument
13382      is an lvalue, T is deduced as A& */
13383   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
13384       && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
13385       && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
13386       && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
13387       && arg_expr && real_lvalue_p (arg_expr))
13388     *arg = build_reference_type (*arg);
13389
13390   /* [temp.deduct.call]
13391
13392      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
13393      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
13394      reference type, the type referred to by P is used for
13395      type deduction.  */
13396   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
13397   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
13398     {
13399       *parm = TREE_TYPE (*parm);
13400       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
13401     }
13402
13403   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
13404      too (which has been swapped into ARG).  */
13405   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
13406     *arg = TREE_TYPE (*arg);
13407
13408   return result;
13409 }
13410
13411 /* Most parms like fn_type_unification.
13412
13413    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
13414    arguments of a function or method parameter of a function
13415    template). */
13416
13417 static int
13418 type_unification_real (tree tparms,
13419                        tree targs,
13420                        tree xparms,
13421                        const tree *xargs,
13422                        unsigned int xnargs,
13423                        int subr,
13424                        unification_kind_t strict,
13425                        int flags)
13426 {
13427   tree parm, arg, arg_expr;
13428   int i;
13429   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
13430   int sub_strict;
13431   int saw_undeduced = 0;
13432   tree parms;
13433   const tree *args;
13434   unsigned int nargs;
13435   unsigned int ia;
13436
13437   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
13438   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
13439   gcc_assert (ntparms > 0);
13440
13441   /* Reset the number of non-defaulted template arguments contained
13442      in in TARGS.  */
13443   NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs) = NULL_TREE;
13444
13445   switch (strict)
13446     {
13447     case DEDUCE_CALL:
13448       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
13449                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
13450       break;
13451
13452     case DEDUCE_CONV:
13453       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
13454       break;
13455
13456     case DEDUCE_EXACT:
13457       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
13458       break;
13459
13460     default:
13461       gcc_unreachable ();
13462     }
13463
13464  again:
13465   parms = xparms;
13466   args = xargs;
13467   nargs = xnargs;
13468
13469   ia = 0;
13470   while (parms && parms != void_list_node
13471          && ia < nargs)
13472     {
13473       if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parms)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
13474         break;
13475
13476       parm = TREE_VALUE (parms);
13477       parms = TREE_CHAIN (parms);
13478       arg = args[ia];
13479       ++ia;
13480       arg_expr = NULL;
13481
13482       if (arg == error_mark_node)
13483         return 1;
13484       if (arg == unknown_type_node)
13485         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
13486            template args from other function args.  */
13487         continue;
13488
13489       /* Conversions will be performed on a function argument that
13490          corresponds with a function parameter that contains only
13491          non-deducible template parameters and explicitly specified
13492          template parameters.  */
13493       if (!uses_template_parms (parm))
13494         {
13495           tree type;
13496
13497           if (!TYPE_P (arg))
13498             type = TREE_TYPE (arg);
13499           else
13500             type = arg;
13501
13502           if (same_type_p (parm, type))
13503             continue;
13504           if (strict != DEDUCE_EXACT
13505               && can_convert_arg (parm, type, TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg,
13506                                   flags))
13507             continue;
13508
13509           return 1;
13510         }
13511
13512       if (!TYPE_P (arg))
13513         {
13514           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
13515           if (type_unknown_p (arg))
13516             {
13517               /* [temp.deduct.type] 
13518
13519                  A template-argument can be deduced from a pointer to
13520                  function or pointer to member function argument if
13521                  the set of overloaded functions does not contain
13522                  function templates and at most one of a set of
13523                  overloaded functions provides a unique match.  */
13524               if (resolve_overloaded_unification
13525                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict))
13526                 continue;
13527
13528               return 1;
13529             }
13530           arg_expr = arg;
13531           arg = unlowered_expr_type (arg);
13532           if (arg == error_mark_node)
13533             return 1;
13534         }
13535
13536       {
13537         int arg_strict = sub_strict;
13538
13539         if (!subr)
13540           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg,
13541                                                           arg_expr);
13542
13543         if (arg == init_list_type_node && arg_expr)
13544           arg = arg_expr;
13545         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
13546           return 1;
13547       }
13548     }
13549
13550
13551   if (parms 
13552       && parms != void_list_node
13553       && TREE_CODE (TREE_VALUE (parms)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
13554     {
13555       /* Unify the remaining arguments with the pack expansion type.  */
13556       tree argvec;
13557       tree parmvec = make_tree_vec (1);
13558
13559       /* Allocate a TREE_VEC and copy in all of the arguments */ 
13560       argvec = make_tree_vec (nargs - ia);
13561       for (i = 0; ia < nargs; ++ia, ++i)
13562         TREE_VEC_ELT (argvec, i) = args[ia];
13563
13564       /* Copy the parameter into parmvec.  */
13565       TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = TREE_VALUE (parms);
13566       if (unify_pack_expansion (tparms, targs, parmvec, argvec, strict,
13567                                 /*call_args_p=*/true, /*subr=*/subr))
13568         return 1;
13569
13570       /* Advance to the end of the list of parameters.  */
13571       parms = TREE_CHAIN (parms);
13572     }
13573
13574   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
13575      are present, and the parm list isn't variadic.  */
13576   if (ia < nargs && parms == void_list_node)
13577     return 1;
13578   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
13579   if (parms && parms != void_list_node
13580       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
13581     return 1;
13582
13583   if (!subr)
13584     for (i = 0; i < ntparms; i++)
13585       if (!TREE_VEC_ELT (targs, i))
13586         {
13587           tree tparm;
13588
13589           if (TREE_VEC_ELT (tparms, i) == error_mark_node)
13590             continue;
13591
13592           tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
13593
13594           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
13595              a type parameter, try another pass; its type may have been
13596              deduced from a later argument than the one from which
13597              this parameter can be deduced.  */
13598           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
13599               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
13600               && !saw_undeduced++)
13601             goto again;
13602
13603           /* Core issue #226 (C++0x) [temp.deduct]:
13604
13605                If a template argument has not been deduced, its
13606                default template argument, if any, is used. 
13607
13608              When we are in C++98 mode, TREE_PURPOSE will either
13609              be NULL_TREE or ERROR_MARK_NODE, so we do not need
13610              to explicitly check cxx_dialect here.  */
13611           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i)))
13612             {
13613               tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
13614               tree arg = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
13615               arg = tsubst_template_arg (arg, targs, tf_none, NULL_TREE);
13616               arg = convert_template_argument (parm, arg, targs, tf_none,
13617                                                i, NULL_TREE);
13618               if (arg == error_mark_node)
13619                 return 1;
13620               else
13621                 {
13622                   TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
13623                   /* The position of the first default template argument,
13624                      is also the number of non-defaulted arguments in TARGS.
13625                      Record that.  */
13626                   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs))
13627                     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs, i);
13628                   continue;
13629                 }
13630             }
13631
13632           /* If the type parameter is a parameter pack, then it will
13633              be deduced to an empty parameter pack.  */
13634           if (template_parameter_pack_p (tparm))
13635             {
13636               tree arg;
13637
13638               if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
13639                 {
13640                   arg = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
13641                   TREE_TYPE (arg)  = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (tparm));
13642                   TREE_CONSTANT (arg) = 1;
13643                 }
13644               else
13645                 arg = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
13646
13647               SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (arg, make_tree_vec (0));
13648
13649               TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
13650               continue;
13651             }
13652
13653           return 2;
13654         }
13655 #ifdef ENABLE_CHECKING
13656   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs))
13657     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs, TREE_VEC_LENGTH (targs));
13658 #endif
13659
13660   return 0;
13661 }
13662
13663 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables
13664    at the call site.  ARG is an overloaded function (or template-id);
13665    we try deducing template args from each of the overloads, and if
13666    only one succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns
13667    true on success.  */
13668
13669 static bool
13670 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
13671                                 tree targs,
13672                                 tree parm,
13673                                 tree arg,
13674                                 unification_kind_t strict,
13675                                 int sub_strict)
13676 {
13677   tree tempargs = copy_node (targs);
13678   int good = 0;
13679   tree goodfn = NULL_TREE;
13680   bool addr_p;
13681
13682   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
13683     {
13684       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
13685       addr_p = true;
13686     }
13687   else
13688     addr_p = false;
13689
13690   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
13691     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
13692        function name.  */
13693     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
13694
13695   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
13696     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
13697
13698   /* Strip baselink information.  */
13699   if (BASELINK_P (arg))
13700     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
13701
13702   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
13703     {
13704       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
13705          the affected templates before we try to unify, in case the
13706          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
13707
13708       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
13709       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
13710
13711       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
13712         {
13713           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
13714           tree subargs, elem;
13715
13716           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
13717             continue;
13718
13719           ++processing_template_decl;
13720           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
13721                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
13722           if (subargs)
13723             {
13724               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
13725               if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
13726                                     elem, strict, sub_strict, addr_p)
13727                   && (!goodfn || !decls_match (goodfn, elem)))
13728                 {
13729                   goodfn = elem;
13730                   ++good;
13731                 }
13732             }
13733           --processing_template_decl;
13734         }
13735     }
13736   else if (TREE_CODE (arg) != OVERLOAD
13737            && TREE_CODE (arg) != FUNCTION_DECL)
13738     /* If ARG is, for example, "(0, &f)" then its type will be unknown
13739        -- but the deduction does not succeed because the expression is
13740        not just the function on its own.  */
13741     return false;
13742   else
13743     for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
13744       if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
13745                             TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
13746                             strict, sub_strict, addr_p)
13747           && (!goodfn || !decls_match (goodfn, OVL_CURRENT (arg))))
13748         {
13749           goodfn = OVL_CURRENT (arg);
13750           ++good;
13751         }
13752
13753   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
13754      to function or pointer to member function argument if the set of
13755      overloaded functions does not contain function templates and at most
13756      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
13757
13758      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
13759      deduce anything.  */
13760
13761   if (good == 1)
13762     {
13763       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
13764       for (; i--; )
13765         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
13766           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
13767     }
13768   if (good)
13769     return true;
13770
13771   return false;
13772 }
13773
13774 /* Core DR 115: In contexts where deduction is done and fails, or in
13775    contexts where deduction is not done, if a template argument list is
13776    specified and it, along with any default template arguments, identifies
13777    a single function template specialization, then the template-id is an
13778    lvalue for the function template specialization.  */
13779
13780 tree
13781 resolve_nondeduced_context (tree orig_expr)
13782 {
13783   tree expr, offset, baselink;
13784   bool addr;
13785
13786   if (!type_unknown_p (orig_expr))
13787     return orig_expr;
13788
13789   expr = orig_expr;
13790   addr = false;
13791   offset = NULL_TREE;
13792   baselink = NULL_TREE;
13793
13794   if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
13795     {
13796       expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
13797       addr = true;
13798     }
13799   if (TREE_CODE (expr) == OFFSET_REF)
13800     {
13801       offset = expr;
13802       expr = TREE_OPERAND (expr, 1);
13803     }
13804   if (TREE_CODE (expr) == BASELINK)
13805     {
13806       baselink = expr;
13807       expr = BASELINK_FUNCTIONS (expr);
13808     }
13809
13810   if (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_ID_EXPR)
13811     {
13812       int good = 0;
13813       tree goodfn = NULL_TREE;
13814
13815       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
13816          the affected templates before we try to unify, in case the
13817          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
13818
13819       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (expr, 1);
13820       tree arg = TREE_OPERAND (expr, 0);
13821       tree badfn = NULL_TREE;
13822       tree badargs = NULL_TREE;
13823
13824       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
13825         {
13826           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
13827           tree subargs, elem;
13828
13829           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
13830             continue;
13831
13832           ++processing_template_decl;
13833           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
13834                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
13835           if (subargs && !any_dependent_template_arguments_p (subargs))
13836             {
13837               elem = instantiate_template (fn, subargs, tf_none);
13838               if (elem == error_mark_node)
13839                 {
13840                   badfn = fn;
13841                   badargs = subargs;
13842                 }
13843               else if (elem && (!goodfn || !decls_match (goodfn, elem)))
13844                 {
13845                   goodfn = elem;
13846                   ++good;
13847                 }
13848             }
13849           --processing_template_decl;
13850         }
13851       if (good == 1)
13852         {
13853           expr = goodfn;
13854           if (baselink)
13855             expr = build_baselink (BASELINK_BINFO (baselink),
13856                                    BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink),
13857                                    expr, BASELINK_OPTYPE (baselink));
13858           if (offset)
13859             expr = build2 (OFFSET_REF, TREE_TYPE (expr),
13860                            TREE_OPERAND (offset, 0), expr);
13861           if (addr)
13862             expr = build_address (expr);
13863           return expr;
13864         }
13865       else if (good == 0 && badargs)
13866         /* There were no good options and at least one bad one, so let the
13867            user know what the problem is.  */
13868         instantiate_template (badfn, badargs, tf_warning_or_error);
13869     }
13870   return orig_expr;
13871 }
13872
13873 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
13874    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
13875    different overloads deduce different arguments for a given parm.
13876    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
13877    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
13878
13879    Returns 1 on success.  */
13880
13881 static int
13882 try_one_overload (tree tparms,
13883                   tree orig_targs,
13884                   tree targs,
13885                   tree parm,
13886                   tree arg,
13887                   unification_kind_t strict,
13888                   int sub_strict,
13889                   bool addr_p)
13890 {
13891   int nargs;
13892   tree tempargs;
13893   int i;
13894
13895   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
13896      to function or pointer to member function argument if the set of
13897      overloaded functions does not contain function templates and at most
13898      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
13899
13900      So if this is a template, just return success.  */
13901
13902   if (uses_template_parms (arg))
13903     return 1;
13904
13905   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
13906     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
13907   else if (addr_p)
13908     arg = build_pointer_type (arg);
13909
13910   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg, NULL);
13911
13912   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
13913      some template args from previous args, unify would complain when we
13914      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
13915      there isn't really a conflict.  */
13916   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
13917   tempargs = make_tree_vec (nargs);
13918
13919   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
13920     return 0;
13921
13922   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
13923      explicitly specified args.  */
13924   for (i = nargs; i--; )
13925     {
13926       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
13927       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
13928
13929       if (!elt)
13930         /*NOP*/;
13931       else if (uses_template_parms (elt))
13932         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
13933            template args used in the function parm list with our own
13934            template parms.  Discard them.  */
13935         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
13936       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
13937         return 0;
13938     }
13939
13940   for (i = nargs; i--; )
13941     {
13942       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
13943
13944       if (elt)
13945         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
13946     }
13947
13948   return 1;
13949 }
13950
13951 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
13952    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
13953    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
13954    TARGS are as for unify.  */
13955
13956 static tree
13957 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
13958 {
13959   tree copy_of_targs;
13960
13961   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
13962       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
13963           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
13964     return NULL_TREE;
13965
13966   /* We need to make a new template argument vector for the call to
13967      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
13968      the attempted unification, even if this class didn't work out.
13969      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
13970      we've already done, since unification is supposed to be done on
13971      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
13972      following pathological case:
13973
13974        template <int I, int J, int K>
13975        struct S {};
13976
13977        template <int I, int J>
13978        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
13979
13980        template <int I, int J, int K>
13981        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
13982
13983        void g() {
13984          S<0, 0, 0> s0;
13985          S<0, 1, 2> s2;
13986
13987          f(s0, s2);
13988        }
13989
13990      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
13991      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
13992      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
13993      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
13994      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
13995      would reject the possibility I=1.  */
13996   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
13997
13998   /* If unification failed, we're done.  */
13999   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
14000              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
14001     return NULL_TREE;
14002
14003   return arg;
14004 }
14005
14006 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
14007    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
14008    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
14009    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
14010    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
14011    by unify.  */
14012
14013 static tree
14014 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
14015 {
14016   tree rval = NULL_TREE;
14017   tree binfo;
14018
14019   gcc_assert (RECORD_OR_UNION_CODE_P (TREE_CODE (arg)));
14020
14021   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
14022   if (!binfo)
14023     /* The type could not be completed.  */
14024     return NULL_TREE;
14025
14026   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
14027      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
14028   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
14029     {
14030       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
14031
14032       if (r)
14033         {
14034           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
14035
14036                [temp.deduct.call]
14037
14038               If they yield more than one possible deduced A, the type
14039               deduction fails.
14040
14041              applies.  */
14042           if (rval && !same_type_p (r, rval))
14043             return NULL_TREE;
14044
14045           rval = r;
14046         }
14047     }
14048
14049   return rval;
14050 }
14051
14052 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
14053
14054 static int
14055 template_decl_level (tree decl)
14056 {
14057   switch (TREE_CODE (decl))
14058     {
14059     case TYPE_DECL:
14060     case TEMPLATE_DECL:
14061       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
14062
14063     case PARM_DECL:
14064       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
14065
14066     default:
14067       gcc_unreachable ();
14068     }
14069   return 0;
14070 }
14071
14072 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
14073    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
14074    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
14075
14076 static int
14077 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
14078 {
14079   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
14080   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
14081
14082   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14083       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
14084     {
14085       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
14086           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
14087           does not apply during deduction [14.8.2.4]/1, (even though
14088           that is not explicitly mentioned, [14.8.2.4]/9 indicates
14089           this).  Except when we're allowing additional CV qualifiers
14090           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
14091       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
14092            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
14093            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
14094           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
14095         return 0;
14096
14097       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
14098           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
14099         return 0;
14100     }
14101
14102   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
14103       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
14104     return 0;
14105
14106   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
14107       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
14108     return 0;
14109
14110   return 1;
14111 }
14112
14113 /* Determines the LEVEL and INDEX for the template parameter PARM.  */
14114 void 
14115 template_parm_level_and_index (tree parm, int* level, int* index)
14116 {
14117   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14118       || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
14119       || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
14120     {
14121       *index = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
14122       *level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm);
14123     }
14124   else
14125     {
14126       *index = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
14127       *level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm);
14128     }
14129 }
14130
14131 /* Unifies the remaining arguments in PACKED_ARGS with the pack
14132    expansion at the end of PACKED_PARMS. Returns 0 if the type
14133    deduction succeeds, 1 otherwise. STRICT is the same as in
14134    unify. CALL_ARGS_P is true iff PACKED_ARGS is actually a function
14135    call argument list. We'll need to adjust the arguments to make them
14136    types. SUBR tells us if this is from a recursive call to
14137    type_unification_real.  */
14138 int
14139 unify_pack_expansion (tree tparms, tree targs, tree packed_parms, 
14140                       tree packed_args, int strict, bool call_args_p,
14141                       bool subr)
14142 {
14143   tree parm 
14144     = TREE_VEC_ELT (packed_parms, TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1);
14145   tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (parm);
14146   tree pack, packs = NULL_TREE;
14147   int i, start = TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1;
14148   int len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
14149
14150   /* Determine the parameter packs we will be deducing from the
14151      pattern, and record their current deductions.  */
14152   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (parm); 
14153        pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
14154     {
14155       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
14156       int idx, level;
14157
14158       /* Determine the index and level of this parameter pack.  */
14159       template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
14160
14161       /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
14162          argument packs.  */
14163       packs = tree_cons (parm_pack, TMPL_ARG (targs, level, idx), packs);
14164       TREE_TYPE (packs) = make_tree_vec (len - start);
14165     }
14166   
14167   /* Loop through all of the arguments that have not yet been
14168      unified and unify each with the pattern.  */
14169   for (i = start; i < len; i++)
14170     {
14171       tree parm = pattern;
14172
14173       /* For each parameter pack, clear out the deduced value so that
14174          we can deduce it again.  */
14175       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
14176         {
14177           int idx, level;
14178           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
14179
14180           TMPL_ARG (targs, level, idx) = NULL_TREE;
14181         }
14182
14183       /* Unify the pattern with the current argument.  */
14184       {
14185         tree arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, i);
14186         tree arg_expr = NULL_TREE;
14187         int arg_strict = strict;
14188         bool skip_arg_p = false;
14189
14190         if (call_args_p)
14191           {
14192             int sub_strict;
14193
14194             /* This mirrors what we do in type_unification_real.  */
14195             switch (strict)
14196               {
14197               case DEDUCE_CALL:
14198                 sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 
14199                               | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
14200                               | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
14201                 break;
14202                 
14203               case DEDUCE_CONV:
14204                 sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
14205                 break;
14206                 
14207               case DEDUCE_EXACT:
14208                 sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
14209                 break;
14210                 
14211               default:
14212                 gcc_unreachable ();
14213               }
14214
14215             if (!TYPE_P (arg))
14216               {
14217                 gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
14218                 if (type_unknown_p (arg))
14219                   {
14220                     /* [temp.deduct.type] A template-argument can be
14221                        deduced from a pointer to function or pointer
14222                        to member function argument if the set of
14223                        overloaded functions does not contain function
14224                        templates and at most one of a set of
14225                        overloaded functions provides a unique
14226                        match.  */
14227
14228                     if (resolve_overloaded_unification
14229                         (tparms, targs, parm, arg,
14230                          (unification_kind_t) strict,
14231                          sub_strict)
14232                         != 0)
14233                       return 1;
14234                     skip_arg_p = true;
14235                   }
14236
14237                 if (!skip_arg_p)
14238                   {
14239                     arg_expr = arg;
14240                     arg = unlowered_expr_type (arg);
14241                     if (arg == error_mark_node)
14242                       return 1;
14243                   }
14244               }
14245       
14246             arg_strict = sub_strict;
14247
14248             if (!subr)
14249               arg_strict |= 
14250                 maybe_adjust_types_for_deduction ((unification_kind_t) strict,
14251                                                   &parm, &arg, arg_expr);
14252           }
14253
14254         if (!skip_arg_p)
14255           {
14256             /* For deduction from an init-list we need the actual list.  */
14257             if (arg_expr && BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg_expr))
14258               arg = arg_expr;
14259             if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
14260               return 1;
14261           }
14262       }
14263
14264       /* For each parameter pack, collect the deduced value.  */
14265       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
14266         {
14267           int idx, level;
14268           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
14269
14270           TREE_VEC_ELT (TREE_TYPE (pack), i - start) = 
14271             TMPL_ARG (targs, level, idx);
14272         }
14273     }
14274
14275   /* Verify that the results of unification with the parameter packs
14276      produce results consistent with what we've seen before, and make
14277      the deduced argument packs available.  */
14278   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
14279     {
14280       tree old_pack = TREE_VALUE (pack);
14281       tree new_args = TREE_TYPE (pack);
14282       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (new_args);
14283       int idx, level;
14284       bool nondeduced_p = false;
14285
14286       /* By default keep the original deduced argument pack.
14287          If necessary, more specific code is going to update the
14288          resulting deduced argument later down in this function.  */
14289       template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
14290       TMPL_ARG (targs, level, idx) = old_pack;
14291
14292       /* If NEW_ARGS contains any NULL_TREE entries, we didn't
14293          actually deduce anything.  */
14294       for (i = 0; i < len && !nondeduced_p; ++i)
14295         if (TREE_VEC_ELT (new_args, i) == NULL_TREE)
14296           nondeduced_p = true;
14297       if (nondeduced_p)
14298         continue;
14299
14300       if (old_pack && ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack))
14301         {
14302           /* Prepend the explicit arguments onto NEW_ARGS.  */
14303           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
14304           tree old_args = new_args;
14305           int i, explicit_len = TREE_VEC_LENGTH (explicit_args);
14306           int len = explicit_len + TREE_VEC_LENGTH (old_args);
14307
14308           /* Copy the explicit arguments.  */
14309           new_args = make_tree_vec (len);
14310           for (i = 0; i < explicit_len; i++)
14311             TREE_VEC_ELT (new_args, i) = TREE_VEC_ELT (explicit_args, i);
14312
14313           /* Copy the deduced arguments.  */
14314           for (; i < len; i++)
14315             TREE_VEC_ELT (new_args, i) =
14316               TREE_VEC_ELT (old_args, i - explicit_len);
14317         }
14318
14319       if (!old_pack)
14320         {
14321           tree result;
14322           /* Build the deduced *_ARGUMENT_PACK.  */
14323           if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (pack)) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
14324             {
14325               result = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
14326               TREE_TYPE (result) = 
14327                 TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (TREE_PURPOSE (pack)));
14328               TREE_CONSTANT (result) = 1;
14329             }
14330           else
14331             result = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
14332
14333           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (result, new_args);
14334
14335           /* Note the deduced argument packs for this parameter
14336              pack.  */
14337           TMPL_ARG (targs, level, idx) = result;
14338         }
14339       else if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack)
14340                && (ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack) 
14341                    == ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack)))
14342         {
14343           /* We only had the explicitly-provided arguments before, but
14344              now we have a complete set of arguments.  */
14345           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
14346
14347           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack, new_args);
14348           ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack) = 1;
14349           ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack) = explicit_args;
14350         }
14351       else if (!comp_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack),
14352                                     new_args))
14353         /* Inconsistent unification of this parameter pack.  */
14354         return 1;
14355     }
14356
14357   return 0;
14358 }
14359
14360 /* Deduce the value of template parameters.  TPARMS is the (innermost)
14361    set of template parameters to a template.  TARGS is the bindings
14362    for those template parameters, as determined thus far; TARGS may
14363    include template arguments for outer levels of template parameters
14364    as well.  PARM is a parameter to a template function, or a
14365    subcomponent of that parameter; ARG is the corresponding argument.
14366    This function attempts to match PARM with ARG in a manner
14367    consistent with the existing assignments in TARGS.  If more values
14368    are deduced, then TARGS is updated.
14369
14370    Returns 0 if the type deduction succeeds, 1 otherwise.  The
14371    parameter STRICT is a bitwise or of the following flags:
14372
14373      UNIFY_ALLOW_NONE:
14374        Require an exact match between PARM and ARG.
14375      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
14376        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
14377        conversion) than ARG.
14378      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
14379        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
14380      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
14381        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
14382        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
14383        ARG.
14384      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
14385        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
14386        case for more information.
14387      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
14388        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
14389        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
14390        have const qualified pointers leading up to the inner type which
14391        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
14392        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
14393        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
14394      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
14395        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
14396        qualified at this point.
14397      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
14398        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
14399        qualified at this point.  */
14400
14401 static int
14402 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
14403 {
14404   int idx;
14405   tree targ;
14406   tree tparm;
14407   int strict_in = strict;
14408
14409   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
14410      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
14411      signedness is the only information lost, and I think that will be
14412      okay.  */
14413   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
14414     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
14415
14416   if (arg == error_mark_node)
14417     return 1;
14418   if (arg == unknown_type_node
14419       || arg == init_list_type_node)
14420     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
14421        template args from other function args.  */
14422     return 0;
14423
14424   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
14425      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
14426      template parameters.  We might need them if we're trying to
14427      figure out which of two things is more specialized.  */
14428   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
14429     return 0;
14430
14431   /* Handle init lists early, so the rest of the function can assume
14432      we're dealing with a type. */
14433   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg))
14434     {
14435       tree elt, elttype;
14436       unsigned i;
14437       tree orig_parm = parm;
14438
14439       /* Replace T with std::initializer_list<T> for deduction.  */
14440       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14441           && flag_deduce_init_list)
14442         parm = listify (parm);
14443
14444       if (!is_std_init_list (parm))
14445         /* We can only deduce from an initializer list argument if the
14446            parameter is std::initializer_list; otherwise this is a
14447            non-deduced context. */
14448         return 0;
14449
14450       elttype = TREE_VEC_ELT (CLASSTYPE_TI_ARGS (parm), 0);
14451
14452       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, elt)
14453         {
14454           int elt_strict = strict;
14455           if (!BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (elt))
14456             {
14457               tree type = TREE_TYPE (elt);
14458               /* It should only be possible to get here for a call.  */
14459               gcc_assert (elt_strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL);
14460               elt_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction
14461                 (DEDUCE_CALL, &elttype, &type, elt);
14462               elt = type;
14463             }
14464
14465           if (unify (tparms, targs, elttype, elt, elt_strict))
14466             return 1;
14467         }
14468
14469       /* If the std::initializer_list<T> deduction worked, replace the
14470          deduced A with std::initializer_list<A>.  */
14471       if (orig_parm != parm)
14472         {
14473           idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (orig_parm);
14474           targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
14475           targ = listify (targ);
14476           TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = targ;
14477         }
14478       return 0;
14479     }
14480
14481   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
14482      cv-qualification mismatches.  */
14483   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
14484       && TYPE_P (arg)
14485       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
14486          type, and the elements might be template type parms. We'll check
14487          when we recurse.  */
14488       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
14489       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
14490          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
14491          PARM `T' for example, when computing which of two templates
14492          is more specialized, for example.  */
14493       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
14494       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
14495     return 1;
14496
14497   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
14498       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
14499     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
14500   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
14501   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
14502   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
14503   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
14504
14505   switch (TREE_CODE (parm))
14506     {
14507     case TYPENAME_TYPE:
14508     case SCOPE_REF:
14509     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
14510       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
14511          argument values cannot be deduced for template parameters used
14512          within the nested-name-specifier.  */
14513       return 0;
14514
14515     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
14516     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
14517     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
14518       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
14519       if (tparm == error_mark_node)
14520         return 1;
14521
14522       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
14523           != template_decl_level (tparm))
14524         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
14525            to see if it matches ARG.  */
14526         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
14527                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
14528       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
14529       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
14530       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
14531
14532       /* Check for mixed types and values.  */
14533       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14534            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
14535           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
14536               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
14537         return 1;
14538
14539       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
14540         {
14541           /* ARG must be constructed from a template class or a template
14542              template parameter.  */
14543           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
14544               && !CLASSTYPE_SPECIALIZATION_OF_PRIMARY_TEMPLATE_P (arg))
14545             return 1;
14546
14547           {
14548             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
14549             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
14550             tree parm_parms 
14551               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
14552                   (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_DECL (parm));
14553             int i, len;
14554             int parm_variadic_p = 0;
14555
14556             /* The resolution to DR150 makes clear that default
14557                arguments for an N-argument may not be used to bind T
14558                to a template template parameter with fewer than N
14559                parameters.  It is not safe to permit the binding of
14560                default arguments as an extension, as that may change
14561                the meaning of a conforming program.  Consider:
14562
14563                   struct Dense { static const unsigned int dim = 1; };
14564
14565                   template <template <typename> class View,
14566                             typename Block>
14567                   void operator+(float, View<Block> const&);
14568
14569                   template <typename Block,
14570                             unsigned int Dim = Block::dim>
14571                   struct Lvalue_proxy { operator float() const; };
14572
14573                   void
14574                   test_1d (void) {
14575                     Lvalue_proxy<Dense> p;
14576                     float b;
14577                     b + p;
14578                   }
14579
14580               Here, if Lvalue_proxy is permitted to bind to View, then
14581               the global operator+ will be used; if they are not, the
14582               Lvalue_proxy will be converted to float.  */
14583             if (coerce_template_parms (parm_parms,
14584                                        argvec,
14585                                        TYPE_TI_TEMPLATE (parm),
14586                                        tf_none,
14587                                        /*require_all_args=*/true,
14588                                        /*use_default_args=*/false)
14589                 == error_mark_node)
14590               return 1;
14591
14592             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
14593                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
14594                rather than the whole TREE_VEC since they can have
14595                different number of elements.  */
14596
14597             parmvec = expand_template_argument_pack (parmvec);
14598             argvec = expand_template_argument_pack (argvec);
14599
14600             len = TREE_VEC_LENGTH (parmvec);
14601
14602             /* Check if the parameters end in a pack, making them
14603                variadic.  */
14604             if (len > 0
14605                 && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (parmvec, len - 1)))
14606               parm_variadic_p = 1;
14607             
14608             if (TREE_VEC_LENGTH (argvec) < len - parm_variadic_p)
14609               return 1;
14610
14611              for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
14612               {
14613                 if (unify (tparms, targs,
14614                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
14615                            TREE_VEC_ELT (argvec, i),
14616                            UNIFY_ALLOW_NONE))
14617                   return 1;
14618               }
14619
14620             if (parm_variadic_p
14621                 && unify_pack_expansion (tparms, targs,
14622                                          parmvec, argvec,
14623                                          UNIFY_ALLOW_NONE,
14624                                          /*call_args_p=*/false,
14625                                          /*subr=*/false))
14626               return 1;
14627           }
14628           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
14629
14630           /* Fall through to deduce template name.  */
14631         }
14632
14633       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
14634           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
14635         {
14636           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
14637
14638           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
14639           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
14640             return 0;
14641           else if (targ)
14642             return 1;
14643         }
14644       else
14645         {
14646           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
14647              a match unless we are allowing additional qualification.
14648              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
14649              that binds `const int' to `T'.  */
14650           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
14651                                          arg, parm))
14652             return 1;
14653
14654           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
14655              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
14656           arg = cp_build_qualified_type_real
14657             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
14658           if (arg == error_mark_node)
14659             return 1;
14660
14661           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
14662           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
14663             return 0;
14664           else if (targ)
14665             return 1;
14666
14667           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
14668              that were talking about variable-sized arrays (like
14669              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
14670              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
14671              the bound of the array will not be computable in an
14672              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
14673              ISO C++, so we can do as we please here.  */
14674           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
14675             return 1;
14676
14677           /* Strip typedefs as in convert_template_argument.  */
14678           arg = strip_typedefs (arg);
14679         }
14680
14681       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
14682          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
14683       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
14684           && !template_parameter_pack_p (parm))
14685         return 1;
14686
14687       /* If the argument deduction results is a METHOD_TYPE,
14688          then there is a problem.
14689          METHOD_TYPE doesn't map to any real C++ type the result of
14690          the deduction can not be of that type.  */
14691       if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
14692         return 1;
14693
14694       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
14695       return 0;
14696
14697     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
14698       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
14699       if (tparm == error_mark_node)
14700         return 1;
14701
14702       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
14703           != template_decl_level (tparm))
14704         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
14705            to see if it matches ARG.  */
14706         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
14707                  && cp_tree_equal (parm, arg));
14708
14709       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
14710       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
14711
14712       if (targ)
14713         return !cp_tree_equal (targ, arg);
14714
14715       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
14716          with a non-type template-parameter, the non-type
14717          template-parameter is used in an expression in the function
14718          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
14719          deduced, the template-argument type shall match the type of the
14720          template-parameter exactly, except that a template-argument
14721          deduced from an array bound may be of any integral type.
14722          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
14723       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
14724       if (!TREE_TYPE (arg))
14725         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
14726            It will later be processed in convert_template_argument.  */
14727         ;
14728       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
14729         /* OK */;
14730       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
14731                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
14732                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
14733         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
14734            template argument must exactly match the types of the
14735            corresponding parameter.  */
14736         arg = fold (build_nop (tparm, arg));
14737       else if (uses_template_parms (tparm))
14738         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
14739            later.  */
14740         return 0;
14741       else
14742         return 1;
14743
14744       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
14745          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
14746       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
14747           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm))
14748         return 1;
14749
14750       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
14751       return 0;
14752
14753     case PTRMEM_CST:
14754      {
14755         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
14756          another constant.  */
14757       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
14758         return 1;
14759
14760       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
14761          wrong, depending on the strict flags) to unify also
14762          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
14763          arg refer to the same variable, even if through different
14764          classes. For instance:
14765
14766          struct A { int x; };
14767          struct B : A { };
14768
14769          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
14770       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
14771                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
14772      }
14773
14774     case POINTER_TYPE:
14775       {
14776         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
14777           return 1;
14778
14779         /* [temp.deduct.call]
14780
14781            A can be another pointer or pointer to member type that can
14782            be converted to the deduced A via a qualification
14783            conversion (_conv.qual_).
14784
14785            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
14786            This will allow for additional cv-qualification of the
14787            pointed-to types if appropriate.  */
14788
14789         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
14790           /* The derived-to-base conversion only persists through one
14791              level of pointers.  */
14792           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
14793
14794         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
14795                       TREE_TYPE (arg), strict);
14796       }
14797
14798     case REFERENCE_TYPE:
14799       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
14800         return 1;
14801       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
14802                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
14803
14804     case ARRAY_TYPE:
14805       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
14806         return 1;
14807       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
14808           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
14809         return 1;
14810       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
14811         {
14812           tree parm_max;
14813           tree arg_max;
14814           bool parm_cst;
14815           bool arg_cst;
14816
14817           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
14818              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
14819              not an integer constant.  We cannot unify arbitrarily
14820              complex expressions, so we eliminate the MINUS_EXPRs
14821              here.  */
14822           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
14823           parm_cst = TREE_CODE (parm_max) == INTEGER_CST;
14824           if (!parm_cst)
14825             {
14826               gcc_assert (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR);
14827               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
14828             }
14829           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
14830           arg_cst = TREE_CODE (arg_max) == INTEGER_CST;
14831           if (!arg_cst)
14832             {
14833               /* The ARG_MAX may not be a simple MINUS_EXPR, if we are
14834                  trying to unify the type of a variable with the type
14835                  of a template parameter.  For example:
14836
14837                    template <unsigned int N>
14838                    void f (char (&) [N]);
14839                    int g(); 
14840                    void h(int i) {
14841                      char a[g(i)];
14842                      f(a); 
14843                    }
14844
14845                 Here, the type of the ARG will be "int [g(i)]", and
14846                 may be a SAVE_EXPR, etc.  */
14847               if (TREE_CODE (arg_max) != MINUS_EXPR)
14848                 return 1;
14849               arg_max = TREE_OPERAND (arg_max, 0);
14850             }
14851
14852           /* If only one of the bounds used a MINUS_EXPR, compensate
14853              by adding one to the other bound.  */
14854           if (parm_cst && !arg_cst)
14855             parm_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
14856                                     integer_type_node,
14857                                     parm_max,
14858                                     integer_one_node);
14859           else if (arg_cst && !parm_cst)
14860             arg_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
14861                                    integer_type_node,
14862                                    arg_max,
14863                                    integer_one_node);
14864
14865           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
14866             return 1;
14867         }
14868       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
14869                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
14870
14871     case REAL_TYPE:
14872     case COMPLEX_TYPE:
14873     case VECTOR_TYPE:
14874     case INTEGER_TYPE:
14875     case BOOLEAN_TYPE:
14876     case ENUMERAL_TYPE:
14877     case VOID_TYPE:
14878       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
14879         return 1;
14880
14881       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
14882          function.  */
14883       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
14884         return 1;
14885
14886       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
14887          will invalidate it if necessary.  */
14888       return 0;
14889
14890       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
14891       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
14892     case INTEGER_CST:
14893       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
14894         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
14895
14896       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
14897         return 1;
14898       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
14899
14900     case TREE_VEC:
14901       {
14902         int i;
14903         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
14904           return 1;
14905         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
14906           return 1;
14907         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
14908           if (unify (tparms, targs,
14909                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
14910                      UNIFY_ALLOW_NONE))
14911             return 1;
14912         return 0;
14913       }
14914
14915     case RECORD_TYPE:
14916     case UNION_TYPE:
14917       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
14918         return 1;
14919
14920       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
14921         {
14922           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
14923             return 1;
14924
14925           return unify (tparms, targs,
14926                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
14927                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
14928                         strict);
14929         }
14930
14931       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
14932         {
14933           tree t = NULL_TREE;
14934
14935           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
14936             {
14937               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
14938               t = try_class_unification (tparms, targs,
14939                                          parm, arg);
14940
14941               if (!t)
14942                 {
14943                   /* Fallback to the special case allowed in
14944                      [temp.deduct.call]:
14945
14946                        If P is a class, and P has the form
14947                        template-id, then A can be a derived class of
14948                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
14949                        a class of the form template-id, A can be a
14950                        pointer to a derived class pointed to by the
14951                        deduced A.  */
14952                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
14953
14954                   if (!t)
14955                     return 1;
14956                 }
14957             }
14958           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
14959                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
14960                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
14961             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
14962                Then, we should unify `int' and `U'.  */
14963             t = arg;
14964           else
14965             /* There's no chance of unification succeeding.  */
14966             return 1;
14967
14968           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
14969                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
14970         }
14971       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
14972         return 1;
14973       return 0;
14974
14975     case METHOD_TYPE:
14976     case FUNCTION_TYPE:
14977       {
14978         unsigned int nargs;
14979         tree *args;
14980         tree a;
14981         unsigned int i;
14982
14983         if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
14984           return 1;
14985
14986         /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
14987            match exactly.  We need to check them explicitly here,
14988            because type_unification_real treats them as any other
14989            cv-qualified parameter.  */
14990         if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
14991             && (!check_cv_quals_for_unify
14992                 (UNIFY_ALLOW_NONE,
14993                  TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (arg))),
14994                  TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (parm))))))
14995           return 1;
14996
14997         if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
14998                    TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
14999           return 1;
15000
15001         nargs = list_length (TYPE_ARG_TYPES (arg));
15002         args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
15003         for (a = TYPE_ARG_TYPES (arg), i = 0;
15004              a != NULL_TREE && a != void_list_node;
15005              a = TREE_CHAIN (a), ++i)
15006           args[i] = TREE_VALUE (a);
15007         nargs = i;
15008
15009         return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
15010                                       args, nargs, 1, DEDUCE_EXACT,
15011                                       LOOKUP_NORMAL);
15012       }
15013
15014     case OFFSET_TYPE:
15015       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
15016          deduces the type of the member as a function type. */
15017       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
15018         {
15019           tree method_type;
15020           tree fntype;
15021           cp_cv_quals cv_quals;
15022
15023           /* Check top-level cv qualifiers */
15024           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
15025             return 1;
15026
15027           if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
15028                      TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
15029             return 1;
15030
15031           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
15032           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
15033           fntype =
15034             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
15035                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
15036
15037           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
15038              implicit object parameter and place them on the function
15039              type to be restored later. */
15040           cv_quals =
15041             cp_type_quals(TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (method_type))));
15042           fntype = build_qualified_type (fntype, cv_quals);
15043           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict);
15044         }
15045
15046       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
15047         return 1;
15048       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
15049                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
15050         return 1;
15051       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
15052                     strict);
15053
15054     case CONST_DECL:
15055       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
15056         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
15057       if (arg != integral_constant_value (parm))
15058         return 1;
15059       return 0;
15060
15061     case FIELD_DECL:
15062     case TEMPLATE_DECL:
15063       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
15064       return 1;
15065
15066     case VAR_DECL:
15067       /* A non-type template parameter that is a variable should be a
15068          an integral constant, in which case, it whould have been
15069          folded into its (constant) value. So we should not be getting
15070          a variable here.  */
15071       gcc_unreachable ();
15072
15073     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
15074     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
15075       {
15076         tree packed_parms = ARGUMENT_PACK_ARGS (parm);
15077         tree packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
15078         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (packed_parms);
15079         int argslen = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
15080         int parm_variadic_p = 0;
15081
15082         for (i = 0; i < len; ++i)
15083           {
15084             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (packed_parms, i)))
15085               {
15086                 if (i == len - 1)
15087                   /* We can unify against something with a trailing
15088                      parameter pack.  */
15089                   parm_variadic_p = 1;
15090                 else
15091                   /* Since there is something following the pack
15092                      expansion, we cannot unify this template argument
15093                      list.  */
15094                   return 0;
15095               }
15096           }
15097           
15098
15099         /* If we don't have enough arguments to satisfy the parameters
15100            (not counting the pack expression at the end), or we have
15101            too many arguments for a parameter list that doesn't end in
15102            a pack expression, we can't unify.  */
15103         if (argslen < (len - parm_variadic_p)
15104             || (argslen > len && !parm_variadic_p))
15105           return 1;
15106
15107         /* Unify all of the parameters that precede the (optional)
15108            pack expression.  */
15109         for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
15110           {
15111             if (unify (tparms, targs, TREE_VEC_ELT (packed_parms, i),
15112                        TREE_VEC_ELT (packed_args, i), strict))
15113               return 1;
15114           }
15115
15116         if (parm_variadic_p)
15117           return unify_pack_expansion (tparms, targs, 
15118                                        packed_parms, packed_args,
15119                                        strict, /*call_args_p=*/false,
15120                                        /*subr=*/false);
15121         return 0;
15122       }
15123
15124       break;
15125
15126     case TYPEOF_TYPE:
15127     case DECLTYPE_TYPE:
15128       /* Cannot deduce anything from TYPEOF_TYPE or DECLTYPE_TYPE
15129          nodes.  */
15130       return 0;
15131
15132     case ERROR_MARK:
15133       /* Unification fails if we hit an error node.  */
15134       return 1;
15135
15136     default:
15137       gcc_assert (EXPR_P (parm));
15138
15139       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
15140          something like:
15141
15142            template <int I>
15143            void foo(S<I>, S<I + 2>);
15144
15145          This is a "nondeduced context":
15146
15147            [deduct.type]
15148
15149            The nondeduced contexts are:
15150
15151            --A type that is a template-id in which one or more of
15152              the template-arguments is an expression that references
15153              a template-parameter.
15154
15155          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
15156          actually infer any unifications.  */
15157
15158       if (!uses_template_parms (parm)
15159           && !template_args_equal (parm, arg))
15160         return 1;
15161       else
15162         return 0;
15163     }
15164 }
15165 \f
15166 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
15167    required.  */
15168
15169 static void
15170 mark_definable (tree decl)
15171 {
15172   tree clone;
15173   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
15174   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
15175     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
15176 }
15177
15178 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
15179    explicitly instantiated class.  */
15180
15181 void
15182 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
15183 {
15184   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
15185
15186   /* If this entity has already been written out, it's too late to
15187      make any modifications.  */
15188   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
15189     return;
15190
15191   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
15192     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
15193        set correctly by tsubst.  */
15194     TREE_PUBLIC (result) = 1;
15195
15196   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
15197   DECL_COMDAT (result) = 0;
15198
15199   if (extern_p)
15200     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
15201   else
15202     {
15203       mark_definable (result);
15204       /* Always make artificials weak.  */
15205       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
15206         comdat_linkage (result);
15207       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
15208          linkonce sections.  */
15209       else if (TREE_PUBLIC (result))
15210         maybe_make_one_only (result);
15211     }
15212
15213   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
15214      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
15215      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
15216      emitted here.  In neither circumstance do we want
15217      import_export_decl to adjust the linkage.  */
15218   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
15219 }
15220
15221 /* Subroutine of more_specialized_fn: check whether TARGS is missing any
15222    important template arguments.  If any are missing, we check whether
15223    they're important by using error_mark_node for substituting into any
15224    args that were used for partial ordering (the ones between ARGS and END)
15225    and seeing if it bubbles up.  */
15226
15227 static bool
15228 check_undeduced_parms (tree targs, tree args, tree end)
15229 {
15230   bool found = false;
15231   int i;
15232   for (i = TREE_VEC_LENGTH (targs) - 1; i >= 0; --i)
15233     if (TREE_VEC_ELT (targs, i) == NULL_TREE)
15234       {
15235         found = true;
15236         TREE_VEC_ELT (targs, i) = error_mark_node;
15237       }
15238   if (found)
15239     {
15240       for (; args != end; args = TREE_CHAIN (args))
15241         {
15242           tree substed = tsubst (TREE_VALUE (args), targs, tf_none, NULL_TREE);
15243           if (substed == error_mark_node)
15244             return true;
15245         }
15246     }
15247   return false;
15248 }
15249
15250 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
15251
15252    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
15253    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
15254    0 if neither is more specialized.
15255
15256    LEN indicates the number of parameters we should consider
15257    (defaulted parameters should not be considered).
15258
15259    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
15260    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
15261    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
15262    the templates will be more specialized if all the *other*
15263    template's arguments deduce against its arguments and at least one
15264    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
15265    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
15266    The arguments used in deduction have reference and top level cv
15267    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
15268    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
15269    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
15270    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
15271    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
15272    we do *not* verify the deduced template argument values can be
15273    substituted into non-deduced contexts.
15274
15275    The logic can be a bit confusing here, because we look at deduce1 and
15276    targs1 to see if pat2 is at least as specialized, and vice versa; if we
15277    can find template arguments for pat1 to make arg1 look like arg2, that
15278    means that arg2 is at least as specialized as arg1.  */
15279
15280 int
15281 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
15282 {
15283   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
15284   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
15285   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
15286   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
15287   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
15288   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
15289   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
15290   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
15291   tree origs1, origs2;
15292   bool lose1 = false;
15293   bool lose2 = false;
15294
15295   /* Remove the this parameter from non-static member functions.  If
15296      one is a non-static member function and the other is not a static
15297      member function, remove the first parameter from that function
15298      also.  This situation occurs for operator functions where we
15299      locate both a member function (with this pointer) and non-member
15300      operator (with explicit first operand).  */
15301   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
15302     {
15303       len--; /* LEN is the number of significant arguments for DECL1 */
15304       args1 = TREE_CHAIN (args1);
15305       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl2))
15306         args2 = TREE_CHAIN (args2);
15307     }
15308   else if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
15309     {
15310       args2 = TREE_CHAIN (args2);
15311       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl1))
15312         {
15313           len--;
15314           args1 = TREE_CHAIN (args1);
15315         }
15316     }
15317
15318   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
15319   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
15320     return 0;
15321
15322   /* Consider the return type for a conversion function */
15323   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
15324     {
15325       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
15326       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
15327       len++;
15328     }
15329
15330   processing_template_decl++;
15331
15332   origs1 = args1;
15333   origs2 = args2;
15334
15335   while (len--
15336          /* Stop when an ellipsis is seen.  */
15337          && args1 != NULL_TREE && args2 != NULL_TREE)
15338     {
15339       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
15340       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
15341       int deduce1, deduce2;
15342       int quals1 = -1;
15343       int quals2 = -1;
15344
15345       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
15346           && TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15347         {
15348           /* When both arguments are pack expansions, we need only
15349              unify the patterns themselves.  */
15350           arg1 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg1);
15351           arg2 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg2);
15352
15353           /* This is the last comparison we need to do.  */
15354           len = 0;
15355         }
15356
15357       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
15358         {
15359           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
15360           quals1 = cp_type_quals (arg1);
15361         }
15362
15363       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
15364         {
15365           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
15366           quals2 = cp_type_quals (arg2);
15367         }
15368
15369       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
15370         {
15371           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
15372              array/function pointer decay to it.  This is not part of
15373              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
15374              for the function call itself, and with our earlier
15375              implementation of the underspecified partial ordering
15376              rules.  (nathan).  */
15377           if (quals1 >= 0)
15378             {
15379               switch (TREE_CODE (arg1))
15380                 {
15381                 case ARRAY_TYPE:
15382                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
15383                   /* FALLTHROUGH. */
15384                 case FUNCTION_TYPE:
15385                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
15386                   break;
15387
15388                 default:
15389                   break;
15390                 }
15391             }
15392           else
15393             {
15394               switch (TREE_CODE (arg2))
15395                 {
15396                 case ARRAY_TYPE:
15397                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
15398                   /* FALLTHROUGH. */
15399                 case FUNCTION_TYPE:
15400                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
15401                   break;
15402
15403                 default:
15404                   break;
15405                 }
15406             }
15407         }
15408
15409       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
15410       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
15411
15412       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15413         {
15414           int i, len2 = list_length (args2);
15415           tree parmvec = make_tree_vec (1);
15416           tree argvec = make_tree_vec (len2);
15417           tree ta = args2;
15418
15419           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
15420           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg1;
15421
15422           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
15423              arguments.  */
15424           for (i = 0; i < len2; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
15425             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
15426
15427           deduce1 = !unify_pack_expansion (tparms1, targs1, parmvec, 
15428                                            argvec, UNIFY_ALLOW_NONE, 
15429                                            /*call_args_p=*/false, 
15430                                            /*subr=*/0);
15431
15432           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG1 is
15433              a pack expansion but ARG2 is not.  */
15434           deduce2 = 0;
15435         }
15436       else if (TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15437         {
15438           int i, len1 = list_length (args1);
15439           tree parmvec = make_tree_vec (1);
15440           tree argvec = make_tree_vec (len1);
15441           tree ta = args1;
15442
15443           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
15444           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg2;
15445
15446           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
15447              arguments.  */
15448           for (i = 0; i < len1; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
15449             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
15450
15451           deduce2 = !unify_pack_expansion (tparms2, targs2, parmvec, 
15452                                            argvec, UNIFY_ALLOW_NONE, 
15453                                            /*call_args_p=*/false, 
15454                                            /*subr=*/0);
15455
15456           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG2 is
15457              a pack expansion but ARG1 is not.*/
15458           deduce1 = 0;
15459         }
15460
15461       else
15462         {
15463           /* The normal case, where neither argument is a pack
15464              expansion.  */
15465           deduce1 = !unify (tparms1, targs1, arg1, arg2, UNIFY_ALLOW_NONE);
15466           deduce2 = !unify (tparms2, targs2, arg2, arg1, UNIFY_ALLOW_NONE);
15467         }
15468
15469       /* If we couldn't deduce arguments for tparms1 to make arg1 match
15470          arg2, then arg2 is not as specialized as arg1.  */
15471       if (!deduce1)
15472         lose2 = true;
15473       if (!deduce2)
15474         lose1 = true;
15475
15476       /* "If, for a given type, deduction succeeds in both directions
15477          (i.e., the types are identical after the transformations above)
15478          and if the type from the argument template is more cv-qualified
15479          than the type from the parameter template (as described above)
15480          that type is considered to be more specialized than the other. If
15481          neither type is more cv-qualified than the other then neither type
15482          is more specialized than the other."  */
15483
15484       if (deduce1 && deduce2
15485           && quals1 != quals2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
15486         {
15487           if ((quals1 & quals2) == quals2)
15488             lose2 = true;
15489           if ((quals1 & quals2) == quals1)
15490             lose1 = true;
15491         }
15492
15493       if (lose1 && lose2)
15494         /* We've failed to deduce something in either direction.
15495            These must be unordered.  */
15496         break;
15497
15498       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
15499           || TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15500         /* We have already processed all of the arguments in our
15501            handing of the pack expansion type.  */
15502         len = 0;
15503
15504       args1 = TREE_CHAIN (args1);
15505       args2 = TREE_CHAIN (args2);
15506     }
15507
15508   /* "In most cases, all template parameters must have values in order for
15509      deduction to succeed, but for partial ordering purposes a template
15510      parameter may remain without a value provided it is not used in the
15511      types being used for partial ordering."
15512
15513      Thus, if we are missing any of the targs1 we need to substitute into
15514      origs1, then pat2 is not as specialized as pat1.  This can happen when
15515      there is a nondeduced context.  */
15516   if (!lose2 && check_undeduced_parms (targs1, origs1, args1))
15517     lose2 = true;
15518   if (!lose1 && check_undeduced_parms (targs2, origs2, args2))
15519     lose1 = true;
15520
15521   processing_template_decl--;
15522
15523   /* All things being equal, if the next argument is a pack expansion
15524      for one function but not for the other, prefer the
15525      non-variadic function.  FIXME this is bogus; see c++/41958.  */
15526   if (lose1 == lose2
15527       && args1 && TREE_VALUE (args1)
15528       && args2 && TREE_VALUE (args2))
15529     {
15530       lose1 = TREE_CODE (TREE_VALUE (args1)) == TYPE_PACK_EXPANSION;
15531       lose2 = TREE_CODE (TREE_VALUE (args2)) == TYPE_PACK_EXPANSION;
15532     }
15533
15534   if (lose1 == lose2)
15535     return 0;
15536   else if (!lose1)
15537     return 1;
15538   else
15539     return -1;
15540 }
15541
15542 /* Determine which of two partial specializations is more specialized.
15543
15544    PAT1 is a TREE_LIST whose TREE_TYPE is the _TYPE node corresponding
15545    to the first partial specialization.  The TREE_VALUE is the
15546    innermost set of template parameters for the partial
15547    specialization.  PAT2 is similar, but for the second template.
15548
15549    Return 1 if the first partial specialization is more specialized;
15550    -1 if the second is more specialized; 0 if neither is more
15551    specialized.
15552
15553    See [temp.class.order] for information about determining which of
15554    two templates is more specialized.  */
15555
15556 static int
15557 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2)
15558 {
15559   tree targs;
15560   tree tmpl1, tmpl2;
15561   int winner = 0;
15562   bool any_deductions = false;
15563
15564   tmpl1 = TREE_TYPE (pat1);
15565   tmpl2 = TREE_TYPE (pat2);
15566
15567   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
15568      different class template specializations, we may encounter dependent
15569      types in the arguments, and we need our dependency check functions
15570      to behave correctly.  */
15571   ++processing_template_decl;
15572   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1),
15573                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1),
15574                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2));
15575   if (targs)
15576     {
15577       --winner;
15578       any_deductions = true;
15579     }
15580
15581   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2),
15582                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2),
15583                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1));
15584   if (targs)
15585     {
15586       ++winner;
15587       any_deductions = true;
15588     }
15589   --processing_template_decl;
15590
15591   /* In the case of a tie where at least one of the class templates
15592      has a parameter pack at the end, the template with the most
15593      non-packed parameters wins.  */
15594   if (winner == 0
15595       && any_deductions
15596       && (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1))
15597           || template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2))))
15598     {
15599       tree args1 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat1));
15600       tree args2 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat2));
15601       int len1 = TREE_VEC_LENGTH (args1);
15602       int len2 = TREE_VEC_LENGTH (args2);
15603
15604       /* We don't count the pack expansion at the end.  */
15605       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1)))
15606         --len1;
15607       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2)))
15608         --len2;
15609
15610       if (len1 > len2)
15611         return 1;
15612       else if (len1 < len2)
15613         return -1;
15614     }
15615
15616   return winner;
15617 }
15618
15619 /* Return the template arguments that will produce the function signature
15620    DECL from the function template FN, with the explicit template
15621    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
15622    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
15623    found.  */
15624
15625 static tree
15626 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
15627 {
15628   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
15629   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
15630   tree decl_type;
15631   tree decl_arg_types;
15632   tree *args;
15633   unsigned int nargs, ix;
15634   tree arg;
15635
15636   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
15637      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
15638      FN.  */
15639   decl_type = TREE_TYPE (decl);
15640   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
15641     {
15642       tree tmpl;
15643       tree converted_args;
15644
15645       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
15646         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
15647       else
15648         /* We can get here for some invalid specializations.  */
15649         return NULL_TREE;
15650
15651       converted_args
15652         = coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
15653                                  explicit_args, NULL_TREE,
15654                                  tf_none,
15655                                  /*require_all_args=*/false,
15656                                  /*use_default_args=*/false);
15657       if (converted_args == error_mark_node)
15658         return NULL_TREE;
15659
15660       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
15661       if (decl_type == error_mark_node)
15662         return NULL_TREE;
15663     }
15664
15665   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
15666   decl_arg_types = skip_artificial_parms_for (decl, 
15667                                               TYPE_ARG_TYPES (decl_type));
15668
15669   nargs = list_length (decl_arg_types);
15670   args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
15671   for (arg = decl_arg_types, ix = 0;
15672        arg != NULL_TREE && arg != void_list_node;
15673        arg = TREE_CHAIN (arg), ++ix)
15674     args[ix] = TREE_VALUE (arg);
15675
15676   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
15677                            args, ix,
15678                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
15679                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
15680                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL))
15681     return NULL_TREE;
15682
15683   return targs;
15684 }
15685
15686 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
15687    template specialization whose innermost template parameters are
15688    TPARMS, and whose specialization arguments are SPEC_ARGS, yield the
15689    ARGS.
15690
15691    For example, suppose we have:
15692
15693      template <class T, class U> struct S {};
15694      template <class T> struct S<T*, int> {};
15695
15696    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
15697    {T}, the SPEC_ARGS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
15698    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
15699    is bound to `double'.  */
15700
15701 static tree
15702 get_class_bindings (tree tparms, tree spec_args, tree args)
15703 {
15704   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
15705   tree deduced_args;
15706   tree innermost_deduced_args;
15707
15708   innermost_deduced_args = make_tree_vec (ntparms);
15709   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
15710     {
15711       deduced_args = copy_node (args);
15712       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (deduced_args,
15713                            TMPL_ARGS_DEPTH (deduced_args),
15714                            innermost_deduced_args);
15715     }
15716   else
15717     deduced_args = innermost_deduced_args;
15718
15719   if (unify (tparms, deduced_args,
15720              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
15721              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
15722              UNIFY_ALLOW_NONE))
15723     return NULL_TREE;
15724
15725   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
15726     if (! TREE_VEC_ELT (innermost_deduced_args, i))
15727       return NULL_TREE;
15728
15729   /* Verify that nondeduced template arguments agree with the type
15730      obtained from argument deduction.
15731
15732      For example:
15733
15734        struct A { typedef int X; };
15735        template <class T, class U> struct C {};
15736        template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
15737
15738      Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
15739      `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
15740      is `int'.  */
15741   spec_args = tsubst (spec_args, deduced_args, tf_none, NULL_TREE);
15742   if (spec_args == error_mark_node
15743       /* We only need to check the innermost arguments; the other
15744          arguments will always agree.  */
15745       || !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
15746                               INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args)))
15747     return NULL_TREE;
15748
15749   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
15750      ensure that the arguments deduced for the template template
15751      parameters have compatible template parameter lists.  See the use
15752      of template_template_parm_bindings_ok_p in fn_type_unification
15753      for more information.  */
15754   if (!template_template_parm_bindings_ok_p (tparms, deduced_args))
15755     return NULL_TREE;
15756
15757   return deduced_args;
15758 }
15759
15760 /* TEMPLATES is a TREE_LIST.  Each TREE_VALUE is a TEMPLATE_DECL.
15761    Return the TREE_LIST node with the most specialized template, if
15762    any.  If there is no most specialized template, the error_mark_node
15763    is returned.
15764
15765    Note that this function does not look at, or modify, the
15766    TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of any of the nodes.  Since the node
15767    returned is one of the elements of INSTANTIATIONS, callers may
15768    store information in the TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of the nodes,
15769    and retrieve it from the value returned.  */
15770
15771 tree
15772 most_specialized_instantiation (tree templates)
15773 {
15774   tree fn, champ;
15775
15776   ++processing_template_decl;
15777
15778   champ = templates;
15779   for (fn = TREE_CHAIN (templates); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
15780     {
15781       int fate = 0;
15782
15783       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
15784                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
15785                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
15786         fate--;
15787
15788       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
15789                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
15790                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
15791         fate++;
15792
15793       if (fate == -1)
15794         champ = fn;
15795       else if (!fate)
15796         {
15797           /* Equally specialized, move to next function.  If there
15798              is no next function, nothing's most specialized.  */
15799           fn = TREE_CHAIN (fn);
15800           champ = fn;
15801           if (!fn)
15802             break;
15803         }
15804     }
15805
15806   if (champ)
15807     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
15808        instantiation list.  */
15809     for (fn = templates; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
15810       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
15811                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
15812                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false)
15813           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
15814                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
15815                             NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
15816         {
15817           champ = NULL_TREE;
15818           break;
15819         }
15820
15821   processing_template_decl--;
15822
15823   if (!champ)
15824     return error_mark_node;
15825
15826   return champ;
15827 }
15828
15829 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
15830    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
15831
15832    For example, given:
15833
15834      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
15835
15836    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
15837    the full template.  This function will not trace past partial
15838    specializations, however.  For example, given in addition:
15839
15840      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
15841
15842    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
15843    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
15844
15845 tree
15846 most_general_template (tree decl)
15847 {
15848   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
15849      an immediate specialization.  */
15850   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
15851     {
15852       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
15853         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
15854
15855         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
15856            template friend.  */
15857         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
15858           return NULL_TREE;
15859       } else
15860         return NULL_TREE;
15861     }
15862
15863   /* Look for more and more general templates.  */
15864   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
15865     {
15866       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
15867          (See cp-tree.h for details.)  */
15868       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
15869         break;
15870
15871       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
15872           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
15873         break;
15874
15875       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
15876       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
15877           && DECL_CONTEXT (decl)
15878           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
15879         break;
15880
15881       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
15882     }
15883
15884   return decl;
15885 }
15886
15887 /* Return the most specialized of the class template partial
15888    specializations of TMPL which can produce TYPE, a specialization of
15889    TMPL.  The value returned is actually a TREE_LIST; the TREE_TYPE is
15890    a _TYPE node corresponding to the partial specialization, while the
15891    TREE_PURPOSE is the set of template arguments that must be
15892    substituted into the TREE_TYPE in order to generate TYPE.
15893
15894    If the choice of partial specialization is ambiguous, a diagnostic
15895    is issued, and the error_mark_node is returned.  If there are no
15896    partial specializations of TMPL matching TYPE, then NULL_TREE is
15897    returned.  */
15898
15899 static tree
15900 most_specialized_class (tree type, tree tmpl)
15901 {
15902   tree list = NULL_TREE;
15903   tree t;
15904   tree champ;
15905   int fate;
15906   bool ambiguous_p;
15907   tree args;
15908   tree outer_args = NULL_TREE;
15909
15910   tmpl = most_general_template (tmpl);
15911   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
15912
15913   /* For determining which partial specialization to use, only the
15914      innermost args are interesting.  */
15915   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
15916     {
15917       outer_args = strip_innermost_template_args (args, 1);
15918       args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
15919     }
15920
15921   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
15922     {
15923       tree partial_spec_args;
15924       tree spec_args;
15925       tree parms = TREE_VALUE (t);
15926
15927       partial_spec_args = CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t));
15928       if (outer_args)
15929         {
15930           int i;
15931
15932           ++processing_template_decl;
15933
15934           /* Discard the outer levels of args, and then substitute in the
15935              template args from the enclosing class.  */
15936           partial_spec_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (partial_spec_args);
15937           partial_spec_args = tsubst_template_args
15938             (partial_spec_args, outer_args, tf_none, NULL_TREE);
15939
15940           /* PARMS already refers to just the innermost parms, but the
15941              template parms in partial_spec_args had their levels lowered
15942              by tsubst, so we need to do the same for the parm list.  We
15943              can't just tsubst the TREE_VEC itself, as tsubst wants to
15944              treat a TREE_VEC as an argument vector.  */
15945           parms = copy_node (parms);
15946           for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
15947             TREE_VEC_ELT (parms, i) =
15948               tsubst (TREE_VEC_ELT (parms, i), outer_args, tf_none, NULL_TREE);
15949
15950           --processing_template_decl;
15951         }
15952
15953       partial_spec_args =
15954           coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
15955                                  add_to_template_args (outer_args,
15956                                                        partial_spec_args),
15957                                  tmpl, tf_none,
15958                                  /*require_all_args=*/true,
15959                                  /*use_default_args=*/true);
15960
15961       if (partial_spec_args == error_mark_node)
15962         return error_mark_node;
15963
15964       spec_args = get_class_bindings (parms,
15965                                       partial_spec_args,
15966                                       args);
15967       if (spec_args)
15968         {
15969           if (outer_args)
15970             spec_args = add_to_template_args (outer_args, spec_args);
15971           list = tree_cons (spec_args, TREE_VALUE (t), list);
15972           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
15973         }
15974     }
15975
15976   if (! list)
15977     return NULL_TREE;
15978
15979   ambiguous_p = false;
15980   t = list;
15981   champ = t;
15982   t = TREE_CHAIN (t);
15983   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
15984     {
15985       fate = more_specialized_class (champ, t);
15986       if (fate == 1)
15987         ;
15988       else
15989         {
15990           if (fate == 0)
15991             {
15992               t = TREE_CHAIN (t);
15993               if (! t)
15994                 {
15995                   ambiguous_p = true;
15996                   break;
15997                 }
15998             }
15999           champ = t;
16000         }
16001     }
16002
16003   if (!ambiguous_p)
16004     for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
16005       {
16006         fate = more_specialized_class (champ, t);
16007         if (fate != 1)
16008           {
16009             ambiguous_p = true;
16010             break;
16011           }
16012       }
16013
16014   if (ambiguous_p)
16015     {
16016       const char *str;
16017       char *spaces = NULL;
16018       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
16019       str = TREE_CHAIN (list) ? _("candidates are:") : _("candidate is:");
16020       for (t = list; t; t = TREE_CHAIN (t))
16021         {
16022           error ("%s %+#T", spaces ? spaces : str, TREE_TYPE (t));
16023           spaces = spaces ? spaces : get_spaces (str);
16024         }
16025       free (spaces);
16026       return error_mark_node;
16027     }
16028
16029   return champ;
16030 }
16031
16032 /* Explicitly instantiate DECL.  */
16033
16034 void
16035 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
16036 {
16037   tree result = NULL_TREE;
16038   int extern_p = 0;
16039
16040   if (!decl || decl == error_mark_node)
16041     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
16042        an appropriate message.  */
16043     return;
16044   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
16045     {
16046       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
16047       return;
16048     }
16049   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
16050     {
16051       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
16052          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
16053          the latter, the DECL we get back will be marked as a
16054          template instantiation, and the appropriate
16055          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
16056          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
16057          should handle VAR_DECLs as it currently handles
16058          FUNCTION_DECLs.  */
16059       if (!DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
16060         {
16061           error ("%qD is not a static data member of a class template", decl);
16062           return;
16063         }
16064       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
16065       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
16066         {
16067           error ("no matching template for %qD found", decl);
16068           return;
16069         }
16070       if (!same_type_p (TREE_TYPE (result), TREE_TYPE (decl)))
16071         {
16072           error ("type %qT for explicit instantiation %qD does not match "
16073                  "declared type %qT", TREE_TYPE (result), decl,
16074                  TREE_TYPE (decl));
16075           return;
16076         }
16077     }
16078   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
16079     {
16080       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
16081       return;
16082     }
16083   else
16084     result = decl;
16085
16086   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
16087      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
16088      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
16089      until we get here.  */
16090
16091   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
16092     {
16093       /* DR 259 [temp.spec].
16094
16095          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
16096          specialization shall not appear in a program unless the explicit
16097          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
16098
16099          For a given set of template parameters, if an explicit
16100          instantiation of a template appears after a declaration of an
16101          explicit specialization for that template, the explicit
16102          instantiation has no effect.  */
16103       return;
16104     }
16105   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
16106     {
16107       /* [temp.spec]
16108
16109          No program shall explicitly instantiate any template more
16110          than once.
16111
16112          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
16113          the first instantiation was `extern' and the second is not,
16114          and EXTERN_P for the opposite case.  */
16115       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
16116         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
16117       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
16118          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
16119       if (extern_p)
16120         return;
16121     }
16122   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
16123     {
16124       error ("no matching template for %qD found", result);
16125       return;
16126     }
16127   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
16128     {
16129       permerror (input_location, "explicit instantiation of non-template %q#D", result);
16130       return;
16131     }
16132
16133   if (storage == NULL_TREE)
16134     ;
16135   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
16136     {
16137       if (!in_system_header && (cxx_dialect == cxx98))
16138         pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
16139                  "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on explicit "
16140                  "instantiations");
16141       extern_p = 1;
16142     }
16143   else
16144     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
16145
16146   check_explicit_instantiation_namespace (result);
16147   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
16148   if (! extern_p)
16149     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1,
16150                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
16151 }
16152
16153 static void
16154 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
16155 {
16156   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
16157   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
16158   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
16159   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
16160   if (! extern_p)
16161     {
16162       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
16163       rest_of_type_compilation (t, 1);
16164     }
16165 }
16166
16167 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
16168    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
16169 static void
16170 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
16171 {
16172   tree storage = *(tree *) data;
16173
16174   if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (entry->type)
16175       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
16176     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
16177 }
16178
16179 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
16180    (a member function or a static member variable) of an
16181    explicitly instantiated class template.  */
16182 static void
16183 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
16184 {
16185   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
16186   if (! extern_p)
16187     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1,
16188                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
16189 }
16190
16191 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
16192    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
16193    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
16194    since the standard is unclear (as detailed below).  */
16195
16196 void
16197 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
16198 {
16199   int extern_p = 0;
16200   int nomem_p = 0;
16201   int static_p = 0;
16202   int previous_instantiation_extern_p = 0;
16203
16204   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
16205     t = TREE_TYPE (t);
16206
16207   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
16208     {
16209       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
16210       return;
16211     }
16212
16213   complete_type (t);
16214
16215   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
16216     {
16217       if (complain & tf_error)
16218         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
16219                t);
16220       return;
16221     }
16222
16223   if (storage != NULL_TREE)
16224     {
16225       if (!in_system_header)
16226         {
16227           if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
16228             {
16229               if (cxx_dialect == cxx98)
16230                 pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
16231                          "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on "
16232                          "explicit instantiations");
16233             }
16234           else
16235             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
16236                      "ISO C++ forbids the use of %qE"
16237                      " on explicit instantiations", storage);
16238         }
16239
16240       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
16241         nomem_p = 1;
16242       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
16243         extern_p = 1;
16244       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
16245         static_p = 1;
16246       else
16247         {
16248           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
16249                  storage);
16250           extern_p = 0;
16251         }
16252     }
16253
16254   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
16255     {
16256       /* DR 259 [temp.spec].
16257
16258          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
16259          specialization shall not appear in a program unless the explicit
16260          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
16261
16262          For a given set of template parameters, if an explicit
16263          instantiation of a template appears after a declaration of an
16264          explicit specialization for that template, the explicit
16265          instantiation has no effect.  */
16266       return;
16267     }
16268   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
16269     {
16270       /* [temp.spec]
16271
16272          No program shall explicitly instantiate any template more
16273          than once.
16274
16275          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
16276          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
16277          These cases are OK.  */
16278       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
16279
16280       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
16281           && (complain & tf_error))
16282         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
16283
16284       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
16285       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
16286         return;
16287     }
16288
16289   check_explicit_instantiation_namespace (TYPE_NAME (t));
16290   mark_class_instantiated (t, extern_p);
16291
16292   if (nomem_p)
16293     return;
16294
16295   {
16296     tree tmp;
16297
16298     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
16299        declarations, and not the definitions, of members are
16300        instantiated, we have here:
16301
16302          [temp.explicit]
16303
16304          The explicit instantiation of a class template specialization
16305          implies the instantiation of all of its members not
16306          previously explicitly specialized in the translation unit
16307          containing the explicit instantiation.
16308
16309        Of course, we can't instantiate member template classes, since
16310        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
16311        is unclear on whether the instantiation of the members are
16312        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
16313        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
16314
16315     if (! static_p)
16316       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
16317         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
16318             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
16319           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
16320
16321     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
16322       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
16323         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
16324
16325     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
16326       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
16327                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
16328   }
16329 }
16330
16331 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
16332    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
16333    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
16334    should occur for DECL, not the most general template.
16335
16336    One reason for doing this is a scenario like this:
16337
16338      template <class T>
16339      void f(const T&, int i);
16340
16341      void g() { f(3, 7); }
16342
16343      template <class T>
16344      void f(const T& t, const int i) { }
16345
16346    Note that when the template is first instantiated, with
16347    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
16348    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
16349    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
16350
16351 static void
16352 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
16353 {
16354   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
16355      template.  */
16356   tree args;
16357   tree code_pattern;
16358
16359   args = DECL_TI_ARGS (decl);
16360   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
16361
16362   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
16363      correctly.  */
16364   push_access_scope (decl);
16365
16366   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
16367     {
16368       tree decl_parm;
16369       tree pattern_parm;
16370       tree specs;
16371       int args_depth;
16372       int parms_depth;
16373
16374       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
16375       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
16376       if (args_depth > parms_depth)
16377         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
16378
16379       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
16380                                               args, tf_error, NULL_TREE);
16381       if (specs)
16382         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
16383                                                     specs);
16384
16385       /* Merge parameter declarations.  */
16386       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
16387                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
16388       pattern_parm
16389         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
16390                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
16391       while (decl_parm && !FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
16392         {
16393           tree parm_type;
16394           tree attributes;
16395           
16396           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
16397             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
16398           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
16399                               NULL_TREE);
16400           parm_type = type_decays_to (parm_type);
16401           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
16402             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
16403           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
16404           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
16405             {
16406               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
16407               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
16408             }
16409           decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
16410           pattern_parm = TREE_CHAIN (pattern_parm);
16411         }
16412       /* Merge any parameters that match with the function parameter
16413          pack.  */
16414       if (pattern_parm && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
16415         {
16416           int i, len;
16417           tree expanded_types;
16418           /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
16419              the parameters in this function parameter pack.  */
16420           expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (pattern_parm), 
16421                                                  args, tf_error, NULL_TREE);
16422           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
16423           for (i = 0; i < len; i++)
16424             {
16425               tree parm_type;
16426               tree attributes;
16427           
16428               if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
16429                 /* Rename the parameter to include the index.  */
16430                 DECL_NAME (decl_parm) = 
16431                   make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (pattern_parm), i);
16432               parm_type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
16433               parm_type = type_decays_to (parm_type);
16434               if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
16435                 TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
16436               attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
16437               if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
16438                 {
16439                   DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
16440                   cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
16441                 }
16442               decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
16443             }
16444         }
16445       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
16446       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
16447           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
16448         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
16449     }
16450   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
16451     DECL_INITIAL (decl) =
16452       tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
16453                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl),
16454                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
16455   else
16456     gcc_unreachable ();
16457
16458   pop_access_scope (decl);
16459 }
16460
16461 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
16462    substituted to get DECL.  */
16463
16464 tree
16465 template_for_substitution (tree decl)
16466 {
16467   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
16468
16469   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
16470      for the instantiation.  This is not always the most general
16471      template.  Consider, for example:
16472
16473         template <class T>
16474         struct S { template <class U> void f();
16475                    template <> void f<int>(); };
16476
16477      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
16478      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
16479   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
16480             more general template.  */
16481          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
16482            /* We must also deal with friend templates.  Given:
16483
16484                 template <class T> struct S {
16485                   template <class U> friend void f() {};
16486                 };
16487
16488               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
16489               so far as the language is concerned, but that's still
16490               where we get the pattern for the instantiation from.  On
16491               other hand, if the definition comes outside the class, say:
16492
16493                 template <class T> struct S {
16494                   template <class U> friend void f();
16495                 };
16496                 template <class U> friend void f() {}
16497
16498               we don't need to look any further.  That's what the check for
16499               DECL_INITIAL is for.  */
16500           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
16501               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
16502               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
16503     {
16504       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
16505          were a definition, we should be using it!  Note that we
16506          cannot restructure the loop to just keep going until we find
16507          a template with a definition, since that might go too far if
16508          a specialization was declared, but not defined.  */
16509       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
16510                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
16511
16512       /* Fetch the more general template.  */
16513       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
16514     }
16515
16516   return tmpl;
16517 }
16518
16519 /* Returns true if we need to instantiate this template instance even if we
16520    know we aren't going to emit it..  */
16521
16522 bool
16523 always_instantiate_p (tree decl)
16524 {
16525   /* We always instantiate inline functions so that we can inline them.  An
16526      explicit instantiation declaration prohibits implicit instantiation of
16527      non-inline functions.  With high levels of optimization, we would
16528      normally inline non-inline functions -- but we're not allowed to do
16529      that for "extern template" functions.  Therefore, we check
16530      DECL_DECLARED_INLINE_P, rather than possibly_inlined_p.  */
16531   return ((TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
16532            && DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
16533           /* And we need to instantiate static data members so that
16534              their initializers are available in integral constant
16535              expressions.  */
16536           || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
16537               && DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (decl)));
16538 }
16539
16540 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
16541    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
16542    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
16543    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
16544    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
16545    explicitly instantiated class template.  */
16546
16547 tree
16548 instantiate_decl (tree d, int defer_ok,
16549                   bool expl_inst_class_mem_p)
16550 {
16551   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
16552   tree gen_args;
16553   tree args;
16554   tree td;
16555   tree code_pattern;
16556   tree spec;
16557   tree gen_tmpl;
16558   bool pattern_defined;
16559   int need_push;
16560   location_t saved_loc = input_location;
16561   bool external_p;
16562
16563   /* This function should only be used to instantiate templates for
16564      functions and static member variables.  */
16565   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
16566               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
16567
16568   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
16569      are instantiated right away.  That allows for better code in the
16570      case that an expression refers to the value of the variable --
16571      if the variable has a constant value the referring expression can
16572      take advantage of that fact.  */
16573   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
16574     defer_ok = 0;
16575
16576   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
16577      functions they cloned.  */
16578   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
16579     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
16580
16581   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d)
16582       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (d))
16583     /* D has already been instantiated or explicitly specialized, so
16584        there's nothing for us to do here.
16585
16586        It might seem reasonable to check whether or not D is an explicit
16587        instantiation, and, if so, stop here.  But when an explicit
16588        instantiation is deferred until the end of the compilation,
16589        DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is set, even though we still need to do
16590        the instantiation.  */
16591     return d;
16592
16593   /* Check to see whether we know that this template will be
16594      instantiated in some other file, as with "extern template"
16595      extension.  */
16596   external_p = (DECL_INTERFACE_KNOWN (d) && DECL_REALLY_EXTERN (d));
16597
16598   /* In general, we do not instantiate such templates.  */
16599   if (external_p && !always_instantiate_p (d))
16600     return d;
16601
16602   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
16603   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
16604
16605   if (tmpl != gen_tmpl)
16606     /* We should already have the extra args.  */
16607     gcc_assert (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl))
16608                 == TMPL_ARGS_DEPTH (gen_args));
16609   /* And what's in the hash table should match D.  */
16610   gcc_assert ((spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args, 0)) == d
16611               || spec == NULL_TREE);
16612
16613   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
16614   if (! push_tinst_level (d))
16615     return d;
16616
16617   timevar_push (TV_PARSE);
16618
16619   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
16620      for the instantiation.  */
16621   td = template_for_substitution (d);
16622   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
16623
16624   /* We should never be trying to instantiate a member of a class
16625      template or partial specialization.  */
16626   gcc_assert (d != code_pattern);
16627
16628   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
16629       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
16630     /* In the case of a friend template whose definition is provided
16631        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
16632        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
16633     args = get_innermost_template_args
16634       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
16635   else
16636     args = gen_args;
16637
16638   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
16639     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
16640   else
16641     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
16642
16643   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
16644   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
16645
16646   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
16647      the linkage of D, remember that a definition is available for
16648      this entity.  */
16649   if (pattern_defined
16650       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
16651       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
16652     mark_definable (d);
16653
16654   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
16655
16656   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
16657      and no definition is available, treat it like an implicit
16658      instantiation.  */
16659   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p
16660       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
16661     {
16662       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
16663       DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
16664       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
16665     }
16666
16667   /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
16668      about ignoring cv qualifiers.  Don't do this for artificial decls,
16669      as it breaks the context-sensitive substitution for lambda op(). */
16670   if (!defer_ok && !DECL_ARTIFICIAL (d))
16671     {
16672       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
16673       tree type = TREE_TYPE (gen);
16674
16675       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
16676          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
16677          right context.  */
16678       push_access_scope (d);
16679
16680       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
16681         {
16682           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_warning_or_error, d);
16683           tsubst_exception_specification (type, gen_args, tf_warning_or_error,
16684                                           d);
16685           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
16686              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
16687              The function arguments are the same as the decl_arguments
16688              without the top level cv qualifiers.  */
16689           type = TREE_TYPE (type);
16690         }
16691       tsubst (type, gen_args, tf_warning_or_error, d);
16692
16693       pop_access_scope (d);
16694     }
16695
16696   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
16697      forbidden from doing so.  */
16698   if (/* If there is no definition, we cannot instantiate the
16699          template.  */
16700       ! pattern_defined
16701       /* If it's OK to postpone instantiation, do so.  */
16702       || defer_ok
16703       /* If this is a static data member that will be defined
16704          elsewhere, we don't want to instantiate the entire data
16705          member, but we do want to instantiate the initializer so that
16706          we can substitute that elsewhere.  */
16707       || (external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
16708     {
16709       /* The definition of the static data member is now required so
16710          we must substitute the initializer.  */
16711       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
16712           && !DECL_INITIAL (d)
16713           && DECL_INITIAL (code_pattern))
16714         {
16715           tree ns;
16716           tree init;
16717
16718           ns = decl_namespace_context (d);
16719           push_nested_namespace (ns);
16720           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
16721           init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern),
16722                               args,
16723                               tf_warning_or_error, NULL_TREE,
16724                               /*integral_constant_expression_p=*/false);
16725           cp_finish_decl (d, init, /*init_const_expr_p=*/false,
16726                           /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
16727                           LOOKUP_ONLYCONVERTING);
16728           pop_nested_class ();
16729           pop_nested_namespace (ns);
16730         }
16731
16732       /* We restore the source position here because it's used by
16733          add_pending_template.  */
16734       input_location = saved_loc;
16735
16736       if (at_eof && !pattern_defined
16737           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d)
16738           && DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
16739         /* [temp.explicit]
16740
16741            The definition of a non-exported function template, a
16742            non-exported member function template, or a non-exported
16743            member function or static data member of a class template
16744            shall be present in every translation unit in which it is
16745            explicitly instantiated.  */
16746         permerror (input_location,  "explicit instantiation of %qD "
16747                    "but no definition available", d);
16748
16749       /* ??? Historically, we have instantiated inline functions, even
16750          when marked as "extern template".  */
16751       if (!(external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
16752         add_pending_template (d);
16753       goto out;
16754     }
16755   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
16756      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
16757   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
16758     {
16759       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
16760          requested instantiation in the PCH it is still possible that
16761          an instantiation will be required in a file that includes the
16762          PCH.  */
16763       if (pch_file)
16764         add_pending_template (d);
16765       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
16766          job, even though we'll not be emitting a copy of this
16767          function.  */
16768       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && possibly_inlined_p (d)))
16769         goto out;
16770     }
16771
16772   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
16773   if (need_push)
16774     push_to_top_level ();
16775
16776   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
16777      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
16778   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
16779
16780   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
16781      by a subsequent redeclaration.  */
16782   regenerate_decl_from_template (d, td);
16783
16784   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
16785      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
16786   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
16787
16788   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
16789     {
16790       tree init;
16791
16792       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
16793          since we've reset the type of the declaration.  */
16794       SET_DECL_RTL (d, NULL_RTX);
16795       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
16796
16797       /* The initializer is placed in DECL_INITIAL by
16798          regenerate_decl_from_template.  Pull it out so that
16799          cp_finish_decl can process it.  */
16800       init = DECL_INITIAL (d);
16801       DECL_INITIAL (d) = NULL_TREE;
16802       DECL_INITIALIZED_P (d) = 0;
16803
16804       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
16805          initializer.  That function will defer actual emission until
16806          we have a chance to determine linkage.  */
16807       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
16808
16809       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
16810       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
16811       cp_finish_decl (d, init, false, NULL_TREE, 0);
16812       pop_nested_class ();
16813     }
16814   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
16815     {
16816       htab_t saved_local_specializations;
16817       tree subst_decl;
16818       tree tmpl_parm;
16819       tree spec_parm;
16820
16821       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
16822          template from within the body of another.  */
16823       saved_local_specializations = local_specializations;
16824
16825       /* Set up the list of local specializations.  */
16826       local_specializations = htab_create (37,
16827                                            hash_local_specialization,
16828                                            eq_local_specializations,
16829                                            NULL);
16830
16831       /* Set up context.  */
16832       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
16833
16834       /* Create substitution entries for the parameters.  */
16835       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
16836       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
16837       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
16838       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
16839         {
16840           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
16841           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
16842           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
16843         }
16844       while (tmpl_parm && !FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (tmpl_parm))
16845         {
16846           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
16847           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
16848           spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm);
16849         }
16850       if (tmpl_parm && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (tmpl_parm))
16851         {
16852           /* Register the (value) argument pack as a specialization of
16853              TMPL_PARM, then move on.  */
16854           tree argpack = make_fnparm_pack (spec_parm);
16855           register_local_specialization (argpack, tmpl_parm);
16856           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
16857           spec_parm = NULL_TREE;
16858         }
16859       gcc_assert (!spec_parm);
16860
16861       /* Substitute into the body of the function.  */
16862       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
16863                    tf_warning_or_error, tmpl,
16864                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
16865
16866       /* Set the current input_location to the end of the function
16867          so that finish_function knows where we are.  */
16868       input_location = DECL_STRUCT_FUNCTION (code_pattern)->function_end_locus;
16869
16870       /* We don't need the local specializations any more.  */
16871       htab_delete (local_specializations);
16872       local_specializations = saved_local_specializations;
16873
16874       /* Finish the function.  */
16875       d = finish_function (0);
16876       expand_or_defer_fn (d);
16877     }
16878
16879   /* We're not deferring instantiation any more.  */
16880   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
16881
16882   if (need_push)
16883     pop_from_top_level ();
16884
16885 out:
16886   input_location = saved_loc;
16887   pop_deferring_access_checks ();
16888   pop_tinst_level ();
16889
16890   timevar_pop (TV_PARSE);
16891
16892   return d;
16893 }
16894
16895 /* Run through the list of templates that we wish we could
16896    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
16897    number of times we retry pending template instantiation.  */
16898
16899 void
16900 instantiate_pending_templates (int retries)
16901 {
16902   int reconsider;
16903   location_t saved_loc = input_location;
16904
16905   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
16906      may require further template instantiations.  We place a limit here
16907      to avoid infinite loop.  */
16908   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
16909     {
16910       tree decl = pending_templates->tinst->decl;
16911
16912       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
16913              " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
16914              " (use -ftemplate-depth= to increase the maximum)",
16915              max_tinst_depth, decl);
16916       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
16917         /* Pretend that we defined it.  */
16918         DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
16919       return;
16920     }
16921
16922   do
16923     {
16924       struct pending_template **t = &pending_templates;
16925       struct pending_template *last = NULL;
16926       reconsider = 0;
16927       while (*t)
16928         {
16929           tree instantiation = reopen_tinst_level ((*t)->tinst);
16930           bool complete = false;
16931
16932           if (TYPE_P (instantiation))
16933             {
16934               tree fn;
16935
16936               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
16937                 {
16938                   instantiate_class_template (instantiation);
16939                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
16940                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
16941                          fn;
16942                          fn = TREE_CHAIN (fn))
16943                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
16944                         instantiate_decl (fn,
16945                                           /*defer_ok=*/0,
16946                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
16947                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
16948                     reconsider = 1;
16949                 }
16950
16951               complete = COMPLETE_TYPE_P (instantiation);
16952             }
16953           else
16954             {
16955               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
16956                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
16957                 {
16958                   instantiation
16959                     = instantiate_decl (instantiation,
16960                                         /*defer_ok=*/0,
16961                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
16962                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
16963                     reconsider = 1;
16964                 }
16965
16966               complete = (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
16967                           || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation));
16968             }
16969
16970           if (complete)
16971             /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
16972                need to consider it again in the future.  */
16973             *t = (*t)->next;
16974           else
16975             {
16976               last = *t;
16977               t = &(*t)->next;
16978             }
16979           tinst_depth = 0;
16980           current_tinst_level = NULL;
16981         }
16982       last_pending_template = last;
16983     }
16984   while (reconsider);
16985
16986   input_location = saved_loc;
16987 }
16988
16989 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
16990    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
16991    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
16992    instantiate_decl.  */
16993
16994 static tree
16995 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
16996 {
16997   tree inits = NULL_TREE;
16998
16999   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
17000     {
17001       tree decl;
17002       tree init;
17003       tree expanded_bases = NULL_TREE;
17004       tree expanded_arguments = NULL_TREE;
17005       int i, len = 1;
17006
17007       if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (t)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17008         {
17009           tree expr;
17010           tree arg;
17011
17012           /* Expand the base class expansion type into separate base
17013              classes.  */
17014           expanded_bases = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), argvec,
17015                                                  tf_warning_or_error,
17016                                                  NULL_TREE);
17017           if (expanded_bases == error_mark_node)
17018             continue;
17019           
17020           /* We'll be building separate TREE_LISTs of arguments for
17021              each base.  */
17022           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
17023           expanded_arguments = make_tree_vec (len);
17024           for (i = 0; i < len; i++)
17025             TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = NULL_TREE;
17026
17027           /* Build a dummy EXPR_PACK_EXPANSION that will be used to
17028              expand each argument in the TREE_VALUE of t.  */
17029           expr = make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
17030           PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (expr) =
17031             PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (TREE_PURPOSE (t));
17032
17033           if (TREE_VALUE (t) == void_type_node)
17034             /* VOID_TYPE_NODE is used to indicate
17035                value-initialization.  */
17036             {
17037               for (i = 0; i < len; i++)
17038                 TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = void_type_node;
17039             }
17040           else
17041             {
17042               /* Substitute parameter packs into each argument in the
17043                  TREE_LIST.  */
17044               in_base_initializer = 1;
17045               for (arg = TREE_VALUE (t); arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
17046                 {
17047                   tree expanded_exprs;
17048
17049                   /* Expand the argument.  */
17050                   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (expr, TREE_VALUE (arg));
17051                   expanded_exprs 
17052                     = tsubst_pack_expansion (expr, argvec,
17053                                              tf_warning_or_error,
17054                                              NULL_TREE);
17055                   if (expanded_exprs == error_mark_node)
17056                     continue;
17057
17058                   /* Prepend each of the expanded expressions to the
17059                      corresponding TREE_LIST in EXPANDED_ARGUMENTS.  */
17060                   for (i = 0; i < len; i++)
17061                     {
17062                       TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
17063                         tree_cons (NULL_TREE, 
17064                                    TREE_VEC_ELT (expanded_exprs, i),
17065                                    TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
17066                     }
17067                 }
17068               in_base_initializer = 0;
17069
17070               /* Reverse all of the TREE_LISTs in EXPANDED_ARGUMENTS,
17071                  since we built them backwards.  */
17072               for (i = 0; i < len; i++)
17073                 {
17074                   TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
17075                     nreverse (TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
17076                 }
17077             }
17078         }
17079
17080       for (i = 0; i < len; ++i)
17081         {
17082           if (expanded_bases)
17083             {
17084               decl = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, i);
17085               decl = expand_member_init (decl);
17086               init = TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i);
17087             }
17088           else
17089             {
17090               decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, 
17091                                   tf_warning_or_error, NULL_TREE);
17092
17093               decl = expand_member_init (decl);
17094               if (decl && !DECL_P (decl))
17095                 in_base_initializer = 1;
17096
17097               init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, 
17098                                   tf_warning_or_error, NULL_TREE,
17099                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
17100               in_base_initializer = 0;
17101             }
17102
17103           if (decl)
17104             {
17105               init = build_tree_list (decl, init);
17106               TREE_CHAIN (init) = inits;
17107               inits = init;
17108             }
17109         }
17110     }
17111   return inits;
17112 }
17113
17114 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
17115
17116 static void
17117 set_current_access_from_decl (tree decl)
17118 {
17119   if (TREE_PRIVATE (decl))
17120     current_access_specifier = access_private_node;
17121   else if (TREE_PROTECTED (decl))
17122     current_access_specifier = access_protected_node;
17123   else
17124     current_access_specifier = access_public_node;
17125 }
17126
17127 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
17128    is the instantiation (which should have been created with
17129    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
17130
17131 static void
17132 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
17133 {
17134   tree e;
17135
17136   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
17137     {
17138       tree value;
17139       tree decl;
17140
17141       decl = TREE_VALUE (e);
17142       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
17143          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
17144       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
17145                            args, tf_warning_or_error, NULL_TREE,
17146                            /*integral_constant_expression_p=*/true);
17147
17148       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
17149       set_current_access_from_decl (decl);
17150
17151       /* Actually build the enumerator itself.  */
17152       build_enumerator (DECL_NAME (decl), value, newtag);
17153     }
17154
17155   finish_enum (newtag);
17156   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
17157     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
17158 }
17159
17160 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
17161    its type -- but without substituting the innermost set of template
17162    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
17163    the type.  */
17164
17165 tree
17166 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
17167 {
17168   tree fn_type;
17169   tree tmpl;
17170   tree targs;
17171   tree tparms;
17172   int parm_depth;
17173
17174   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
17175   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
17176   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
17177   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
17178
17179   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
17180      of parameters.  */
17181   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
17182
17183   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
17184
17185   if (parm_depth == 1)
17186     /* No substitution is necessary.  */
17187     ;
17188   else
17189     {
17190       int i, save_access_control;
17191       tree partial_args;
17192
17193       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
17194          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
17195       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
17196       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
17197         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
17198                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
17199       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
17200                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
17201                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
17202
17203       /* Disable access control as this function is used only during
17204          name-mangling.  */
17205       save_access_control = flag_access_control;
17206       flag_access_control = 0;
17207
17208       ++processing_template_decl;
17209       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
17210          appropriate function type.  */
17211       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
17212       --processing_template_decl;
17213
17214       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
17215          innermost set of parameters.  This step is important if the
17216          innermost set of template parameters contains value
17217          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
17218       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
17219       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
17220
17221       flag_access_control = save_access_control;
17222     }
17223
17224   return fn_type;
17225 }
17226
17227 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
17228    the last one involved in diagnostics.  */
17229 int
17230 problematic_instantiation_changed (void)
17231 {
17232   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
17233 }
17234
17235 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
17236 void
17237 record_last_problematic_instantiation (void)
17238 {
17239   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
17240 }
17241
17242 struct tinst_level *
17243 current_instantiation (void)
17244 {
17245   return current_tinst_level;
17246 }
17247
17248 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
17249    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
17250    warning messages under control of COMPLAIN.  */
17251
17252 static int
17253 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
17254 {
17255   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
17256     return 0;
17257   else if (POINTER_TYPE_P (type))
17258     return 0;
17259   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
17260     return 0;
17261   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
17262     return 0;
17263   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
17264     return 0;
17265
17266   if (complain & tf_error)
17267     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
17268   return 1;
17269 }
17270
17271 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
17272    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
17273
17274 static bool
17275 dependent_type_p_r (tree type)
17276 {
17277   tree scope;
17278
17279   /* [temp.dep.type]
17280
17281      A type is dependent if it is:
17282
17283      -- a template parameter. Template template parameters are types
17284         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
17285         them here.  */
17286   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
17287       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17288     return true;
17289   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
17290         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
17291         names a dependent type.  */
17292   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
17293     return true;
17294   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
17295         dependent.  */
17296   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
17297   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
17298   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
17299     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
17300             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
17301                                            (type)));
17302   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
17303            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
17304     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
17305   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
17306            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
17307     {
17308       tree arg_type;
17309
17310       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
17311         return true;
17312       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
17313            arg_type;
17314            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
17315         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
17316           return true;
17317       return false;
17318     }
17319   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
17320         size is specified by a constant expression that is
17321         value-dependent.  */
17322   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
17323     {
17324       if (TYPE_DOMAIN (type)
17325           && dependent_type_p (TYPE_DOMAIN (type)))
17326         return true;
17327       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
17328     }
17329   else if (TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
17330            && !TREE_CONSTANT (TYPE_MAX_VALUE (type)))
17331     {
17332       /* If this is the TYPE_DOMAIN of an array type, consider it
17333          dependent.  We already checked for value-dependence in
17334          compute_array_index_type.  */
17335       return type_dependent_expression_p (TYPE_MAX_VALUE (type));
17336     }
17337
17338   /* -- a template-id in which either the template name is a template
17339      parameter ...  */
17340   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17341     return true;
17342   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
17343         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
17344   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
17345            && (any_dependent_template_arguments_p
17346                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
17347     return true;
17348
17349   /* All TYPEOF_TYPEs and DECLTYPE_TYPEs are dependent; if the
17350      argument of the `typeof' expression is not type-dependent, then
17351      it should already been have resolved.  */
17352   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE
17353       || TREE_CODE (type) == DECLTYPE_TYPE)
17354     return true;
17355
17356   /* A template argument pack is dependent if any of its packed
17357      arguments are.  */
17358   if (TREE_CODE (type) == TYPE_ARGUMENT_PACK)
17359     {
17360       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (type);
17361       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
17362       for (i = 0; i < len; ++i)
17363         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
17364           return true;
17365     }
17366
17367   /* All TYPE_PACK_EXPANSIONs are dependent, because parameter packs must
17368      be template parameters.  */
17369   if (TREE_CODE (type) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17370     return true;
17371
17372   /* The standard does not specifically mention types that are local
17373      to template functions or local classes, but they should be
17374      considered dependent too.  For example:
17375
17376        template <int I> void f() {
17377          enum E { a = I };
17378          S<sizeof (E)> s;
17379        }
17380
17381      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
17382      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
17383   scope = TYPE_CONTEXT (type);
17384   if (scope && TYPE_P (scope))
17385     return dependent_type_p (scope);
17386   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
17387     return type_dependent_expression_p (scope);
17388
17389   /* Other types are non-dependent.  */
17390   return false;
17391 }
17392
17393 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
17394    [temp.dep.type].  */
17395
17396 bool
17397 dependent_type_p (tree type)
17398 {
17399   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
17400      any dependent types.  */
17401   if (!processing_template_decl)
17402     {
17403       /* If we are not processing a template, then nobody should be
17404          providing us with a dependent type.  */
17405       gcc_assert (type);
17406       gcc_assert (TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM || is_auto (type));
17407       return false;
17408     }
17409
17410   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
17411      in question; in that case, the type is dependent.  */
17412   if (!type)
17413     return true;
17414
17415   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
17416   if (type == error_mark_node)
17417     return false;
17418
17419   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
17420      do so now.  */
17421   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
17422     {
17423       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
17424       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
17425     }
17426
17427   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
17428 }
17429
17430 /* Returns TRUE if SCOPE is a dependent scope, in which we can't do any
17431    lookup.  In other words, a dependent type that is not the current
17432    instantiation.  */
17433
17434 bool
17435 dependent_scope_p (tree scope)
17436 {
17437   return (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
17438           && !currently_open_class (scope));
17439 }
17440
17441 /* Returns TRUE if EXPRESSION is dependent, according to CRITERION.  */
17442
17443 static bool
17444 dependent_scope_ref_p (tree expression, bool criterion (tree))
17445 {
17446   tree scope;
17447   tree name;
17448
17449   gcc_assert (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF);
17450
17451   if (!TYPE_P (TREE_OPERAND (expression, 0)))
17452     return true;
17453
17454   scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
17455   name = TREE_OPERAND (expression, 1);
17456
17457   /* [temp.dep.expr]
17458
17459      An id-expression is type-dependent if it contains a
17460      nested-name-specifier that contains a class-name that names a
17461      dependent type.  */
17462   /* The suggested resolution to Core Issue 224 implies that if the
17463      qualifying type is the current class, then we must peek
17464      inside it.  */
17465   if (DECL_P (name)
17466       && currently_open_class (scope)
17467       && !criterion (name))
17468     return false;
17469   if (dependent_type_p (scope))
17470     return true;
17471
17472   return false;
17473 }
17474
17475 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
17476    [temp.dep.constexpr].  EXPRESSION is already known to be a constant
17477    expression.  */
17478
17479 bool
17480 value_dependent_expression_p (tree expression)
17481 {
17482   if (!processing_template_decl)
17483     return false;
17484
17485   /* A name declared with a dependent type.  */
17486   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
17487     return true;
17488
17489   switch (TREE_CODE (expression))
17490     {
17491     case IDENTIFIER_NODE:
17492       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
17493       return true;
17494
17495     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
17496       /* A non-type template parm.  */
17497       return true;
17498
17499     case CONST_DECL:
17500       /* A non-type template parm.  */
17501       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
17502         return true;
17503       return value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression));
17504
17505     case VAR_DECL:
17506        /* A constant with integral or enumeration type and is initialized
17507           with an expression that is value-dependent.  */
17508       if (DECL_INITIAL (expression)
17509           && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
17510           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
17511         return true;
17512       return false;
17513
17514     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
17515     case STATIC_CAST_EXPR:
17516     case CONST_CAST_EXPR:
17517     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
17518     case CAST_EXPR:
17519       /* These expressions are value-dependent if the type to which
17520          the cast occurs is dependent or the expression being casted
17521          is value-dependent.  */
17522       {
17523         tree type = TREE_TYPE (expression);
17524
17525         if (dependent_type_p (type))
17526           return true;
17527
17528         /* A functional cast has a list of operands.  */
17529         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
17530         if (!expression)
17531           {
17532             /* If there are no operands, it must be an expression such
17533                as "int()". This should not happen for aggregate types
17534                because it would form non-constant expressions.  */
17535             gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
17536
17537             return false;
17538           }
17539
17540         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
17541           return any_value_dependent_elements_p (expression);
17542
17543         return value_dependent_expression_p (expression);
17544       }
17545
17546     case SIZEOF_EXPR:
17547     case ALIGNOF_EXPR:
17548       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
17549          type-dependent or is a pack expansion.  */
17550       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
17551       if (PACK_EXPANSION_P (expression))
17552         return true;
17553       else if (TYPE_P (expression))
17554         return dependent_type_p (expression);
17555       return type_dependent_expression_p (expression);
17556
17557     case SCOPE_REF:
17558       return dependent_scope_ref_p (expression, value_dependent_expression_p);
17559
17560     case COMPONENT_REF:
17561       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
17562               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
17563
17564     case CALL_EXPR:
17565       /* A CALL_EXPR may appear in a constant expression if it is a
17566          call to a builtin function, e.g., __builtin_constant_p.  All
17567          such calls are value-dependent.  */
17568       return true;
17569
17570     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
17571       /* A NONTYPE_ARGUMENT_PACK is value-dependent if any packed argument
17572          is value-dependent.  */
17573       {
17574         tree values = ARGUMENT_PACK_ARGS (expression);
17575         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (values);
17576         
17577         for (i = 0; i < len; ++i)
17578           if (value_dependent_expression_p (TREE_VEC_ELT (values, i)))
17579             return true;
17580         
17581         return false;
17582       }
17583
17584     case TRAIT_EXPR:
17585       {
17586         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (expression);
17587         return (dependent_type_p (TRAIT_EXPR_TYPE1 (expression))
17588                 || (type2 ? dependent_type_p (type2) : false));
17589       }
17590
17591     case MODOP_EXPR:
17592       return ((value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
17593               || (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 2))));
17594
17595     default:
17596       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
17597          value-dependent.  */
17598       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
17599         {
17600         case tcc_reference:
17601         case tcc_unary:
17602           return (value_dependent_expression_p
17603                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
17604
17605         case tcc_comparison:
17606         case tcc_binary:
17607           return ((value_dependent_expression_p
17608                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
17609                   || (value_dependent_expression_p
17610                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
17611
17612         case tcc_expression:
17613         case tcc_vl_exp:
17614           {
17615             int i;
17616             for (i = 0; i < TREE_OPERAND_LENGTH (expression); ++i)
17617               /* In some cases, some of the operands may be missing.
17618                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
17619                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
17620                  make the expression dependent.  */
17621               if (TREE_OPERAND (expression, i)
17622                   && (value_dependent_expression_p
17623                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
17624                 return true;
17625             return false;
17626           }
17627
17628         default:
17629           break;
17630         }
17631     }
17632
17633   /* The expression is not value-dependent.  */
17634   return false;
17635 }
17636
17637 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
17638    [temp.dep.expr].  */
17639
17640 bool
17641 type_dependent_expression_p (tree expression)
17642 {
17643   if (!processing_template_decl)
17644     return false;
17645
17646   if (expression == error_mark_node)
17647     return false;
17648
17649   /* An unresolved name is always dependent.  */
17650   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE
17651       || TREE_CODE (expression) == USING_DECL)
17652     return true;
17653
17654   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
17655   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
17656       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
17657       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
17658       || TREE_CODE (expression) == TRAIT_EXPR
17659       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
17660       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
17661       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
17662       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
17663     return false;
17664
17665   /* The types of these expressions depends only on the type to which
17666      the cast occurs.  */
17667   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
17668       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
17669       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
17670       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
17671       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
17672     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
17673
17674   /* The types of these expressions depends only on the type created
17675      by the expression.  */
17676   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
17677       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
17678     {
17679       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
17680          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
17681          operand 1.  */
17682       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
17683       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
17684         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
17685            as well.  */
17686         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
17687                || value_dependent_expression_p
17688                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
17689       else
17690         return dependent_type_p (type);
17691     }
17692
17693   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF
17694       && dependent_scope_ref_p (expression,
17695                                 type_dependent_expression_p))
17696     return true;
17697
17698   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
17699       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
17700       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
17701       && (any_dependent_template_arguments_p
17702           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
17703     return true;
17704
17705   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
17706       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
17707     return false;
17708
17709   if (TREE_CODE (expression) == STMT_EXPR)
17710     expression = stmt_expr_value_expr (expression);
17711
17712   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (expression))
17713     {
17714       tree elt;
17715       unsigned i;
17716
17717       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (expression), i, elt)
17718         {
17719           if (type_dependent_expression_p (elt))
17720             return true;
17721         }
17722       return false;
17723     }
17724
17725   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
17726     {
17727       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
17728         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
17729       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
17730           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
17731         {
17732           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
17733             return true;
17734           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
17735           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
17736             return false;
17737         }
17738       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
17739       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
17740         return false;
17741
17742       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
17743         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
17744
17745       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
17746         {
17747           if (any_dependent_template_arguments_p
17748               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
17749             return true;
17750           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
17751         }
17752       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
17753                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
17754
17755       while (expression)
17756         {
17757           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
17758             return true;
17759           expression = OVL_NEXT (expression);
17760         }
17761       return false;
17762     }
17763
17764   gcc_assert (TREE_CODE (expression) != TYPE_DECL);
17765
17766   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
17767 }
17768
17769 /* Like type_dependent_expression_p, but it also works while not processing
17770    a template definition, i.e. during substitution or mangling.  */
17771
17772 bool
17773 type_dependent_expression_p_push (tree expr)
17774 {
17775   bool b;
17776   ++processing_template_decl;
17777   b = type_dependent_expression_p (expr);
17778   --processing_template_decl;
17779   return b;
17780 }
17781
17782 /* Returns TRUE if ARGS contains a type-dependent expression.  */
17783
17784 bool
17785 any_type_dependent_arguments_p (const VEC(tree,gc) *args)
17786 {
17787   unsigned int i;
17788   tree arg;
17789
17790   for (i = 0; VEC_iterate (tree, args, i, arg); ++i)
17791     {
17792       if (type_dependent_expression_p (arg))
17793         return true;
17794     }
17795   return false;
17796 }
17797
17798 /* Returns TRUE if LIST (a TREE_LIST whose TREE_VALUEs are
17799    expressions) contains any value-dependent expressions.  */
17800
17801 bool
17802 any_value_dependent_elements_p (const_tree list)
17803 {
17804   for (; list; list = TREE_CHAIN (list))
17805     if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (list)))
17806       return true;
17807
17808   return false;
17809 }
17810
17811 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
17812
17813 bool
17814 dependent_template_arg_p (tree arg)
17815 {
17816   if (!processing_template_decl)
17817     return false;
17818
17819   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
17820       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17821     return dependent_template_p (arg);
17822   else if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
17823     {
17824       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
17825       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
17826       for (i = 0; i < len; ++i)
17827         {
17828           if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
17829             return true;
17830         }
17831
17832       return false;
17833     }
17834   else if (TYPE_P (arg))
17835     return dependent_type_p (arg);
17836   else
17837     return (type_dependent_expression_p (arg)
17838             || value_dependent_expression_p (arg));
17839 }
17840
17841 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
17842    any types that require structural equality testing.  */
17843
17844 bool
17845 any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree args)
17846 {
17847   int i;
17848   int j;
17849
17850   if (!args)
17851     return false;
17852   if (args == error_mark_node)
17853     return true;
17854
17855   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
17856     {
17857       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
17858       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
17859         {
17860           tree arg = TREE_VEC_ELT (level, j);
17861           tree packed_args = NULL_TREE;
17862           int k, len = 1;
17863
17864           if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
17865             {
17866               /* Look inside the argument pack.  */
17867               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
17868               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
17869             }
17870
17871           for (k = 0; k < len; ++k)
17872             {
17873               if (packed_args)
17874                 arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, k);
17875
17876               if (error_operand_p (arg))
17877                 return true;
17878               else if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
17879                        || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17880                 continue;
17881               else if (TYPE_P (arg) && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (arg))
17882                 return true;
17883               else if (!TYPE_P (arg) && TREE_TYPE (arg)
17884                        && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (TREE_TYPE (arg)))
17885                 return true;
17886             }
17887         }
17888     }
17889
17890   return false;
17891 }
17892
17893 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
17894    any dependent arguments.  */
17895
17896 bool
17897 any_dependent_template_arguments_p (const_tree args)
17898 {
17899   int i;
17900   int j;
17901
17902   if (!args)
17903     return false;
17904   if (args == error_mark_node)
17905     return true;
17906
17907   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
17908     {
17909       const_tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
17910       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
17911         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
17912           return true;
17913     }
17914
17915   return false;
17916 }
17917
17918 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
17919
17920 bool
17921 dependent_template_p (tree tmpl)
17922 {
17923   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
17924     {
17925       while (tmpl)
17926         {
17927           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
17928             return true;
17929           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
17930         }
17931       return false;
17932     }
17933
17934   /* Template template parameters are dependent.  */
17935   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
17936       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17937     return true;
17938   /* So are names that have not been looked up.  */
17939   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
17940       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
17941     return true;
17942   /* So are member templates of dependent classes.  */
17943   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
17944     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
17945   return false;
17946 }
17947
17948 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
17949
17950 bool
17951 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
17952 {
17953   return (dependent_template_p (tmpl)
17954           || any_dependent_template_arguments_p (args));
17955 }
17956
17957 /* Returns TRUE if OMP_FOR with DECLV, INITV, CONDV and INCRV vectors
17958    is dependent.  */
17959
17960 bool
17961 dependent_omp_for_p (tree declv, tree initv, tree condv, tree incrv)
17962 {
17963   int i;
17964
17965   if (!processing_template_decl)
17966     return false;
17967
17968   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (declv); i++)
17969     {
17970       tree decl = TREE_VEC_ELT (declv, i);
17971       tree init = TREE_VEC_ELT (initv, i);
17972       tree cond = TREE_VEC_ELT (condv, i);
17973       tree incr = TREE_VEC_ELT (incrv, i);
17974
17975       if (type_dependent_expression_p (decl))
17976         return true;
17977
17978       if (init && type_dependent_expression_p (init))
17979         return true;
17980
17981       if (type_dependent_expression_p (cond))
17982         return true;
17983
17984       if (COMPARISON_CLASS_P (cond)
17985           && (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 0))
17986               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 1))))
17987         return true;
17988
17989       if (TREE_CODE (incr) == MODOP_EXPR)
17990         {
17991           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0))
17992               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 2)))
17993             return true;
17994         }
17995       else if (type_dependent_expression_p (incr))
17996         return true;
17997       else if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
17998         {
17999           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0)))
18000             return true;
18001           else if (BINARY_CLASS_P (TREE_OPERAND (incr, 1)))
18002             {
18003               tree t = TREE_OPERAND (incr, 1);
18004               if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 0))
18005                   || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 1)))
18006                 return true;
18007             }
18008         }
18009     }
18010
18011   return false;
18012 }
18013
18014 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
18015    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns the original TYPENAME_TYPE if
18016    no such TYPE can be found.  Note that this function peers inside
18017    uninstantiated templates and therefore should be used only in
18018    extremely limited situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this
18019    peering to the currently open classes hierarchy (which is required
18020    when comparing types).  */
18021
18022 tree
18023 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
18024 {
18025   tree scope;
18026   tree name;
18027   tree decl;
18028   int quals;
18029   tree pushed_scope;
18030   tree result;
18031
18032   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
18033
18034   scope = TYPE_CONTEXT (type);
18035   /* Usually the non-qualified identifier of a TYPENAME_TYPE is
18036      TYPE_IDENTIFIER (type). But when 'type' is a typedef variant of
18037      a TYPENAME_TYPE node, then TYPE_NAME (type) is set to the TYPE_DECL representing
18038      the typedef. In that case TYPE_IDENTIFIER (type) is not the non-qualified
18039      identifier  of the TYPENAME_TYPE anymore.
18040      So by getting the TYPE_IDENTIFIER of the _main declaration_ of the
18041      TYPENAME_TYPE instead, we avoid messing up with a possible
18042      typedef variant case.  */
18043   name = TYPE_IDENTIFIER (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
18044
18045   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
18046      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
18047   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
18048     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
18049   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
18050      TYPENAME_TYPE.  */
18051   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
18052     return type;
18053   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
18054      resolving the name.  */
18055   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
18056     return type;
18057   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
18058      to look inside it.  */
18059   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
18060     return type;
18061   /* If this is a typedef, we don't want to look inside (c++/11987).  */
18062   if (typedef_variant_p (type))
18063     return type;
18064   /* If SCOPE isn't the template itself, it will not have a valid
18065      TYPE_FIELDS list.  */
18066   if (same_type_p (scope, CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope)))
18067     /* scope is either the template itself or a compatible instantiation
18068        like X<T>, so look up the name in the original template.  */
18069     scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
18070   else
18071     /* scope is a partial instantiation, so we can't do the lookup or we
18072        will lose the template arguments.  */
18073     return type;
18074   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
18075      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
18076      longer be considered a dependent type.  */
18077   pushed_scope = push_scope (scope);
18078   /* Look up the declaration.  */
18079   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
18080
18081   result = NULL_TREE;
18082   
18083   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
18084      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
18085   if (!decl)
18086     /*nop*/;
18087   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
18088            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
18089     {
18090       result = TREE_TYPE (decl);
18091       if (result == error_mark_node)
18092         result = NULL_TREE;
18093     }
18094   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
18095            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
18096     {
18097       tree tmpl;
18098       tree args;
18099       /* Obtain the template and the arguments.  */
18100       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
18101       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
18102       /* Instantiate the template.  */
18103       result = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
18104                                       /*entering_scope=*/0,
18105                                       tf_error | tf_user);
18106       if (result == error_mark_node)
18107         result = NULL_TREE;
18108     }
18109   
18110   /* Leave the SCOPE.  */
18111   if (pushed_scope)
18112     pop_scope (pushed_scope);
18113
18114   /* If we failed to resolve it, return the original typename.  */
18115   if (!result)
18116     return type;
18117   
18118   /* If lookup found a typename type, resolve that too.  */
18119   if (TREE_CODE (result) == TYPENAME_TYPE && !TYPENAME_IS_RESOLVING_P (result))
18120     {
18121       /* Ill-formed programs can cause infinite recursion here, so we
18122          must catch that.  */
18123       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 1;
18124       result = resolve_typename_type (result, only_current_p);
18125       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 0;
18126     }
18127   
18128   /* Qualify the resulting type.  */
18129   quals = cp_type_quals (type);
18130   if (quals)
18131     result = cp_build_qualified_type (result, cp_type_quals (result) | quals);
18132
18133   return result;
18134 }
18135
18136 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
18137    for EXPR that can be used to compute the types of larger
18138    expressions containing EXPR.  */
18139
18140 tree
18141 build_non_dependent_expr (tree expr)
18142 {
18143   tree inner_expr;
18144
18145   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like
18146      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
18147   if (null_ptr_cst_p (expr))
18148     return expr;
18149   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
18150      types.  */
18151   inner_expr = expr;
18152   if (TREE_CODE (inner_expr) == STMT_EXPR)
18153     inner_expr = stmt_expr_value_expr (inner_expr);
18154   if (TREE_CODE (inner_expr) == ADDR_EXPR)
18155     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 0);
18156   if (TREE_CODE (inner_expr) == COMPONENT_REF)
18157     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 1);
18158   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
18159       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
18160     return expr;
18161   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
18162   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
18163     return expr;
18164   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
18165      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
18166      cannot be used to initialize a "char *".  */
18167   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
18168     return expr;
18169   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
18170      reason to create a new node.  */
18171   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
18172     return expr;
18173   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
18174      There is at least one place where we want to know that a
18175      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
18176      expression, there are special rules if the second or third
18177      argument is a throw-expression.  */
18178   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
18179     return expr;
18180
18181   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
18182     return build3 (COND_EXPR,
18183                    TREE_TYPE (expr),
18184                    TREE_OPERAND (expr, 0),
18185                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
18186                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
18187                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
18188                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
18189   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
18190       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
18191     return build2 (COMPOUND_EXPR,
18192                    TREE_TYPE (expr),
18193                    TREE_OPERAND (expr, 0),
18194                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
18195
18196   /* If the type is unknown, it can't really be non-dependent */
18197   gcc_assert (TREE_TYPE (expr) != unknown_type_node);
18198
18199   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.
18200
18201      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
18202      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
18203      example:
18204
18205        template <typename T> void f<T& g>() { g(); }
18206
18207      In the body of "f", the expression for "g" will have
18208      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
18209      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
18210      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
18211      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
18212      stripped here.  */
18213   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
18214 }
18215
18216 /* ARGS is a vector of expressions as arguments to a function call.
18217    Replace the arguments with equivalent non-dependent expressions.
18218    This modifies ARGS in place.  */
18219
18220 void
18221 make_args_non_dependent (VEC(tree,gc) *args)
18222 {
18223   unsigned int ix;
18224   tree arg;
18225
18226   for (ix = 0; VEC_iterate (tree, args, ix, arg); ++ix)
18227     {
18228       tree newarg = build_non_dependent_expr (arg);
18229       if (newarg != arg)
18230         VEC_replace (tree, args, ix, newarg);
18231     }
18232 }
18233
18234 /* Returns a type which represents 'auto'.  We use a TEMPLATE_TYPE_PARM
18235    with a level one deeper than the actual template parms.  */
18236
18237 tree
18238 make_auto (void)
18239 {
18240   tree au = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
18241   TYPE_NAME (au) = build_decl (BUILTINS_LOCATION,
18242                                TYPE_DECL, get_identifier ("auto"), au);
18243   TYPE_STUB_DECL (au) = TYPE_NAME (au);
18244   TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (au) = build_template_parm_index
18245     (0, processing_template_decl + 1, processing_template_decl + 1,
18246      TYPE_NAME (au), NULL_TREE);
18247   TYPE_CANONICAL (au) = canonical_type_parameter (au);
18248   DECL_ARTIFICIAL (TYPE_NAME (au)) = 1;
18249   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (TYPE_NAME (au));
18250
18251   return au;
18252 }
18253
18254 /* Given type ARG, return std::initializer_list<ARG>.  */
18255
18256 static tree
18257 listify (tree arg)
18258 {
18259   tree std_init_list = namespace_binding
18260     (get_identifier ("initializer_list"), std_node);
18261   tree argvec;
18262   if (!std_init_list || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (std_init_list))
18263     {    
18264       error ("deducing from brace-enclosed initializer list requires "
18265              "#include <initializer_list>");
18266       return error_mark_node;
18267     }
18268   argvec = make_tree_vec (1);
18269   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = arg;
18270   return lookup_template_class (std_init_list, argvec, NULL_TREE,
18271                                 NULL_TREE, 0, tf_warning_or_error);
18272 }
18273
18274 /* Replace auto in TYPE with std::initializer_list<auto>.  */
18275
18276 static tree
18277 listify_autos (tree type, tree auto_node)
18278 {
18279   tree init_auto = listify (auto_node);
18280   tree argvec = make_tree_vec (1);
18281   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = init_auto;
18282   if (processing_template_decl)
18283     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
18284   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
18285 }
18286
18287 /* walk_tree helper for do_auto_deduction.  */
18288
18289 static tree
18290 contains_auto_r (tree *tp, int *walk_subtrees ATTRIBUTE_UNUSED,
18291                  void *type)
18292 {
18293   /* Is this a variable with the type we're looking for?  */
18294   if (DECL_P (*tp)
18295       && TREE_TYPE (*tp) == type)
18296     return *tp;
18297   else
18298     return NULL_TREE;
18299 }
18300
18301 /* Replace occurrences of 'auto' in TYPE with the appropriate type deduced
18302    from INIT.  AUTO_NODE is the TEMPLATE_TYPE_PARM used for 'auto' in TYPE.  */
18303
18304 tree
18305 do_auto_deduction (tree type, tree init, tree auto_node)
18306 {
18307   tree parms, tparms, targs;
18308   tree args[1];
18309   tree decl;
18310   int val;
18311
18312   /* The name of the object being declared shall not appear in the
18313      initializer expression.  */
18314   decl = cp_walk_tree_without_duplicates (&init, contains_auto_r, type);
18315   if (decl)
18316     {
18317       error ("variable %q#D with %<auto%> type used in its own "
18318              "initializer", decl);
18319       return error_mark_node;
18320     }
18321
18322   /* [dcl.spec.auto]: Obtain P from T by replacing the occurrences of auto
18323      with either a new invented type template parameter U or, if the
18324      initializer is a braced-init-list (8.5.4), with
18325      std::initializer_list<U>.  */
18326   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (init))
18327     type = listify_autos (type, auto_node);
18328
18329   parms = build_tree_list (NULL_TREE, type);
18330   args[0] = init;
18331   tparms = make_tree_vec (1);
18332   targs = make_tree_vec (1);
18333   TREE_VEC_ELT (tparms, 0)
18334     = build_tree_list (NULL_TREE, TYPE_NAME (auto_node));
18335   val = type_unification_real (tparms, targs, parms, args, 1, 0,
18336                                DEDUCE_CALL, LOOKUP_NORMAL);
18337   if (val > 0)
18338     {
18339       error ("unable to deduce %qT from %qE", type, init);
18340       return error_mark_node;
18341     }
18342
18343   /* If the list of declarators contains more than one declarator, the type
18344      of each declared variable is determined as described above. If the
18345      type deduced for the template parameter U is not the same in each
18346      deduction, the program is ill-formed.  */
18347   if (TREE_TYPE (auto_node)
18348       && !same_type_p (TREE_TYPE (auto_node), TREE_VEC_ELT (targs, 0)))
18349     {
18350       error ("inconsistent deduction for %qT: %qT and then %qT",
18351              auto_node, TREE_TYPE (auto_node), TREE_VEC_ELT (targs, 0));
18352       return error_mark_node;
18353     }
18354   TREE_TYPE (auto_node) = TREE_VEC_ELT (targs, 0);
18355
18356   if (processing_template_decl)
18357     targs = add_to_template_args (current_template_args (), targs);
18358   return tsubst (type, targs, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
18359 }
18360
18361 /* Substitutes LATE_RETURN_TYPE for 'auto' in TYPE and returns the
18362    result.  */
18363
18364 tree
18365 splice_late_return_type (tree type, tree late_return_type)
18366 {
18367   tree argvec;
18368
18369   if (late_return_type == NULL_TREE)
18370     return type;
18371   argvec = make_tree_vec (1);
18372   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = late_return_type;
18373   if (processing_template_decl)
18374     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
18375   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
18376 }
18377
18378 /* Returns true iff TYPE is a TEMPLATE_TYPE_PARM representing 'auto'.  */
18379
18380 bool
18381 is_auto (const_tree type)
18382 {
18383   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
18384       && TYPE_IDENTIFIER (type) == get_identifier ("auto"))
18385     return true;
18386   else
18387     return false;
18388 }
18389
18390 /* Returns true iff TYPE contains a use of 'auto'.  Since auto can only
18391    appear as a type-specifier for the declaration in question, we don't
18392    have to look through the whole type.  */
18393
18394 tree
18395 type_uses_auto (tree type)
18396 {
18397   enum tree_code code;
18398   if (is_auto (type))
18399     return type;
18400
18401   code = TREE_CODE (type);
18402
18403   if (code == POINTER_TYPE || code == REFERENCE_TYPE
18404       || code == OFFSET_TYPE || code == FUNCTION_TYPE
18405       || code == METHOD_TYPE || code == ARRAY_TYPE)
18406     return type_uses_auto (TREE_TYPE (type));
18407
18408   if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
18409     return type_uses_auto (TREE_TYPE (TREE_TYPE
18410                                    (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (type))));
18411
18412   return NULL_TREE;
18413 }
18414
18415 /* For a given template T, return the vector of typedefs referenced
18416    in T for which access check is needed at T instantiation time.
18417    T is either  a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
18418    Those typedefs were added to T by the function
18419    append_type_to_template_for_access_check.  */
18420
18421 VEC(qualified_typedef_usage_t,gc)*
18422 get_types_needing_access_check (tree t)
18423 {
18424   tree ti;
18425   VEC(qualified_typedef_usage_t,gc) *result = NULL;
18426
18427   if (!t || t == error_mark_node)
18428     return NULL;
18429
18430   if (!(ti = get_template_info (t)))
18431     return NULL;
18432
18433   if (CLASS_TYPE_P (t)
18434       || TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
18435     {
18436       if (!TI_TEMPLATE (ti))
18437         return NULL;
18438
18439       result = TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti);
18440     }
18441
18442   return result;
18443 }
18444
18445 /* Append the typedef TYPE_DECL used in template T to a list of typedefs
18446    tied to T. That list of typedefs will be access checked at
18447    T instantiation time.
18448    T is either a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
18449    TYPE_DECL is a TYPE_DECL node representing a typedef.
18450    SCOPE is the scope through which TYPE_DECL is accessed.
18451    LOCATION is the location of the usage point of TYPE_DECL.
18452
18453    This function is a subroutine of
18454    append_type_to_template_for_access_check.  */
18455
18456 static void
18457 append_type_to_template_for_access_check_1 (tree t,
18458                                             tree type_decl,
18459                                             tree scope,
18460                                             location_t location)
18461 {
18462   qualified_typedef_usage_t typedef_usage;
18463   tree ti;
18464
18465   if (!t || t == error_mark_node)
18466     return;
18467
18468   gcc_assert ((TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
18469                || CLASS_TYPE_P (t))
18470               && type_decl
18471               && TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL
18472               && scope);
18473
18474   if (!(ti = get_template_info (t)))
18475     return;
18476
18477   gcc_assert (TI_TEMPLATE (ti));
18478
18479   typedef_usage.typedef_decl = type_decl;
18480   typedef_usage.context = scope;
18481   typedef_usage.locus = location;
18482
18483   VEC_safe_push (qualified_typedef_usage_t, gc,
18484                  TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti),
18485                  &typedef_usage);
18486 }
18487
18488 /* Append TYPE_DECL to the template TEMPL.
18489    TEMPL is either a class type, a FUNCTION_DECL or a a TEMPLATE_DECL.
18490    At TEMPL instanciation time, TYPE_DECL will be checked to see
18491    if it can be accessed through SCOPE.
18492    LOCATION is the location of the usage point of TYPE_DECL.
18493
18494    e.g. consider the following code snippet:
18495
18496      class C
18497      {
18498        typedef int myint;
18499      };
18500
18501      template<class U> struct S
18502      {
18503        C::myint mi; // <-- usage point of the typedef C::myint
18504      };
18505
18506      S<char> s;
18507
18508    At S<char> instantiation time, we need to check the access of C::myint
18509    In other words, we need to check the access of the myint typedef through
18510    the C scope. For that purpose, this function will add the myint typedef
18511    and the scope C through which its being accessed to a list of typedefs
18512    tied to the template S. That list will be walked at template instantiation
18513    time and access check performed on each typedefs it contains.
18514    Note that this particular code snippet should yield an error because
18515    myint is private to C.  */
18516
18517 void
18518 append_type_to_template_for_access_check (tree templ,
18519                                           tree type_decl,
18520                                           tree scope,
18521                                           location_t location)
18522 {
18523   qualified_typedef_usage_t *iter;
18524   int i;
18525
18526   gcc_assert (type_decl && (TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL));
18527
18528   /* Make sure we don't append the type to the template twice.  */
18529   for (i = 0;
18530        VEC_iterate (qualified_typedef_usage_t,
18531                     get_types_needing_access_check (templ),
18532                     i, iter);
18533        ++i)
18534     if (iter->typedef_decl == type_decl && scope == iter->context)
18535       return;
18536
18537   append_type_to_template_for_access_check_1 (templ, type_decl,
18538                                               scope, location);
18539 }
18540
18541 /* Set up the hash tables for template instantiations.  */
18542
18543 void
18544 init_template_processing (void)
18545 {
18546   decl_specializations = htab_create_ggc (37,
18547                                           hash_specialization,
18548                                           eq_specializations,
18549                                           ggc_free);
18550   type_specializations = htab_create_ggc (37,
18551                                           hash_specialization,
18552                                           eq_specializations,
18553                                           ggc_free);
18554 }
18555
18556 #include "gt-cp-pt.h"