OSDN Git Service

383f0d6d557bf4e6825e74241fe8fa217b426db4
[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, 2010, 2011, 2012
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 "tree.h"
34 #include "intl.h"
35 #include "pointer-set.h"
36 #include "flags.h"
37 #include "cp-tree.h"
38 #include "c-family/c-common.h"
39 #include "c-family/c-objc.h"
40 #include "cp-objcp-common.h"
41 #include "tree-inline.h"
42 #include "decl.h"
43 #include "output.h"
44 #include "toplev.h"
45 #include "timevar.h"
46 #include "tree-iterator.h"
47 #include "vecprim.h"
48
49 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
50    returning an int.  */
51 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
52
53 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
54    instantiations have been deferred, either because their definitions
55    were not yet available, or because we were putting off doing the work.  */
56 struct GTY ((chain_next ("%h.next"))) pending_template {
57   struct pending_template *next;
58   struct tinst_level *tinst;
59 };
60
61 static GTY(()) struct pending_template *pending_templates;
62 static GTY(()) struct pending_template *last_pending_template;
63
64 int processing_template_parmlist;
65 static int template_header_count;
66
67 static GTY(()) tree saved_trees;
68 static VEC(int,heap) *inline_parm_levels;
69
70 static GTY(()) struct tinst_level *current_tinst_level;
71
72 static GTY(()) tree saved_access_scope;
73
74 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
75    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
76    to the EXPR_STMT that is its result.  */
77 static tree cur_stmt_expr;
78
79 /* A map from local variable declarations in the body of the template
80    presently being instantiated to the corresponding instantiated
81    local variables.  */
82 static htab_t local_specializations;
83
84 typedef struct GTY(()) spec_entry
85 {
86   tree tmpl;
87   tree args;
88   tree spec;
89 } spec_entry;
90
91 static GTY ((param_is (spec_entry)))
92   htab_t decl_specializations;
93
94 static GTY ((param_is (spec_entry)))
95   htab_t type_specializations;
96
97 /* Contains canonical template parameter types. The vector is indexed by
98    the TEMPLATE_TYPE_IDX of the template parameter. Each element is a
99    TREE_LIST, whose TREE_VALUEs contain the canonical template
100    parameters of various types and levels.  */
101 static GTY(()) VEC(tree,gc) *canonical_template_parms;
102
103 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
104 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
105 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
106 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
107 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
108 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
109 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
110 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
111
112 enum template_base_result {
113   tbr_incomplete_type,
114   tbr_ambiguous_baseclass,
115   tbr_success
116 };
117
118 static void push_access_scope (tree);
119 static void pop_access_scope (tree);
120 static void push_deduction_access_scope (tree);
121 static void pop_deduction_access_scope (tree);
122 static bool resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
123                                             unification_kind_t, int,
124                                             bool);
125 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
126                              unification_kind_t, int, bool, bool);
127 static int unify (tree, tree, tree, tree, int, bool);
128 static void add_pending_template (tree);
129 static tree reopen_tinst_level (struct tinst_level *);
130 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
131 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
132 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t,
133                                    bool, bool);
134 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
135 static tree add_to_template_args (tree, tree);
136 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
137 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
138 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*,
139                                              tree);
140 static int type_unification_real (tree, tree, tree, const tree *,
141                                   unsigned int, int, unification_kind_t, int,
142                                   bool);
143 static void note_template_header (int);
144 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
145 static tree convert_nontype_argument (tree, tree, tsubst_flags_t);
146 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
147                                        tsubst_flags_t, int, tree);
148 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
149                                    struct pointer_set_t*, bool);
150 static tree expand_template_argument_pack (tree);
151 static tree build_template_parm_index (int, int, int, int, tree, tree);
152 static bool inline_needs_template_parms (tree);
153 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
154 static tree retrieve_local_specialization (tree);
155 static void register_local_specialization (tree, tree);
156 static hashval_t hash_specialization (const void *p);
157 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int, tree, tsubst_flags_t);
158 static int mark_template_parm (tree, void *);
159 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
160 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
161 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
162 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
163 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
164 static int template_decl_level (tree);
165 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
166 static void template_parm_level_and_index (tree, int*, int*);
167 static int unify_pack_expansion (tree, tree, tree,
168                                  tree, unification_kind_t, bool, bool);
169 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
170 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
171 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
172 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
173 static tree most_specialized_class (tree, tree, tsubst_flags_t);
174 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
175 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
176 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
177 static bool check_specialization_scope (void);
178 static tree process_partial_specialization (tree);
179 static void set_current_access_from_decl (tree);
180 static enum template_base_result get_template_base (tree, tree, tree, tree,
181                                                     bool , tree *);
182 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree, bool);
183 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
184                                            tree, tree);
185 static bool template_template_parm_bindings_ok_p (tree, tree);
186 static int template_args_equal (tree, tree);
187 static void tsubst_default_arguments (tree);
188 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
189 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
190 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
191 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
192 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
193 static bool dependent_template_arg_p (tree);
194 static bool any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree);
195 static bool dependent_type_p_r (tree);
196 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, bool);
197 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
198 static tree tsubst_pack_expansion (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
199 static tree tsubst_decl (tree, tree, tsubst_flags_t);
200 static void perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs);
201 static void append_type_to_template_for_access_check_1 (tree, tree, tree,
202                                                         location_t);
203 static tree listify (tree);
204 static tree listify_autos (tree, tree);
205 static tree template_parm_to_arg (tree t);
206 static bool arg_from_parm_pack_p (tree, tree);
207 static tree current_template_args (void);
208 static tree fixup_template_type_parm_type (tree, int);
209 static tree fixup_template_parm_index (tree, tree, int);
210 static tree tsubst_template_parm (tree, tree, tsubst_flags_t);
211
212 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
213    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
214    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
215    instantiate_decl).  */
216
217 static void
218 push_access_scope (tree t)
219 {
220   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
221               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
222
223   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
224     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
225   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
226     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
227   else
228     push_to_top_level ();
229
230   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
231     {
232       saved_access_scope = tree_cons
233         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
234       current_function_decl = t;
235     }
236 }
237
238 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
239    are processing.  */
240
241 static void
242 pop_access_scope (tree t)
243 {
244   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
245     {
246       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
247       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
248     }
249
250   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
251     pop_nested_class ();
252   else
253     pop_from_top_level ();
254 }
255
256 /* Do any processing required when DECL (a member template
257    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
258    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
259    itself is returned.  */
260
261 tree
262 finish_member_template_decl (tree decl)
263 {
264   if (decl == error_mark_node)
265     return error_mark_node;
266
267   gcc_assert (DECL_P (decl));
268
269   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
270     {
271       tree type;
272
273       type = TREE_TYPE (decl);
274       if (type == error_mark_node)
275         return error_mark_node;
276       if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (type)
277           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
278           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
279         {
280           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
281           check_member_template (tmpl);
282           return tmpl;
283         }
284       return NULL_TREE;
285     }
286   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
287     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
288   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
289     {
290       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
291         {
292           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
293           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
294         }
295       else
296         return decl;
297     }
298   else
299     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
300
301   return error_mark_node;
302 }
303
304 /* Create a template info node.  */
305
306 tree
307 build_template_info (tree template_decl, tree template_args)
308 {
309   tree result = make_node (TEMPLATE_INFO);
310   TI_TEMPLATE (result) = template_decl;
311   TI_ARGS (result) = template_args;
312   return result;
313 }
314
315 /* Return the template info node corresponding to T, whatever T is.  */
316
317 tree
318 get_template_info (const_tree t)
319 {
320   tree tinfo = NULL_TREE;
321
322   if (!t || t == error_mark_node)
323     return NULL;
324
325   if (DECL_P (t) && DECL_LANG_SPECIFIC (t))
326     tinfo = DECL_TEMPLATE_INFO (t);
327
328   if (!tinfo && DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (t))
329     t = TREE_TYPE (t);
330
331   if (TAGGED_TYPE_P (t))
332     tinfo = TYPE_TEMPLATE_INFO (t);
333   else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
334     tinfo = TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (t);
335
336   return tinfo;
337 }
338
339 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
340
341    For example, in:
342      template <class T>
343      struct A
344      {
345        template <class U>
346        struct B {};
347      };
348
349    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.
350    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
351    they are instantiations, not specializations.
352
353    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
354    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
355    always safe.  */
356
357 int
358 template_class_depth (tree type)
359 {
360   int depth;
361
362   for (depth = 0;
363        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
364        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL)
365          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : CP_TYPE_CONTEXT (type))
366     {
367       tree tinfo = get_template_info (type);
368
369       if (tinfo && PRIMARY_TEMPLATE_P (TI_TEMPLATE (tinfo))
370           && uses_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (tinfo))))
371         ++depth;
372     }
373
374   return depth;
375 }
376
377 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
378    Returns true if processing DECL needs us to push template parms.  */
379
380 static bool
381 inline_needs_template_parms (tree decl)
382 {
383   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
384     return false;
385
386   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
387           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
388 }
389
390 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
391    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
392    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
393    innermost first.  */
394
395 static void
396 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
397 {
398   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
399   int i;
400
401   if (levels > 1)
402     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
403
404   ++processing_template_decl;
405   current_template_parms
406     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
407                  parms, current_template_parms);
408   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
409
410   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
411                NULL);
412   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
413     {
414       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
415
416       if (parm == error_mark_node)
417         continue;
418
419       gcc_assert (DECL_P (parm));
420
421       switch (TREE_CODE (parm))
422         {
423         case TYPE_DECL:
424         case TEMPLATE_DECL:
425           pushdecl (parm);
426           break;
427
428         case PARM_DECL:
429           {
430             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
431                It is ugly that we recreate this here; the original
432                version built in process_template_parm is no longer
433                available.  */
434             tree decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (parm),
435                                     CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
436                                     TREE_TYPE (parm));
437             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
438             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
439             TREE_READONLY (decl) = 1;
440             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
441             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
442             pushdecl (decl);
443           }
444           break;
445
446         default:
447           gcc_unreachable ();
448         }
449     }
450 }
451
452 /* Restore the template parameter context for a member template or
453    a friend template defined in a class definition.  */
454
455 void
456 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
457 {
458   tree parms;
459   int levels = 0;
460
461   if (inline_needs_template_parms (decl))
462     {
463       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
464       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
465
466       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
467         {
468           --levels;
469           parms = TREE_CHAIN (parms);
470         }
471
472       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
473     }
474
475   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
476      we can pop them later.  */
477   VEC_safe_push (int, heap, inline_parm_levels, levels);
478 }
479
480 /* Undo the effects of maybe_begin_member_template_processing.  */
481
482 void
483 maybe_end_member_template_processing (void)
484 {
485   int i;
486   int last;
487
488   if (VEC_length (int, inline_parm_levels) == 0)
489     return;
490
491   last = VEC_pop (int, inline_parm_levels);
492   for (i = 0; i < last; ++i)
493     {
494       --processing_template_decl;
495       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
496       poplevel (0, 0, 0);
497     }
498 }
499
500 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
501    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
502
503 static tree
504 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
505 {
506   tree new_args;
507   int extra_depth;
508   int i;
509   int j;
510
511   if (args == NULL_TREE || extra_args == error_mark_node)
512     return extra_args;
513
514   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
515   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
516
517   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
518     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
519
520   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
521     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
522
523   return new_args;
524 }
525
526 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
527    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
528    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
529    the template arguments from a partial instantiation with the
530    template arguments used to attain the full instantiation from the
531    partial instantiation.  */
532
533 static tree
534 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
535 {
536   tree new_args;
537
538   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
539      something very fishy is going on.  */
540   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
541
542   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
543      them.  */
544   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
545     return extra_args;
546
547   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
548   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
549
550   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
551
552   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
553   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
554
555   return new_args;
556 }
557
558 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
559
560 tree
561 get_innermost_template_args (tree args, int n)
562 {
563   tree new_args;
564   int extra_levels;
565   int i;
566
567   gcc_assert (n >= 0);
568
569   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
570   if (n == 1)
571     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
572
573   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
574      given.  */
575   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
576   gcc_assert (extra_levels >= 0);
577   if (extra_levels == 0)
578     return args;
579
580   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
581   new_args = make_tree_vec (n);
582   for (i = 1; i <= n; ++i)
583     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
584                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
585
586   return new_args;
587 }
588
589 /* The inverse of get_innermost_template_args: Return all but the innermost
590    EXTRA_LEVELS levels of template arguments from the ARGS.  */
591
592 static tree
593 strip_innermost_template_args (tree args, int extra_levels)
594 {
595   tree new_args;
596   int n = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - extra_levels;
597   int i;
598
599   gcc_assert (n >= 0);
600
601   /* If N is 1, just return the outermost set of template arguments.  */
602   if (n == 1)
603     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, 1);
604
605   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
606      given.  */
607   gcc_assert (extra_levels >= 0);
608   if (extra_levels == 0)
609     return args;
610
611   /* Make a new set of arguments, not containing the inner arguments.  */
612   new_args = make_tree_vec (n);
613   for (i = 1; i <= n; ++i)
614     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
615                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
616
617   return new_args;
618 }
619
620 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
621    the parms.  */
622
623 void
624 begin_template_parm_list (void)
625 {
626   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
627      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
628      namespace scope.  This is the right thing, since we want
629      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
630      global template class, push_template_decl handles putting the
631      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
632      e.g.:
633
634        template <class T> struct S1 {
635          template <class T> struct S2 {};
636        };
637
638      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
639      TEMPLATE_DECL for S2.  */
640   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
641   ++processing_template_decl;
642   ++processing_template_parmlist;
643   note_template_header (0);
644 }
645
646 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
647    invalid to declare a specialization here, an error is reported and
648    false is returned, otherwise this routine will return true.  */
649
650 static bool
651 check_specialization_scope (void)
652 {
653   tree scope = current_scope ();
654
655   /* [temp.expl.spec]
656
657      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
658      which the template is a member, or, for member templates, in the
659      namespace of which the enclosing class or enclosing class
660      template is a member.  An explicit specialization of a member
661      function, member class or static data member of a class template
662      shall be declared in the namespace of which the class template
663      is a member.  */
664   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
665     {
666       error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
667       return false;
668     }
669
670   /* [temp.expl.spec]
671
672      In an explicit specialization declaration for a member of a class
673      template or a member template that appears in namespace scope,
674      the member template and some of its enclosing class templates may
675      remain unspecialized, except that the declaration shall not
676      explicitly specialize a class member template if its enclosing
677      class templates are not explicitly specialized as well.  */
678   if (current_template_parms)
679     {
680       error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
681       return false;
682     }
683
684   return true;
685 }
686
687 /* We've just seen template <>.  */
688
689 bool
690 begin_specialization (void)
691 {
692   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
693   note_template_header (1);
694   return check_specialization_scope ();
695 }
696
697 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
698    template<>.  */
699
700 void
701 end_specialization (void)
702 {
703   finish_scope ();
704   reset_specialization ();
705 }
706
707 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
708    function specialization.  */
709
710 void
711 reset_specialization (void)
712 {
713   processing_specialization = 0;
714   template_header_count = 0;
715 }
716
717 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
718    it was of the form template <>.  */
719
720 static void
721 note_template_header (int specialization)
722 {
723   processing_specialization = specialization;
724   template_header_count++;
725 }
726
727 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
728
729 void
730 begin_explicit_instantiation (void)
731 {
732   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
733   processing_explicit_instantiation = true;
734 }
735
736
737 void
738 end_explicit_instantiation (void)
739 {
740   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
741   processing_explicit_instantiation = false;
742 }
743
744 /* An explicit specialization or partial specialization TMPL is being
745    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
746    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
747    specialize TMPL in the current namespace.  */
748
749 static bool
750 check_specialization_namespace (tree tmpl)
751 {
752   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
753
754   /* [tmpl.expl.spec]
755
756      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
757      which the template is a member, or, for member templates, in the
758      namespace of which the enclosing class or enclosing class
759      template is a member.  An explicit specialization of a member
760      function, member class or static data member of a class template
761      shall be declared in the namespace of which the class template is
762      a member.  */
763   if (current_scope() != DECL_CONTEXT (tmpl)
764       && !at_namespace_scope_p ())
765     {
766       error ("specialization of %qD must appear at namespace scope", tmpl);
767       return false;
768     }
769   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
770     /* Same or super-using namespace.  */
771     return true;
772   else
773     {
774       permerror (input_location, "specialization of %qD in different namespace", tmpl);
775       permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
776       return false;
777     }
778 }
779
780 /* SPEC is an explicit instantiation.  Check that it is valid to
781    perform this explicit instantiation in the current namespace.  */
782
783 static void
784 check_explicit_instantiation_namespace (tree spec)
785 {
786   tree ns;
787
788   /* DR 275: An explicit instantiation shall appear in an enclosing
789      namespace of its template.  */
790   ns = decl_namespace_context (spec);
791   if (!is_ancestor (current_namespace, ns))
792     permerror (input_location, "explicit instantiation of %qD in namespace %qD "
793                "(which does not enclose namespace %qD)",
794                spec, current_namespace, ns);
795 }
796
797 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
798    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
799
800 tree
801 maybe_process_partial_specialization (tree type)
802 {
803   tree context;
804
805   if (type == error_mark_node)
806     return error_mark_node;
807
808   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
809     {
810       error ("name of class shadows template template parameter %qD",
811              TYPE_NAME (type));
812       return error_mark_node;
813     }
814
815   context = TYPE_CONTEXT (type);
816
817   if ((CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
818       /* Consider non-class instantiations of alias templates as
819          well.  */
820       || (TYPE_P (type)
821           && TYPE_TEMPLATE_INFO (type)
822           && DECL_LANG_SPECIFIC (TYPE_NAME (type))
823           && DECL_USE_TEMPLATE (TYPE_NAME (type))))
824     {
825       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
826          specialization of a template class such as:
827
828            template <> class C<int>;
829
830          or:
831
832            template <class T> class C<T*>;
833
834          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
835
836       if (CLASS_TYPE_P (type)
837           && CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
838           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
839         {
840           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
841           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
842           if (processing_template_decl)
843             {
844               if (push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type))
845                   == error_mark_node)
846                 return error_mark_node;
847             }
848         }
849       else if (CLASS_TYPE_P (type)
850                && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
851         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
852
853       if (DECL_ALIAS_TEMPLATE_P (TYPE_TI_TEMPLATE (type)))
854         {
855           error ("partial specialization of alias template %qD",
856                  TYPE_TI_TEMPLATE (type));
857           return error_mark_node;
858         }
859     }
860   else if (CLASS_TYPE_P (type)
861            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
862            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
863            && context && CLASS_TYPE_P (context)
864            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
865     {
866       /* This is for an explicit specialization of member class
867          template according to [temp.expl.spec/18]:
868
869            template <> template <class U> class C<int>::D;
870
871          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
872          Otherwise this is just a member class template declared
873          earlier like:
874
875            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
876            template <> template <class U> class C<int>::D;
877
878          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
879          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
880          and `C<T>::D' may not exist.  */
881
882       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
883           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
884         {
885           tree t;
886           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
887
888           if (current_namespace
889               != decl_namespace_context (tmpl))
890             {
891               permerror (input_location, "specializing %q#T in different namespace", type);
892               permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
893             }
894
895           /* Check for invalid specialization after instantiation:
896
897                template <> template <> class C<int>::D<int>;
898                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
899
900           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
901                t; t = TREE_CHAIN (t))
902             {
903               tree inst = TREE_VALUE (t);
904               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (inst))
905                 {
906                   /* We already have a full specialization of this partial
907                      instantiation.  Reassign it to the new member
908                      specialization template.  */
909                   spec_entry elt;
910                   spec_entry *entry;
911                   void **slot;
912
913                   elt.tmpl = most_general_template (tmpl);
914                   elt.args = CLASSTYPE_TI_ARGS (inst);
915                   elt.spec = inst;
916
917                   htab_remove_elt (type_specializations, &elt);
918
919                   elt.tmpl = tmpl;
920                   elt.args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (elt.args);
921
922                   slot = htab_find_slot (type_specializations, &elt, INSERT);
923                   entry = ggc_alloc_spec_entry ();
924                   *entry = elt;
925                   *slot = entry;
926                 }
927               else if (COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (inst))
928                 /* But if we've had an implicit instantiation, that's a
929                    problem ([temp.expl.spec]/6).  */
930                 error ("specialization %qT after instantiation %qT",
931                        type, inst);
932             }
933
934           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
935              have one level of template argument for the innermost
936              class template.  */
937           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
938           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
939             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
940         }
941     }
942   else if (processing_specialization)
943     {
944        /* Someday C++0x may allow for enum template specialization.  */
945       if (cxx_dialect > cxx98 && TREE_CODE (type) == ENUMERAL_TYPE
946           && CLASS_TYPE_P (context) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (context))
947         pedwarn (input_location, OPT_pedantic, "template specialization "
948                  "of %qD not allowed by ISO C++", type);
949       else
950         {
951           error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
952           return error_mark_node;
953         }
954     }
955
956   return type;
957 }
958
959 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
960    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
961    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
962
963 static inline bool
964 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
965 {
966   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
967           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
968           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
969              parameter.  */
970           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
971           /* The optimized lookup depends on the fact that the
972              template arguments for the member function template apply
973              purely to the containing class, which is not true if the
974              containing class is an explicit or partial
975              specialization.  */
976           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
977           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
978           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
979           /* It is possible to have a template that is not a member
980              template and is not a member of a template class:
981
982              template <typename T>
983              struct S { friend A::f(); };
984
985              Here, the friend function is a template, but the context does
986              not have template information.  The optimized lookup relies
987              on having ARGS be the template arguments for both the class
988              and the function template.  */
989           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
990 }
991
992 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
993    specialization is either an instantiation or an explicit
994    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
995    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
996    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
997    templates with more than one level of parameters.
998
999    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
1000    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
1001    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
1002
1003 static tree
1004 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args, hashval_t hash)
1005 {
1006   if (args == error_mark_node)
1007     return NULL_TREE;
1008
1009   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
1010
1011   /* There should be as many levels of arguments as there are
1012      levels of parameters.  */
1013   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args)
1014               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
1015
1016   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1017     {
1018       tree class_template;
1019       tree class_specialization;
1020       VEC(tree,gc) *methods;
1021       tree fns;
1022       int idx;
1023
1024       /* The template arguments actually apply to the containing
1025          class.  Find the class specialization with those
1026          arguments.  */
1027       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
1028       class_specialization
1029         = retrieve_specialization (class_template, args, 0);
1030       if (!class_specialization)
1031         return NULL_TREE;
1032       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
1033          for the specialization.  */
1034       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
1035       if (idx == -1)
1036         return NULL_TREE;
1037       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
1038          for the one that has an instance of TMPL.  */
1039       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
1040       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1041         {
1042           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1043           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl
1044               /* using-declarations can add base methods to the method vec,
1045                  and we don't want those here.  */
1046               && DECL_CONTEXT (fn) == class_specialization)
1047             return fn;
1048         }
1049       return NULL_TREE;
1050     }
1051   else
1052     {
1053       spec_entry *found;
1054       spec_entry elt;
1055       htab_t specializations;
1056
1057       elt.tmpl = tmpl;
1058       elt.args = args;
1059       elt.spec = NULL_TREE;
1060
1061       if (DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
1062         specializations = type_specializations;
1063       else
1064         specializations = decl_specializations;
1065
1066       if (hash == 0)
1067         hash = hash_specialization (&elt);
1068       found = (spec_entry *) htab_find_with_hash (specializations, &elt, hash);
1069       if (found)
1070         return found->spec;
1071     }
1072
1073   return NULL_TREE;
1074 }
1075
1076 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
1077
1078 static tree
1079 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
1080 {
1081   tree spec;
1082
1083   if (local_specializations == NULL)
1084     return NULL_TREE;
1085
1086   spec = (tree) htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
1087                                      htab_hash_pointer (tmpl));
1088   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
1089 }
1090
1091 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
1092
1093 int
1094 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
1095 {
1096   tree t;
1097
1098   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1099     {
1100       for (t = decl;
1101            t != NULL_TREE;
1102            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
1103         if (t == tmpl)
1104           return 1;
1105     }
1106   else
1107     {
1108       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1109
1110       for (t = TREE_TYPE (decl);
1111            t != NULL_TREE;
1112            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
1113              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
1114         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
1115           return 1;
1116     }
1117
1118   return 0;
1119 }
1120
1121 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
1122    FRIEND_DECL according to [temp.friend].  */
1123
1124 bool
1125 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend_decl)
1126 {
1127   bool need_template = true;
1128   int template_depth;
1129
1130   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
1131               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1132
1133   /* For [temp.friend/6] when FRIEND_DECL is an ordinary member function
1134      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
1135      if this.  */
1136   if (TREE_CODE (friend_decl) == FUNCTION_DECL
1137       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend_decl)
1138       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend_decl))
1139     {
1140       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
1141       friend_decl = DECL_TI_TEMPLATE (friend_decl);
1142       need_template = false;
1143     }
1144   else if (TREE_CODE (friend_decl) == TEMPLATE_DECL
1145            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend_decl))
1146     need_template = false;
1147
1148   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
1149   if (TREE_CODE (friend_decl) != TEMPLATE_DECL)
1150     return false;
1151
1152   if (is_specialization_of (decl, friend_decl))
1153     return true;
1154
1155   /* [temp.friend/6]
1156      A member of a class template may be declared to be a friend of a
1157      non-template class.  In this case, the corresponding member of
1158      every specialization of the class template is a friend of the
1159      class granting friendship.
1160
1161      For example, given a template friend declaration
1162
1163        template <class T> friend void A<T>::f();
1164
1165      the member function below is considered a friend
1166
1167        template <> struct A<int> {
1168          void f();
1169        };
1170
1171      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
1172      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
1173      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
1174
1175   template_depth = template_class_depth (CP_DECL_CONTEXT (friend_decl));
1176   if (template_depth
1177       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
1178       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)),
1179                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend_decl))))
1180     {
1181       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
1182          a few tricky cases, such as when FRIEND_DECL's are
1183
1184            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
1185            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
1186
1187          and DECL's are
1188
1189            void A<int>::g(int);
1190            template <int> void A<int>::h();
1191
1192          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1193          the context of DECL.  This is required for template substitution
1194          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1195          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1196
1197       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1198       tree args = NULL_TREE;
1199       int current_depth = 0;
1200
1201       while (current_depth < template_depth)
1202         {
1203           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1204             {
1205               if (current_depth == 0)
1206                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1207               else
1208                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1209               current_depth++;
1210             }
1211           context = TYPE_CONTEXT (context);
1212         }
1213
1214       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1215         {
1216           bool is_template;
1217           tree friend_type;
1218           tree decl_type;
1219           tree friend_args_type;
1220           tree decl_args_type;
1221
1222           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1223              non-templates.  */
1224           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1225                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1226           if (need_template ^ is_template)
1227             return false;
1228           else if (is_template)
1229             {
1230               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1231               tree friend_parms
1232                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1233                                          args, tf_none);
1234               if (!comp_template_parms
1235                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1236                       friend_parms))
1237                 return false;
1238
1239               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1240             }
1241           else
1242             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1243
1244           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend_decl), args,
1245                                               tf_none, NULL_TREE);
1246           if (friend_type == error_mark_node)
1247             return false;
1248
1249           /* Check if return types match.  */
1250           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1251             return false;
1252
1253           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1254              `this' parameter.  */
1255           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1256           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1257           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend_decl))
1258             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1259           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1260             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1261
1262           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1263         }
1264       else
1265         {
1266           /* DECL is a TYPE_DECL */
1267           bool is_template;
1268           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1269
1270           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1271              non-templates.  */
1272           is_template
1273             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1274               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1275
1276           if (need_template ^ is_template)
1277             return false;
1278           else if (is_template)
1279             {
1280               tree friend_parms;
1281               /* If both are templates, check the name of the two
1282                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1283               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1284                   != DECL_NAME (friend_decl))
1285                 return false;
1286
1287               /* Now check template parameter list.  */
1288               friend_parms
1289                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1290                                          args, tf_none);
1291               return comp_template_parms
1292                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1293                  friend_parms);
1294             }
1295           else
1296             return (DECL_NAME (decl)
1297                     == DECL_NAME (friend_decl));
1298         }
1299     }
1300   return false;
1301 }
1302
1303 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1304    the indicated ARGS.  IS_FRIEND indicates whether the specialization
1305    is actually just a friend declaration.  Returns SPEC, or an
1306    equivalent prior declaration, if available.  */
1307
1308 static tree
1309 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args, bool is_friend,
1310                          hashval_t hash)
1311 {
1312   tree fn;
1313   void **slot = NULL;
1314   spec_entry elt;
1315
1316   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL && DECL_P (spec));
1317
1318   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL
1319       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1320     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1321        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1322        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1323        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1324        with default function arguments.  In particular, given
1325        something like this:
1326
1327           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1328
1329        the default argument expression is not substituted for in an
1330        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1331     return spec;
1332
1333   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1334     /* We don't put these specializations in the hash table, but we might
1335        want to give an error about a mismatch.  */
1336     fn = retrieve_specialization (tmpl, args, 0);
1337   else
1338     {
1339       elt.tmpl = tmpl;
1340       elt.args = args;
1341       elt.spec = spec;
1342
1343       if (hash == 0)
1344         hash = hash_specialization (&elt);
1345
1346       slot =
1347         htab_find_slot_with_hash (decl_specializations, &elt, hash, INSERT);
1348       if (*slot)
1349         fn = ((spec_entry *) *slot)->spec;
1350       else
1351         fn = NULL_TREE;
1352     }
1353
1354   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1355      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1356      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1357      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1358      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1359   if (fn == spec)
1360     return spec;
1361   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1362     {
1363       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1364         {
1365           if (DECL_ODR_USED (fn)
1366               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1367             {
1368               error ("specialization of %qD after instantiation",
1369                      fn);
1370               return error_mark_node;
1371             }
1372           else
1373             {
1374               tree clone;
1375               /* This situation should occur only if the first
1376                  specialization is an implicit instantiation, the
1377                  second is an explicit specialization, and the
1378                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1379                  situation can occur if we have implicitly
1380                  instantiated a member function and then specialized
1381                  it later.
1382
1383                  We can also wind up here if a friend declaration that
1384                  looked like an instantiation turns out to be a
1385                  specialization:
1386
1387                    template <class T> void foo(T);
1388                    class S { friend void foo<>(int) };
1389                    template <> void foo(int);
1390
1391                  We transform the existing DECL in place so that any
1392                  pointers to it become pointers to the updated
1393                  declaration.
1394
1395                  If there was a definition for the template, but not
1396                  for the specialization, we want this to look as if
1397                  there were no definition, and vice versa.  */
1398               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1399               duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1400               /* The call to duplicate_decls will have applied
1401                  [temp.expl.spec]:
1402
1403                    An explicit specialization of a function template
1404                    is inline only if it is explicitly declared to be,
1405                    and independently of whether its function template
1406                    is.
1407
1408                 to the primary function; now copy the inline bits to
1409                 the various clones.  */
1410               FOR_EACH_CLONE (clone, fn)
1411                 {
1412                   DECL_DECLARED_INLINE_P (clone)
1413                     = DECL_DECLARED_INLINE_P (fn);
1414                   DECL_SOURCE_LOCATION (clone)
1415                     = DECL_SOURCE_LOCATION (fn);
1416                 }
1417               check_specialization_namespace (fn);
1418
1419               return fn;
1420             }
1421         }
1422       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1423         {
1424           if (!duplicate_decls (spec, fn, is_friend) && DECL_INITIAL (spec))
1425             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1426                line number so any errors match this new
1427                definition.  */
1428             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1429
1430           return fn;
1431         }
1432     }
1433   else if (fn)
1434     return duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1435
1436   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1437      template it is specializing.  */
1438   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1439       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1440     DECL_CONTEXT (spec) = DECL_CONTEXT (tmpl);
1441
1442   if (slot != NULL /* !optimize_specialization_lookup_p (tmpl) */)
1443     {
1444       spec_entry *entry = ggc_alloc_spec_entry ();
1445       gcc_assert (tmpl && args && spec);
1446       *entry = elt;
1447       *slot = entry;
1448       if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL && DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (spec)
1449           && PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl)
1450           && DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == NULL_TREE)
1451         /* TMPL is a forward declaration of a template function; keep a list
1452            of all specializations in case we need to reassign them to a friend
1453            template later in tsubst_friend_function.  */
1454         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl)
1455           = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl));
1456     }
1457
1458   return spec;
1459 }
1460
1461 /* Returns true iff two spec_entry nodes are equivalent.  Only compares the
1462    TMPL and ARGS members, ignores SPEC.  */
1463
1464 static int
1465 eq_specializations (const void *p1, const void *p2)
1466 {
1467   const spec_entry *e1 = (const spec_entry *)p1;
1468   const spec_entry *e2 = (const spec_entry *)p2;
1469
1470   return (e1->tmpl == e2->tmpl
1471           && comp_template_args (e1->args, e2->args));
1472 }
1473
1474 /* Returns a hash for a template TMPL and template arguments ARGS.  */
1475
1476 static hashval_t
1477 hash_tmpl_and_args (tree tmpl, tree args)
1478 {
1479   hashval_t val = DECL_UID (tmpl);
1480   return iterative_hash_template_arg (args, val);
1481 }
1482
1483 /* Returns a hash for a spec_entry node based on the TMPL and ARGS members,
1484    ignoring SPEC.  */
1485
1486 static hashval_t
1487 hash_specialization (const void *p)
1488 {
1489   const spec_entry *e = (const spec_entry *)p;
1490   return hash_tmpl_and_args (e->tmpl, e->args);
1491 }
1492
1493 /* Recursively calculate a hash value for a template argument ARG, for use
1494    in the hash tables of template specializations.  */
1495
1496 hashval_t
1497 iterative_hash_template_arg (tree arg, hashval_t val)
1498 {
1499   unsigned HOST_WIDE_INT i;
1500   enum tree_code code;
1501   char tclass;
1502
1503   if (arg == NULL_TREE)
1504     return iterative_hash_object (arg, val);
1505
1506   if (!TYPE_P (arg))
1507     STRIP_NOPS (arg);
1508
1509   if (TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
1510     /* We can get one of these when re-hashing a previous entry in the middle
1511        of substituting into a pack expansion.  Just look through it.  */
1512     arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg);
1513
1514   code = TREE_CODE (arg);
1515   tclass = TREE_CODE_CLASS (code);
1516
1517   val = iterative_hash_object (code, val);
1518
1519   switch (code)
1520     {
1521     case ERROR_MARK:
1522       return val;
1523
1524     case IDENTIFIER_NODE:
1525       return iterative_hash_object (IDENTIFIER_HASH_VALUE (arg), val);
1526
1527     case TREE_VEC:
1528       {
1529         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
1530         for (i = 0; i < len; ++i)
1531           val = iterative_hash_template_arg (TREE_VEC_ELT (arg, i), val);
1532         return val;
1533       }
1534
1535     case TYPE_PACK_EXPANSION:
1536     case EXPR_PACK_EXPANSION:
1537       val = iterative_hash_template_arg (PACK_EXPANSION_PATTERN (arg), val);
1538       return iterative_hash_template_arg (PACK_EXPANSION_EXTRA_ARGS (arg), val);
1539
1540     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
1541     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
1542       return iterative_hash_template_arg (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg), val);
1543
1544     case TREE_LIST:
1545       for (; arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
1546         val = iterative_hash_template_arg (TREE_VALUE (arg), val);
1547       return val;
1548
1549     case OVERLOAD:
1550       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
1551         val = iterative_hash_template_arg (OVL_CURRENT (arg), val);
1552       return val;
1553
1554     case CONSTRUCTOR:
1555       {
1556         tree field, value;
1557         FOR_EACH_CONSTRUCTOR_ELT (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, field, value)
1558           {
1559             val = iterative_hash_template_arg (field, val);
1560             val = iterative_hash_template_arg (value, val);
1561           }
1562         return val;
1563       }
1564
1565     case PARM_DECL:
1566       if (!DECL_ARTIFICIAL (arg))
1567         {
1568           val = iterative_hash_object (DECL_PARM_INDEX (arg), val);
1569           val = iterative_hash_object (DECL_PARM_LEVEL (arg), val);
1570         }
1571       return iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1572
1573     case TARGET_EXPR:
1574       return iterative_hash_template_arg (TARGET_EXPR_INITIAL (arg), val);
1575
1576     case PTRMEM_CST:
1577       val = iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_CLASS (arg), val);
1578       return iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_MEMBER (arg), val);
1579
1580     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
1581       val = iterative_hash_template_arg
1582         (TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (arg)), val);
1583       val = iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_LEVEL (arg), val);
1584       return iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_IDX (arg), val);
1585
1586     case TRAIT_EXPR:
1587       val = iterative_hash_object (TRAIT_EXPR_KIND (arg), val);
1588       val = iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE1 (arg), val);
1589       return iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE2 (arg), val);
1590
1591     case BASELINK:
1592       val = iterative_hash_template_arg (BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (arg)),
1593                                          val);
1594       return iterative_hash_template_arg (DECL_NAME (get_first_fn (arg)),
1595                                           val);
1596
1597     case MODOP_EXPR:
1598       val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 0), val);
1599       code = TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 1));
1600       val = iterative_hash_object (code, val);
1601       return iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 2), val);
1602
1603     case LAMBDA_EXPR:
1604       /* A lambda can't appear in a template arg, but don't crash on
1605          erroneous input.  */
1606       gcc_assert (seen_error ());
1607       return val;
1608
1609     case CAST_EXPR:
1610     case IMPLICIT_CONV_EXPR:
1611     case STATIC_CAST_EXPR:
1612     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
1613     case CONST_CAST_EXPR:
1614     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
1615     case NEW_EXPR:
1616       val = iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1617       /* Now hash operands as usual.  */
1618       break;
1619
1620     default:
1621       break;
1622     }
1623
1624   switch (tclass)
1625     {
1626     case tcc_type:
1627       if (TYPE_CANONICAL (arg))
1628         return iterative_hash_object (TYPE_HASH (TYPE_CANONICAL (arg)),
1629                                       val);
1630       else if (TREE_CODE (arg) == DECLTYPE_TYPE)
1631         return iterative_hash_template_arg (DECLTYPE_TYPE_EXPR (arg), val);
1632       /* Otherwise just compare the types during lookup.  */
1633       return val;
1634
1635     case tcc_declaration:
1636     case tcc_constant:
1637       return iterative_hash_expr (arg, val);
1638
1639     default:
1640       gcc_assert (IS_EXPR_CODE_CLASS (tclass));
1641       {
1642         unsigned n = cp_tree_operand_length (arg);
1643         for (i = 0; i < n; ++i)
1644           val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, i), val);
1645         return val;
1646       }
1647     }
1648   gcc_unreachable ();
1649   return 0;
1650 }
1651
1652 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1653    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1654    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.
1655
1656    Note that SPEC has been ggc_freed, so we can't look inside it.  */
1657
1658 bool
1659 reregister_specialization (tree spec, tree tinfo, tree new_spec)
1660 {
1661   spec_entry *entry;
1662   spec_entry elt;
1663
1664   elt.tmpl = most_general_template (TI_TEMPLATE (tinfo));
1665   elt.args = TI_ARGS (tinfo);
1666   elt.spec = NULL_TREE;
1667
1668   entry = (spec_entry *) htab_find (decl_specializations, &elt);
1669   if (entry != NULL)
1670     {
1671       gcc_assert (entry->spec == spec || entry->spec == new_spec);
1672       gcc_assert (new_spec != NULL_TREE);
1673       entry->spec = new_spec;
1674       return 1;
1675     }
1676
1677   return 0;
1678 }
1679
1680 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1681    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1682    DECL).  */
1683
1684 static int
1685 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1686 {
1687   return TREE_VALUE ((const_tree) p1) == (const_tree) p2;
1688 }
1689
1690 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1691
1692 static hashval_t
1693 hash_local_specialization (const void* p1)
1694 {
1695   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((const_tree) p1));
1696 }
1697
1698 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1699    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1700
1701 static void
1702 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1703 {
1704   void **slot;
1705
1706   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl,
1707                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1708   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1709 }
1710
1711 /* TYPE is a class type.  Returns true if TYPE is an explicitly
1712    specialized class.  */
1713
1714 bool
1715 explicit_class_specialization_p (tree type)
1716 {
1717   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
1718     return false;
1719   return !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
1720 }
1721
1722 /* Print the list of functions at FNS, going through all the overloads
1723    for each element of the list.  Alternatively, FNS can not be a
1724    TREE_LIST, in which case it will be printed together with all the
1725    overloads.
1726
1727    MORE and *STR should respectively be FALSE and NULL when the function
1728    is called from the outside.  They are used internally on recursive
1729    calls.  print_candidates manages the two parameters and leaves NULL
1730    in *STR when it ends.  */
1731
1732 static void
1733 print_candidates_1 (tree fns, bool more, const char **str)
1734 {
1735   tree fn, fn2;
1736   char *spaces = NULL;
1737
1738   for (fn = fns; fn; fn = OVL_NEXT (fn))
1739     if (TREE_CODE (fn) == TREE_LIST)
1740       {
1741         for (fn2 = fn; fn2 != NULL_TREE; fn2 = TREE_CHAIN (fn2))
1742           print_candidates_1 (TREE_VALUE (fn2),
1743                               TREE_CHAIN (fn2) || more, str);
1744       }
1745     else
1746       {
1747         if (!*str)
1748           {
1749             /* Pick the prefix string.  */
1750             if (!more && !OVL_NEXT (fns))
1751               {
1752                 error ("candidate is: %+#D", OVL_CURRENT (fn));
1753                 continue;
1754               }
1755
1756             *str = _("candidates are:");
1757             spaces = get_spaces (*str);
1758           }
1759         error ("%s %+#D", *str, OVL_CURRENT (fn));
1760         *str = spaces ? spaces : *str;
1761       }
1762
1763   if (!more)
1764     {
1765       free (spaces);
1766       *str = NULL;
1767     }
1768 }
1769
1770 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  FNS can also
1771    be a TREE_LIST of non-functions in the case of an ambiguous lookup.  */
1772
1773 void
1774 print_candidates (tree fns)
1775 {
1776   const char *str = NULL;
1777   print_candidates_1 (fns, false, &str);
1778   gcc_assert (str == NULL);
1779 }
1780
1781 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1782    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1783    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1784    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1785    TEMPLATE_ID are non-members.
1786
1787    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1788    specialization of a member template.
1789
1790    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1791    template classes that appeared in the name of the function. See
1792    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1793
1794    TSK indicates what kind of template declaration (if any) is being
1795    declared.  TSK_TEMPLATE indicates that the declaration given by
1796    DECL, though a FUNCTION_DECL, has template parameters, and is
1797    therefore a template function.
1798
1799    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1800    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1801
1802    If it is impossible to determine the result, an error message is
1803    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1804
1805 static tree
1806 determine_specialization (tree template_id,
1807                           tree decl,
1808                           tree* targs_out,
1809                           int need_member_template,
1810                           int template_count,
1811                           tmpl_spec_kind tsk)
1812 {
1813   tree fns;
1814   tree targs;
1815   tree explicit_targs;
1816   tree candidates = NULL_TREE;
1817   /* A TREE_LIST of templates of which DECL may be a specialization.
1818      The TREE_VALUE of each node is a TEMPLATE_DECL.  The
1819      corresponding TREE_PURPOSE is the set of template arguments that,
1820      when used to instantiate the template, would produce a function
1821      with the signature of DECL.  */
1822   tree templates = NULL_TREE;
1823   int header_count;
1824   cp_binding_level *b;
1825
1826   *targs_out = NULL_TREE;
1827
1828   if (template_id == error_mark_node || decl == error_mark_node)
1829     return error_mark_node;
1830
1831   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1832   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1833
1834   if (fns == error_mark_node)
1835     return error_mark_node;
1836
1837   /* Check for baselinks.  */
1838   if (BASELINK_P (fns))
1839     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1840
1841   if (!is_overloaded_fn (fns))
1842     {
1843       error ("%qD is not a function template", fns);
1844       return error_mark_node;
1845     }
1846
1847   /* Count the number of template headers specified for this
1848      specialization.  */
1849   header_count = 0;
1850   for (b = current_binding_level;
1851        b->kind == sk_template_parms;
1852        b = b->level_chain)
1853     ++header_count;
1854
1855   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1856     {
1857       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1858
1859       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1860         {
1861           tree decl_arg_types;
1862           tree fn_arg_types;
1863           tree insttype;
1864
1865           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1866              the number of template headers appearing in the specialization
1867              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1868              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1869              member functions. Consider the following code:
1870
1871              template <> void A<int>::f(int);
1872              template <> template <> void A<int>::f(int);
1873
1874              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1875              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1876              member function, whilst the second line specializes "f" which
1877              is a template member function. So both lines are syntactically
1878              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1879              them.
1880
1881              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1882              against the declarations. We count the number of template
1883              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1884              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1885              plus there must be another header for the member template
1886              itself).
1887
1888              Notice that if header_count is zero, this is not a
1889              specialization but rather a template instantiation, so there
1890              is no check we can perform here.  */
1891           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1892             continue;
1893
1894           /* Check that the number of template arguments at the
1895              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1896           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1897               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1898               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1899                   != TREE_VEC_LENGTH (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
1900                                       (current_template_parms))))
1901             continue;
1902
1903           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1904           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1905           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1906
1907           /* For a non-static member function, we need to make sure
1908              that the const qualification is the same.  Since
1909              get_bindings does not try to merge the "this" parameter,
1910              we must do the comparison explicitly.  */
1911           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1912               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types),
1913                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1914             continue;
1915
1916           /* Skip the "this" parameter and, for constructors of
1917              classes with virtual bases, the VTT parameter.  A
1918              full specialization of a constructor will have a VTT
1919              parameter, but a template never will.  */ 
1920           decl_arg_types 
1921             = skip_artificial_parms_for (decl, decl_arg_types);
1922           fn_arg_types 
1923             = skip_artificial_parms_for (fn, fn_arg_types);
1924
1925           /* Check that the number of function parameters matches.
1926              For example,
1927                template <class T> void f(int i = 0);
1928                template <> void f<int>();
1929              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1930              by get_bindings below.  */
1931           if (cxx_dialect < cxx11
1932               && list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1933             continue;
1934
1935           /* Function templates cannot be specializations; there are
1936              no partial specializations of functions.  Therefore, if
1937              the type of DECL does not match FN, there is no
1938              match.  */
1939           if (tsk == tsk_template)
1940             {
1941               if (compparms (fn_arg_types, decl_arg_types))
1942                 candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1943               continue;
1944             }
1945
1946           /* See whether this function might be a specialization of this
1947              template.  */
1948           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1949
1950           if (!targs)
1951             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1952                specialize TMPL will produce DECL.  */
1953             continue;
1954
1955           if (cxx_dialect >= cxx11)
1956             {
1957               /* Make sure that the deduced arguments actually work.  */
1958               insttype = tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE);
1959               if (insttype == error_mark_node)
1960                 continue;
1961               fn_arg_types
1962                 = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (insttype));
1963               if (!compparms (fn_arg_types, decl_arg_types))
1964                 continue;
1965             }
1966
1967           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1968           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1969         }
1970       else if (need_member_template)
1971         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1972            specialization of a member template.  */
1973         ;
1974       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1975         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1976            cases.  */
1977         ;
1978       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1979         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1980            be a specialization of that.  */
1981         ;
1982       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1983         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1984         ;
1985       else
1986         {
1987           tree decl_arg_types;
1988
1989           /* This is an ordinary member function.  However, since
1990              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1991              template class.  For example,
1992
1993                template <typename T> struct S { void f(); };
1994                template <> void S<int>::f() {}
1995
1996              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1997              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1998              might be in business.  */
1999
2000           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
2001             /* Its enclosing class is an explicit specialization
2002                of a template class.  This is not a candidate.  */
2003             continue;
2004
2005           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
2006                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
2007             /* The return types differ.  */
2008             continue;
2009
2010           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
2011           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
2012           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
2013               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2014             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
2015
2016           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)),
2017                          decl_arg_types))
2018             /* They match!  */
2019             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
2020         }
2021     }
2022
2023   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
2024     {
2025       /* We have:
2026
2027            [temp.expl.spec]
2028
2029            It is possible for a specialization with a given function
2030            signature to be instantiated from more than one function
2031            template.  In such cases, explicit specification of the
2032            template arguments must be used to uniquely identify the
2033            function template specialization being specialized.
2034
2035          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
2036          determine which of the candidate templates is most
2037          specialized.  However, we, also have:
2038
2039            [temp.func.order]
2040
2041            Partial ordering of overloaded function template
2042            declarations is used in the following contexts to select
2043            the function template to which a function template
2044            specialization refers:
2045
2046            -- when an explicit specialization refers to a function
2047               template.
2048
2049          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
2050          This extension can only serve to make invalid programs valid,
2051          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
2052          the committee intended the partial ordering rules to apply;
2053          the EDG front end has that behavior, and John Spicer claims
2054          that the committee simply forgot to delete the wording in
2055          [temp.expl.spec].  */
2056       tree tmpl = most_specialized_instantiation (templates);
2057       if (tmpl != error_mark_node)
2058         {
2059           templates = tmpl;
2060           TREE_CHAIN (templates) = NULL_TREE;
2061         }
2062     }
2063
2064   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
2065     {
2066       error ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
2067              "declaration", template_id, decl);
2068       if (header_count && header_count != template_count + 1)
2069         inform (input_location, "saw %d %<template<>%>, need %d for "
2070                 "specializing a member function template",
2071                 header_count, template_count + 1);
2072       return error_mark_node;
2073     }
2074   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
2075            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
2076            || (templates && candidates))
2077     {
2078       error ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
2079              template_id, decl);
2080       candidates = chainon (candidates, templates);
2081       print_candidates (candidates);
2082       return error_mark_node;
2083     }
2084
2085   /* We have one, and exactly one, match.  */
2086   if (candidates)
2087     {
2088       tree fn = TREE_VALUE (candidates);
2089       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (fn));
2090       /* DECL is a re-declaration or partial instantiation of a template
2091          function.  */
2092       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
2093         return fn;
2094       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
2095          template class.  */
2096       return DECL_TI_TEMPLATE (fn);
2097     }
2098
2099   /* It was a specialization of a template.  */
2100   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
2101   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
2102     {
2103       *targs_out = copy_node (targs);
2104       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out,
2105                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
2106                            TREE_PURPOSE (templates));
2107     }
2108   else
2109     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
2110   return TREE_VALUE (templates);
2111 }
2112
2113 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
2114    but with the default argument values filled in from those in the
2115    TMPL_TYPES.  */
2116
2117 static tree
2118 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
2119                                       tree tmpl_types)
2120 {
2121   tree new_spec_types;
2122
2123   if (!spec_types)
2124     return NULL_TREE;
2125
2126   if (spec_types == void_list_node)
2127     return void_list_node;
2128
2129   /* Substitute into the rest of the list.  */
2130   new_spec_types =
2131     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
2132                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
2133
2134   /* Add the default argument for this parameter.  */
2135   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
2136                          TREE_VALUE (spec_types),
2137                          new_spec_types);
2138 }
2139
2140 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
2141    from the template it specializes.  (That way, code like:
2142
2143      template <class T> void f(T = 3);
2144      template <> void f(double);
2145      void g () { f (); }
2146
2147    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
2148    the correct default arguments at the call-site, but this approach
2149    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
2150
2151 static void
2152 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
2153 {
2154   tree tmpl;
2155   tree spec_types;
2156   tree tmpl_types;
2157   tree new_spec_types;
2158   tree old_type;
2159   tree new_type;
2160   tree t;
2161   tree object_type = NULL_TREE;
2162   tree in_charge = NULL_TREE;
2163   tree vtt = NULL_TREE;
2164
2165   /* See if there's anything we need to do.  */
2166   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
2167   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
2168   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
2169     if (TREE_PURPOSE (t))
2170       break;
2171   if (!t)
2172     return;
2173
2174   old_type = TREE_TYPE (decl);
2175   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
2176
2177   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2178     {
2179       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
2180          CV quals.  */
2181       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
2182       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2183       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
2184
2185       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
2186         {
2187           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
2188              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
2189           in_charge = spec_types;
2190           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2191         }
2192       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
2193         {
2194           vtt = spec_types;
2195           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2196         }
2197     }
2198
2199   /* Compute the merged default arguments.  */
2200   new_spec_types =
2201     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
2202
2203   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
2204   if (object_type)
2205     {
2206       if (vtt)
2207         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
2208                                          TREE_VALUE (vtt),
2209                                          new_spec_types);
2210
2211       if (in_charge)
2212         /* Put the in-charge parameter back.  */
2213         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
2214                                          TREE_VALUE (in_charge),
2215                                          new_spec_types);
2216
2217       new_type = build_method_type_directly (object_type,
2218                                              TREE_TYPE (old_type),
2219                                              new_spec_types);
2220     }
2221   else
2222     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
2223                                     new_spec_types);
2224   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
2225                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
2226   new_type = build_exception_variant (new_type,
2227                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
2228   TREE_TYPE (decl) = new_type;
2229 }
2230
2231 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
2232    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
2233    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
2234    instantiation at this point.
2235
2236    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
2237    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
2238    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
2239    recoverable.
2240
2241    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags:
2242
2243    2: The function has a definition.
2244    4: The function is a friend.
2245
2246    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
2247    template classes that appeared in the name of the function.  For
2248    example, in
2249
2250      template <class T> struct S { void f(); };
2251      void S<int>::f();
2252
2253    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
2254    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
2255
2256      template <class T> struct S {};
2257      template <> struct S<int> { void f(); }
2258      template <> void S<int>::f();
2259
2260    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
2261    invalid; there should be no template <>.)
2262
2263    If the function is a specialization, it is marked as such via
2264    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
2265    is set up correctly, and it is added to the list of specializations
2266    for that template.  */
2267
2268 tree
2269 check_explicit_specialization (tree declarator,
2270                                tree decl,
2271                                int template_count,
2272                                int flags)
2273 {
2274   int have_def = flags & 2;
2275   int is_friend = flags & 4;
2276   int specialization = 0;
2277   int explicit_instantiation = 0;
2278   int member_specialization = 0;
2279   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
2280   tree dname = DECL_NAME (decl);
2281   tmpl_spec_kind tsk;
2282
2283   if (is_friend)
2284     {
2285       if (!processing_specialization)
2286         tsk = tsk_none;
2287       else
2288         tsk = tsk_excessive_parms;
2289     }
2290   else
2291     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
2292
2293   switch (tsk)
2294     {
2295     case tsk_none:
2296       if (processing_specialization)
2297         {
2298           specialization = 1;
2299           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2300         }
2301       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2302         {
2303           if (is_friend)
2304             /* This could be something like:
2305
2306                template <class T> void f(T);
2307                class S { friend void f<>(int); }  */
2308             specialization = 1;
2309           else
2310             {
2311               /* This case handles bogus declarations like template <>
2312                  template <class T> void f<int>(); */
2313
2314               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2315                      declarator);
2316               return decl;
2317             }
2318         }
2319       break;
2320
2321     case tsk_invalid_member_spec:
2322       /* The error has already been reported in
2323          check_specialization_scope.  */
2324       return error_mark_node;
2325
2326     case tsk_invalid_expl_inst:
2327       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
2328
2329       /* Fall through.  */
2330
2331     case tsk_expl_inst:
2332       if (have_def)
2333         error ("definition provided for explicit instantiation");
2334
2335       explicit_instantiation = 1;
2336       break;
2337
2338     case tsk_excessive_parms:
2339     case tsk_insufficient_parms:
2340       if (tsk == tsk_excessive_parms)
2341         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
2342                decl);
2343       else if (template_header_count)
2344         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
2345       else
2346         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
2347               "%<template <>%>", decl);
2348
2349       /* Fall through.  */
2350     case tsk_expl_spec:
2351       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2352       if (ctype)
2353         member_specialization = 1;
2354       else
2355         specialization = 1;
2356       break;
2357
2358     case tsk_template:
2359       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2360         {
2361           /* This case handles bogus declarations like template <>
2362              template <class T> void f<int>(); */
2363
2364           if (uses_template_parms (declarator))
2365             error ("function template partial specialization %qD "
2366                    "is not allowed", declarator);
2367           else
2368             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2369                    declarator);
2370           return decl;
2371         }
2372
2373       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
2374         /* This is a specialization of a member template, without
2375            specialization the containing class.  Something like:
2376
2377              template <class T> struct S {
2378                template <class U> void f (U);
2379              };
2380              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
2381
2382            That's a specialization -- but of the entire template.  */
2383         specialization = 1;
2384       break;
2385
2386     default:
2387       gcc_unreachable ();
2388     }
2389
2390   if (specialization || member_specialization)
2391     {
2392       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
2393       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
2394         if (TREE_PURPOSE (t))
2395           {
2396             permerror (input_location, 
2397                        "default argument specified in explicit specialization");
2398             break;
2399           }
2400     }
2401
2402   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
2403     {
2404       tree tmpl = NULL_TREE;
2405       tree targs = NULL_TREE;
2406
2407       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
2408       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
2409         {
2410           tree fns;
2411
2412           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
2413           if (ctype)
2414             fns = dname;
2415           else
2416             {
2417               /* If there is no class context, the explicit instantiation
2418                  must be at namespace scope.  */
2419               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
2420
2421               /* Find the namespace binding, using the declaration
2422                  context.  */
2423               fns = lookup_qualified_name (CP_DECL_CONTEXT (decl), dname,
2424                                            false, true);
2425               if (fns == error_mark_node || !is_overloaded_fn (fns))
2426                 {
2427                   error ("%qD is not a template function", dname);
2428                   fns = error_mark_node;
2429                 }
2430               else
2431                 {
2432                   tree fn = OVL_CURRENT (fns);
2433                   if (!is_associated_namespace (CP_DECL_CONTEXT (decl),
2434                                                 CP_DECL_CONTEXT (fn)))
2435                     error ("%qD is not declared in %qD",
2436                            decl, current_namespace);
2437                 }
2438             }
2439
2440           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
2441         }
2442
2443       if (declarator == error_mark_node)
2444         return error_mark_node;
2445
2446       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
2447         {
2448           if (!explicit_instantiation)
2449             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
2450                but the error will already have been flagged by
2451                check_specialization_scope.  */
2452             return error_mark_node;
2453           else
2454             {
2455               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
2456                  class scope, e.g.:
2457
2458                    class C { template void f(); }
2459
2460                    This case is caught by the parser.  However, on
2461                    something like:
2462
2463                    template class C { void f(); };
2464
2465                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
2466                    issued later.  */
2467               ;
2468             }
2469
2470           return decl;
2471         }
2472       else if (ctype != NULL_TREE
2473                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
2474                    IDENTIFIER_NODE))
2475         {
2476           /* Find the list of functions in ctype that have the same
2477              name as the declared function.  */
2478           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
2479           tree fns = NULL_TREE;
2480           int idx;
2481
2482           if (constructor_name_p (name, ctype))
2483             {
2484               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2485
2486               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (ctype)
2487                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
2488                 {
2489                   /* From [temp.expl.spec]:
2490
2491                      If such an explicit specialization for the member
2492                      of a class template names an implicitly-declared
2493                      special member function (clause _special_), the
2494                      program is ill-formed.
2495
2496                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
2497                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
2498                   return error_mark_node;
2499                 }
2500
2501               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
2502             }
2503
2504           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
2505             {
2506               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
2507               if (idx >= 0)
2508                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
2509             }
2510           else
2511             {
2512               VEC(tree,gc) *methods;
2513               tree ovl;
2514
2515               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
2516                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
2517                  int' which will be a specialization of `operator T'.
2518                  So, we find *all* the conversion operators, and then
2519                  select from them.  */
2520               fns = NULL_TREE;
2521
2522               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
2523               if (methods)
2524                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
2525                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
2526                      ++idx)
2527                   {
2528                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
2529                       /* There are no more conversion functions.  */
2530                       break;
2531
2532                     /* Glue all these conversion functions together
2533                        with those we already have.  */
2534                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
2535                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
2536                   }
2537             }
2538
2539           if (fns == NULL_TREE)
2540             {
2541               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
2542               return error_mark_node;
2543             }
2544           else
2545             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2546         }
2547
2548       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2549          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2550          member function, we cannot tell apriori whether the
2551          instantiation is for a member template, or just a member
2552          function of a template class.  Even if a member template is
2553          being instantiated, the member template arguments may be
2554          elided if they can be deduced from the rest of the
2555          declaration.  */
2556       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2557                                        &targs,
2558                                        member_specialization,
2559                                        template_count,
2560                                        tsk);
2561
2562       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2563         /* We couldn't figure out what this declaration was
2564            specializing.  */
2565         return error_mark_node;
2566       else
2567         {
2568           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2569
2570           if (explicit_instantiation)
2571             {
2572               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2573                  is done by do_decl_instantiation later.  */
2574
2575               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2576               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2577
2578               if (arg_depth > parm_depth)
2579                 {
2580                   /* If TMPL is not the most general template (for
2581                      example, if TMPL is a friend template that is
2582                      injected into namespace scope), then there will
2583                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2584                      here.  */
2585                   int i;
2586                   tree new_targs;
2587
2588                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2589                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2590                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2591                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2592                   targs = new_targs;
2593                 }
2594
2595               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2596             }
2597
2598           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2599              turns out to be specializing a static member function,
2600              make DECL a static member function as well.  */
2601           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2602               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2603             revert_static_member_fn (decl);
2604
2605           /* If this is a specialization of a member template of a
2606              template class, we want to return the TEMPLATE_DECL, not
2607              the specialization of it.  */
2608           if (tsk == tsk_template)
2609             {
2610               tree result = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
2611               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2612               DECL_INITIAL (result) = NULL_TREE;
2613               if (have_def)
2614                 {
2615                   tree parm;
2616                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2617                   DECL_SOURCE_LOCATION (result)
2618                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2619                   /* We want to use the argument list specified in the
2620                      definition, not in the original declaration.  */
2621                   DECL_ARGUMENTS (result) = DECL_ARGUMENTS (decl);
2622                   for (parm = DECL_ARGUMENTS (result); parm;
2623                        parm = DECL_CHAIN (parm))
2624                     DECL_CONTEXT (parm) = result;
2625                 }
2626               return register_specialization (tmpl, gen_tmpl, targs,
2627                                               is_friend, 0);
2628             }
2629
2630           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2631           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = build_template_info (tmpl, targs);
2632
2633           /* Inherit default function arguments from the template
2634              DECL is specializing.  */
2635           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2636
2637           /* This specialization has the same protection as the
2638              template it specializes.  */
2639           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2640           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2641
2642           /* 7.1.1-1 [dcl.stc]
2643
2644              A storage-class-specifier shall not be specified in an
2645              explicit specialization...
2646
2647              The parser rejects these, so unless action is taken here,
2648              explicit function specializations will always appear with
2649              global linkage.
2650
2651              The action recommended by the C++ CWG in response to C++
2652              defect report 605 is to make the storage class and linkage
2653              of the explicit specialization match the templated function:
2654
2655              http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_active.html#605
2656            */
2657           if (tsk == tsk_expl_spec && DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
2658             {
2659               tree tmpl_func = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
2660               gcc_assert (TREE_CODE (tmpl_func) == FUNCTION_DECL);
2661
2662               /* This specialization has the same linkage and visibility as
2663                  the function template it specializes.  */
2664               TREE_PUBLIC (decl) = TREE_PUBLIC (tmpl_func);
2665               if (! TREE_PUBLIC (decl))
2666                 {
2667                   DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
2668                   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
2669                 }
2670               DECL_THIS_STATIC (decl) = DECL_THIS_STATIC (tmpl_func);
2671               if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (tmpl_func))
2672                 {
2673                   DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (decl) = 1;
2674                   DECL_VISIBILITY (decl) = DECL_VISIBILITY (tmpl_func);
2675                 }
2676             }
2677
2678           /* If DECL is a friend declaration, declared using an
2679              unqualified name, the namespace associated with DECL may
2680              have been set incorrectly.  For example, in:
2681
2682                template <typename T> void f(T);
2683                namespace N {
2684                  struct S { friend void f<int>(int); }
2685                }
2686
2687              we will have set the DECL_CONTEXT for the friend
2688              declaration to N, rather than to the global namespace.  */
2689           if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl))
2690             DECL_CONTEXT (decl) = DECL_CONTEXT (tmpl);
2691
2692           if (is_friend && !have_def)
2693             /* This is not really a declaration of a specialization.
2694                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2695                a request for an instantiation, either.  */
2696             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2697           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2698             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2699                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2700                versions in V3 ABI.  */
2701             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2702
2703           /* Register this specialization so that we can find it
2704              again.  */
2705           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs, is_friend, 0);
2706         }
2707     }
2708
2709   return decl;
2710 }
2711
2712 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2713    parameters.  These are represented in the same format used for
2714    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2715
2716 int
2717 comp_template_parms (const_tree parms1, const_tree parms2)
2718 {
2719   const_tree p1;
2720   const_tree p2;
2721
2722   if (parms1 == parms2)
2723     return 1;
2724
2725   for (p1 = parms1, p2 = parms2;
2726        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2727        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2728     {
2729       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2730       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2731       int i;
2732
2733       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2734       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2735
2736       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2737         return 0;
2738
2739       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i)
2740         {
2741           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2742           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2743
2744           /* If either of the template parameters are invalid, assume
2745              they match for the sake of error recovery. */
2746           if (parm1 == error_mark_node || parm2 == error_mark_node)
2747             return 1;
2748
2749           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2750             return 0;
2751
2752           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2753               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm1)
2754                   == TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm2)))
2755             continue;
2756           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2757             return 0;
2758         }
2759     }
2760
2761   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2762     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2763        other.  */
2764     return 0;
2765
2766   return 1;
2767 }
2768
2769 /* Determine whether PARM is a parameter pack.  */
2770
2771 bool 
2772 template_parameter_pack_p (const_tree parm)
2773 {
2774   /* Determine if we have a non-type template parameter pack.  */
2775   if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
2776     return (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm) 
2777             && TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)));
2778   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2779     return TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm);
2780
2781   /* If this is a list of template parameters, we could get a
2782      TYPE_DECL or a TEMPLATE_DECL.  */ 
2783   if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2784     parm = TREE_TYPE (parm);
2785
2786   /* Otherwise it must be a type template parameter.  */
2787   return ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2788            || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
2789           && TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm));
2790 }
2791
2792 /* Determine if T is a function parameter pack.  */
2793
2794 bool
2795 function_parameter_pack_p (const_tree t)
2796 {
2797   if (t && TREE_CODE (t) == PARM_DECL)
2798     return FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t);
2799   return false;
2800 }
2801
2802 /* Return the function template declaration of PRIMARY_FUNC_TMPL_INST.
2803    PRIMARY_FUNC_TMPL_INST is a primary function template instantiation.  */
2804
2805 tree
2806 get_function_template_decl (const_tree primary_func_tmpl_inst)
2807 {
2808   if (! primary_func_tmpl_inst
2809       || TREE_CODE (primary_func_tmpl_inst) != FUNCTION_DECL
2810       || ! primary_template_instantiation_p (primary_func_tmpl_inst))
2811     return NULL;
2812
2813   return DECL_TEMPLATE_RESULT (DECL_TI_TEMPLATE (primary_func_tmpl_inst));
2814 }
2815
2816 /* Return true iff the function parameter PARAM_DECL was expanded
2817    from the function parameter pack PACK.  */
2818
2819 bool
2820 function_parameter_expanded_from_pack_p (tree param_decl, tree pack)
2821 {
2822   if (DECL_ARTIFICIAL (param_decl)
2823       || !function_parameter_pack_p (pack))
2824     return false;
2825
2826   /* The parameter pack and its pack arguments have the same
2827      DECL_PARM_INDEX.  */
2828   return DECL_PARM_INDEX (pack) == DECL_PARM_INDEX (param_decl);
2829 }
2830
2831 /* Determine whether ARGS describes a variadic template args list,
2832    i.e., one that is terminated by a template argument pack.  */
2833
2834 static bool 
2835 template_args_variadic_p (tree args)
2836 {
2837   int nargs;
2838   tree last_parm;
2839
2840   if (args == NULL_TREE)
2841     return false;
2842
2843   args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
2844   nargs = TREE_VEC_LENGTH (args);
2845
2846   if (nargs == 0)
2847     return false;
2848
2849   last_parm = TREE_VEC_ELT (args, nargs - 1);
2850
2851   return ARGUMENT_PACK_P (last_parm);
2852 }
2853
2854 /* Generate a new name for the parameter pack name NAME (an
2855    IDENTIFIER_NODE) that incorporates its */
2856
2857 static tree
2858 make_ith_pack_parameter_name (tree name, int i)
2859 {
2860   /* Munge the name to include the parameter index.  */
2861 #define NUMBUF_LEN 128
2862   char numbuf[NUMBUF_LEN];
2863   char* newname;
2864   int newname_len;
2865
2866   snprintf (numbuf, NUMBUF_LEN, "%i", i);
2867   newname_len = IDENTIFIER_LENGTH (name)
2868                 + strlen (numbuf) + 2;
2869   newname = (char*)alloca (newname_len);
2870   snprintf (newname, newname_len,
2871             "%s#%i", IDENTIFIER_POINTER (name), i);
2872   return get_identifier (newname);
2873 }
2874
2875 /* Return true if T is a primary function, class or alias template
2876    instantiation.  */
2877
2878 bool
2879 primary_template_instantiation_p (const_tree t)
2880 {
2881   if (!t)
2882     return false;
2883
2884   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
2885     return DECL_LANG_SPECIFIC (t)
2886            && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2887            && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (t));
2888   else if (CLASS_TYPE_P (t) && !TYPE_DECL_ALIAS_P (TYPE_NAME (t)))
2889     return CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2890            && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
2891   else if (TYPE_P (t)
2892            && TYPE_TEMPLATE_INFO (t)
2893            && PRIMARY_TEMPLATE_P (TYPE_TI_TEMPLATE (t))
2894            && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (TYPE_NAME (t)))
2895     return true;
2896   return false;
2897 }
2898
2899 /* Return true if PARM is a template template parameter.  */
2900
2901 bool
2902 template_template_parameter_p (const_tree parm)
2903 {
2904   return DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2905 }
2906
2907 /* Return the template parameters of T if T is a
2908    primary template instantiation, NULL otherwise.  */
2909
2910 tree
2911 get_primary_template_innermost_parameters (const_tree t)
2912 {
2913   tree parms = NULL, template_info = NULL;
2914
2915   if ((template_info = get_template_info (t))
2916       && primary_template_instantiation_p (t))
2917     parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
2918         (DECL_TEMPLATE_PARMS (TI_TEMPLATE (template_info)));
2919
2920   return parms;
2921 }
2922
2923 /* Return the template parameters of the LEVELth level from the full list
2924    of template parameters PARMS.  */
2925
2926 tree
2927 get_template_parms_at_level (tree parms, int level)
2928 {
2929   tree p;
2930   if (!parms
2931       || TREE_CODE (parms) != TREE_LIST
2932       || level > TMPL_PARMS_DEPTH (parms))
2933     return NULL_TREE;
2934
2935   for (p = parms; p; p = TREE_CHAIN (p))
2936     if (TMPL_PARMS_DEPTH (p) == level)
2937       return p;
2938
2939   return NULL_TREE;
2940 }
2941
2942 /* Returns the template arguments of T if T is a template instantiation,
2943    NULL otherwise.  */
2944
2945 tree
2946 get_template_innermost_arguments (const_tree t)
2947 {
2948   tree args = NULL, template_info = NULL;
2949
2950   if ((template_info = get_template_info (t))
2951       && TI_ARGS (template_info))
2952     args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (template_info));
2953
2954   return args;
2955 }
2956
2957 /* Return the argument pack elements of T if T is a template argument pack,
2958    NULL otherwise.  */
2959
2960 tree
2961 get_template_argument_pack_elems (const_tree t)
2962 {
2963   if (TREE_CODE (t) != TYPE_ARGUMENT_PACK
2964       && TREE_CODE (t) != NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
2965     return NULL;
2966
2967   return ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
2968 }
2969
2970 /* Structure used to track the progress of find_parameter_packs_r.  */
2971 struct find_parameter_pack_data 
2972 {
2973   /* TREE_LIST that will contain all of the parameter packs found by
2974      the traversal.  */
2975   tree* parameter_packs;
2976
2977   /* Set of AST nodes that have been visited by the traversal.  */
2978   struct pointer_set_t *visited;
2979 };
2980
2981 /* Identifies all of the argument packs that occur in a template
2982    argument and appends them to the TREE_LIST inside DATA, which is a
2983    find_parameter_pack_data structure. This is a subroutine of
2984    make_pack_expansion and uses_parameter_packs.  */
2985 static tree
2986 find_parameter_packs_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void* data)
2987 {
2988   tree t = *tp;
2989   struct find_parameter_pack_data* ppd = 
2990     (struct find_parameter_pack_data*)data;
2991   bool parameter_pack_p = false;
2992
2993   /* Handle type aliases/typedefs.  */
2994   if (TYPE_P (t)
2995       && TYPE_NAME (t)
2996       && TREE_CODE (TYPE_NAME (t)) == TYPE_DECL
2997       && TYPE_DECL_ALIAS_P (TYPE_NAME (t)))
2998     {
2999       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
3000         cp_walk_tree (&TYPE_TI_ARGS (t),
3001                       &find_parameter_packs_r,
3002                       ppd, ppd->visited);
3003       *walk_subtrees = 0;
3004       return NULL_TREE;
3005     }
3006
3007   /* Identify whether this is a parameter pack or not.  */
3008   switch (TREE_CODE (t))
3009     {
3010     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
3011       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
3012         parameter_pack_p = true;
3013       break;
3014
3015     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
3016       t = TYPE_MAIN_VARIANT (t);
3017     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
3018       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
3019         parameter_pack_p = true;
3020       break;
3021
3022     case PARM_DECL:
3023       if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
3024         {
3025           /* We don't want to walk into the type of a PARM_DECL,
3026              because we don't want to see the type parameter pack.  */
3027           *walk_subtrees = 0;
3028           parameter_pack_p = true;
3029         }
3030       break;
3031
3032     case BASES:
3033       parameter_pack_p = true;
3034       break;
3035     default:
3036       /* Not a parameter pack.  */
3037       break;
3038     }
3039
3040   if (parameter_pack_p)
3041     {
3042       /* Add this parameter pack to the list.  */
3043       *ppd->parameter_packs = tree_cons (NULL_TREE, t, *ppd->parameter_packs);
3044     }
3045
3046   if (TYPE_P (t))
3047     cp_walk_tree (&TYPE_CONTEXT (t), 
3048                   &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3049
3050   /* This switch statement will return immediately if we don't find a
3051      parameter pack.  */
3052   switch (TREE_CODE (t)) 
3053     {
3054     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
3055       return NULL_TREE;
3056
3057     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
3058       /* Check the template itself.  */
3059       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (TYPE_TI_TEMPLATE (t)), 
3060                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3061       /* Check the template arguments.  */
3062       cp_walk_tree (&TYPE_TI_ARGS (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
3063                     ppd->visited);
3064       *walk_subtrees = 0;
3065       return NULL_TREE;
3066
3067     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
3068     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
3069       return NULL_TREE;
3070
3071     case PARM_DECL:
3072       return NULL_TREE;
3073
3074     case RECORD_TYPE:
3075       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
3076         return NULL_TREE;
3077       /* Fall through.  */
3078
3079     case UNION_TYPE:
3080     case ENUMERAL_TYPE:
3081       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
3082         cp_walk_tree (&TI_ARGS (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
3083                       &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3084
3085       *walk_subtrees = 0;
3086       return NULL_TREE;
3087
3088     case CONSTRUCTOR:
3089     case TEMPLATE_DECL:
3090       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t),
3091                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3092       return NULL_TREE;
3093  
3094     case TYPENAME_TYPE:
3095       cp_walk_tree (&TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), &find_parameter_packs_r,
3096                    ppd, ppd->visited);
3097       *walk_subtrees = 0;
3098       return NULL_TREE;
3099       
3100     case TYPE_PACK_EXPANSION:
3101     case EXPR_PACK_EXPANSION:
3102       *walk_subtrees = 0;
3103       return NULL_TREE;
3104
3105     case INTEGER_TYPE:
3106       cp_walk_tree (&TYPE_MAX_VALUE (t), &find_parameter_packs_r, 
3107                     ppd, ppd->visited);
3108       *walk_subtrees = 0;
3109       return NULL_TREE;
3110
3111     case IDENTIFIER_NODE:
3112       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
3113                     ppd->visited);
3114       *walk_subtrees = 0;
3115       return NULL_TREE;
3116
3117     default:
3118       return NULL_TREE;
3119     }
3120
3121   return NULL_TREE;
3122 }
3123
3124 /* Determines if the expression or type T uses any parameter packs.  */
3125 bool
3126 uses_parameter_packs (tree t)
3127 {
3128   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3129   struct find_parameter_pack_data ppd;
3130   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3131   ppd.visited = pointer_set_create ();
3132   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3133   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3134   return parameter_packs != NULL_TREE;
3135 }
3136
3137 /* Turn ARG, which may be an expression, type, or a TREE_LIST
3138    representation a base-class initializer into a parameter pack
3139    expansion. If all goes well, the resulting node will be an
3140    EXPR_PACK_EXPANSION, TYPE_PACK_EXPANSION, or TREE_LIST,
3141    respectively.  */
3142 tree 
3143 make_pack_expansion (tree arg)
3144 {
3145   tree result;
3146   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3147   bool for_types = false;
3148   struct find_parameter_pack_data ppd;
3149
3150   if (!arg || arg == error_mark_node)
3151     return arg;
3152
3153   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST)
3154     {
3155       /* The only time we will see a TREE_LIST here is for a base
3156          class initializer.  In this case, the TREE_PURPOSE will be a
3157          _TYPE node (representing the base class expansion we're
3158          initializing) and the TREE_VALUE will be a TREE_LIST
3159          containing the initialization arguments. 
3160
3161          The resulting expansion looks somewhat different from most
3162          expansions. Rather than returning just one _EXPANSION, we
3163          return a TREE_LIST whose TREE_PURPOSE is a
3164          TYPE_PACK_EXPANSION containing the bases that will be
3165          initialized.  The TREE_VALUE will be identical to the
3166          original TREE_VALUE, which is a list of arguments that will
3167          be passed to each base.  We do not introduce any new pack
3168          expansion nodes into the TREE_VALUE (although it is possible
3169          that some already exist), because the TREE_PURPOSE and
3170          TREE_VALUE all need to be expanded together with the same
3171          _EXPANSION node.  Note that the TYPE_PACK_EXPANSION in the
3172          resulting TREE_PURPOSE will mention the parameter packs in
3173          both the bases and the arguments to the bases.  */
3174       tree purpose;
3175       tree value;
3176       tree parameter_packs = NULL_TREE;
3177
3178       /* Determine which parameter packs will be used by the base
3179          class expansion.  */
3180       ppd.visited = pointer_set_create ();
3181       ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3182       cp_walk_tree (&TREE_PURPOSE (arg), &find_parameter_packs_r, 
3183                     &ppd, ppd.visited);
3184
3185       if (parameter_packs == NULL_TREE)
3186         {
3187           error ("base initializer expansion %<%T%> contains no parameter packs", arg);
3188           pointer_set_destroy (ppd.visited);
3189           return error_mark_node;
3190         }
3191
3192       if (TREE_VALUE (arg) != void_type_node)
3193         {
3194           /* Collect the sets of parameter packs used in each of the
3195              initialization arguments.  */
3196           for (value = TREE_VALUE (arg); value; value = TREE_CHAIN (value))
3197             {
3198               /* Determine which parameter packs will be expanded in this
3199                  argument.  */
3200               cp_walk_tree (&TREE_VALUE (value), &find_parameter_packs_r, 
3201                             &ppd, ppd.visited);
3202             }
3203         }
3204
3205       pointer_set_destroy (ppd.visited);
3206
3207       /* Create the pack expansion type for the base type.  */
3208       purpose = cxx_make_type (TYPE_PACK_EXPANSION);
3209       SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (purpose, TREE_PURPOSE (arg));
3210       PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (purpose) = parameter_packs;
3211
3212       /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
3213          they will rarely be compared to anything.  */
3214       SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (purpose);
3215
3216       return tree_cons (purpose, TREE_VALUE (arg), NULL_TREE);
3217     }
3218
3219   if (TYPE_P (arg) || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
3220     for_types = true;
3221
3222   /* Build the PACK_EXPANSION_* node.  */
3223   result = for_types
3224      ? cxx_make_type (TYPE_PACK_EXPANSION)
3225      : make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
3226   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (result, arg);
3227   if (TREE_CODE (result) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3228     {
3229       /* Propagate type and const-expression information.  */
3230       TREE_TYPE (result) = TREE_TYPE (arg);
3231       TREE_CONSTANT (result) = TREE_CONSTANT (arg);
3232     }
3233   else
3234     /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
3235        they will rarely be compared to anything.  */
3236     SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (result);
3237
3238   /* Determine which parameter packs will be expanded.  */
3239   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3240   ppd.visited = pointer_set_create ();
3241   cp_walk_tree (&arg, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3242   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3243
3244   /* Make sure we found some parameter packs.  */
3245   if (parameter_packs == NULL_TREE)
3246     {
3247       if (TYPE_P (arg))
3248         error ("expansion pattern %<%T%> contains no argument packs", arg);
3249       else
3250         error ("expansion pattern %<%E%> contains no argument packs", arg);
3251       return error_mark_node;
3252     }
3253   PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (result) = parameter_packs;
3254
3255   PACK_EXPANSION_LOCAL_P (result) = at_function_scope_p ();
3256
3257   return result;
3258 }
3259
3260 /* Checks T for any "bare" parameter packs, which have not yet been
3261    expanded, and issues an error if any are found. This operation can
3262    only be done on full expressions or types (e.g., an expression
3263    statement, "if" condition, etc.), because we could have expressions like:
3264
3265      foo(f(g(h(args)))...)
3266
3267    where "args" is a parameter pack. check_for_bare_parameter_packs
3268    should not be called for the subexpressions args, h(args),
3269    g(h(args)), or f(g(h(args))), because we would produce erroneous
3270    error messages. 
3271
3272    Returns TRUE and emits an error if there were bare parameter packs,
3273    returns FALSE otherwise.  */
3274 bool 
3275 check_for_bare_parameter_packs (tree t)
3276 {
3277   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3278   struct find_parameter_pack_data ppd;
3279
3280   if (!processing_template_decl || !t || t == error_mark_node)
3281     return false;
3282
3283   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
3284     t = TREE_TYPE (t);
3285
3286   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3287   ppd.visited = pointer_set_create ();
3288   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3289   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3290
3291   if (parameter_packs) 
3292     {
3293       error ("parameter packs not expanded with %<...%>:");
3294       while (parameter_packs)
3295         {
3296           tree pack = TREE_VALUE (parameter_packs);
3297           tree name = NULL_TREE;
3298
3299           if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TYPE_PARM
3300               || TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
3301             name = TYPE_NAME (pack);
3302           else if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3303             name = DECL_NAME (TEMPLATE_PARM_DECL (pack));
3304           else
3305             name = DECL_NAME (pack);
3306
3307           if (name)
3308             inform (input_location, "        %qD", name);
3309           else
3310             inform (input_location, "        <anonymous>");
3311
3312           parameter_packs = TREE_CHAIN (parameter_packs);
3313         }
3314
3315       return true;
3316     }
3317
3318   return false;
3319 }
3320
3321 /* Expand any parameter packs that occur in the template arguments in
3322    ARGS.  */
3323 tree
3324 expand_template_argument_pack (tree args)
3325 {
3326   tree result_args = NULL_TREE;
3327   int in_arg, out_arg = 0, nargs = args ? TREE_VEC_LENGTH (args) : 0;
3328   int num_result_args = -1;
3329   int non_default_args_count = -1;
3330
3331   /* First, determine if we need to expand anything, and the number of
3332      slots we'll need.  */
3333   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3334     {
3335       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3336       if (arg == NULL_TREE)
3337         return args;
3338       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3339         {
3340           int num_packed = TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg));
3341           if (num_result_args < 0)
3342             num_result_args = in_arg + num_packed;
3343           else
3344             num_result_args += num_packed;
3345         }
3346       else
3347         {
3348           if (num_result_args >= 0)
3349             num_result_args++;
3350         }
3351     }
3352
3353   /* If no expansion is necessary, we're done.  */
3354   if (num_result_args < 0)
3355     return args;
3356
3357   /* Expand arguments.  */
3358   result_args = make_tree_vec (num_result_args);
3359   if (NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (args))
3360     non_default_args_count =
3361       GET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (args);
3362   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3363     {
3364       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3365       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3366         {
3367           tree packed = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
3368           int i, num_packed = TREE_VEC_LENGTH (packed);
3369           for (i = 0; i < num_packed; ++i, ++out_arg)
3370             TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = TREE_VEC_ELT(packed, i);
3371           if (non_default_args_count > 0)
3372             non_default_args_count += num_packed;
3373         }
3374       else
3375         {
3376           TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = arg;
3377           ++out_arg;
3378         }
3379     }
3380   if (non_default_args_count >= 0)
3381     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (result_args, non_default_args_count);
3382   return result_args;
3383 }
3384
3385 /* Checks if DECL shadows a template parameter.
3386
3387    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
3388    scope (including nested scopes).
3389
3390    Emits an error and returns TRUE if the DECL shadows a parameter,
3391    returns FALSE otherwise.  */
3392
3393 bool
3394 check_template_shadow (tree decl)
3395 {
3396   tree olddecl;
3397
3398   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
3399      parameter.  */
3400   if (!current_template_parms)
3401     return true;
3402
3403   /* Figure out what we're shadowing.  */
3404   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
3405     decl = OVL_CURRENT (decl);
3406   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
3407
3408   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
3409      anything, let alone a template parameter.  */
3410   if (!olddecl)
3411     return true;
3412
3413   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
3414      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
3415      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
3416      node.  */
3417   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
3418     return true;
3419
3420   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
3421      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
3422      inline member templates.  */
3423   if (decl == olddecl
3424       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
3425     return true;
3426
3427   error ("declaration of %q+#D", decl);
3428   error (" shadows template parm %q+#D", olddecl);
3429   return false;
3430 }
3431
3432 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
3433    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  NUM_SIBLINGS is the total number of
3434    template parameters.  */
3435
3436 static tree
3437 build_template_parm_index (int index,
3438                            int level,
3439                            int orig_level,
3440                            int num_siblings,
3441                            tree decl,
3442                            tree type)
3443 {
3444   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
3445   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
3446   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
3447   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
3448   TEMPLATE_PARM_NUM_SIBLINGS (t) = num_siblings;
3449   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
3450   TREE_TYPE (t) = type;
3451   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
3452   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
3453
3454   return t;
3455 }
3456
3457 /* Find the canonical type parameter for the given template type
3458    parameter.  Returns the canonical type parameter, which may be TYPE
3459    if no such parameter existed.  */
3460
3461 static tree
3462 canonical_type_parameter (tree type)
3463 {
3464   tree list;
3465   int idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (type);
3466   if (!canonical_template_parms)
3467     canonical_template_parms = VEC_alloc (tree, gc, idx+1);
3468
3469   while (VEC_length (tree, canonical_template_parms) <= (unsigned)idx)
3470     VEC_safe_push (tree, gc, canonical_template_parms, NULL_TREE);
3471
3472   list = VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx);
3473   while (list && !comptypes (type, TREE_VALUE (list), COMPARE_STRUCTURAL))
3474     list = TREE_CHAIN (list);
3475
3476   if (list)
3477     return TREE_VALUE (list);
3478   else
3479     {
3480       VEC_replace(tree, canonical_template_parms, idx,
3481                   tree_cons (NULL_TREE, type, 
3482                              VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx)));
3483       return type;
3484     }
3485 }
3486
3487 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
3488    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
3489    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
3490    new one is created.  */
3491
3492 static tree
3493 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels, tree args,
3494                             tsubst_flags_t complain)
3495 {
3496   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
3497       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
3498           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels)
3499       || !same_type_p (type, TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))))
3500     {
3501       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
3502       tree decl, t;
3503
3504       decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (orig_decl),
3505                          TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
3506       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
3507       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
3508       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3509       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3510
3511       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
3512                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
3513                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
3514                                      TEMPLATE_PARM_NUM_SIBLINGS (index),
3515                                      decl, type);
3516       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
3517       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t) 
3518         = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (index);
3519
3520         /* Template template parameters need this.  */
3521       if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
3522         DECL_TEMPLATE_PARMS (decl) = tsubst_template_parms
3523           (DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index)),
3524            args, complain);
3525     }
3526
3527   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
3528 }
3529
3530 /* Process information from new template parameter PARM and append it
3531    to the LIST being built.  This new parameter is a non-type
3532    parameter iff IS_NON_TYPE is true. This new parameter is a
3533    parameter pack iff IS_PARAMETER_PACK is true.  The location of PARM
3534    is in PARM_LOC. NUM_TEMPLATE_PARMS is the size of the template
3535    parameter list PARM belongs to. This is used used to create a
3536    proper canonical type for the type of PARM that is to be created,
3537    iff PARM is a type.  If the size is not known, this parameter shall
3538    be set to 0.  */
3539
3540 tree
3541 process_template_parm (tree list, location_t parm_loc, tree parm,
3542                        bool is_non_type, bool is_parameter_pack,
3543                        unsigned num_template_parms)
3544 {
3545   tree decl = 0;
3546   tree defval;
3547   tree err_parm_list;
3548   int idx = 0;
3549
3550   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
3551   defval = TREE_PURPOSE (parm);
3552
3553   if (list)
3554     {
3555       tree p = tree_last (list);
3556
3557       if (p && TREE_VALUE (p) != error_mark_node)
3558         {
3559           p = TREE_VALUE (p);
3560           if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
3561             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
3562           else
3563             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
3564         }
3565
3566       ++idx;
3567     }
3568   else
3569     idx = 0;
3570
3571   if (is_non_type)
3572     {
3573       parm = TREE_VALUE (parm);
3574
3575       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
3576
3577       if (TREE_TYPE (parm) == error_mark_node)
3578         {
3579           err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3580           TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3581            return chainon (list, err_parm_list);
3582         }
3583       else
3584       {
3585         /* [temp.param]
3586
3587            The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
3588            ignored when determining its type.  */
3589         TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
3590         if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
3591           {
3592             err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3593             TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3594              return chainon (list, err_parm_list);
3595           }
3596
3597         if (uses_parameter_packs (TREE_TYPE (parm)) && !is_parameter_pack)
3598           {
3599             /* This template parameter is not a parameter pack, but it
3600                should be. Complain about "bare" parameter packs.  */
3601             check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (parm));
3602             
3603             /* Recover by calling this a parameter pack.  */
3604             is_parameter_pack = true;
3605           }
3606       }
3607
3608       /* A template parameter is not modifiable.  */
3609       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
3610       TREE_READONLY (parm) = 1;
3611       decl = build_decl (parm_loc,
3612                          CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
3613       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
3614       TREE_READONLY (decl) = 1;
3615       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl)
3616         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3617                                      processing_template_decl,
3618                                      num_template_parms,
3619                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3620
3621       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)) 
3622         = is_parameter_pack;
3623     }
3624   else
3625     {
3626       tree t;
3627       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
3628
3629       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
3630         {
3631           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
3632           /* This is for distinguishing between real templates and template
3633              template parameters */
3634           TREE_TYPE (parm) = t;
3635           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
3636           decl = parm;
3637         }
3638       else
3639         {
3640           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
3641           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
3642           decl = build_decl (parm_loc,
3643                              TYPE_DECL, parm, t);
3644         }
3645
3646       TYPE_NAME (t) = decl;
3647       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
3648       parm = decl;
3649       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
3650         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3651                                      processing_template_decl,
3652                                      num_template_parms,
3653                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3654       TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t) = is_parameter_pack;
3655       TYPE_CANONICAL (t) = canonical_type_parameter (t);
3656     }
3657   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3658   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3659   pushdecl (decl);
3660   parm = build_tree_list (defval, parm);
3661   return chainon (list, parm);
3662 }
3663
3664 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
3665    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
3666    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
3667    as PARM_DECLs.  */
3668
3669 tree
3670 end_template_parm_list (tree parms)
3671 {
3672   int nparms;
3673   tree parm, next;
3674   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
3675
3676   current_template_parms
3677     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
3678                  saved_parmlist, current_template_parms);
3679
3680   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
3681     {
3682       next = TREE_CHAIN (parm);
3683       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
3684       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
3685     }
3686
3687   --processing_template_parmlist;
3688
3689   return saved_parmlist;
3690 }
3691
3692 /* Create a new type almost identical to TYPE but which has the
3693    following differences:
3694
3695      1/ T has a new TEMPLATE_PARM_INDEX that carries the new number of
3696      template sibling parameters of T.
3697
3698      2/ T has a new canonical type that matches the new number
3699      of sibling parms.
3700
3701      3/ From now on, T is going to be what lookups referring to the
3702      name of TYPE will return. No lookup should return TYPE anymore.
3703
3704    NUM_PARMS is the new number of sibling parms TYPE belongs to.
3705
3706    This is a subroutine of fixup_template_parms.  */
3707
3708 static tree
3709 fixup_template_type_parm_type (tree type, int num_parms)
3710 {
3711   tree orig_idx = TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (type), idx;
3712   tree t;
3713   /* This is the decl which name is inserted into the symbol table for
3714      the template parm type. So whenever we lookup the type name, this
3715      is the DECL we get.  */
3716   tree decl;
3717
3718   /* Do not fix up the type twice.  */
3719   if (orig_idx && TEMPLATE_PARM_NUM_SIBLINGS (orig_idx) != 0)
3720     return type;
3721
3722   t = copy_type (type);
3723   decl = TYPE_NAME (t);
3724
3725   TYPE_MAIN_VARIANT (t) = t;
3726   TYPE_NEXT_VARIANT (t)= NULL_TREE;
3727   TYPE_POINTER_TO (t) = 0;
3728   TYPE_REFERENCE_TO (t) = 0;
3729
3730   idx = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (orig_idx),
3731                                    TEMPLATE_PARM_LEVEL (orig_idx),
3732                                    TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (orig_idx),
3733                                    num_parms,
3734                                    decl, t);
3735   TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (idx) = TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (orig_idx);
3736   TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (idx) = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (orig_idx);
3737   TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t) = idx;
3738
3739   TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
3740   TEMPLATE_TYPE_DECL (t) = decl;
3741   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
3742     TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT  (decl)) = t;
3743
3744   /* Update the type associated to the type name stored in the symbol
3745      table. Now, whenever the type name is looked up, the resulting
3746      type is properly fixed up.  */
3747   TREE_TYPE (decl) = t;
3748
3749   TYPE_CANONICAL (t) = canonical_type_parameter (t);
3750
3751   return t;
3752 }
3753
3754 /* Create and return a new TEMPLATE_PARM_INDEX that is almost
3755    identical to I, but that is fixed up as to:
3756
3757    1/ carry the number of sibling parms (NUM_PARMS) of the template
3758    parm represented by I.
3759
3760    2/ replace all references to template parm types declared before I
3761    (in the same template parm list as I) by references to template
3762    parm types contained in ARGS. ARGS should contain the list of
3763    template parms that have been fixed up so far, in a form suitable
3764    to be passed to tsubst.
3765
3766    This is a subroutine of fixup_template_parms.  */
3767
3768 static tree
3769 fixup_template_parm_index (tree i, tree args, int num_parms)
3770 {
3771   tree index, decl, type;
3772
3773   if (i == NULL_TREE
3774       || TREE_CODE (i) != TEMPLATE_PARM_INDEX
3775       /* Do not fix up the index twice.  */
3776       || (TEMPLATE_PARM_NUM_SIBLINGS (i) != 0))
3777     return i;
3778
3779   decl = TEMPLATE_PARM_DECL (i);
3780   type = TREE_TYPE (decl);
3781
3782   index = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (i),
3783                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (i),
3784                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (i),
3785                                      num_parms,
3786                                      decl, type);
3787
3788   TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (i);
3789   TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (index) = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (i);
3790
3791   type = tsubst (type, args, tf_none, NULL_TREE);
3792   
3793   TREE_TYPE (decl) = type;
3794   TREE_TYPE (index) = type;
3795
3796   return index;
3797 }
3798
3799 /* 
3800    This is a subroutine of fixup_template_parms.
3801
3802    It computes the canonical type of the type of the template
3803    parameter PARM_DESC and update all references to that type so that
3804    they use the newly computed canonical type. No access check is
3805    performed during the fixup. PARM_DESC is a TREE_LIST which
3806    TREE_VALUE is the template parameter and its TREE_PURPOSE is the
3807    default argument of the template parm if any. IDX is the index of
3808    the template parameter, starting at 0. NUM_PARMS is the number of
3809    template parameters in the set PARM_DESC belongs to. ARGLIST is a
3810    TREE_VEC containing the full set of template parameters in a form
3811    suitable to be passed to substs functions as their ARGS
3812    argument. This is what current_template_args returns for a given
3813    template. The innermost vector of args in ARGLIST is the set of
3814    template parms that have been fixed up so far. This function adds
3815    the fixed up parameter into that vector.  */
3816
3817 static void
3818 fixup_template_parm (tree parm_desc,
3819                      int idx,
3820                      int num_parms,
3821                      tree arglist)
3822 {
3823   tree parm = TREE_VALUE (parm_desc);
3824   tree fixedup_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist);
3825
3826   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
3827
3828   if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL)
3829     {
3830       /* PARM is a template type parameter. Fix up its type, add
3831          the fixed-up template parm to the vector of fixed-up
3832          template parms so far, and substitute the fixed-up
3833          template parms into the default argument of this
3834          parameter.  */
3835       tree t =
3836         fixup_template_type_parm_type (TREE_TYPE (parm), num_parms);
3837       TREE_TYPE (parm) = t;
3838
3839       TREE_VEC_ELT (fixedup_args, idx) = template_parm_to_arg (parm_desc);
3840     }
3841   else if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
3842     {
3843       /* PARM is a template template parameter. This is going to
3844          be interesting.  */
3845       tree tparms, targs, innermost_args, t;
3846       int j;
3847
3848       /* First, fix up the parms of the template template parm
3849          because the parms are involved in defining the new canonical
3850          type of the template template parm.  */
3851
3852       /* So we need to substitute the template parm types that have
3853          been fixed up so far into the template parms of this template
3854          template parm. E.g, consider this:
3855
3856          template<class T, template<T u> class TT> class S;
3857
3858          In this case we want to substitute T into the
3859          template parameters of TT.
3860
3861          So let's walk the template parms of PARM here, and
3862          tsubst ARGLIST into into each of the template
3863          parms.   */
3864
3865       /* For this substitution we need to build the full set of
3866          template parameters and use that as arguments for the
3867          tsubsting function.  */
3868       tparms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (DECL_TEMPLATE_PARMS (parm));
3869
3870       /* This will contain the innermost parms of PARM into which
3871          we have substituted so far.  */
3872       innermost_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (tparms));
3873       targs = add_to_template_args (arglist, innermost_args);
3874       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (tparms); ++j)
3875         {
3876           tree parameter;
3877
3878           parameter = TREE_VEC_ELT (tparms, j);
3879
3880           /* INNERMOST_ARGS needs to have at least the same number
3881              of elements as the index PARAMETER, ortherwise
3882              tsubsting into PARAMETER will result in partially
3883              instantiating it, reducing its tempate parm
3884              level. Let's tactically fill INNERMOST_ARGS for that
3885              purpose.  */
3886           TREE_VEC_ELT (innermost_args, j) =
3887             template_parm_to_arg (parameter);
3888
3889           fixup_template_parm (parameter, j,
3890                                TREE_VEC_LENGTH (tparms),
3891                                targs);
3892         }
3893
3894       /* Now fix up the type of the template template parm.  */
3895
3896       t = fixup_template_type_parm_type (TREE_TYPE (parm), num_parms);
3897       TREE_TYPE (parm) = t;
3898
3899       TREE_VEC_ELT (fixedup_args, idx) =
3900         template_parm_to_arg (parm_desc);
3901     }
3902   else if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
3903     {
3904       /* PARM is a non-type template parameter. We need to:
3905
3906        * Fix up its TEMPLATE_PARM_INDEX to make it carry the
3907        proper number of sibling parameters.
3908
3909        * Make lookups of the template parameter return a reference
3910        to the fixed-up index. No lookup should return references
3911        to the former index anymore.
3912
3913        * Substitute the template parms that got fixed up so far
3914
3915        * into the type of PARM.  */
3916
3917       tree index = DECL_INITIAL (parm);
3918
3919       /* PUSHED_DECL is the decl added to the symbol table with
3920          the name of the parameter. E,g:
3921              
3922          template<class T, T u> //#0
3923          auto my_function(T t) -> decltype(u); //#1
3924
3925          Here, when looking up u at //#1, we get the decl of u
3926          resulting from the declaration in #0. This is what
3927          PUSHED_DECL is. We need to replace the reference to the
3928          old TEMPLATE_PARM_INDEX carried by PUSHED_DECL by the
3929          fixed-up TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
3930       tree pushed_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
3931
3932       /* Let's fix up the TEMPLATE_PARM_INDEX then. Note that we must
3933          fixup the type of PUSHED_DECL as well and luckily
3934          fixup_template_parm_index does it for us too.  */
3935       tree fixed_up_index =
3936         fixup_template_parm_index (index, arglist, num_parms);
3937
3938       DECL_INITIAL (pushed_decl) = DECL_INITIAL (parm) = fixed_up_index;
3939
3940       /* Add this fixed up PARM to the template parms we've fixed
3941          up so far and use that to substitute the fixed-up
3942          template parms into the type of PARM.  */
3943       TREE_VEC_ELT (fixedup_args, idx) =
3944         template_parm_to_arg (parm_desc);
3945       TREE_TYPE (parm) = tsubst (TREE_TYPE (parm), arglist,
3946                                  tf_none, NULL_TREE);
3947     }
3948
3949   TREE_PURPOSE (parm_desc) =
3950     tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm_desc),
3951                          arglist, tf_none, parm);
3952
3953   pop_deferring_access_checks ();
3954 }
3955
3956 /* Walk the current template parms and properly compute the canonical
3957    types of the dependent types created during
3958    cp_parser_template_parameter_list.  */
3959
3960 void
3961 fixup_template_parms (void)
3962 {
3963   tree arglist;
3964   tree parameter_vec;
3965   tree fixedup_args;
3966   int i, num_parms;
3967
3968   parameter_vec = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
3969   if (parameter_vec == NULL_TREE)
3970     return;
3971
3972   num_parms = TREE_VEC_LENGTH (parameter_vec);
3973
3974   /* This vector contains the current innermost template parms that
3975      have been fixed up so far.  The form of FIXEDUP_ARGS is suitable
3976      to be passed to tsubst* functions as their ARGS argument.  */
3977   fixedup_args = make_tree_vec (num_parms);
3978
3979   /* This vector contains the full set of template parms in a form
3980      suitable to be passed to substs functions as their ARGS
3981      argument.  */
3982   arglist = current_template_args ();
3983   arglist = add_outermost_template_args (arglist, fixedup_args);
3984
3985   /* Let's do the proper fixup now.  */
3986   for (i = 0; i < num_parms; ++i)
3987     fixup_template_parm (TREE_VEC_ELT (parameter_vec, i),
3988                          i, num_parms, arglist);
3989 }
3990
3991 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
3992
3993 void
3994 end_template_decl (void)
3995 {
3996   reset_specialization ();
3997
3998   if (! processing_template_decl)
3999     return;
4000
4001   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
4002   finish_scope ();
4003
4004   --processing_template_decl;
4005   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
4006 }
4007
4008 /* Takes a TREE_LIST representing a template parameter and convert it
4009    into an argument suitable to be passed to the type substitution
4010    functions.  Note that If the TREE_LIST contains an error_mark
4011    node, the returned argument is error_mark_node.  */
4012
4013 static tree
4014 template_parm_to_arg (tree t)
4015 {
4016
4017   if (t == NULL_TREE
4018       || TREE_CODE (t) != TREE_LIST)
4019     return t;
4020
4021   if (error_operand_p (TREE_VALUE (t)))
4022     return error_mark_node;
4023
4024   t = TREE_VALUE (t);
4025
4026   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
4027       || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
4028     {
4029       t = TREE_TYPE (t);
4030
4031       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
4032         {
4033           /* Turn this argument into a TYPE_ARGUMENT_PACK
4034              with a single element, which expands T.  */
4035           tree vec = make_tree_vec (1);
4036 #ifdef ENABLE_CHECKING
4037           SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT
4038             (vec, TREE_VEC_LENGTH (vec));
4039 #endif
4040           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
4041
4042           t = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
4043           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
4044         }
4045     }
4046   else
4047     {
4048       t = DECL_INITIAL (t);
4049
4050       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
4051         {
4052           /* Turn this argument into a NONTYPE_ARGUMENT_PACK
4053              with a single element, which expands T.  */
4054           tree vec = make_tree_vec (1);
4055           tree type = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (t));
4056 #ifdef ENABLE_CHECKING
4057           SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT
4058             (vec, TREE_VEC_LENGTH (vec));
4059 #endif
4060           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
4061
4062           t  = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
4063           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
4064           TREE_TYPE (t) = type;
4065         }
4066     }
4067   return t;
4068 }
4069
4070 /* This function returns TRUE if PARM_PACK is a template parameter
4071    pack and if ARG_PACK is what template_parm_to_arg returned when
4072    passed PARM_PACK.  */
4073
4074 static bool
4075 arg_from_parm_pack_p (tree arg_pack, tree parm_pack)
4076 {
4077   /* For clarity in the comments below let's use the representation
4078      argument_pack<elements>' to denote an argument pack and its
4079      elements.
4080
4081      In the 'if' block below, we want to detect cases where
4082      ARG_PACK is argument_pack<PARM_PACK...>.  I.e, we want to
4083      check if ARG_PACK is an argument pack which sole element is
4084      the expansion of PARM_PACK.  That argument pack is typically
4085      created by template_parm_to_arg when passed a parameter
4086      pack.  */
4087
4088   if (arg_pack
4089       && TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack)) == 1
4090       && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0)))
4091     {
4092       tree expansion = TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0);
4093       tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (expansion);
4094       /* So we have an argument_pack<P...>.  We want to test if P
4095          is actually PARM_PACK.  We will not use cp_tree_equal to
4096          test P and PARM_PACK because during type fixup (by
4097          fixup_template_parm) P can be a pre-fixup version of a
4098          type and PARM_PACK be its post-fixup version.
4099          cp_tree_equal would consider them as different even
4100          though we would want to consider them compatible for our
4101          precise purpose here.
4102
4103          Thus we are going to consider that P and PARM_PACK are
4104          compatible if they have the same DECL.  */
4105       if ((/* If ARG_PACK is a type parameter pack named by the
4106               same DECL as parm_pack ...  */
4107            (TYPE_P (pattern)
4108             && TYPE_P (parm_pack)
4109             && TYPE_NAME (pattern) == TYPE_NAME (parm_pack))
4110            /* ... or if PARM_PACK is a non-type parameter named by the
4111               same DECL as ARG_PACK.  Note that PARM_PACK being a
4112               non-type parameter means it's either a PARM_DECL or a
4113               TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
4114            || (TREE_CODE (pattern) == TEMPLATE_PARM_INDEX
4115                && ((TREE_CODE (parm_pack) == PARM_DECL
4116                     && (TEMPLATE_PARM_DECL (pattern)
4117                         == TEMPLATE_PARM_DECL (DECL_INITIAL (parm_pack))))
4118                    || (TREE_CODE (parm_pack) == TEMPLATE_PARM_INDEX
4119                        && (TEMPLATE_PARM_DECL (pattern)
4120                            == TEMPLATE_PARM_DECL (parm_pack))))))
4121           && template_parameter_pack_p (pattern))
4122         return true;
4123     }
4124   return false;
4125 }
4126
4127 /* Within the declaration of a template, return all levels of template
4128    parameters that apply.  The template parameters are represented as
4129    a TREE_VEC, in the form documented in cp-tree.h for template
4130    arguments.  */
4131
4132 static tree
4133 current_template_args (void)
4134 {
4135   tree header;
4136   tree args = NULL_TREE;
4137   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
4138   int l = length;
4139
4140   /* If there is only one level of template parameters, we do not
4141      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
4142      TREE_VEC containing the arguments.  */
4143   if (length > 1)
4144     args = make_tree_vec (length);
4145
4146   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
4147     {
4148       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
4149       int i;
4150
4151       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
4152       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
4153         TREE_VEC_ELT (a, i) = template_parm_to_arg (TREE_VEC_ELT (a, i));
4154
4155 #ifdef ENABLE_CHECKING
4156       SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (a, TREE_VEC_LENGTH (a));
4157 #endif
4158
4159       if (length > 1)
4160         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
4161       else
4162         args = a;
4163     }
4164
4165     if (length > 1 && TREE_VEC_ELT (args, 0) == NULL_TREE)
4166       /* This can happen for template parms of a template template
4167          parameter, e.g:
4168
4169          template<template<class T, class U> class TT> struct S;
4170
4171          Consider the level of the parms of TT; T and U both have
4172          level 2; TT has no template parm of level 1. So in this case
4173          the first element of full_template_args is NULL_TREE. If we
4174          leave it like this TMPL_ARG_DEPTH on args returns 1 instead
4175          of 2. This will make tsubst wrongly consider that T and U
4176          have level 1. Instead, let's create a dummy vector as the
4177          first element of full_template_args so that TMPL_ARG_DEPTH
4178          returns the correct depth for args.  */
4179       TREE_VEC_ELT (args, 0) = make_tree_vec (1);
4180   return args;
4181 }
4182
4183 /* Update the declared TYPE by doing any lookups which were thought to be
4184    dependent, but are not now that we know the SCOPE of the declarator.  */
4185
4186 tree
4187 maybe_update_decl_type (tree orig_type, tree scope)
4188 {
4189   tree type = orig_type;
4190
4191   if (type == NULL_TREE)
4192     return type;
4193
4194   if (TREE_CODE (orig_type) == TYPE_DECL)
4195     type = TREE_TYPE (type);
4196
4197   if (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
4198       && dependent_type_p (type)
4199       /* Don't bother building up the args in this case.  */
4200       && TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
4201     {
4202       /* tsubst in the args corresponding to the template parameters,
4203          including auto if present.  Most things will be unchanged, but
4204          make_typename_type and tsubst_qualified_id will resolve
4205          TYPENAME_TYPEs and SCOPE_REFs that were previously dependent.  */
4206       tree args = current_template_args ();
4207       tree auto_node = type_uses_auto (type);
4208       tree pushed;
4209       if (auto_node)
4210         {
4211           tree auto_vec = make_tree_vec (1);
4212           TREE_VEC_ELT (auto_vec, 0) = auto_node;
4213           args = add_to_template_args (args, auto_vec);
4214         }
4215       pushed = push_scope (scope);
4216       type = tsubst (type, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
4217       if (pushed)
4218         pop_scope (scope);
4219     }
4220
4221   if (type == error_mark_node)
4222     return orig_type;
4223
4224   if (TREE_CODE (orig_type) == TYPE_DECL)
4225     {
4226       if (same_type_p (type, TREE_TYPE (orig_type)))
4227         type = orig_type;
4228       else
4229         type = TYPE_NAME (type);
4230     }
4231   return type;
4232 }
4233
4234 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
4235    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
4236    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
4237
4238 static tree
4239 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
4240 {
4241   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
4242   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
4243   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
4244   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
4245   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
4246
4247   return tmpl;
4248 }
4249
4250 struct template_parm_data
4251 {
4252   /* The level of the template parameters we are currently
4253      processing.  */
4254   int level;
4255
4256   /* The index of the specialization argument we are currently
4257      processing.  */
4258   int current_arg;
4259
4260   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
4261      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
4262      of the arguments processed so far.  */
4263   int* parms;
4264
4265   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
4266      elements are nonzero if the argument makes use of template
4267      parameters of this level.  */
4268   int* arg_uses_template_parms;
4269 };
4270
4271 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
4272    parameter in a partial specialization is used in the explicit
4273    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
4274    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
4275    appropriately.  */
4276
4277 static int
4278 mark_template_parm (tree t, void* data)
4279 {
4280   int level;
4281   int idx;
4282   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
4283
4284   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
4285     {
4286       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
4287       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
4288     }
4289   else
4290     {
4291       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
4292       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
4293     }
4294
4295   if (level == tpd->level)
4296     {
4297       tpd->parms[idx] = 1;
4298       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
4299     }
4300
4301   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
4302      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
4303   return 0;
4304 }
4305
4306 /* Process the partial specialization DECL.  */
4307
4308 static tree
4309 process_partial_specialization (tree decl)
4310 {
4311   tree type = TREE_TYPE (decl);
4312   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
4313   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
4314   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
4315   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
4316   tree inner_parms;
4317   tree inst;
4318   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
4319   int ntparms;
4320   int  i;
4321   bool did_error_intro = false;
4322   struct template_parm_data tpd;
4323   struct template_parm_data tpd2;
4324
4325   gcc_assert (current_template_parms);
4326
4327   inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
4328   ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4329
4330   /* We check that each of the template parameters given in the
4331      partial specialization is used in the argument list to the
4332      specialization.  For example:
4333
4334        template <class T> struct S;
4335        template <class T> struct S<T*>;
4336
4337      The second declaration is OK because `T*' uses the template
4338      parameter T, whereas
4339
4340        template <class T> struct S<int>;
4341
4342      is no good.  Even trickier is:
4343
4344        template <class T>
4345        struct S1
4346        {
4347           template <class U>
4348           struct S2;
4349           template <class U>
4350           struct S2<T>;
4351        };
4352
4353      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
4354      full-specialization.  Of course,
4355
4356           template <class U>
4357           struct S2<T (*)(U)>;
4358
4359      or some such would have been OK.  */
4360   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
4361   tpd.parms = XALLOCAVEC (int, ntparms);
4362   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
4363
4364   tpd.arg_uses_template_parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
4365   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
4366   for (i = 0; i < nargs; ++i)
4367     {
4368       tpd.current_arg = i;
4369       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
4370                               &mark_template_parm,
4371                               &tpd,
4372                               NULL,
4373                               /*include_nondeduced_p=*/false);
4374     }
4375   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4376     if (tpd.parms[i] == 0)
4377       {
4378         /* One of the template parms was not used in the
4379            specialization.  */
4380         if (!did_error_intro)
4381           {
4382             error ("template parameters not used in partial specialization:");
4383             did_error_intro = true;
4384           }
4385
4386         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
4387       }
4388
4389   if (did_error_intro)
4390     return error_mark_node;
4391
4392   /* [temp.class.spec]
4393
4394      The argument list of the specialization shall not be identical to
4395      the implicit argument list of the primary template.  */
4396   if (comp_template_args
4397       (inner_args,
4398        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
4399                                                    (maintmpl)))))
4400     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
4401
4402   /* [temp.class.spec]
4403
4404      A partially specialized non-type argument expression shall not
4405      involve template parameters of the partial specialization except
4406      when the argument expression is a simple identifier.
4407
4408      The type of a template parameter corresponding to a specialized
4409      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
4410      specialization. 
4411
4412      Also, we verify that pack expansions only occur at the
4413      end of the argument list.  */
4414   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
4415   tpd2.parms = 0;
4416   for (i = 0; i < nargs; ++i)
4417     {
4418       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms, i));
4419       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
4420       tree packed_args = NULL_TREE;
4421       int j, len = 1;
4422
4423       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
4424         {
4425           /* Extract the arguments from the argument pack. We'll be
4426              iterating over these in the following loop.  */
4427           packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
4428           len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
4429         }
4430
4431       for (j = 0; j < len; j++)
4432         {
4433           if (packed_args)
4434             /* Get the Jth argument in the parameter pack.  */
4435             arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, j);
4436
4437           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
4438             {
4439               /* Pack expansions must come at the end of the
4440                  argument list.  */
4441               if ((packed_args && j < len - 1)
4442                   || (!packed_args && i < nargs - 1))
4443                 {
4444                   if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
4445                     error ("parameter pack argument %qE must be at the "
4446                            "end of the template argument list", arg);
4447                   else
4448                     error ("parameter pack argument %qT must be at the "
4449                            "end of the template argument list", arg);
4450                 }
4451             }
4452
4453           if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
4454             /* We only care about the pattern.  */
4455             arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
4456
4457           if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
4458               !TYPE_P (arg)
4459               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
4460               /* This next line is the `argument expression is not just a
4461                  simple identifier' condition and also the `specialized
4462                  non-type argument' bit.  */
4463               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
4464             {
4465               if ((!packed_args && tpd.arg_uses_template_parms[i])
4466                   || (packed_args && uses_template_parms (arg)))
4467                 error ("template argument %qE involves template parameter(s)",
4468                        arg);
4469               else 
4470                 {
4471                   /* Look at the corresponding template parameter,
4472                      marking which template parameters its type depends
4473                      upon.  */
4474                   tree type = TREE_TYPE (parm);
4475
4476                   if (!tpd2.parms)
4477                     {
4478                       /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
4479                       tpd2.arg_uses_template_parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
4480                       /* The number of parameters here is the number in the
4481                          main template, which, as checked in the assertion
4482                          above, is NARGS.  */
4483                       tpd2.parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
4484                       tpd2.level = 
4485                         TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
4486                     }
4487
4488                   /* Mark the template parameters.  But this time, we're
4489                      looking for the template parameters of the main
4490                      template, not in the specialization.  */
4491                   tpd2.current_arg = i;
4492                   tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
4493                   memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
4494                   for_each_template_parm (type,
4495                                           &mark_template_parm,
4496                                           &tpd2,
4497                                           NULL,
4498                                           /*include_nondeduced_p=*/false);
4499
4500                   if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
4501                     {
4502                       /* The type depended on some template parameters.
4503                          If they are fully specialized in the
4504                          specialization, that's OK.  */
4505                       int j;
4506                       int count = 0;
4507                       for (j = 0; j < nargs; ++j)
4508                         if (tpd2.parms[j] != 0
4509                             && tpd.arg_uses_template_parms [j])
4510                           ++count;
4511                       if (count != 0)
4512                         error_n (input_location, count,
4513                                  "type %qT of template argument %qE depends "
4514                                  "on a template parameter",
4515                                  "type %qT of template argument %qE depends "
4516                                  "on template parameters",
4517                                  type,
4518                                  arg);
4519                     }
4520                 }
4521             }
4522         }
4523     }
4524
4525   /* We should only get here once.  */
4526   gcc_assert (!COMPLETE_TYPE_P (type));
4527
4528   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
4529     = tree_cons (specargs, inner_parms,
4530                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
4531   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
4532
4533   for (inst = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (maintmpl); inst;
4534        inst = TREE_CHAIN (inst))
4535     {
4536       tree inst_type = TREE_VALUE (inst);
4537       if (COMPLETE_TYPE_P (inst_type)
4538           && CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (inst_type))
4539         {
4540           tree spec = most_specialized_class (inst_type, maintmpl, tf_none);
4541           if (spec && TREE_TYPE (spec) == type)
4542             permerror (input_location,
4543                        "partial specialization of %qT after instantiation "
4544                        "of %qT", type, inst_type);
4545         }
4546     }
4547
4548   return decl;
4549 }
4550
4551 /* Check that a template declaration's use of default arguments and
4552    parameter packs is not invalid.  Here, PARMS are the template
4553    parameters.  IS_PRIMARY is nonzero if DECL is the thing declared by
4554    a primary template.  IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial
4555    specialization.
4556    
4557
4558    IS_FRIEND_DECL is nonzero if DECL is a friend function template
4559    declaration (but not a definition); 1 indicates a declaration, 2
4560    indicates a redeclaration. When IS_FRIEND_DECL=2, no errors are
4561    emitted for extraneous default arguments.
4562
4563    Returns TRUE if there were no errors found, FALSE otherwise. */
4564
4565 bool
4566 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, 
4567                          int is_partial, int is_friend_decl)
4568 {
4569   const char *msg;
4570   int last_level_to_check;
4571   tree parm_level;
4572   bool no_errors = true;
4573
4574   /* [temp.param]
4575
4576      A default template-argument shall not be specified in a
4577      function template declaration or a function template definition, nor
4578      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
4579      class template.  */
4580
4581   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
4582     /* You can't have a function template declaration in a local
4583        scope, nor you can you define a member of a class template in a
4584        local scope.  */
4585     return true;
4586
4587   if (current_class_type
4588       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
4589       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4590       && DECL_DECLARES_FUNCTION_P (decl)
4591       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
4592          or a member function.  */
4593       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
4594           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
4595           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
4596           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
4597           : false)
4598       /* And, if it was a member function, it really was defined in
4599          the scope of the class.  */
4600       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
4601           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
4602     /* We already checked these parameters when the template was
4603        declared, so there's no need to do it again now.  This function
4604        was defined in class scope, but we're processing it's body now
4605        that the class is complete.  */
4606     return true;
4607
4608   /* Core issue 226 (C++0x only): the following only applies to class
4609      templates.  */
4610   if ((cxx_dialect == cxx98) || TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
4611     {
4612       /* [temp.param]
4613
4614          If a template-parameter has a default template-argument, all
4615          subsequent template-parameters shall have a default
4616          template-argument supplied.  */
4617       for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
4618         {
4619           tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
4620           int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4621           int seen_def_arg_p = 0;
4622           int i;
4623
4624           for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4625             {
4626               tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
4627
4628               if (parm == error_mark_node)
4629                 continue;
4630
4631               if (TREE_PURPOSE (parm))
4632                 seen_def_arg_p = 1;
4633               else if (seen_def_arg_p
4634                        && !template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
4635                 {
4636                   error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
4637                   /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
4638                      there should have been a default argument.  */
4639                   TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
4640                   no_errors = false;
4641                 }
4642               else if (is_primary
4643                        && !is_partial
4644                        && !is_friend_decl
4645                        /* Don't complain about an enclosing partial
4646                           specialization.  */
4647                        && parm_level == parms
4648                        && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4649                        && i < ntparms - 1
4650                        && template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
4651                 {
4652                   /* A primary class template can only have one
4653                      parameter pack, at the end of the template
4654                      parameter list.  */
4655
4656                   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL)
4657                     error ("parameter pack %qE must be at the end of the"
4658                            " template parameter list", TREE_VALUE (parm));
4659                   else
4660                     error ("parameter pack %qT must be at the end of the"
4661                            " template parameter list", 
4662                            TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
4663
4664                   TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) 
4665                     = error_mark_node;
4666                   no_errors = false;
4667                 }
4668             }
4669         }
4670     }
4671
4672   if (((cxx_dialect == cxx98) && TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
4673       || is_partial 
4674       || !is_primary
4675       || is_friend_decl)
4676     /* For an ordinary class template, default template arguments are
4677        allowed at the innermost level, e.g.:
4678          template <class T = int>
4679          struct S {};
4680        but, in a partial specialization, they're not allowed even
4681        there, as we have in [temp.class.spec]:
4682
4683          The template parameter list of a specialization shall not
4684          contain default template argument values.
4685
4686        So, for a partial specialization, or for a function template
4687        (in C++98/C++03), we look at all of them.  */
4688     ;
4689   else
4690     /* But, for a primary class template that is not a partial
4691        specialization we look at all template parameters except the
4692        innermost ones.  */
4693     parms = TREE_CHAIN (parms);
4694
4695   /* Figure out what error message to issue.  */
4696   if (is_friend_decl == 2)
4697     msg = G_("default template arguments may not be used in function template "
4698              "friend re-declaration");
4699   else if (is_friend_decl)
4700     msg = G_("default template arguments may not be used in function template "
4701              "friend declarations");
4702   else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && (cxx_dialect == cxx98))
4703     msg = G_("default template arguments may not be used in function templates "
4704              "without -std=c++11 or -std=gnu++11");
4705   else if (is_partial)
4706     msg = G_("default template arguments may not be used in "
4707              "partial specializations");
4708   else
4709     msg = G_("default argument for template parameter for class enclosing %qD");
4710
4711   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
4712     /* If we're inside a class definition, there's no need to
4713        examine the parameters to the class itself.  On the one
4714        hand, they will be checked when the class is defined, and,
4715        on the other, default arguments are valid in things like:
4716          template <class T = double>
4717          struct S { template <class U> void f(U); };
4718        Here the default argument for `S' has no bearing on the
4719        declaration of `f'.  */
4720     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
4721   else
4722     /* Check everything.  */
4723     last_level_to_check = 0;
4724
4725   for (parm_level = parms;
4726        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check;
4727        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
4728     {
4729       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
4730       int i;
4731       int ntparms;
4732
4733       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4734       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4735         {
4736           if (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i) == error_mark_node)
4737             continue;
4738
4739           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
4740             {
4741               if (msg)
4742                 {
4743                   no_errors = false;
4744                   if (is_friend_decl == 2)
4745                     return no_errors;
4746
4747                   error (msg, decl);
4748                   msg = 0;
4749                 }
4750
4751               /* Clear out the default argument so that we are not
4752                  confused later.  */
4753               TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
4754             }
4755         }
4756
4757       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
4758          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
4759       if (msg)
4760         msg = G_("default argument for template parameter for class "
4761                  "enclosing %qD");
4762     }
4763
4764   return no_errors;
4765 }
4766
4767 /* Worker for push_template_decl_real, called via
4768    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
4769    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
4770    parameter of that level, return nonzero.  */
4771
4772 static int
4773 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
4774 {
4775   int this_level = *(int *)data;
4776   int level;
4777
4778   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
4779     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
4780   else
4781     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
4782   return level == this_level;
4783 }
4784
4785 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
4786    parameters given by current_template_args, or reuses a
4787    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
4788    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.
4789
4790    If IS_FRIEND is true, DECL is a friend declaration.  */
4791
4792 tree
4793 push_template_decl_real (tree decl, bool is_friend)
4794 {
4795   tree tmpl;
4796   tree args;
4797   tree info;
4798   tree ctx;
4799   int primary;
4800   int is_partial;
4801   int new_template_p = 0;
4802   /* True if the template is a member template, in the sense of
4803      [temp.mem].  */
4804   bool member_template_p = false;
4805
4806   if (decl == error_mark_node || !current_template_parms)
4807     return error_mark_node;
4808
4809   /* See if this is a partial specialization.  */
4810   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4811                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
4812                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
4813
4814   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl))
4815     is_friend = true;
4816
4817   if (is_friend)
4818     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
4819        the type of which it is a friend.  */
4820     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
4821   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
4822            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
4823     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
4824        it is defined.  */
4825     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
4826   else
4827     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
4828        is assumed to be a member of the class.  */
4829     ctx = current_scope ();
4830
4831   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
4832     ctx = NULL_TREE;
4833
4834   if (!DECL_CONTEXT (decl))
4835     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
4836
4837   /* See if this is a primary template.  */
4838   if (is_friend && ctx)
4839     /* A friend template that specifies a class context, i.e.
4840          template <typename T> friend void A<T>::f();
4841        is not primary.  */
4842     primary = 0;
4843   else
4844     primary = template_parm_scope_p ();
4845
4846   if (primary)
4847     {
4848       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
4849         member_template_p = true;
4850       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4851           && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl)))
4852         {
4853           error ("template class without a name");
4854           return error_mark_node;
4855         }
4856       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4857         {
4858           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
4859             {
4860               /* [temp.mem]
4861
4862                  A destructor shall not be a member template.  */
4863               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
4864               return error_mark_node;
4865             }
4866           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
4867               && (!prototype_p (TREE_TYPE (decl))
4868                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
4869                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
4870                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
4871                       == void_list_node)))
4872             {
4873               /* [basic.stc.dynamic.allocation]
4874
4875                  An allocation function can be a function
4876                  template. ... Template allocation functions shall
4877                  have two or more parameters.  */
4878               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
4879               return error_mark_node;
4880             }
4881         }
4882       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4883                && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
4884         /* OK */;
4885       else if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4886                && TYPE_DECL_ALIAS_P (decl))
4887         /* alias-declaration */
4888         gcc_assert (!DECL_ARTIFICIAL (decl));
4889       else
4890         {
4891           error ("template declaration of %q#D", decl);
4892           return error_mark_node;
4893         }
4894     }
4895
4896   /* Check to see that the rules regarding the use of default
4897      arguments are not being violated.  */
4898   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms,
4899                            primary, is_partial, /*is_friend_decl=*/0);
4900
4901   /* Ensure that there are no parameter packs in the type of this
4902      declaration that have not been expanded.  */
4903   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4904     {
4905       /* Check each of the arguments individually to see if there are
4906          any bare parameter packs.  */
4907       tree type = TREE_TYPE (decl);
4908       tree arg = DECL_ARGUMENTS (decl);
4909       tree argtype = TYPE_ARG_TYPES (type);
4910
4911       while (arg && argtype)
4912         {
4913           if (!FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (arg)
4914               && check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (arg)))
4915             {
4916             /* This is a PARM_DECL that contains unexpanded parameter
4917                packs. We have already complained about this in the
4918                check_for_bare_parameter_packs call, so just replace
4919                these types with ERROR_MARK_NODE.  */
4920               TREE_TYPE (arg) = error_mark_node;
4921               TREE_VALUE (argtype) = error_mark_node;
4922             }
4923
4924           arg = DECL_CHAIN (arg);
4925           argtype = TREE_CHAIN (argtype);
4926         }
4927
4928       /* Check for bare parameter packs in the return type and the
4929          exception specifiers.  */
4930       if (check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (type)))
4931         /* Errors were already issued, set return type to int
4932            as the frontend doesn't expect error_mark_node as
4933            the return type.  */
4934         TREE_TYPE (type) = integer_type_node;
4935       if (check_for_bare_parameter_packs (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type)))
4936         TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type) = NULL_TREE;
4937     }
4938   else if (check_for_bare_parameter_packs ((TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4939                                             && TYPE_DECL_ALIAS_P (decl))
4940                                            ? DECL_ORIGINAL_TYPE (decl)
4941                                            : TREE_TYPE (decl)))
4942     {
4943       TREE_TYPE (decl) = error_mark_node;
4944       return error_mark_node;
4945     }
4946
4947   if (is_partial)
4948     return process_partial_specialization (decl);
4949
4950   args = current_template_args ();
4951
4952   if (!ctx
4953       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
4954       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
4955       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
4956     {
4957       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4958           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
4959           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
4960         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
4961       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
4962          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
4963          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
4964       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4965                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
4966                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
4967         {
4968           /* Since a template declaration already existed for this
4969              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
4970              that the redeclaration is valid.  */
4971           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
4972                                     current_template_parms);
4973           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
4974              one we already had.  */
4975           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
4976         }
4977       else
4978         {
4979           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4980                                       member_template_p);
4981           new_template_p = 1;
4982
4983           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4984               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
4985             {
4986               /* A specialization of a member template of a template
4987                  class.  */
4988               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
4989               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
4990               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
4991             }
4992         }
4993     }
4994   else
4995     {
4996       tree a, t, current, parms;
4997       int i;
4998       tree tinfo = get_template_info (decl);
4999
5000       if (!tinfo)
5001         {
5002           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
5003           return error_mark_node;
5004         }
5005
5006       tmpl = TI_TEMPLATE (tinfo);
5007
5008       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
5009           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl)
5010           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
5011           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
5012         {
5013           tree new_tmpl;
5014
5015           /* The declaration is a specialization of a member
5016              template, declared outside the class.  Therefore, the
5017              innermost template arguments will be NULL, so we
5018              replace them with the arguments determined by the
5019              earlier call to check_explicit_specialization.  */
5020           args = DECL_TI_ARGS (decl);
5021
5022           new_tmpl
5023             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
5024                                    member_template_p);
5025           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
5026           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
5027           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
5028           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
5029           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl)
5030             = build_template_info (tmpl, args);
5031
5032           register_specialization (new_tmpl,
5033                                    most_general_template (tmpl),
5034                                    args,
5035                                    is_friend, 0);
5036           return decl;
5037         }
5038
5039       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
5040
5041       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
5042       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
5043       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
5044         {
5045           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
5046                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
5047         }
5048       else
5049         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
5050           {
5051             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
5052             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
5053
5054             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
5055               {
5056                 if (current == decl)
5057                   error ("got %d template parameters for %q#D",
5058                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
5059                 else
5060                   error ("got %d template parameters for %q#T",
5061                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
5062                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
5063                 return error_mark_node;
5064               }
5065
5066             if (current == decl)
5067               current = ctx;
5068             else if (current == NULL_TREE)
5069               /* Can happen in erroneous input.  */
5070               break;
5071             else
5072               current = (TYPE_P (current)
5073                          ? TYPE_CONTEXT (current)
5074                          : DECL_CONTEXT (current));
5075           }
5076
5077       /* Check that the parms are used in the appropriate qualifying scopes
5078          in the declarator.  */
5079       if (!comp_template_args
5080           (TI_ARGS (tinfo),
5081            TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)))))
5082         {
5083           error ("\
5084 template arguments to %qD do not match original template %qD",
5085                  decl, DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
5086           if (!uses_template_parms (TI_ARGS (tinfo)))
5087             inform (input_location, "use template<> for an explicit specialization");
5088           /* Avoid crash in import_export_decl.  */
5089           DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
5090           return error_mark_node;
5091         }
5092     }
5093
5094   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
5095   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
5096
5097   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
5098      that we do not try to push a global template friend declared in a
5099      template class; such a thing may well depend on the template
5100      parameters of the class.  */
5101   if (new_template_p && !ctx
5102       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
5103     {
5104       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl, is_friend);
5105       if (tmpl == error_mark_node)
5106         return error_mark_node;
5107
5108       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
5109       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
5110         {
5111           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
5112           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
5113         }
5114     }
5115
5116   if (primary)
5117     {
5118       tree parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
5119       int i;
5120
5121       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
5122       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
5123         {
5124           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
5125
5126           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
5127              depends on innermost template operands.  */
5128
5129           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
5130                                          depth))
5131             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
5132         }
5133
5134       /* Give template template parms a DECL_CONTEXT of the template
5135          for which they are a parameter.  */
5136       parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
5137       for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
5138         {
5139           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
5140           if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
5141             DECL_CONTEXT (parm) = tmpl;
5142         }
5143     }
5144
5145   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
5146      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
5147      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
5148      argument levels if necessary.  */
5149   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
5150     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
5151
5152   info = build_template_info (tmpl, args);
5153
5154   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
5155     SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
5156   else
5157     {
5158       if (primary && !DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
5159         retrofit_lang_decl (decl);
5160       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
5161         DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
5162     }
5163
5164   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
5165 }
5166
5167 tree
5168 push_template_decl (tree decl)
5169 {
5170   return push_template_decl_real (decl, false);
5171 }
5172
5173 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
5174    template PARMS, e.g.:
5175
5176      template <class T> struct S;
5177      template <class T> struct S {};  */
5178
5179 bool
5180 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
5181 {
5182   tree tmpl;
5183   tree tmpl_parms;
5184   int i;
5185
5186   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
5187     {
5188       error ("%qT is not a template type", type);
5189       return false;
5190     }
5191
5192   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
5193   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
5194     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
5195        about here; there are no new template parameters for the nested
5196        type.  */
5197     return true;
5198
5199   if (!parms)
5200     {
5201       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
5202              tmpl);
5203       return false;
5204     }
5205
5206   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
5207   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
5208
5209   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
5210     {
5211       error_n (input_location, TREE_VEC_LENGTH (parms),
5212                "redeclared with %d template parameter",
5213                "redeclared with %d template parameters",
5214                TREE_VEC_LENGTH (parms));
5215       inform_n (input_location, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms),
5216                 "previous declaration %q+D used %d template parameter",
5217                 "previous declaration %q+D used %d template parameters",
5218                 tmpl, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms));
5219       return false;
5220     }
5221
5222   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
5223     {
5224       tree tmpl_parm;
5225       tree parm;
5226       tree tmpl_default;
5227       tree parm_default;
5228
5229       if (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i) == error_mark_node
5230           || TREE_VEC_ELT (parms, i) == error_mark_node)
5231         continue;
5232
5233       tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
5234       if (tmpl_parm == error_mark_node)
5235         return false;
5236
5237       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
5238       tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
5239       parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
5240
5241       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
5242          TEMPLATE_DECL.  */
5243       if (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
5244           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
5245               && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm)))
5246           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != PARM_DECL
5247               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (tmpl_parm))
5248                   != TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm))))
5249           || (TREE_CODE (tmpl_parm) == PARM_DECL
5250               && (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (tmpl_parm))
5251                   != TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))))
5252         {
5253           error ("template parameter %q+#D", tmpl_parm);
5254           error ("redeclared here as %q#D", parm);
5255           return false;
5256         }
5257
5258       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
5259         {
5260           /* We have in [temp.param]:
5261
5262              A template-parameter may not be given default arguments
5263              by two different declarations in the same scope.  */
5264           error_at (input_location, "redefinition of default argument for %q#D", parm);
5265           inform (DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl_parm),
5266                   "original definition appeared here");
5267           return false;
5268         }
5269
5270       if (parm_default != NULL_TREE)
5271         /* Update the previous template parameters (which are the ones
5272            that will really count) with the new default value.  */
5273         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
5274       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
5275         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
5276            parameters for any members.  */
5277         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
5278     }
5279
5280     return true;
5281 }
5282
5283 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
5284    (possibly simplified) expression.  */
5285
5286 static tree
5287 fold_non_dependent_expr_sfinae (tree expr, tsubst_flags_t complain)
5288 {
5289   if (expr == NULL_TREE)
5290     return NULL_TREE;
5291
5292   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
5293      it.  We're supposed to treat:
5294
5295        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
5296        template <typename T> void f(T[2]);
5297
5298      as two declarations of the same function, for example.  */
5299   if (processing_template_decl
5300       && !type_dependent_expression_p (expr)
5301       && potential_constant_expression (expr)
5302       && !value_dependent_expression_p (expr))
5303     {
5304       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
5305
5306       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
5307       processing_template_decl = 0;
5308       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
5309                                     /*args=*/NULL_TREE,
5310                                     complain,
5311                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
5312                                     /*function_p=*/false,
5313                                     /*integral_constant_expression_p=*/true);
5314       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
5315     }
5316   return expr;
5317 }
5318
5319 tree
5320 fold_non_dependent_expr (tree expr)
5321 {
5322   return fold_non_dependent_expr_sfinae (expr, tf_error);
5323 }
5324
5325 /* Return TRUE iff T is a type alias, a TEMPLATE_DECL for an alias
5326    template declaration, or a TYPE_DECL for an alias declaration.  */
5327
5328 bool
5329 alias_type_or_template_p (tree t)
5330 {
5331   if (t == NULL_TREE)
5332     return false;
5333   return ((TREE_CODE (t) == TYPE_DECL && TYPE_DECL_ALIAS_P (t))
5334           || (TYPE_P (t)
5335               && TYPE_NAME (t)
5336               && TYPE_DECL_ALIAS_P (TYPE_NAME (t)))
5337           || DECL_ALIAS_TEMPLATE_P (t));
5338 }
5339
5340 /* Return TRUE iff is a specialization of an alias template.  */
5341
5342 bool
5343 alias_template_specialization_p (tree t)
5344 {
5345   if (t == NULL_TREE)
5346     return false;
5347   return (primary_template_instantiation_p (t)
5348           && DECL_ALIAS_TEMPLATE_P (TYPE_TI_TEMPLATE (t)));
5349 }
5350
5351 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
5352    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
5353    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
5354    and check that the resulting function has external linkage.  */
5355
5356 static tree
5357 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
5358 {
5359   tree fns = expr;
5360   tree fn, fn_no_ptr;
5361   linkage_kind linkage;
5362
5363   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
5364   if (fn == error_mark_node)
5365     return error_mark_node;
5366
5367   fn_no_ptr = fn;
5368   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
5369     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
5370   if (BASELINK_P (fn_no_ptr))
5371     fn_no_ptr = BASELINK_FUNCTIONS (fn_no_ptr);
5372  
5373   /* [temp.arg.nontype]/1
5374
5375      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5376      shall be one of:
5377      [...]
5378      -- the address of an object or function with external [C++11: or
5379         internal] linkage.  */
5380   linkage = decl_linkage (fn_no_ptr);
5381   if (cxx_dialect >= cxx0x ? linkage == lk_none : linkage != lk_external)
5382     {
5383       if (cxx_dialect >= cxx0x)
5384         error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5385                "because %qD has no linkage",
5386                expr, type, fn_no_ptr);
5387       else
5388         error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5389                "because %qD does not have external linkage",
5390                expr, type, fn_no_ptr);
5391       return NULL_TREE;
5392     }
5393
5394   return fn;
5395 }
5396
5397 /* Subroutine of convert_nontype_argument.
5398    Check if EXPR of type TYPE is a valid pointer-to-member constant.
5399    Emit an error otherwise.  */
5400
5401 static bool
5402 check_valid_ptrmem_cst_expr (tree type, tree expr,
5403                              tsubst_flags_t complain)
5404 {
5405   STRIP_NOPS (expr);
5406   if (expr && (null_ptr_cst_p (expr) || TREE_CODE (expr) == PTRMEM_CST))
5407     return true;
5408   if (cxx_dialect >= cxx0x && null_member_pointer_value_p (expr))
5409     return true;
5410   if (complain & tf_error)
5411     {
5412       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT",
5413              expr, type);
5414       error ("it must be a pointer-to-member of the form %<&X::Y%>");
5415     }
5416   return false;
5417 }
5418
5419 /* Returns TRUE iff the address of OP is value-dependent.
5420
5421    14.6.2.4 [temp.dep.temp]:
5422    A non-integral non-type template-argument is dependent if its type is
5423    dependent or it has either of the following forms
5424      qualified-id
5425      & qualified-id
5426    and contains a nested-name-specifier which specifies a class-name that
5427    names a dependent type.
5428
5429    We generalize this to just say that the address of a member of a
5430    dependent class is value-dependent; the above doesn't cover the
5431    address of a static data member named with an unqualified-id.  */
5432
5433 static bool
5434 has_value_dependent_address (tree op)
5435 {
5436   /* We could use get_inner_reference here, but there's no need;
5437      this is only relevant for template non-type arguments, which
5438      can only be expressed as &id-expression.  */
5439   if (DECL_P (op))
5440     {
5441       tree ctx = CP_DECL_CONTEXT (op);
5442       if (TYPE_P (ctx) && dependent_type_p (ctx))
5443         return true;
5444     }
5445
5446   return false;
5447 }
5448
5449 /* The next set of functions are used for providing helpful explanatory
5450    diagnostics for failed overload resolution.  Their messages should be
5451    indented by two spaces for consistency with the messages in
5452    call.c  */
5453
5454 static int
5455 unify_success (bool explain_p ATTRIBUTE_UNUSED)
5456 {
5457   return 0;
5458 }
5459
5460 static int
5461 unify_parameter_deduction_failure (bool explain_p, tree parm)
5462 {
5463   if (explain_p)
5464     inform (input_location,
5465             "  couldn't deduce template parameter %qD", parm);
5466   return 1;
5467 }
5468
5469 static int
5470 unify_invalid (bool explain_p ATTRIBUTE_UNUSED)
5471 {
5472   return 1;
5473 }
5474
5475 static int
5476 unify_cv_qual_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5477 {
5478   if (explain_p)
5479     inform (input_location,
5480             "  types %qT and %qT have incompatible cv-qualifiers",
5481             parm, arg);
5482   return 1;
5483 }
5484
5485 static int
5486 unify_type_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5487 {
5488   if (explain_p)
5489     inform (input_location, "  mismatched types %qT and %qT", parm, arg);
5490   return 1;
5491 }
5492
5493 static int
5494 unify_parameter_pack_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5495 {
5496   if (explain_p)
5497     inform (input_location,
5498             "  template parameter %qD is not a parameter pack, but "
5499             "argument %qD is",
5500             parm, arg);
5501   return 1;
5502 }
5503
5504 static int
5505 unify_ptrmem_cst_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5506 {
5507   if (explain_p)
5508     inform (input_location,
5509             "  template argument %qE does not match "
5510             "pointer-to-member constant %qE",
5511             arg, parm);
5512   return 1;
5513 }
5514
5515 static int
5516 unify_expression_unequal (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5517 {
5518   if (explain_p)
5519     inform (input_location, "  %qE is not equivalent to %qE", parm, arg);
5520   return 1;
5521 }
5522
5523 static int
5524 unify_parameter_pack_inconsistent (bool explain_p, tree old_arg, tree new_arg)
5525 {
5526   if (explain_p)
5527     inform (input_location,
5528             "  inconsistent parameter pack deduction with %qT and %qT",
5529             old_arg, new_arg);
5530   return 1;
5531 }
5532
5533 static int
5534 unify_inconsistency (bool explain_p, tree parm, tree first, tree second)
5535 {
5536   if (explain_p)
5537     {
5538       if (TYPE_P (parm))
5539         inform (input_location,
5540                 "  deduced conflicting types for parameter %qT (%qT and %qT)",
5541                 parm, first, second);
5542       else
5543         inform (input_location,
5544                 "  deduced conflicting values for non-type parameter "
5545                 "%qE (%qE and %qE)", parm, first, second);
5546     }
5547   return 1;
5548 }
5549
5550 static int
5551 unify_vla_arg (bool explain_p, tree arg)
5552 {
5553   if (explain_p)
5554     inform (input_location,
5555             "  variable-sized array type %qT is not "
5556             "a valid template argument",
5557             arg);
5558   return 1;
5559 }
5560
5561 static int
5562 unify_method_type_error (bool explain_p, tree arg)
5563 {
5564   if (explain_p)
5565     inform (input_location,
5566             "  member function type %qT is not a valid template argument",
5567             arg);
5568   return 1;
5569 }
5570
5571 static int
5572 unify_arity (bool explain_p, int have, int wanted)
5573 {
5574   if (explain_p)
5575     inform_n (input_location, wanted,
5576               "  candidate expects %d argument, %d provided",
5577               "  candidate expects %d arguments, %d provided",
5578               wanted, have);
5579   return 1;
5580 }
5581
5582 static int
5583 unify_too_many_arguments (bool explain_p, int have, int wanted)
5584 {
5585   return unify_arity (explain_p, have, wanted);
5586 }
5587
5588 static int
5589 unify_too_few_arguments (bool explain_p, int have, int wanted)
5590 {
5591   return unify_arity (explain_p, have, wanted);
5592 }
5593
5594 static int
5595 unify_arg_conversion (bool explain_p, tree to_type,
5596                       tree from_type, tree arg)
5597 {
5598   if (explain_p)
5599     inform (input_location, "  cannot convert %qE (type %qT) to type %qT",
5600             arg, from_type, to_type);
5601   return 1;
5602 }
5603
5604 static int
5605 unify_no_common_base (bool explain_p, enum template_base_result r,
5606                       tree parm, tree arg)
5607 {
5608   if (explain_p)
5609     switch (r)
5610       {
5611       case tbr_ambiguous_baseclass:
5612         inform (input_location, "  %qT is an ambiguous base class of %qT",
5613                 arg, parm);
5614         break;
5615       default:
5616         inform (input_location, "  %qT is not derived from %qT", arg, parm);
5617         break;
5618       }
5619   return 1;
5620 }
5621
5622 static int
5623 unify_inconsistent_template_template_parameters (bool explain_p)
5624 {
5625   if (explain_p)
5626     inform (input_location,
5627             "  template parameters of a template template argument are "
5628             "inconsistent with other deduced template arguments");
5629   return 1;
5630 }
5631
5632 static int
5633 unify_template_deduction_failure (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5634 {
5635   if (explain_p)
5636     inform (input_location,
5637             "  can't deduce a template for %qT from non-template type %qT",
5638             parm, arg);
5639   return 1;
5640 }
5641
5642 static int
5643 unify_template_argument_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5644 {
5645   if (explain_p)
5646     inform (input_location,
5647             "  template argument %qE does not match %qD", arg, parm);
5648   return 1;
5649 }
5650
5651 static int
5652 unify_overload_resolution_failure (bool explain_p, tree arg)
5653 {
5654   if (explain_p)
5655     inform (input_location,
5656             "  could not resolve address from overloaded function %qE",
5657             arg);
5658   return 1;
5659 }
5660
5661 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
5662    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
5663    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
5664    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
5665    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
5666    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
5667    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
5668    must be non-dependent.
5669
5670    The conversion follows the special rules described in
5671    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
5672    conversion.
5673
5674    This function is called twice for each template argument (see
5675    lookup_template_class for a more accurate description of this
5676    problem). This means that we need to handle expressions which
5677    are not valid in a C++ source, but can be created from the
5678    first call (for instance, casts to perform conversions). These
5679    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
5680
5681 static tree
5682 convert_nontype_argument (tree type, tree expr, tsubst_flags_t complain)
5683 {
5684   tree expr_type;
5685
5686   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
5687      This special-case is not needed for correctness (we would easily
5688      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
5689      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
5690      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
5691   /* FIXME we're making this OK.  */
5692   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
5693     {
5694       if (complain & tf_error)
5695         error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5696                "because string literals can never be used in this context",
5697                expr, type);
5698       return NULL_TREE;
5699     }
5700
5701   /* Add the ADDR_EXPR now for the benefit of
5702      value_dependent_expression_p.  */
5703   if (TYPE_PTROBV_P (type)
5704       && TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == ARRAY_TYPE)
5705     expr = decay_conversion (expr);
5706
5707   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
5708      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
5709      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
5710      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
5711      so that access checking can be performed when the template is
5712      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
5713      convert the argument.  */
5714   if (TYPE_REF_OBJ_P (type)
5715       && has_value_dependent_address (expr))
5716     /* If we want the address and it's value-dependent, don't fold.  */;
5717   else if (!type_unknown_p (expr))
5718     expr = fold_non_dependent_expr_sfinae (expr, complain);
5719   if (error_operand_p (expr))
5720     return error_mark_node;
5721   expr_type = TREE_TYPE (expr);
5722   if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
5723     expr = mark_lvalue_use (expr);
5724   else
5725     expr = mark_rvalue_use (expr);
5726
5727   /* 14.3.2/5: The null pointer{,-to-member} conversion is applied
5728      to a non-type argument of "nullptr".  */
5729   if (expr == nullptr_node
5730       && (TYPE_PTR_P (type) || TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type)))
5731     expr = convert (type, expr);
5732
5733   /* In C++11, integral or enumeration non-type template arguments can be
5734      arbitrary constant expressions.  Pointer and pointer to
5735      member arguments can be general constant expressions that evaluate
5736      to a null value, but otherwise still need to be of a specific form.  */
5737   if (cxx_dialect >= cxx0x)
5738     {
5739       if (TREE_CODE (expr) == PTRMEM_CST)
5740         /* A PTRMEM_CST is already constant, and a valid template
5741            argument for a parameter of pointer to member type, we just want
5742            to leave it in that form rather than lower it to a
5743            CONSTRUCTOR.  */;
5744       else if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
5745         expr = maybe_constant_value (expr);
5746       else if (TYPE_PTR_P (type)
5747                || TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
5748         {
5749           tree folded = maybe_constant_value (expr);
5750           if (TYPE_PTR_P (type) ? integer_zerop (folded)
5751               : null_member_pointer_value_p (folded))
5752             expr = folded;
5753         }
5754     }
5755
5756   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
5757      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
5758      which is the tree that we built on the first call (see
5759      below when coercing to reference to object or to reference to
5760      function). We just strip everything and get to the arg.
5761      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
5762      for examples.  */
5763   if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
5764     {
5765       tree probe_type, probe = expr;
5766       if (REFERENCE_REF_P (probe))
5767         probe = TREE_OPERAND (probe, 0);
5768       probe_type = TREE_TYPE (probe);
5769       if (TREE_CODE (probe) == NOP_EXPR)
5770         {
5771           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
5772              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
5773              could actually change the type to something more cv-qualified,
5774              and this is not folded by convert_from_reference.  */
5775           tree addr = TREE_OPERAND (probe, 0);
5776           gcc_assert (TREE_CODE (probe_type) == REFERENCE_TYPE);
5777           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
5778           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
5779           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
5780                       (TREE_TYPE (probe_type),
5781                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
5782
5783           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
5784           expr_type = TREE_TYPE (expr);
5785         }
5786     }
5787
5788   /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
5789      parameter is a pointer to object, through decay and
5790      qualification conversion. Let's strip everything.  */
5791   else if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR && TYPE_PTROBV_P (type))
5792     {
5793       STRIP_NOPS (expr);
5794       gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
5795       gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
5796       /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
5797          an array. Otherwise, it is part of the original argument
5798          in the source code.  */
5799       if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
5800         expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
5801       expr_type = TREE_TYPE (expr);
5802     }
5803
5804   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
5805
5806      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
5807      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
5808      (_conv.integral_) are applied.  */
5809   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
5810     {
5811       tree t = build_integral_nontype_arg_conv (type, expr, complain);
5812       t = maybe_constant_value (t);
5813       if (t != error_mark_node)
5814         expr = t;
5815
5816       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (type, TREE_TYPE (expr)))
5817         return error_mark_node;
5818
5819       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
5820          do not fold into integer constants.  */
5821       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
5822         {
5823           if (complain & tf_error)
5824             {
5825               int errs = errorcount, warns = warningcount;
5826               if (processing_template_decl
5827                   && !require_potential_constant_expression (expr))
5828                 return NULL_TREE;
5829               expr = cxx_constant_value (expr);
5830               if (errorcount > errs || warningcount > warns)
5831                 inform (EXPR_LOC_OR_HERE (expr),
5832                         "in template argument for type %qT ", type);
5833               if (expr == error_mark_node)
5834                 return NULL_TREE;
5835               /* else cxx_constant_value complained but gave us
5836                  a real constant, so go ahead.  */
5837               gcc_assert (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST);
5838             }
5839           else
5840             return NULL_TREE;
5841         }
5842     }
5843   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
5844
5845      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
5846      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
5847      conversion (_conv.array_) are applied.  */
5848   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
5849     {
5850       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
5851
5852          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5853          shall be one of: [...]
5854
5855          -- the name of a non-type template-parameter;
5856          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
5857             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
5858             refers to a function or array, or if the corresponding
5859             template-parameter is a reference.
5860
5861         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
5862         for a parameter of type pointer-to-object.  */
5863
5864       if (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr))
5865         /* Non-type template parameters are OK.  */
5866         ;
5867       else if (cxx_dialect >= cxx0x && integer_zerop (expr))
5868         /* Null pointer values are OK in C++11.  */;
5869       else if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR
5870                && TREE_CODE (expr_type) != ARRAY_TYPE)
5871         {
5872           if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
5873             {
5874               error ("%qD is not a valid template argument "
5875                      "because %qD is a variable, not the address of "
5876                      "a variable",
5877                      expr, expr);
5878               return NULL_TREE;
5879             }
5880           /* Other values, like integer constants, might be valid
5881              non-type arguments of some other type.  */
5882           return error_mark_node;
5883         }
5884       else
5885         {
5886           tree decl;
5887
5888           decl = ((TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
5889                   ? TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
5890           if (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL)
5891             {
5892               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5893                      "because %qE is not a variable",
5894                      expr, type, decl);
5895               return NULL_TREE;
5896             }
5897           else if (cxx_dialect < cxx0x && !DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (decl))
5898             {
5899               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5900                      "because %qD does not have external linkage",
5901                      expr, type, decl);
5902               return NULL_TREE;
5903             }
5904           else if (cxx_dialect >= cxx0x && decl_linkage (decl) == lk_none)
5905             {
5906               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5907                      "because %qD has no linkage",
5908                      expr, type, decl);
5909               return NULL_TREE;
5910             }
5911         }
5912
5913       expr = decay_conversion (expr);
5914       if (expr == error_mark_node)
5915         return error_mark_node;
5916
5917       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
5918       if (expr == error_mark_node)
5919         return error_mark_node;
5920     }
5921   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
5922
5923      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
5924      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
5925      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
5926      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
5927      template-argument, which must be an lvalue.  */
5928   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
5929     {
5930       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
5931                                                       expr_type))
5932         return error_mark_node;
5933
5934       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
5935         {
5936           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5937                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
5938           return NULL_TREE;
5939         }
5940
5941       if (!real_lvalue_p (expr))
5942         {
5943           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5944                  "because it is not an lvalue", expr, type);
5945           return NULL_TREE;
5946         }
5947
5948       /* [temp.arg.nontype]/1
5949
5950          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5951          shall be one of: [...]
5952
5953          -- the address of an object or function with external linkage.  */
5954       if (TREE_CODE (expr) == INDIRECT_REF
5955           && TYPE_REF_OBJ_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))))
5956         {
5957           expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
5958           if (DECL_P (expr))
5959             {
5960               error ("%q#D is not a valid template argument for type %qT "
5961                      "because a reference variable does not have a constant "
5962                      "address", expr, type);
5963               return NULL_TREE;
5964             }
5965         }
5966
5967       if (!DECL_P (expr))
5968         {
5969           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5970                  "because it is not an object with external linkage",
5971                  expr, type);
5972           return NULL_TREE;
5973         }
5974
5975       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
5976         {
5977           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5978                  "because object %qD has not external linkage",
5979                  expr, type, expr);
5980           return NULL_TREE;
5981         }
5982
5983       expr = build_nop (type, build_address (expr));
5984     }
5985   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
5986
5987      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
5988      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
5989      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
5990      pointer to such), the matching function is selected from the set
5991      (_over.over_).  */
5992   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
5993     {
5994       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
5995          context information to decay the pointer.  */
5996       if (!type_unknown_p (expr_type))
5997         {
5998           expr = decay_conversion (expr);
5999           if (expr == error_mark_node)
6000             return error_mark_node;
6001         }
6002
6003       if (cxx_dialect >= cxx0x && integer_zerop (expr))
6004         /* Null pointer values are OK in C++11.  */
6005         return perform_qualification_conversions (type, expr);
6006
6007       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
6008       if (!expr || expr == error_mark_node)
6009         return expr;
6010
6011       if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR)
6012         {
6013           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT", expr, type);
6014           error ("it must be the address of a function with external linkage");
6015           return NULL_TREE;
6016         }
6017     }
6018   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
6019
6020      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
6021      conversions apply. If the template-argument represents a set of
6022      overloaded functions, the matching function is selected from the set
6023      (_over.over_).  */
6024   else if (TYPE_REFFN_P (type))
6025     {
6026       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
6027         {
6028           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
6029                  "because it is a pointer", expr, type);
6030           inform (input_location, "try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
6031           return NULL_TREE;
6032         }
6033
6034       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
6035       if (!expr || expr == error_mark_node)
6036         return expr;
6037
6038       expr = build_nop (type, build_address (expr));
6039     }
6040   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
6041
6042      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
6043      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
6044      overloaded member functions, the matching member function is selected
6045      from the set (_over.over_).  */
6046   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
6047     {
6048       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
6049       if (expr == error_mark_node)
6050         return error_mark_node;
6051
6052       /* [temp.arg.nontype] bullet 1 says the pointer to member
6053          expression must be a pointer-to-member constant.  */
6054       if (!check_valid_ptrmem_cst_expr (type, expr, complain))
6055         return error_mark_node;
6056
6057       /* There is no way to disable standard conversions in
6058          resolve_address_of_overloaded_function (called by
6059          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
6060          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
6061          to reject this conversion here.
6062
6063          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
6064          it would still be better to reject them here so that we can
6065          provide a superior diagnostic.  */
6066       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
6067         {
6068           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
6069                  "because it is of type %qT", expr, type,
6070                  TREE_TYPE (expr));
6071           /* If we are just one standard conversion off, explain.  */
6072           if (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)))
6073             inform (input_location,
6074                     "standard conversions are not allowed in this context");
6075           return NULL_TREE;
6076         }
6077     }
6078   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
6079
6080      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
6081      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
6082   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
6083     {
6084       /* [temp.arg.nontype] bullet 1 says the pointer to member
6085          expression must be a pointer-to-member constant.  */
6086       if (!check_valid_ptrmem_cst_expr (type, expr, complain))
6087         return error_mark_node;
6088
6089       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
6090       if (expr == error_mark_node)
6091         return expr;
6092     }
6093   else if (NULLPTR_TYPE_P (type))
6094     {
6095       if (expr != nullptr_node)
6096         {
6097           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
6098                  "because it is of type %qT", expr, type, TREE_TYPE (expr));
6099           return NULL_TREE;
6100         }
6101       return expr;
6102     }
6103   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
6104   else
6105     gcc_unreachable ();
6106
6107   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
6108      right type?  */
6109   gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
6110               (type, TREE_TYPE (expr)));
6111   return expr;
6112 }
6113
6114 /* Subroutine of coerce_template_template_parms, which returns 1 if
6115    PARM_PARM and ARG_PARM match using the rule for the template
6116    parameters of template template parameters. Both PARM and ARG are
6117    template parameters; the rest of the arguments are the same as for
6118    coerce_template_template_parms.
6119  */
6120 static int
6121 coerce_template_template_parm (tree parm,
6122                               tree arg,
6123                               tsubst_flags_t complain,
6124                               tree in_decl,
6125                               tree outer_args)
6126 {
6127   if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
6128       || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
6129     return 0;
6130   
6131   if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
6132     return 0;
6133   
6134   switch (TREE_CODE (parm))
6135     {
6136     case TEMPLATE_DECL:
6137       /* We encounter instantiations of templates like
6138          template <template <template <class> class> class TT>
6139          class C;  */
6140       {
6141         tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
6142         tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
6143         
6144         if (!coerce_template_template_parms
6145             (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
6146           return 0;
6147       }
6148       /* Fall through.  */
6149       
6150     case TYPE_DECL:
6151       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (arg))
6152           && !TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
6153         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
6154         return 0;
6155       break;
6156       
6157     case PARM_DECL:
6158       /* The tsubst call is used to handle cases such as
6159          
6160            template <int> class C {};
6161            template <class T, template <T> class TT> class D {};
6162            D<int, C> d;
6163
6164          i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
6165       if (!uses_template_parms (TREE_TYPE (arg))
6166           && !same_type_p
6167                 (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
6168                  TREE_TYPE (arg)))
6169         return 0;
6170       
6171       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (arg))
6172           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
6173         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
6174         return 0;
6175       
6176       break;
6177
6178     default:
6179       gcc_unreachable ();
6180     }
6181
6182   return 1;
6183 }
6184
6185
6186 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
6187    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
6188    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
6189    or PARM_DECL.
6190
6191    Consider the example:
6192      template <class T> class A;
6193      template<template <class U> class TT> class B;
6194
6195    For B<A>, PARM_PARMS are the parameters to TT, while ARG_PARMS are
6196    the parameters to A, and OUTER_ARGS contains A.  */
6197
6198 static int
6199 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
6200                                 tree arg_parms,
6201                                 tsubst_flags_t complain,
6202                                 tree in_decl,
6203                                 tree outer_args)
6204 {
6205   int nparms, nargs, i;
6206   tree parm, arg;
6207   int variadic_p = 0;
6208
6209   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
6210   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
6211
6212   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
6213   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
6214
6215   /* Determine whether we have a parameter pack at the end of the
6216      template template parameter's template parameter list.  */
6217   if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1) != error_mark_node)
6218     {
6219       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1));
6220       
6221       if (parm == error_mark_node)
6222         return 0;
6223
6224       switch (TREE_CODE (parm))
6225         {
6226         case TEMPLATE_DECL:
6227         case TYPE_DECL:
6228           if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
6229             variadic_p = 1;
6230           break;
6231           
6232         case PARM_DECL:
6233           if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
6234             variadic_p = 1;
6235           break;
6236           
6237         default:
6238           gcc_unreachable ();
6239         }
6240     }
6241  
6242   if (nargs != nparms
6243       && !(variadic_p && nargs >= nparms - 1))
6244     return 0;
6245
6246   /* Check all of the template parameters except the parameter pack at
6247      the end (if any).  */
6248   for (i = 0; i < nparms - variadic_p; ++i)
6249     {
6250       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node
6251           || TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
6252         continue;
6253
6254       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
6255       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
6256
6257       if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
6258                                           outer_args))
6259         return 0;
6260
6261     }
6262
6263   if (variadic_p)
6264     {
6265       /* Check each of the template parameters in the template
6266          argument against the template parameter pack at the end of
6267          the template template parameter.  */
6268       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node)
6269         return 0;
6270
6271       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
6272
6273       for (; i < nargs; ++i)
6274         {
6275           if (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
6276             continue;
6277  
6278           arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
6279  
6280           if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
6281                                               outer_args))
6282             return 0;
6283         }
6284     }
6285
6286   return 1;
6287 }
6288
6289 /* Verifies that the deduced template arguments (in TARGS) for the
6290    template template parameters (in TPARMS) represent valid bindings,
6291    by comparing the template parameter list of each template argument
6292    to the template parameter list of its corresponding template
6293    template parameter, in accordance with DR150. This
6294    routine can only be called after all template arguments have been
6295    deduced. It will return TRUE if all of the template template
6296    parameter bindings are okay, FALSE otherwise.  */
6297 bool 
6298 template_template_parm_bindings_ok_p (tree tparms, tree targs)
6299 {
6300   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
6301   bool ret = true;
6302
6303   /* We're dealing with template parms in this process.  */
6304   ++processing_template_decl;
6305
6306   targs = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs);
6307
6308   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
6309     {
6310       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
6311       tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
6312
6313       if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_DECL && targ)
6314         {
6315           tree packed_args = NULL_TREE;
6316           int idx, len = 1;
6317
6318           if (ARGUMENT_PACK_P (targ))
6319             {
6320               /* Look inside the argument pack.  */
6321               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
6322               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
6323             }
6324
6325           for (idx = 0; idx < len; ++idx)
6326             {
6327               tree targ_parms = NULL_TREE;
6328
6329               if (packed_args)
6330                 /* Extract the next argument from the argument
6331                    pack.  */
6332                 targ = TREE_VEC_ELT (packed_args, idx);
6333
6334               if (PACK_EXPANSION_P (targ))
6335                 /* Look at the pattern of the pack expansion.  */
6336                 targ = PACK_EXPANSION_PATTERN (targ);
6337
6338               /* Extract the template parameters from the template
6339                  argument.  */
6340               if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_DECL)
6341                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (targ);
6342               else if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
6343                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (targ));
6344
6345               /* Verify that we can coerce the template template
6346                  parameters from the template argument to the template
6347                  parameter.  This requires an exact match.  */
6348               if (targ_parms
6349                   && !coerce_template_template_parms
6350                        (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tparm),
6351                         targ_parms,
6352                         tf_none,
6353                         tparm,
6354                         targs))
6355                 {
6356                   ret = false;
6357                   goto out;
6358                 }
6359             }
6360         }
6361     }
6362
6363  out:
6364
6365   --processing_template_decl;
6366   return ret;
6367 }
6368
6369 /* Since type attributes aren't mangled, we need to strip them from
6370    template type arguments.  */
6371
6372 static tree
6373 canonicalize_type_argument (tree arg, tsubst_flags_t complain)
6374 {
6375   tree mv;
6376   if (!arg || arg == error_mark_node || arg == TYPE_CANONICAL (arg))
6377     return arg;
6378   mv = TYPE_MAIN_VARIANT (arg);
6379   arg = strip_typedefs (arg);
6380   if (TYPE_ALIGN (arg) != TYPE_ALIGN (mv)
6381       || TYPE_ATTRIBUTES (arg) != TYPE_ATTRIBUTES (mv))
6382     {
6383       if (complain & tf_warning)
6384         warning (0, "ignoring attributes on template argument %qT", arg);
6385       arg = build_aligned_type (arg, TYPE_ALIGN (mv));
6386       arg = cp_build_type_attribute_variant (arg, TYPE_ATTRIBUTES (mv));
6387     }
6388   return arg;
6389 }
6390
6391 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
6392    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
6393    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
6394    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
6395    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
6396    the full set of template arguments deduced so far.  */
6397
6398 static tree
6399 convert_template_argument (tree parm,
6400                            tree arg,
6401                            tree args,
6402                            tsubst_flags_t complain,
6403                            int i,
6404                            tree in_decl)
6405 {
6406   tree orig_arg;
6407   tree val;
6408   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
6409
6410   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
6411       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
6412     {
6413       /* The template argument was the name of some
6414          member function.  That's usually
6415          invalid, but static members are OK.  In any
6416          case, grab the underlying fields/functions
6417          and issue an error later if required.  */
6418       orig_arg = TREE_VALUE (arg);
6419       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
6420     }
6421
6422   orig_arg = arg;
6423
6424   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
6425   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
6426                    || requires_tmpl_type);
6427
6428   /* When determining whether an argument pack expansion is a template,
6429      look at the pattern.  */
6430   if (TREE_CODE (arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
6431     arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
6432
6433   /* Deal with an injected-class-name used as a template template arg.  */
6434   if (requires_tmpl_type && CLASS_TYPE_P (arg))
6435     {
6436       tree t = maybe_get_template_decl_from_type_decl (TYPE_NAME (arg));
6437       if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
6438         {
6439           if (cxx_dialect >= cxx0x)
6440             /* OK under DR 1004.  */;
6441           else if (complain & tf_warning_or_error)
6442             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, "injected-class-name %qD"
6443                      " used as template template argument", TYPE_NAME (arg));
6444           else if (flag_pedantic_errors)
6445             t = arg;
6446
6447           arg = t;
6448         }
6449     }
6450
6451   is_tmpl_type = 
6452     ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
6453       && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
6454      || (requires_tmpl_type && TREE_CODE (arg) == TYPE_ARGUMENT_PACK)
6455      || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6456      || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
6457
6458   if (is_tmpl_type
6459       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6460           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
6461     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
6462
6463   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
6464
6465   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
6466       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
6467     {
6468       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
6469         {
6470           if (complain & tf_error)
6471             error ("invalid use of destructor %qE as a type", orig_arg);
6472           return error_mark_node;
6473         }
6474
6475       permerror (input_location,
6476                  "to refer to a type member of a template parameter, "
6477                  "use %<typename %E%>", orig_arg);
6478
6479       orig_arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
6480                                      TREE_OPERAND (arg, 1),
6481                                      typename_type,
6482                                      complain & tf_error);
6483       arg = orig_arg;
6484       is_type = 1;
6485     }
6486   if (is_type != requires_type)
6487     {
6488       if (in_decl)
6489         {
6490           if (complain & tf_error)
6491             {
6492               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
6493                      "parameter list for %qD",
6494                      i + 1, in_decl);
6495               if (is_type)
6496                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
6497                        TREE_TYPE (parm),
6498                        (DECL_P (arg) ? DECL_NAME (arg) : orig_arg));
6499               else if (requires_tmpl_type)
6500                 error ("  expected a class template, got %qE", orig_arg);
6501               else
6502                 error ("  expected a type, got %qE", orig_arg);
6503             }
6504         }
6505       return error_mark_node;
6506     }
6507   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
6508     {
6509       if (in_decl && (complain & tf_error))
6510         {
6511           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
6512                  "parameter list for %qD",
6513                  i + 1, in_decl);
6514           if (is_tmpl_type)
6515             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
6516           else
6517             error ("  expected a class template, got %qT", orig_arg);
6518         }
6519       return error_mark_node;
6520     }
6521
6522   if (is_type)
6523     {
6524       if (requires_tmpl_type)
6525         {
6526           if (template_parameter_pack_p (parm) && ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
6527             val = orig_arg;
6528           else if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
6529             /* The number of argument required is not known yet.
6530                Just accept it for now.  */
6531             val = TREE_TYPE (arg);
6532           else
6533             {
6534               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
6535               tree argparm;
6536
6537               argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
6538
6539               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
6540                                                   complain, in_decl,
6541                                                   args))
6542                 {
6543                   val = arg;
6544
6545                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
6546                      TEMPLATE_DECL.  */
6547                   if (val != error_mark_node)
6548                     {
6549                       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
6550                         val = TREE_TYPE (val);
6551                       if (TREE_CODE (orig_arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
6552                         val = make_pack_expansion (val);
6553                     }
6554                 }
6555               else
6556                 {
6557                   if (in_decl && (complain & tf_error))
6558                     {
6559                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
6560                              "template parameter list for %qD",
6561                              i + 1, in_decl);
6562                       error ("  expected a template of type %qD, got %qT",
6563                              parm, orig_arg);
6564                     }
6565
6566                   val = error_mark_node;
6567                 }
6568             }
6569         }
6570       else
6571         val = orig_arg;
6572       /* We only form one instance of each template specialization.
6573          Therefore, if we use a non-canonical variant (i.e., a
6574          typedef), any future messages referring to the type will use
6575          the typedef, which is confusing if those future uses do not
6576          themselves also use the typedef.  */
6577       if (TYPE_P (val))
6578         val = canonicalize_type_argument (val, complain);
6579     }
6580   else
6581     {
6582       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
6583
6584       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
6585         return error_mark_node;
6586
6587       if (template_parameter_pack_p (parm) && ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
6588         {
6589           if (same_type_p (t, TREE_TYPE (orig_arg)))
6590             val = orig_arg;
6591           else
6592             {
6593               /* Not sure if this is reachable, but it doesn't hurt
6594                  to be robust.  */
6595               error ("type mismatch in nontype parameter pack");
6596               val = error_mark_node;
6597             }
6598         }
6599       else if (!uses_template_parms (orig_arg) && !uses_template_parms (t))
6600         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
6601            will report errors, which we don't want when complain
6602            is zero.  More importantly, digest_init will try too
6603            hard to convert things: for example, `0' should not be
6604            converted to pointer type at this point according to
6605            the standard.  Accepting this is not merely an
6606            extension, since deciding whether or not these
6607            conversions can occur is part of determining which
6608            function template to call, or whether a given explicit
6609            argument specification is valid.  */
6610         val = convert_nontype_argument (t, orig_arg, complain);
6611       else
6612         val = orig_arg;
6613
6614       if (val == NULL_TREE)
6615         val = error_mark_node;
6616       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
6617         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  orig_arg, t);
6618
6619       if (TREE_CODE (val) == SCOPE_REF)
6620         {
6621           /* Strip typedefs from the SCOPE_REF.  */
6622           tree type = canonicalize_type_argument (TREE_TYPE (val), complain);
6623           tree scope = canonicalize_type_argument (TREE_OPERAND (val, 0),
6624                                                    complain);
6625           val = build_qualified_name (type, scope, TREE_OPERAND (val, 1),
6626                                       QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (val));
6627         }
6628     }
6629
6630   return val;
6631 }
6632
6633 /* Coerces the remaining template arguments in INNER_ARGS (from
6634    ARG_IDX to the end) into the parameter pack at PARM_IDX in PARMS.
6635    Returns the coerced argument pack. PARM_IDX is the position of this
6636    parameter in the template parameter list. ARGS is the original
6637    template argument list.  */
6638 static tree
6639 coerce_template_parameter_pack (tree parms,
6640                                 int parm_idx,
6641                                 tree args,
6642                                 tree inner_args,
6643                                 int arg_idx,
6644                                 tree new_args,
6645                                 int* lost,
6646                                 tree in_decl,
6647                                 tsubst_flags_t complain)
6648 {
6649   tree parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
6650   int nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
6651   tree packed_args;
6652   tree argument_pack;
6653   tree packed_types = NULL_TREE;
6654
6655   if (arg_idx > nargs)
6656     arg_idx = nargs;
6657
6658   packed_args = make_tree_vec (nargs - arg_idx);
6659
6660   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL
6661       && uses_parameter_packs (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm))))
6662     {
6663       /* When the template parameter is a non-type template
6664          parameter pack whose type uses parameter packs, we need
6665          to look at each of the template arguments
6666          separately. Build a vector of the types for these
6667          non-type template parameters in PACKED_TYPES.  */
6668       tree expansion 
6669         = make_pack_expansion (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
6670       packed_types = tsubst_pack_expansion (expansion, args,
6671                                             complain, in_decl);
6672
6673       if (packed_types == error_mark_node)
6674         return error_mark_node;
6675
6676       /* Check that we have the right number of arguments.  */
6677       if (arg_idx < nargs
6678           && !PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx))
6679           && nargs - arg_idx != TREE_VEC_LENGTH (packed_types))
6680         {
6681           int needed_parms 
6682             = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1 + TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
6683           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
6684                  nargs, needed_parms);
6685           return error_mark_node;
6686         }
6687
6688       /* If we aren't able to check the actual arguments now
6689          (because they haven't been expanded yet), we can at least
6690          verify that all of the types used for the non-type
6691          template parameter pack are, in fact, valid for non-type
6692          template parameters.  */
6693       if (arg_idx < nargs 
6694           && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx)))
6695         {
6696           int j, len = TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
6697           for (j = 0; j < len; ++j)
6698             {
6699               tree t = TREE_VEC_ELT (packed_types, j);
6700               if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
6701                 return error_mark_node;
6702             }
6703         }
6704     }
6705
6706   /* Convert the remaining arguments, which will be a part of the
6707      parameter pack "parm".  */
6708   for (; arg_idx < nargs; ++arg_idx)
6709     {
6710       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
6711       tree actual_parm = TREE_VALUE (parm);
6712
6713       if (packed_types && !PACK_EXPANSION_P (arg))
6714         {
6715           /* When we have a vector of types (corresponding to the
6716              non-type template parameter pack that uses parameter
6717              packs in its type, as mention above), and the
6718              argument is not an expansion (which expands to a
6719              currently unknown number of arguments), clone the
6720              parm and give it the next type in PACKED_TYPES.  */
6721           actual_parm = copy_node (actual_parm);
6722           TREE_TYPE (actual_parm) = 
6723             TREE_VEC_ELT (packed_types, arg_idx - parm_idx);
6724         }
6725
6726       if (arg != error_mark_node)
6727         arg = convert_template_argument (actual_parm, 
6728                                          arg, new_args, complain, parm_idx,
6729                                          in_decl);
6730       if (arg == error_mark_node)
6731         (*lost)++;
6732       TREE_VEC_ELT (packed_args, arg_idx - parm_idx) = arg; 
6733     }
6734
6735   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TYPE_DECL
6736       || TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TEMPLATE_DECL)
6737     argument_pack = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
6738   else
6739     {
6740       argument_pack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
6741       TREE_TYPE (argument_pack) 
6742         = tsubst (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)), new_args, complain, in_decl);
6743       TREE_CONSTANT (argument_pack) = 1;
6744     }
6745
6746   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argument_pack, packed_args);
6747 #ifdef ENABLE_CHECKING
6748   SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (packed_args,
6749                                        TREE_VEC_LENGTH (packed_args));
6750 #endif
6751   return argument_pack;
6752 }
6753
6754 /* Returns true if the template argument vector ARGS contains
6755    any pack expansions, false otherwise.  */
6756
6757 static bool
6758 any_pack_expanson_args_p (tree args)
6759 {
6760   int i;
6761   if (args)
6762     for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (args); ++i)
6763       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (args, i)))
6764         return true;
6765   return false;
6766 }
6767
6768 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
6769    return a vector containing the innermost resulting template
6770    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
6771    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
6772
6773    If REQUIRE_ALL_ARGS is false, argument deduction will be performed
6774    for arguments not specified in ARGS.  Otherwise, if
6775    USE_DEFAULT_ARGS is true, default arguments will be used to fill in
6776    unspecified arguments.  If REQUIRE_ALL_ARGS is true, but
6777    USE_DEFAULT_ARGS is false, then all arguments must be specified in
6778    ARGS.  */
6779
6780 static tree
6781 coerce_template_parms (tree parms,
6782                        tree args,
6783                        tree in_decl,
6784                        tsubst_flags_t complain,
6785                        bool require_all_args,
6786                        bool use_default_args)
6787 {
6788   int nparms, nargs, parm_idx, arg_idx, lost = 0;
6789   tree inner_args;
6790   tree new_args;
6791   tree new_inner_args;
6792   int saved_unevaluated_operand;
6793   int saved_inhibit_evaluation_warnings;
6794
6795   /* When used as a boolean value, indicates whether this is a
6796      variadic template parameter list. Since it's an int, we can also
6797      subtract it from nparms to get the number of non-variadic
6798      parameters.  */
6799   int variadic_p = 0;
6800   int post_variadic_parms = 0;
6801
6802   if (args == error_mark_node)
6803     return error_mark_node;
6804
6805   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
6806
6807   /* Determine if there are any parameter packs.  */
6808   for (parm_idx = 0; parm_idx < nparms; ++parm_idx)
6809     {
6810       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx));
6811       if (variadic_p)
6812         ++post_variadic_parms;
6813       if (template_parameter_pack_p (tparm))
6814         ++variadic_p;
6815     }
6816
6817   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
6818   /* If there are no parameters that follow a parameter pack, we need to
6819      expand any argument packs so that we can deduce a parameter pack from
6820      some non-packed args followed by an argument pack, as in variadic85.C.
6821      If there are such parameters, we need to leave argument packs intact
6822      so the arguments are assigned properly.  This can happen when dealing
6823      with a nested class inside a partial specialization of a class
6824      template, as in variadic92.C, or when deducing a template parameter pack
6825      from a sub-declarator, as in variadic114.C.  */
6826   if (!post_variadic_parms)
6827     inner_args = expand_template_argument_pack (inner_args);
6828
6829   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
6830   if ((nargs > nparms && !variadic_p)
6831       || (nargs < nparms - variadic_p
6832           && require_all_args
6833           && !any_pack_expanson_args_p (inner_args)
6834           && (!use_default_args
6835               || (TREE_VEC_ELT (parms, nargs) != error_mark_node
6836                   && !TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs))))))
6837     {
6838       if (complain & tf_error)
6839         {
6840           if (variadic_p)
6841             {
6842               nparms -= variadic_p;
6843               error ("wrong number of template arguments "
6844                      "(%d, should be %d or more)", nargs, nparms);
6845             }
6846           else
6847              error ("wrong number of template arguments "
6848                     "(%d, should be %d)", nargs, nparms);
6849
6850           if (in_decl)
6851             error ("provided for %q+D", in_decl);
6852         }
6853
6854       return error_mark_node;
6855     }
6856
6857   /* We need to evaluate the template arguments, even though this
6858      template-id may be nested within a "sizeof".  */
6859   saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
6860   cp_unevaluated_operand = 0;
6861   saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
6862   c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
6863   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
6864   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
6865   for (parm_idx = 0, arg_idx = 0; parm_idx < nparms; parm_idx++, arg_idx++)
6866     {
6867       tree arg;
6868       tree parm;
6869
6870       /* Get the Ith template parameter.  */
6871       parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
6872  
6873       if (parm == error_mark_node)
6874       {
6875         TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = error_mark_node;
6876         continue;
6877       }
6878
6879       /* Calculate the next argument.  */
6880       if (arg_idx < nargs)
6881         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
6882       else
6883         arg = NULL_TREE;
6884
6885       if (template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm))
6886           && !(arg && ARGUMENT_PACK_P (arg)))
6887         {
6888           /* All remaining arguments will be placed in the
6889              template parameter pack PARM.  */
6890           arg = coerce_template_parameter_pack (parms, parm_idx, args, 
6891                                                 inner_args, arg_idx,
6892                                                 new_args, &lost,
6893                                                 in_decl, complain);
6894
6895           /* Store this argument.  */
6896           if (arg == error_mark_node)
6897             lost++;
6898           TREE_VEC_ELT (new_inner_args, parm_idx) = arg;
6899
6900           /* We are done with all of the arguments.  */
6901           arg_idx = nargs;
6902           
6903           continue;
6904         }
6905       else if (arg)
6906         {
6907           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
6908             {
6909               /* We don't know how many args we have yet, just
6910                  use the unconverted ones for now.  */
6911               new_inner_args = inner_args;
6912               break;
6913             }
6914         }
6915       else if (require_all_args)
6916         {
6917           /* There must be a default arg in this case.  */
6918           arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
6919                                      complain, in_decl);
6920           /* The position of the first default template argument,
6921              is also the number of non-defaulted arguments in NEW_INNER_ARGS.
6922              Record that.  */
6923           if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args))
6924             SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args, arg_idx);
6925         }
6926       else
6927         break;
6928
6929       if (arg == error_mark_node)
6930         {
6931           if (complain & tf_error)
6932             error ("template argument %d is invalid", arg_idx + 1);
6933         }
6934       else if (!arg)
6935         /* This only occurs if there was an error in the template
6936            parameter list itself (which we would already have
6937            reported) that we are trying to recover from, e.g., a class
6938            template with a parameter list such as
6939            template<typename..., typename>.  */
6940         ++lost;
6941       else
6942         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
6943                                          arg, new_args, complain, 
6944                                          parm_idx, in_decl);
6945
6946       if (arg == error_mark_node)
6947         lost++;
6948       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = arg;
6949     }
6950   cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
6951   c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
6952
6953   if (lost)
6954     return error_mark_node;
6955
6956 #ifdef ENABLE_CHECKING
6957   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args))
6958     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args,
6959                                          TREE_VEC_LENGTH (new_inner_args));
6960 #endif
6961
6962   return new_inner_args;
6963 }
6964
6965 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
6966
6967 static int
6968 template_args_equal (tree ot, tree nt)
6969 {
6970   if (nt == ot)
6971     return 1;
6972   if (nt == NULL_TREE || ot == NULL_TREE)
6973     return false;
6974
6975   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
6976     /* For member templates */
6977     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
6978   else if (PACK_EXPANSION_P (ot))
6979     return (PACK_EXPANSION_P (nt)
6980             && template_args_equal (PACK_EXPANSION_PATTERN (ot),
6981                                     PACK_EXPANSION_PATTERN (nt))
6982             && template_args_equal (PACK_EXPANSION_EXTRA_ARGS (ot),
6983                                     PACK_EXPANSION_EXTRA_ARGS (nt)));
6984   else if (ARGUMENT_PACK_P (ot))
6985     {
6986       int i, len;
6987       tree opack, npack;
6988
6989       if (!ARGUMENT_PACK_P (nt))
6990         return 0;
6991
6992       opack = ARGUMENT_PACK_ARGS (ot);
6993       npack = ARGUMENT_PACK_ARGS (nt);
6994       len = TREE_VEC_LENGTH (opack);
6995       if (TREE_VEC_LENGTH (npack) != len)
6996         return 0;
6997       for (i = 0; i < len; ++i)
6998         if (!template_args_equal (TREE_VEC_ELT (opack, i),
6999                                   TREE_VEC_ELT (npack, i)))
7000           return 0;
7001       return 1;
7002     }
7003   else if (ot && TREE_CODE (ot) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
7004     {
7005       /* We get here probably because we are in the middle of substituting
7006          into the pattern of a pack expansion. In that case the
7007          ARGUMENT_PACK_SELECT temporarily replaces the pack argument we are
7008          interested in. So we want to use the initial pack argument for
7009          the comparison.  */
7010       ot = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (ot);
7011       if (nt && TREE_CODE (nt) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
7012         nt = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (nt);
7013       return template_args_equal (ot, nt);
7014     }
7015   else if (TYPE_P (nt))
7016     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
7017   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
7018     return 0;
7019   else
7020     return cp_tree_equal (ot, nt);
7021 }
7022
7023 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets of
7024    template arguments.  Returns 0 otherwise, and updates OLDARG_PTR and
7025    NEWARG_PTR with the offending arguments if they are non-NULL.  */
7026
7027 static int
7028 comp_template_args_with_info (tree oldargs, tree newargs,
7029                               tree *oldarg_ptr, tree *newarg_ptr)
7030 {
7031   int i;
7032
7033   if (oldargs == newargs)
7034     return 1;
7035
7036   if (!oldargs || !newargs)
7037     return 0;
7038
7039   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
7040     return 0;
7041
7042   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
7043     {
7044       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
7045       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
7046
7047       if (! template_args_equal (ot, nt))
7048         {
7049           if (oldarg_ptr != NULL)
7050             *oldarg_ptr = ot;
7051           if (newarg_ptr != NULL)
7052             *newarg_ptr = nt;
7053           return 0;
7054         }
7055     }
7056   return 1;
7057 }
7058
7059 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
7060    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
7061
7062 int
7063 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
7064 {
7065   return comp_template_args_with_info (oldargs, newargs, NULL, NULL);
7066 }
7067
7068 static void
7069 add_pending_template (tree d)
7070 {
7071   tree ti = (TYPE_P (d)
7072              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
7073              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
7074   struct pending_template *pt;
7075   int level;
7076
7077   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
7078     return;
7079
7080   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
7081      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
7082      Compensate.  */
7083   level = !current_tinst_level || current_tinst_level->decl != d;
7084
7085   if (level)
7086     push_tinst_level (d);
7087
7088   pt = ggc_alloc_pending_template ();
7089   pt->next = NULL;
7090   pt->tinst = current_tinst_level;
7091   if (last_pending_template)
7092     last_pending_template->next = pt;
7093   else
7094     pending_templates = pt;
7095
7096   last_pending_template = pt;
7097
7098   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
7099
7100   if (level)
7101     pop_tinst_level ();
7102 }
7103
7104
7105 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
7106    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
7107    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
7108
7109 tree
7110 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
7111 {
7112   tree type;
7113
7114   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
7115     return error_mark_node;
7116
7117   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
7118
7119   if (!is_overloaded_fn (fns) && TREE_CODE (fns) != IDENTIFIER_NODE)
7120     {
7121       error ("%q#D is not a function template", fns);
7122       return error_mark_node;
7123     }
7124
7125   if (BASELINK_P (fns))
7126     {
7127       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
7128                                          unknown_type_node,
7129                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
7130                                          arglist);
7131       return fns;
7132     }
7133
7134   type = TREE_TYPE (fns);
7135   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
7136     type = unknown_type_node;
7137
7138   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
7139 }
7140
7141 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
7142    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
7143    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
7144    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
7145    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
7146    DECL is returned.
7147
7148    Also handle the case when DECL is a TREE_LIST of ambiguous
7149    injected-class-names from different bases.  */
7150
7151 tree
7152 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
7153 {
7154   if (decl == NULL_TREE)
7155     return decl;
7156
7157   /* DR 176: A lookup that finds an injected-class-name (10.2
7158      [class.member.lookup]) can result in an ambiguity in certain cases
7159      (for example, if it is found in more than one base class). If all of
7160      the injected-class-names that are found refer to specializations of
7161      the same class template, and if the name is followed by a
7162      template-argument-list, the reference refers to the class template
7163      itself and not a specialization thereof, and is not ambiguous.  */
7164   if (TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
7165     {
7166       tree t, tmpl = NULL_TREE;
7167       for (t = decl; t; t = TREE_CHAIN (t))
7168         {
7169           tree elt = maybe_get_template_decl_from_type_decl (TREE_VALUE (t));
7170           if (!tmpl)
7171             tmpl = elt;
7172           else if (tmpl != elt)
7173             break;
7174         }
7175       if (tmpl && t == NULL_TREE)
7176         return tmpl;
7177       else
7178         return decl;
7179     }
7180
7181   return (decl != NULL_TREE
7182           && DECL_SELF_REFERENCE_P (decl)
7183           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
7184     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
7185 }
7186
7187 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
7188    parameters, find the desired type.
7189
7190    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
7191
7192    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
7193    instantiate.
7194
7195    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
7196    the class we are looking up.
7197
7198    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
7199
7200    If the template class is really a local class in a template
7201    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
7202    being instantiated.
7203
7204    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
7205    template-id: the first time from the parser, while creating the
7206    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
7207    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
7208    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
7209    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
7210
7211 static tree
7212 lookup_template_class_1 (tree d1, tree arglist, tree in_decl, tree context,
7213                          int entering_scope, tsubst_flags_t complain)
7214 {
7215   tree templ = NULL_TREE, parmlist;
7216   tree t;
7217   void **slot;
7218   spec_entry *entry;
7219   spec_entry elt;
7220   hashval_t hash;
7221
7222   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
7223     {
7224       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
7225       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
7226         templ = value;
7227       else
7228         {
7229           if (context)
7230             push_decl_namespace (context);
7231           templ = lookup_name (d1);
7232           templ = maybe_get_template_decl_from_type_decl (templ);
7233           if (context)
7234             pop_decl_namespace ();
7235         }
7236       if (templ)
7237         context = DECL_CONTEXT (templ);
7238     }
7239   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && MAYBE_CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (d1)))
7240     {
7241       tree type = TREE_TYPE (d1);
7242
7243       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
7244          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
7245       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
7246         type = TREE_TYPE (type);
7247
7248       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
7249         {
7250           templ = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
7251           d1 = DECL_NAME (templ);
7252         }
7253     }
7254   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
7255            || (TYPE_P (d1) && MAYBE_CLASS_TYPE_P (d1)))
7256     {
7257       templ = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
7258       d1 = DECL_NAME (templ);
7259     }
7260   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
7261            && DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)
7262            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
7263     {
7264       templ = d1;
7265       d1 = DECL_NAME (templ);
7266       context = DECL_CONTEXT (templ);
7267     }
7268
7269   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
7270   if (! templ)
7271     {
7272       if (complain & tf_error)
7273         error ("%qT is not a template", d1);
7274       return error_mark_node;
7275     }
7276
7277   if (TREE_CODE (templ) != TEMPLATE_DECL
7278          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
7279             the user.  */
7280       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (templ)
7281           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (templ)))
7282     {
7283       if (complain & tf_error)
7284         {
7285           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
7286           if (in_decl)
7287             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
7288         }
7289       return error_mark_node;
7290     }
7291
7292   complain &= ~tf_user;
7293
7294   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (templ))
7295     {
7296       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
7297          template arguments */
7298
7299       tree parm;
7300       tree arglist2;
7301       tree outer;
7302
7303       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (templ);
7304
7305       /* Consider an example where a template template parameter declared as
7306
7307            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
7308
7309          The template parameter level of T and U are one level larger than
7310          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
7311          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
7312          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
7313          available when not appearing as default template argument, can be
7314          obtained from the arguments of the enclosing template.
7315
7316          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
7317          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
7318          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
7319          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
7320
7321       outer = DECL_CONTEXT (templ);
7322       if (outer)
7323         outer = TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (outer)));
7324       else if (current_template_parms)
7325         /* This is an argument of the current template, so we haven't set
7326            DECL_CONTEXT yet.  */
7327         outer = current_template_args ();
7328
7329       if (outer)
7330         arglist = add_to_template_args (outer, arglist);
7331
7332       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, templ,
7333                                         complain,
7334                                         /*require_all_args=*/true,
7335                                         /*use_default_args=*/true);
7336       if (arglist2 == error_mark_node
7337           || (!uses_template_parms (arglist2)
7338               && check_instantiated_args (templ, arglist2, complain)))
7339         return error_mark_node;
7340
7341       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (templ), arglist2);
7342       return parm;
7343     }
7344   else
7345     {
7346       tree template_type = TREE_TYPE (templ);
7347       tree gen_tmpl;
7348       tree type_decl;
7349       tree found = NULL_TREE;
7350       int arg_depth;
7351       int parm_depth;
7352       int is_dependent_type;
7353       int use_partial_inst_tmpl = false;
7354
7355       if (template_type == error_mark_node)
7356         /* An error occured while building the template TEMPL, and a
7357            diagnostic has most certainly been emitted for that
7358            already.  Let's propagate that error.  */
7359         return error_mark_node;
7360
7361       gen_tmpl = most_general_template (templ);
7362       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
7363       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
7364       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
7365
7366       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
7367         {
7368           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
7369              For example, given:
7370
7371                template <class T> struct S1 {
7372                  template <class U> struct S2 {};
7373                  template <class U> struct S2<U*> {};
7374                 };
7375
7376              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
7377              TEMPLATE will be `template <class T> template
7378              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
7379              arguments.  */
7380           arglist
7381             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (templ)),
7382                                            arglist);
7383           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
7384         }
7385
7386       /* Now we should have enough arguments.  */
7387       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
7388
7389       /* From here on, we're only interested in the most general
7390          template.  */
7391
7392       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
7393          actually tsubst'd into the definition to create the
7394          instantiation.  */
7395       if (parm_depth > 1)
7396         {
7397           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
7398           int i;
7399           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
7400
7401           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
7402
7403           for (i = saved_depth,
7404                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
7405                i > 0 && t != NULL_TREE;
7406                --i, t = TREE_CHAIN (t))
7407             {
7408               tree a;
7409               if (i == saved_depth)
7410                 a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
7411                                            arglist, gen_tmpl,
7412                                            complain,
7413                                            /*require_all_args=*/true,
7414                                            /*use_default_args=*/true);
7415               else
7416                 /* Outer levels should have already been coerced.  */
7417                 a = TMPL_ARGS_LEVEL (arglist, i);
7418
7419               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
7420               if (a == error_mark_node)
7421                 {
7422                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
7423                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
7424                   return error_mark_node;
7425                 }
7426
7427               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
7428
7429               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
7430                  that coerce_template_parms will see only the arguments
7431                  corresponding to the template parameters it is
7432                  examining.  */
7433               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
7434             }
7435
7436           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
7437           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
7438
7439           arglist = bound_args;
7440         }
7441       else
7442         arglist
7443           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
7444                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
7445                                    gen_tmpl,
7446                                    complain,
7447                                    /*require_all_args=*/true,
7448                                    /*use_default_args=*/true);
7449
7450       if (arglist == error_mark_node)
7451         /* We were unable to bind the arguments.  */
7452         return error_mark_node;
7453
7454       /* In the scope of a template class, explicit references to the
7455          template class refer to the type of the template, not any
7456          instantiation of it.  For example, in:
7457
7458            template <class T> class C { void f(C<T>); }
7459
7460          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
7461          class, however, such a reference is an instantiation.  */
7462       if ((entering_scope
7463            || !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
7464            || currently_open_class (template_type))
7465           /* comp_template_args is expensive, check it last.  */
7466           && comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
7467                                  arglist))
7468         return template_type;
7469
7470       /* If we already have this specialization, return it.  */
7471       elt.tmpl = gen_tmpl;
7472       elt.args = arglist;
7473       hash = hash_specialization (&elt);
7474       entry = (spec_entry *) htab_find_with_hash (type_specializations,
7475                                                   &elt, hash);
7476
7477       if (entry)
7478         return entry->spec;
7479
7480       is_dependent_type = uses_template_parms (arglist);
7481
7482       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
7483          failed.  */
7484       if (!is_dependent_type
7485           && check_instantiated_args (gen_tmpl,
7486                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
7487                                       complain))
7488         return error_mark_node;
7489
7490       if (!is_dependent_type
7491           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
7492           && !LAMBDA_TYPE_P (TREE_TYPE (gen_tmpl))
7493           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (gen_tmpl)) == NAMESPACE_DECL)
7494         {
7495           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (gen_tmpl),
7496                                       DECL_NAME (gen_tmpl),
7497                                       /*tag_scope=*/ts_global);
7498           return found;
7499         }
7500
7501       context = tsubst (DECL_CONTEXT (gen_tmpl), arglist,
7502                         complain, in_decl);
7503       if (context == error_mark_node)
7504         return error_mark_node;
7505
7506       if (!context)
7507         context = global_namespace;
7508
7509       /* Create the type.  */
7510       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
7511         {
7512           if (!is_dependent_type)
7513             {
7514               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
7515               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type), NULL_TREE,
7516                               tsubst (ENUM_UNDERLYING_TYPE (template_type),
7517                                       arglist, complain, in_decl),
7518                               SCOPED_ENUM_P (template_type), NULL);
7519             }
7520           else
7521             {
7522               /* We don't want to call start_enum for this type, since
7523                  the values for the enumeration constants may involve
7524                  template parameters.  And, no one should be interested
7525                  in the enumeration constants for such a type.  */
7526               t = cxx_make_type (ENUMERAL_TYPE);
7527               SET_SCOPED_ENUM_P (t, SCOPED_ENUM_P (template_type));
7528             }
7529           SET_OPAQUE_ENUM_P (t, OPAQUE_ENUM_P (template_type));
7530           ENUM_FIXED_UNDERLYING_TYPE_P (t)
7531             = ENUM_FIXED_UNDERLYING_TYPE_P (template_type);
7532         }
7533       else if (DECL_ALIAS_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
7534         {
7535           /* The user referred to a specialization of an alias
7536             template represented by GEN_TMPL.
7537
7538             [temp.alias]/2 says:
7539
7540                 When a template-id refers to the specialization of an
7541                 alias template, it is equivalent to the associated
7542                 type obtained by substitution of its
7543                 template-arguments for the template-parameters in the
7544                 type-id of the alias template.  */
7545
7546           t = tsubst (TREE_TYPE (gen_tmpl), arglist, complain, in_decl);
7547           /* Note that the call above (by indirectly calling
7548              register_specialization in tsubst_decl) registers the
7549              TYPE_DECL representing the specialization of the alias
7550              template.  So next time someone substitutes ARGLIST for
7551              the template parms into the alias template (GEN_TMPL),
7552              she'll get that TYPE_DECL back.  */
7553
7554           if (t == error_mark_node)
7555             return t;
7556         }
7557       else if (CLASS_TYPE_P (template_type))
7558         {
7559           t = make_class_type (TREE_CODE (template_type));
7560           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
7561             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
7562           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
7563           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
7564
7565           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
7566           if (context == current_function_decl)
7567             pushtag (DECL_NAME (gen_tmpl), t, /*tag_scope=*/ts_current);
7568
7569           if (comp_template_args (CLASSTYPE_TI_ARGS (template_type), arglist))
7570             /* This instantiation is another name for the primary
7571                template type. Set the TYPE_CANONICAL field
7572                appropriately. */
7573             TYPE_CANONICAL (t) = template_type;
7574           else if (any_template_arguments_need_structural_equality_p (arglist))
7575             /* Some of the template arguments require structural
7576                equality testing, so this template class requires
7577                structural equality testing. */
7578             SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (t);
7579         }
7580       else
7581         gcc_unreachable ();
7582
7583       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
7584          will already be set up.  */
7585       if (!TYPE_NAME (t))
7586         {
7587           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
7588
7589           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (gen_tmpl), t);
7590           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
7591           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
7592             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
7593         }
7594       else
7595         type_decl = TYPE_NAME (t);
7596
7597       if (CLASS_TYPE_P (template_type))
7598         {
7599           TREE_PRIVATE (type_decl)
7600             = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
7601           TREE_PROTECTED (type_decl)
7602             = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
7603           if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
7604             {
7605               DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
7606               DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
7607             }
7608         }
7609
7610       /* Let's consider the explicit specialization of a member
7611          of a class template specialization that is implicitely instantiated,
7612          e.g.:
7613              template<class T>
7614              struct S
7615              {
7616                template<class U> struct M {}; //#0
7617              };
7618
7619              template<>
7620              template<>
7621              struct S<int>::M<char> //#1
7622              {
7623                int i;
7624              };
7625         [temp.expl.spec]/4 says this is valid.
7626
7627         In this case, when we write:
7628         S<int>::M<char> m;
7629
7630         M is instantiated from the CLASSTYPE_TI_TEMPLATE of #1, not from
7631         the one of #0.
7632
7633         When we encounter #1, we want to store the partial instantiation
7634         of M (template<class T> S<int>::M<T>) in it's CLASSTYPE_TI_TEMPLATE.
7635
7636         For all cases other than this "explicit specialization of member of a
7637         class template", we just want to store the most general template into
7638         the CLASSTYPE_TI_TEMPLATE of M.
7639
7640         This case of "explicit specialization of member of a class template"
7641         only happens when:
7642         1/ the enclosing class is an instantiation of, and therefore not
7643         the same as, the context of the most general template, and
7644         2/ we aren't looking at the partial instantiation itself, i.e.
7645         the innermost arguments are not the same as the innermost parms of
7646         the most general template.
7647
7648         So it's only when 1/ and 2/ happens that we want to use the partial
7649         instantiation of the member template in lieu of its most general
7650         template.  */
7651
7652       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
7653           && TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (arglist)
7654           /* the enclosing class must be an instantiation...  */
7655           && CLASS_TYPE_P (context)
7656           && !same_type_p (context, DECL_CONTEXT (gen_tmpl)))
7657         {
7658           tree partial_inst_args;
7659           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
7660           ++processing_template_decl;
7661           partial_inst_args =
7662             tsubst (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS
7663                         (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (gen_tmpl))),
7664                     arglist, complain, NULL_TREE);
7665           --processing_template_decl;
7666           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
7667           use_partial_inst_tmpl =
7668             /*...and we must not be looking at the partial instantiation
7669              itself. */
7670             !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
7671                                  partial_inst_args);
7672         }
7673
7674       if (!use_partial_inst_tmpl)
7675         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
7676         found = gen_tmpl;
7677       else
7678         {
7679           /* This is a full instantiation of a member template.  Find
7680              the partial instantiation of which this is an instance.  */
7681
7682           /* Temporarily reduce by one the number of levels in the ARGLIST
7683              so as to avoid comparing the last set of arguments.  */
7684           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
7685           found = tsubst (gen_tmpl, arglist, complain, NULL_TREE);
7686           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
7687           /* FOUND is either a proper class type, or an alias
7688              template specialization.  In the later case, it's a
7689              TYPE_DECL, resulting from the substituting of arguments
7690              for parameters in the TYPE_DECL of the alias template
7691              done earlier.  So be careful while getting the template
7692              of FOUND.  */
7693           found = TREE_CODE (found) == TYPE_DECL
7694             ? TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (found))
7695             : CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (found);
7696         }
7697
7698       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, build_template_info (found, arglist));
7699
7700       elt.spec = t;
7701       slot = htab_find_slot_with_hash (type_specializations,
7702                                        &elt, hash, INSERT);
7703       entry = ggc_alloc_spec_entry ();
7704       *entry = elt;
7705       *slot = entry;
7706
7707       /* Note this use of the partial instantiation so we can check it
7708          later in maybe_process_partial_specialization.  */
7709       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ)
7710         = tree_cons (arglist, t,
7711                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ));
7712
7713       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE && !is_dependent_type)
7714         /* Now that the type has been registered on the instantiations
7715            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
7716            constants may involve the enumeration type itself, we make
7717            sure to register the type first, and then create the
7718            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
7719            constants won't result in recursive calls here; we'll find
7720            the instantiation and exit above.  */
7721         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
7722
7723       if (CLASS_TYPE_P (template_type) && is_dependent_type)
7724         /* If the type makes use of template parameters, the
7725            code that generates debugging information will crash.  */
7726         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
7727
7728       /* Possibly limit visibility based on template args.  */
7729       TREE_PUBLIC (type_decl) = 1;
7730       determine_visibility (type_decl);
7731
7732       return t;
7733     }
7734 }
7735
7736 /* Wrapper for lookup_template_class_1.  */
7737
7738 tree
7739 lookup_template_class (tree d1, tree arglist, tree in_decl, tree context,
7740                        int entering_scope, tsubst_flags_t complain)
7741 {
7742   tree ret;
7743   timevar_push (TV_TEMPLATE_INST);
7744   ret = lookup_template_class_1 (d1, arglist, in_decl, context,
7745                                  entering_scope, complain);
7746   timevar_pop (TV_TEMPLATE_INST);
7747   return ret;
7748 }
7749 \f
7750 struct pair_fn_data
7751 {
7752   tree_fn_t fn;
7753   void *data;
7754   /* True when we should also visit template parameters that occur in
7755      non-deduced contexts.  */
7756   bool include_nondeduced_p;
7757   struct pointer_set_t *visited;
7758 };
7759
7760 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
7761
7762 static tree
7763 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
7764 {
7765   tree t = *tp;
7766   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
7767   tree_fn_t fn = pfd->fn;
7768   void *data = pfd->data;
7769
7770   if (TYPE_P (t)
7771       && (pfd->include_nondeduced_p || TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE)
7772       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited,
7773                                  pfd->include_nondeduced_p))
7774     return error_mark_node;
7775
7776   switch (TREE_CODE (t))
7777     {
7778     case RECORD_TYPE:
7779       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
7780         break;
7781       /* Fall through.  */
7782
7783     case UNION_TYPE:
7784     case ENUMERAL_TYPE:
7785       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
7786         *walk_subtrees = 0;
7787       else if (for_each_template_parm (TI_ARGS (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
7788                                        fn, data, pfd->visited, 
7789                                        pfd->include_nondeduced_p))
7790         return error_mark_node;
7791       break;
7792
7793     case INTEGER_TYPE:
7794       if (for_each_template_parm (TYPE_MIN_VALUE (t),
7795                                   fn, data, pfd->visited, 
7796                                   pfd->include_nondeduced_p)
7797           || for_each_template_parm (TYPE_MAX_VALUE (t),
7798                                      fn, data, pfd->visited,
7799                                      pfd->include_nondeduced_p))
7800         return error_mark_node;
7801       break;
7802
7803     case METHOD_TYPE:
7804       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
7805          explicitly here.  */
7806       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
7807                                   pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7808         return error_mark_node;
7809       /* Fall through.  */
7810
7811     case FUNCTION_TYPE:
7812       /* Check the return type.  */
7813       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
7814                                   pfd->include_nondeduced_p))
7815         return error_mark_node;
7816
7817       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
7818          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
7819          contain expressions that involve template parameters.  But,
7820          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
7821          instantiated, they don't contain template parameters, so
7822          there's no point in looking at them then, either.  */
7823       {
7824         tree parm;
7825
7826         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
7827           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
7828                                       pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7829             return error_mark_node;
7830
7831         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
7832            want walk_tree walking into them itself.  */
7833         *walk_subtrees = 0;
7834       }
7835       break;
7836
7837     case TYPEOF_TYPE:
7838     case UNDERLYING_TYPE:
7839       if (pfd->include_nondeduced_p
7840           && for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
7841                                      pfd->visited, 
7842                                      pfd->include_nondeduced_p))
7843         return error_mark_node;
7844       break;
7845
7846     case FUNCTION_DECL:
7847     case VAR_DECL:
7848       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
7849           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
7850                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7851         return error_mark_node;
7852       /* Fall through.  */
7853
7854     case PARM_DECL:
7855     case CONST_DECL:
7856       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
7857           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
7858                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7859         return error_mark_node;
7860       if (DECL_CONTEXT (t)
7861           && pfd->include_nondeduced_p
7862           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
7863                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7864         return error_mark_node;
7865       break;
7866
7867     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7868       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
7869       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited,
7870                                   pfd->include_nondeduced_p))
7871         return error_mark_node;
7872       /* Fall through.  */
7873
7874     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7875     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7876     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7877       if (fn && (*fn)(t, data))
7878         return error_mark_node;
7879       else if (!fn)
7880         return error_mark_node;
7881       break;
7882
7883     case TEMPLATE_DECL:
7884       /* A template template parameter is encountered.  */
7885       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
7886           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
7887                                      pfd->include_nondeduced_p))
7888         return error_mark_node;
7889
7890       /* Already substituted template template parameter */
7891       *walk_subtrees = 0;
7892       break;
7893
7894     case TYPENAME_TYPE:
7895       if (!fn
7896           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
7897                                      data, pfd->visited, 
7898                                      pfd->include_nondeduced_p))
7899         return error_mark_node;
7900       break;
7901
7902     case CONSTRUCTOR:
7903       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
7904           && pfd->include_nondeduced_p
7905           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
7906                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
7907                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7908         return error_mark_node;
7909       break;
7910
7911     case INDIRECT_REF:
7912     case COMPONENT_REF:
7913       /* If there's no type, then this thing must be some expression
7914          involving template parameters.  */
7915       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
7916         return error_mark_node;
7917       break;
7918
7919     case MODOP_EXPR:
7920     case CAST_EXPR:
7921     case IMPLICIT_CONV_EXPR:
7922     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
7923     case CONST_CAST_EXPR:
7924     case STATIC_CAST_EXPR:
7925     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
7926     case ARROW_EXPR:
7927     case DOTSTAR_EXPR:
7928     case TYPEID_EXPR:
7929     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
7930       if (!fn)
7931         return error_mark_node;
7932       break;
7933
7934     default:
7935       break;
7936     }
7937
7938   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
7939   return NULL_TREE;
7940 }
7941
7942 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
7943    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
7944    call FN with the parameter and the DATA.
7945    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
7946    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
7947    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
7948    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
7949    considered to be the function which always returns 1.
7950
7951    If INCLUDE_NONDEDUCED_P, then this routine will also visit template
7952    parameters that occur in non-deduced contexts.  When false, only
7953    visits those template parameters that can be deduced.  */
7954
7955 static int
7956 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
7957                         struct pointer_set_t *visited,
7958                         bool include_nondeduced_p)
7959 {
7960   struct pair_fn_data pfd;
7961   int result;
7962
7963   /* Set up.  */
7964   pfd.fn = fn;
7965   pfd.data = data;
7966   pfd.include_nondeduced_p = include_nondeduced_p;
7967
7968   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
7969      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
7970      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
7971      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
7972      visited list.)  */
7973   if (visited)
7974     pfd.visited = visited;
7975   else
7976     pfd.visited = pointer_set_create ();
7977   result = cp_walk_tree (&t,
7978                          for_each_template_parm_r,
7979                          &pfd,
7980                          pfd.visited) != NULL_TREE;
7981
7982   /* Clean up.  */
7983   if (!visited)
7984     {
7985       pointer_set_destroy (pfd.visited);
7986       pfd.visited = 0;
7987     }
7988
7989   return result;
7990 }
7991
7992 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
7993
7994 int
7995 uses_template_parms (tree t)
7996 {
7997   bool dependent_p;
7998   int saved_processing_template_decl;
7999
8000   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
8001   if (!saved_processing_template_decl)
8002     processing_template_decl = 1;
8003   if (TYPE_P (t))
8004     dependent_p = dependent_type_p (t);
8005   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
8006     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
8007   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
8008     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
8009                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
8010   else if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
8011     dependent_p = dependent_type_p (TREE_TYPE (t));
8012   else if (DECL_P (t)
8013            || EXPR_P (t)
8014            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
8015            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
8016            || BASELINK_P (t)
8017            || TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE
8018            || TREE_CODE (t) == TRAIT_EXPR
8019            || TREE_CODE (t) == CONSTRUCTOR
8020            || CONSTANT_CLASS_P (t))
8021     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
8022                    || value_dependent_expression_p (t));
8023   else
8024     {
8025       gcc_assert (t == error_mark_node);
8026       dependent_p = false;
8027     }
8028
8029   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
8030
8031   return dependent_p;
8032 }
8033
8034 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
8035
8036 int
8037 uses_template_parms_level (tree t, int level)
8038 {
8039   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL,
8040                                  /*include_nondeduced_p=*/true);
8041 }
8042
8043 /* Returns TRUE iff INST is an instantiation we don't need to do in an
8044    ill-formed translation unit, i.e. a variable or function that isn't
8045    usable in a constant expression.  */
8046
8047 static inline bool
8048 neglectable_inst_p (tree d)
8049 {
8050   return (DECL_P (d)
8051           && !(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL ? DECL_DECLARED_CONSTEXPR_P (d)
8052                : decl_maybe_constant_var_p (d)));
8053 }
8054
8055 /* Returns TRUE iff we should refuse to instantiate DECL because it's
8056    neglectable and instantiated from within an erroneous instantiation.  */
8057
8058 static bool
8059 limit_bad_template_recursion (tree decl)
8060 {
8061   struct tinst_level *lev = current_tinst_level;
8062   int errs = errorcount + sorrycount;
8063   if (lev == NULL || errs == 0 || !neglectable_inst_p (decl))
8064     return false;
8065
8066   for (; lev; lev = lev->next)
8067     if (neglectable_inst_p (lev->decl))
8068       break;
8069
8070   return (lev && errs > lev->errors);
8071 }
8072
8073 static int tinst_depth;
8074 extern int max_tinst_depth;
8075 #ifdef GATHER_STATISTICS
8076 int depth_reached;
8077 #endif
8078 static GTY(()) struct tinst_level *last_error_tinst_level;
8079
8080 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
8081    for diagnostics and to restore it later.  */
8082
8083 int
8084 push_tinst_level (tree d)
8085 {
8086   struct tinst_level *new_level;
8087
8088   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
8089     {
8090       last_error_tinst_level = current_tinst_level;
8091       if (TREE_CODE (d) == TREE_LIST)
8092         error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
8093                "-ftemplate-depth= to increase the maximum) substituting %qS",
8094                max_tinst_depth, d);
8095       else
8096         error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
8097                "-ftemplate-depth= to increase the maximum) instantiating %qD",
8098                max_tinst_depth, d);
8099
8100       print_instantiation_context ();
8101
8102       return 0;
8103     }
8104
8105   /* If the current instantiation caused problems, don't let it instantiate
8106      anything else.  Do allow deduction substitution and decls usable in
8107      constant expressions.  */
8108   if (limit_bad_template_recursion (d))
8109     return 0;
8110
8111   new_level = ggc_alloc_tinst_level ();
8112   new_level->decl = d;
8113   new_level->locus = input_location;
8114   new_level->errors = errorcount+sorrycount;
8115   new_level->in_system_header_p = in_system_header;
8116   new_level->next = current_tinst_level;
8117   current_tinst_level = new_level;
8118
8119   ++tinst_depth;
8120 #ifdef GATHER_STATISTICS
8121   if (tinst_depth > depth_reached)
8122     depth_reached = tinst_depth;
8123 #endif
8124
8125   return 1;
8126 }
8127
8128 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
8129    context.  */
8130
8131 void
8132 pop_tinst_level (void)
8133 {
8134   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
8135      this instantiation.  */
8136   input_location = current_tinst_level->locus;
8137   current_tinst_level = current_tinst_level->next;
8138   --tinst_depth;
8139 }
8140
8141 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
8142    instantiation context in which the instantiation was requested, which
8143    is one step out from LEVEL.  Return the corresponding DECL or TYPE.  */
8144
8145 static tree
8146 reopen_tinst_level (struct tinst_level *level)
8147 {
8148   struct tinst_level *t;
8149
8150   tinst_depth = 0;
8151   for (t = level; t; t = t->next)
8152     ++tinst_depth;
8153
8154   current_tinst_level = level;
8155   pop_tinst_level ();
8156   if (current_tinst_level)
8157     current_tinst_level->errors = errorcount+sorrycount;
8158   return level->decl;
8159 }
8160
8161 /* Returns the TINST_LEVEL which gives the original instantiation
8162    context.  */
8163
8164 struct tinst_level *
8165 outermost_tinst_level (void)
8166 {
8167   struct tinst_level *level = current_tinst_level;
8168   if (level)
8169     while (level->next)
8170       level = level->next;
8171   return level;
8172 }
8173
8174 /* Returns TRUE if PARM is a parameter of the template TEMPL.  */
8175
8176 bool
8177 parameter_of_template_p (tree parm, tree templ)
8178 {
8179   tree parms;
8180   int i;
8181
8182   if (!parm || !templ)
8183     return false;
8184
8185   gcc_assert (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm));
8186   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
8187
8188   parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (templ);
8189   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
8190
8191   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
8192     {
8193       tree p = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
8194       if (p == error_mark_node)
8195         continue;
8196
8197       if (parm == p
8198           || (DECL_INITIAL (parm)
8199               && DECL_INITIAL (parm) == DECL_INITIAL (p)))
8200         return true;
8201     }
8202
8203   return false;
8204 }
8205
8206 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
8207    vector of template arguments, as for tsubst.
8208
8209    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
8210
8211 static tree
8212 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
8213 {
8214   tree new_friend;
8215
8216   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
8217       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
8218       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
8219     /* This was a friend declared with an explicit template
8220        argument list, e.g.:
8221
8222        friend void f<>(T);
8223
8224        to indicate that f was a template instantiation, not a new
8225        function declaration.  Now, we have to figure out what
8226        instantiation of what template.  */
8227     {
8228       tree template_id, arglist, fns;
8229       tree new_args;
8230       tree tmpl;
8231       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
8232
8233       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
8234          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
8235          current class with same name.  */
8236       push_nested_namespace (ns);
8237       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
8238                          tf_warning_or_error, NULL_TREE,
8239                          /*integral_constant_expression_p=*/false);
8240       pop_nested_namespace (ns);
8241       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
8242                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8243       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
8244
8245       new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8246       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
8247                                        &new_args,
8248                                        /*need_member_template=*/0,
8249                                        TREE_VEC_LENGTH (args),
8250                                        tsk_none);
8251       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
8252     }
8253
8254   new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8255
8256   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
8257      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
8258      the language.  For example, we might have had:
8259
8260      template <class T> struct S {
8261        template <class U> friend void f(T, U);
8262      };
8263
8264      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
8265      instantiation of anything.  */
8266   if (new_friend == error_mark_node)
8267     return error_mark_node;
8268
8269   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
8270   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
8271     {
8272       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
8273       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
8274         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
8275     }
8276
8277   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
8278      is not a template instantiation and should not be mangled like
8279      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
8280      later if we need it.  */
8281   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
8282     {
8283       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL);
8284       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
8285     }
8286
8287   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
8288     {
8289       tree old_decl;
8290       tree new_friend_template_info;
8291       tree new_friend_result_template_info;
8292       tree ns;
8293       int  new_friend_is_defn;
8294
8295       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
8296          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
8297          possible.  */
8298       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
8299       new_friend_is_defn =
8300             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
8301                            (template_for_substitution (new_friend)))
8302              != NULL_TREE);
8303       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
8304         {
8305           /* This declaration is a `primary' template.  */
8306           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
8307
8308           new_friend_result_template_info
8309             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
8310         }
8311       else
8312         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
8313
8314       /* Make the init_value nonzero so pushdecl knows this is a defn.  */
8315       if (new_friend_is_defn)
8316         DECL_INITIAL (new_friend) = error_mark_node;
8317
8318       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
8319          current namespace. However, the friend function should go
8320          into the namespace of the template.  */
8321       ns = decl_namespace_context (new_friend);
8322       push_nested_namespace (ns);
8323       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend, /*is_friend=*/true);
8324       pop_nested_namespace (ns);
8325
8326       if (old_decl == error_mark_node)
8327         return error_mark_node;
8328
8329       if (old_decl != new_friend)
8330         {
8331           /* This new friend declaration matched an existing
8332              declaration.  For example, given:
8333
8334                template <class T> void f(T);
8335                template <class U> class C {
8336                  template <class T> friend void f(T) {}
8337                };
8338
8339              the friend declaration actually provides the definition
8340              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
8341              old_decl will be the out-of-class template declaration,
8342              while new_friend is the in-class definition.
8343
8344              But, if `f' was called before this point, the
8345              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
8346              to `T' but not to `U', references to which might appear
8347              in the definition of `f'.  Previously, the most general
8348              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
8349              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
8350              run through all specialization of `f', adding to their
8351              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
8352              new set of outer arguments, corresponding to the
8353              arguments for this class instantiation.
8354
8355              The same situation can arise with something like this:
8356
8357                friend void f(int);
8358                template <class T> class C {
8359                  friend void f(T) {}
8360                };
8361
8362              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
8363              in the class.  */
8364
8365           if (!new_friend_is_defn)
8366             /* On the other hand, if the in-class declaration does
8367                *not* provide a definition, then we don't want to alter
8368                existing definitions.  We can just leave everything
8369                alone.  */
8370             ;
8371           else
8372             {
8373               tree new_template = TI_TEMPLATE (new_friend_template_info);
8374               tree new_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
8375
8376               /* Overwrite whatever template info was there before, if
8377                  any, with the new template information pertaining to
8378                  the declaration.  */
8379               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
8380
8381               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
8382                 {
8383                   /* We should have called reregister_specialization in
8384                      duplicate_decls.  */
8385                   gcc_assert (retrieve_specialization (new_template,
8386                                                        new_args, 0)
8387                               == old_decl);
8388
8389                   /* Instantiate it if the global has already been used.  */
8390                   if (DECL_ODR_USED (old_decl))
8391                     instantiate_decl (old_decl, /*defer_ok=*/true,
8392                                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
8393                 }
8394               else
8395                 {
8396                   tree t;
8397
8398                   /* Indicate that the old function template is a partial
8399                      instantiation.  */
8400                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
8401                     = new_friend_result_template_info;
8402
8403                   gcc_assert (new_template
8404                               == most_general_template (new_template));
8405                   gcc_assert (new_template != old_decl);
8406
8407                   /* Reassign any specializations already in the hash table
8408                      to the new more general template, and add the
8409                      additional template args.  */
8410                   for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl);
8411                        t != NULL_TREE;
8412                        t = TREE_CHAIN (t))
8413                     {
8414                       tree spec = TREE_VALUE (t);
8415                       spec_entry elt;
8416
8417                       elt.tmpl = old_decl;
8418                       elt.args = DECL_TI_ARGS (spec);
8419                       elt.spec = NULL_TREE;
8420
8421                       htab_remove_elt (decl_specializations, &elt);
8422
8423                       DECL_TI_ARGS (spec)
8424                         = add_outermost_template_args (new_args,
8425                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
8426
8427                       register_specialization
8428                         (spec, new_template, DECL_TI_ARGS (spec), true, 0);
8429
8430                     }
8431                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
8432                 }
8433             }
8434
8435           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
8436              by duplicate_decls.  */
8437           new_friend = old_decl;
8438         }
8439     }
8440   else
8441     {
8442       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
8443       bool dependent_p;
8444
8445       /* In the code
8446            template <class T> class C {
8447              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
8448              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
8449            };
8450          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
8451          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
8452          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
8453          this isn't true for case 2.  */
8454       ++processing_template_decl;
8455       dependent_p = dependent_type_p (context);
8456       --processing_template_decl;
8457
8458       if (!dependent_p
8459           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
8460         return error_mark_node;
8461
8462       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
8463         {
8464           /* Check to see that the declaration is really present, and,
8465              possibly obtain an improved declaration.  */
8466           tree fn = check_classfn (context,
8467                                    new_friend, NULL_TREE);
8468
8469           if (fn)
8470             new_friend = fn;
8471         }
8472     }
8473
8474   return new_friend;
8475 }
8476
8477 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
8478    template arguments, as for tsubst.
8479
8480    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
8481    failure.  */
8482
8483 static tree
8484 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
8485 {
8486   tree friend_type;
8487   tree tmpl;
8488   tree context;
8489
8490   context = CP_DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
8491
8492   if (context != global_namespace)
8493     {
8494       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
8495         push_nested_namespace (context);
8496       else
8497         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
8498     }
8499
8500   /* Look for a class template declaration.  We look for hidden names
8501      because two friend declarations of the same template are the
8502      same.  For example, in:
8503
8504        struct A { 
8505          template <typename> friend class F;
8506        };
8507        template <typename> struct B { 
8508          template <typename> friend class F;
8509        };
8510
8511      both F templates are the same.  */
8512   tmpl = lookup_name_real (DECL_NAME (friend_tmpl), 0, 0,
8513                            /*block_p=*/true, 0, 
8514                            LOOKUP_COMPLAIN | LOOKUP_HIDDEN);
8515
8516   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
8517      situation like this:
8518
8519        template <class T>
8520        struct S {
8521          template <class U>
8522          friend struct S;
8523        };
8524
8525      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
8526      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
8527   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
8528     {
8529       tmpl = lookup_name_prefer_type (DECL_NAME (friend_tmpl), 1);
8530       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
8531     }
8532
8533   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
8534     {
8535       /* The friend template has already been declared.  Just
8536          check to see that the declarations match, and install any new
8537          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
8538          of course.  We only need the innermost template parameters
8539          because that is all that redeclare_class_template will look
8540          at.  */
8541       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
8542           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
8543         {
8544           tree parms;
8545           location_t saved_input_location;
8546           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
8547                                          args, tf_warning_or_error);
8548
8549           saved_input_location = input_location;
8550           input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (friend_tmpl);
8551           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
8552           input_location = saved_input_location;
8553           
8554         }
8555
8556       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
8557     }
8558   else
8559     {
8560       /* The friend template has not already been declared.  In this
8561          case, the instantiation of the template class will cause the
8562          injection of this template into the global scope.  */
8563       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8564       if (tmpl == error_mark_node)
8565         return error_mark_node;
8566
8567       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
8568          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
8569          the new type because that is supposed to be the corresponding
8570          template decl, i.e., TMPL.  */
8571       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
8572       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
8573       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
8574       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
8575         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
8576
8577       /* Inject this template into the global scope.  */
8578       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level_maybe_friend (tmpl, true));
8579     }
8580
8581   if (context != global_namespace)
8582     {
8583       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
8584         pop_nested_namespace (context);
8585       else
8586         pop_nested_class ();
8587     }
8588
8589   return friend_type;
8590 }
8591
8592 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
8593    Otherwise returns one.  */
8594
8595 static int
8596 can_complete_type_without_circularity (tree type)
8597 {
8598   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
8599     return 0;
8600   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
8601     return 1;
8602   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
8603     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
8604   else if (CLASS_TYPE_P (type)
8605            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
8606     return 0;
8607   else
8608     return 1;
8609 }
8610
8611 /* Apply any attributes which had to be deferred until instantiation
8612    time.  DECL_P, ATTRIBUTES and ATTR_FLAGS are as cplus_decl_attributes;
8613    ARGS, COMPLAIN, IN_DECL are as tsubst.  */
8614
8615 static void
8616 apply_late_template_attributes (tree *decl_p, tree attributes, int attr_flags,
8617                                 tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8618 {
8619   tree last_dep = NULL_TREE;
8620   tree t;
8621   tree *p;
8622
8623   for (t = attributes; t; t = TREE_CHAIN (t))
8624     if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
8625       {
8626         last_dep = t;
8627         attributes = copy_list (attributes);
8628         break;
8629       }
8630
8631   if (DECL_P (*decl_p))
8632     {
8633       if (TREE_TYPE (*decl_p) == error_mark_node)
8634         return;
8635       p = &DECL_ATTRIBUTES (*decl_p);
8636     }
8637   else
8638     p = &TYPE_ATTRIBUTES (*decl_p);
8639
8640   if (last_dep)
8641     {
8642       tree late_attrs = NULL_TREE;
8643       tree *q = &late_attrs;
8644
8645       for (*p = attributes; *p; )
8646         {
8647           t = *p;
8648           if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
8649             {
8650               *p = TREE_CHAIN (t);
8651               TREE_CHAIN (t) = NULL_TREE;
8652               /* If the first attribute argument is an identifier, don't
8653                  pass it through tsubst.  Attributes like mode, format,
8654                  cleanup and several target specific attributes expect it
8655                  unmodified.  */
8656               if (TREE_VALUE (t)
8657                   && TREE_CODE (TREE_VALUE (t)) == TREE_LIST
8658                   && TREE_VALUE (TREE_VALUE (t))
8659                   && (TREE_CODE (TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)))
8660                       == IDENTIFIER_NODE))
8661                 {
8662                   tree chain
8663                     = tsubst_expr (TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)), args, complain,
8664                                    in_decl,
8665                                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
8666                   if (chain != TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)))
8667                     TREE_VALUE (t)
8668                       = tree_cons (NULL_TREE, TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)),
8669                                    chain);
8670                 }
8671               else
8672                 TREE_VALUE (t)
8673                   = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), args, complain, in_decl,
8674                                  /*integral_constant_expression_p=*/false);
8675               *q = t;
8676               q = &TREE_CHAIN (t);
8677             }
8678           else
8679             p = &TREE_CHAIN (t);
8680         }
8681
8682       cplus_decl_attributes (decl_p, late_attrs, attr_flags);
8683     }
8684 }
8685
8686 /* Perform (or defer) access check for typedefs that were referenced
8687    from within the template TMPL code.
8688    This is a subroutine of instantiate_template and instantiate_class_template.
8689    TMPL is the template to consider and TARGS is the list of arguments of
8690    that template.  */
8691
8692 static void
8693 perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs)
8694 {
8695   location_t saved_location;
8696   int i;
8697   qualified_typedef_usage_t *iter;
8698
8699   if (!tmpl
8700       || (!CLASS_TYPE_P (tmpl)
8701           && TREE_CODE (tmpl) != FUNCTION_DECL))
8702     return;
8703
8704   saved_location = input_location;
8705   FOR_EACH_VEC_ELT (qualified_typedef_usage_t,
8706                     get_types_needing_access_check (tmpl),
8707                     i, iter)
8708     {
8709       tree type_decl = iter->typedef_decl;
8710       tree type_scope = iter->context;
8711
8712       if (!type_decl || !type_scope || !CLASS_TYPE_P (type_scope))
8713         continue;
8714
8715       if (uses_template_parms (type_decl))
8716         type_decl = tsubst (type_decl, targs, tf_error, NULL_TREE);
8717       if (uses_template_parms (type_scope))
8718         type_scope = tsubst (type_scope, targs, tf_error, NULL_TREE);
8719
8720       /* Make access check error messages point to the location
8721          of the use of the typedef.  */
8722       input_location = iter->locus;
8723       perform_or_defer_access_check (TYPE_BINFO (type_scope),
8724                                      type_decl, type_decl);
8725     }
8726     input_location = saved_location;
8727 }
8728
8729 static tree
8730 instantiate_class_template_1 (tree type)
8731 {
8732   tree templ, args, pattern, t, member;
8733   tree typedecl;
8734   tree pbinfo;
8735   tree base_list;
8736   unsigned int saved_maximum_field_alignment;
8737
8738   if (type == error_mark_node)
8739     return error_mark_node;
8740
8741   if (COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (type)
8742       || uses_template_parms (type))
8743     return type;
8744
8745   /* Figure out which template is being instantiated.  */
8746   templ = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
8747   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
8748
8749   /* Determine what specialization of the original template to
8750      instantiate.  */
8751   t = most_specialized_class (type, templ, tf_warning_or_error);
8752   if (t == error_mark_node)
8753     {
8754       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
8755       return error_mark_node;
8756     }
8757   else if (t)
8758     {
8759       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
8760          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
8761          the arguments appropriate for substitution.  For example,
8762          given:
8763
8764            template <class T> struct S {};
8765            template <class T> struct S<T*> {};
8766
8767          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
8768          presently be {int*} -- but we need {int}.  */
8769       pattern = TREE_TYPE (t);
8770       args = TREE_PURPOSE (t);
8771     }
8772   else
8773     {
8774       pattern = TREE_TYPE (templ);
8775       args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
8776     }
8777
8778   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
8779      there's nothing we can do.  */
8780   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
8781     return type;
8782
8783   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
8784   if (! push_tinst_level (type))
8785     return type;
8786
8787   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
8788      the process of being defined.  */
8789   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
8790
8791   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
8792      it now.  */
8793   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
8794
8795   push_to_top_level ();
8796   /* Use #pragma pack from the template context.  */
8797   saved_maximum_field_alignment = maximum_field_alignment;
8798   maximum_field_alignment = TYPE_PRECISION (pattern);
8799
8800   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
8801
8802   /* Set the input location to the most specialized template definition.
8803      This is needed if tsubsting causes an error.  */
8804   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (pattern);
8805   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (type)) =
8806     DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
8807
8808   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
8809   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
8810   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
8811   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
8812   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
8813     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
8814   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
8815     {
8816       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
8817       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
8818       /* Adjust visibility for template arguments.  */
8819       determine_visibility (TYPE_MAIN_DECL (type));
8820     }
8821   CLASSTYPE_FINAL (type) = CLASSTYPE_FINAL (pattern);
8822
8823   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
8824
8825   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
8826      class; we need to look up the nested class by name before we can
8827      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
8828      class.  */
8829   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
8830               || COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type)));
8831
8832   base_list = NULL_TREE;
8833   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
8834     {
8835       tree pbase_binfo;
8836       tree pushed_scope;
8837       int i;
8838
8839       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
8840          the accessibility of types named in dependent bases are
8841          looked up from.  */
8842       pushed_scope = push_scope (CP_TYPE_CONTEXT (type));
8843
8844       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
8845          basetypes.  */
8846       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
8847         {
8848           tree base;
8849           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
8850           tree expanded_bases = NULL_TREE;
8851           int idx, len = 1;
8852
8853           if (PACK_EXPANSION_P (BINFO_TYPE (pbase_binfo)))
8854             {
8855               expanded_bases = 
8856                 tsubst_pack_expansion (BINFO_TYPE (pbase_binfo),
8857                                        args, tf_error, NULL_TREE);
8858               if (expanded_bases == error_mark_node)
8859                 continue;
8860
8861               len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
8862             }
8863
8864           for (idx = 0; idx < len; idx++)
8865             {
8866               if (expanded_bases)
8867                 /* Extract the already-expanded base class.  */
8868                 base = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, idx);
8869               else
8870                 /* Substitute to figure out the base class.  */
8871                 base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, 
8872                                NULL_TREE);
8873
8874               if (base == error_mark_node)
8875                 continue;
8876
8877               base_list = tree_cons (access, base, base_list);
8878               if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
8879                 TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
8880             }
8881         }
8882
8883       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
8884       base_list = nreverse (base_list);
8885
8886       if (pushed_scope)
8887         pop_scope (pushed_scope);
8888     }
8889   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
8890      information.  */
8891   xref_basetypes (type, base_list);
8892
8893   apply_late_template_attributes (&type, TYPE_ATTRIBUTES (pattern),
8894                                   (int) ATTR_FLAG_TYPE_IN_PLACE,
8895                                   args, tf_error, NULL_TREE);
8896   fixup_attribute_variants (type);
8897
8898   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
8899      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
8900      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
8901      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
8902      class, except we also need to push the enclosing classes.  */
8903   push_nested_class (type);
8904
8905   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
8906   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
8907        member; member = TREE_CHAIN (member))
8908     {
8909       tree t = TREE_VALUE (member);
8910
8911       if (TREE_PURPOSE (member))
8912         {
8913           if (TYPE_P (t))
8914             {
8915               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
8916
8917               tree newtag;
8918               bool class_template_p;
8919
8920               class_template_p = (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE
8921                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
8922                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (t));
8923               /* If the member is a class template, then -- even after
8924                  substitution -- there may be dependent types in the
8925                  template argument list for the class.  We increment
8926                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
8927                  that function will assume that no types are dependent
8928                  when outside of a template.  */
8929               if (class_template_p)
8930                 ++processing_template_decl;
8931               newtag = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
8932               if (class_template_p)
8933                 --processing_template_decl;
8934               if (newtag == error_mark_node)
8935                 continue;
8936
8937               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
8938                 {
8939                   tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
8940
8941                   if (class_template_p)
8942                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
8943                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
8944                        instantiation (i.e., for the type of a member
8945                        template class nested within a template class.)
8946                        This behavior is required for
8947                        maybe_process_partial_specialization to work
8948                        correctly, but is not accurate in this case;
8949                        the TAG is not an instantiation of anything.
8950                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
8951                        instantiation, but the TYPE is not.) */
8952                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
8953
8954                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
8955                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
8956                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
8957                      this for enums because it will already have been done in
8958                      tsubst_enum.  */
8959                   if (name)
8960                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
8961                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
8962                 }
8963             }
8964           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
8965                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
8966             {
8967               /* Build new TYPE_METHODS.  */
8968               tree r;
8969
8970               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8971                 ++processing_template_decl;
8972               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
8973               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8974                 --processing_template_decl;
8975               set_current_access_from_decl (r);
8976               finish_member_declaration (r);
8977               /* Instantiate members marked with attribute used.  */
8978               if (r != error_mark_node && DECL_PRESERVE_P (r))
8979                 mark_used (r);
8980             }
8981           else
8982             {
8983               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
8984               if (TREE_CODE (t) == STATIC_ASSERT)
8985                 {
8986                   tree condition = 
8987                     tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), args, 
8988                                  tf_warning_or_error, NULL_TREE,
8989                                  /*integral_constant_expression_p=*/true);
8990                   finish_static_assert (condition,
8991                                         STATIC_ASSERT_MESSAGE (t), 
8992                                         STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
8993                                         /*member_p=*/true);
8994                 }
8995               else if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
8996                 {
8997                   tree r;
8998
8999                   /* The file and line for this declaration, to
9000                      assist in error message reporting.  Since we
9001                      called push_tinst_level above, we don't need to
9002                      restore these.  */
9003                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
9004
9005                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
9006                     ++processing_template_decl;
9007                   r = tsubst (t, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
9008                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
9009                     --processing_template_decl;
9010                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
9011                     {
9012                       /* In [temp.inst]:
9013
9014                            [t]he initialization (and any associated
9015                            side-effects) of a static data member does
9016                            not occur unless the static data member is
9017                            itself used in a way that requires the
9018                            definition of the static data member to
9019                            exist.
9020
9021                          Therefore, we do not substitute into the
9022                          initialized for the static data member here.  */
9023                       finish_static_data_member_decl
9024                         (r,
9025                          /*init=*/NULL_TREE,
9026                          /*init_const_expr_p=*/false,
9027                          /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
9028                          /*flags=*/0);
9029                       /* Instantiate members marked with attribute used.  */
9030                       if (r != error_mark_node && DECL_PRESERVE_P (r))
9031                         mark_used (r);
9032                     }
9033                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
9034                     {
9035                       /* Determine whether R has a valid type and can be
9036                          completed later.  If R is invalid, then it is
9037                          replaced by error_mark_node so that it will not be
9038                          added to TYPE_FIELDS.  */
9039                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
9040                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
9041                         complete_type (rtype);
9042
9043                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
9044                         {
9045                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
9046                           r = error_mark_node;
9047                         }
9048                     }
9049
9050                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
9051                      such a thing will already have been added to the field
9052                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
9053                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
9054                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
9055                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
9056                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
9057                     {
9058                       set_current_access_from_decl (r);
9059                       finish_member_declaration (r);
9060                     }
9061                 }
9062             }
9063         }
9064       else
9065         {
9066           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
9067             {
9068               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
9069
9070               tree friend_type = t;
9071               bool adjust_processing_template_decl = false;
9072
9073               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
9074                 {
9075                   /* template <class T> friend class C;  */
9076                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
9077                   adjust_processing_template_decl = true;
9078                 }
9079               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
9080                 {
9081                   /* template <class T> friend class C::D;  */
9082                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
9083                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
9084                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
9085                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
9086                   adjust_processing_template_decl = true;
9087                 }
9088               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE
9089                        || TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
9090                 {
9091                   /* This could be either
9092
9093                        friend class T::C;
9094
9095                      when dependent_type_p is false or
9096
9097                        template <class U> friend class T::C;
9098
9099                      otherwise.  */
9100                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
9101                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
9102                   /* Bump processing_template_decl for correct
9103                      dependent_type_p calculation.  */
9104                   ++processing_template_decl;
9105                   if (dependent_type_p (friend_type))
9106                     adjust_processing_template_decl = true;
9107                   --processing_template_decl;
9108                 }
9109               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
9110                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
9111                 {
9112                   /* friend class C;
9113
9114                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
9115                      from namespace scope directly, bypassing any name that
9116                      come from dependent base class.  */
9117                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
9118
9119                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
9120                      classes.  */
9121                   push_nested_namespace (ns);
9122                   friend_type =
9123                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
9124                                         /*tag_scope=*/ts_current);
9125                   pop_nested_namespace (ns);
9126                 }
9127               else if (uses_template_parms (friend_type))
9128                 /* friend class C<T>;  */
9129                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
9130                                       tf_warning_or_error, NULL_TREE);
9131               /* Otherwise it's
9132
9133                    friend class C;
9134
9135                  where C is already declared or
9136
9137                    friend class C<int>;
9138
9139                  We don't have to do anything in these cases.  */
9140
9141               if (adjust_processing_template_decl)
9142                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
9143                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
9144                    important that we use make_friend_class since it will
9145                    perform some error-checking and output cross-reference
9146                    information.  */
9147                 ++processing_template_decl;
9148
9149               if (friend_type != error_mark_node)
9150                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
9151
9152               if (adjust_processing_template_decl)
9153                 --processing_template_decl;
9154             }
9155           else
9156             {
9157               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
9158               tree r;
9159
9160               /* The file and line for this declaration, to
9161                  assist in error message reporting.  Since we
9162                  called push_tinst_level above, we don't need to
9163                  restore these.  */
9164               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
9165
9166               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
9167                 {
9168                   ++processing_template_decl;
9169                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
9170                 }
9171
9172               r = tsubst_friend_function (t, args);
9173               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
9174               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
9175                 {
9176                   pop_deferring_access_checks ();
9177                   --processing_template_decl;
9178                 }
9179             }
9180         }
9181     }
9182
9183   if (CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (type))
9184     {
9185       tree decl = lambda_function (type);
9186       if (decl)
9187         {
9188           tree lambda = CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (type);
9189           if (LAMBDA_EXPR_DEDUCE_RETURN_TYPE_P (lambda))
9190             {
9191               apply_lambda_return_type (lambda, void_type_node);
9192               LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (lambda) = NULL_TREE;
9193             }
9194           instantiate_decl (decl, false, false);
9195           maybe_add_lambda_conv_op (type);
9196         }
9197       else
9198         gcc_assert (errorcount);
9199     }
9200
9201   /* Set the file and line number information to whatever is given for
9202      the class itself.  This puts error messages involving generated
9203      implicit functions at a predictable point, and the same point
9204      that would be used for non-template classes.  */
9205   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
9206
9207   unreverse_member_declarations (type);
9208   finish_struct_1 (type);
9209   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
9210
9211   /* We don't instantiate default arguments for member functions.  14.7.1:
9212
9213      The implicit instantiation of a class template specialization causes
9214      the implicit instantiation of the declarations, but not of the
9215      definitions or default arguments, of the class member functions,
9216      member classes, static data members and member templates....  */
9217
9218   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
9219      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
9220      added to the template at parsing time. Let's get those and perform
9221      the access checks then.  */
9222   perform_typedefs_access_check (pattern, args);
9223   perform_deferred_access_checks ();
9224   pop_nested_class ();
9225   maximum_field_alignment = saved_maximum_field_alignment;
9226   pop_from_top_level ();
9227   pop_deferring_access_checks ();
9228   pop_tinst_level ();
9229
9230   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
9231      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
9232      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
9233      the keyed_classes list.  */
9234   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
9235     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
9236
9237   return type;
9238 }
9239
9240 /* Wrapper for instantiate_class_template_1.  */
9241
9242 tree
9243 instantiate_class_template (tree type)
9244 {
9245   tree ret;
9246   timevar_push (TV_TEMPLATE_INST);
9247   ret = instantiate_class_template_1 (type);
9248   timevar_pop (TV_TEMPLATE_INST);
9249   return ret;
9250 }
9251
9252 static tree
9253 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
9254 {
9255   tree r;
9256
9257   if (!t)
9258     r = t;
9259   else if (TYPE_P (t))
9260     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
9261   else
9262     {
9263       if (!(complain & tf_warning))
9264         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
9265       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl,
9266                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
9267       if (!(complain & tf_warning))
9268         --c_inhibit_evaluation_warnings;
9269       /* Preserve the raw-reference nature of T.  */
9270       if (TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) == REFERENCE_TYPE
9271           && REFERENCE_REF_P (r))
9272         r = TREE_OPERAND (r, 0);
9273     }
9274   return r;
9275 }
9276
9277 /* Given a function parameter pack TMPL_PARM and some function parameters
9278    instantiated from it at *SPEC_P, return a NONTYPE_ARGUMENT_PACK of them
9279    and set *SPEC_P to point at the next point in the list.  */
9280
9281 static tree
9282 extract_fnparm_pack (tree tmpl_parm, tree *spec_p)
9283 {
9284   /* Collect all of the extra "packed" parameters into an
9285      argument pack.  */
9286   tree parmvec;
9287   tree parmtypevec;
9288   tree argpack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
9289   tree argtypepack = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
9290   tree spec_parm = *spec_p;
9291   int i, len;
9292
9293   for (len = 0; spec_parm; ++len, spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm))
9294     if (tmpl_parm
9295         && !function_parameter_expanded_from_pack_p (spec_parm, tmpl_parm))
9296       break;
9297
9298   /* Fill in PARMVEC and PARMTYPEVEC with all of the parameters.  */
9299   parmvec = make_tree_vec (len);
9300   parmtypevec = make_tree_vec (len);
9301   spec_parm = *spec_p;
9302   for (i = 0; i < len; i++, spec_parm = DECL_CHAIN (spec_parm))
9303     {
9304       TREE_VEC_ELT (parmvec, i) = spec_parm;
9305       TREE_VEC_ELT (parmtypevec, i) = TREE_TYPE (spec_parm);
9306     }
9307
9308   /* Build the argument packs.  */
9309   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argpack, parmvec);
9310   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argtypepack, parmtypevec);
9311   TREE_TYPE (argpack) = argtypepack;
9312   *spec_p = spec_parm;
9313
9314   return argpack;
9315 }
9316
9317 /* Give a chain SPEC_PARM of PARM_DECLs, pack them into a
9318    NONTYPE_ARGUMENT_PACK.  */
9319
9320 static tree
9321 make_fnparm_pack (tree spec_parm)
9322 {
9323   return extract_fnparm_pack (NULL_TREE, &spec_parm);
9324 }
9325
9326 /* Substitute ARGS into T, which is an pack expansion
9327    (i.e. TYPE_PACK_EXPANSION or EXPR_PACK_EXPANSION). Returns a
9328    TREE_VEC with the substituted arguments, a PACK_EXPANSION_* node
9329    (if only a partial substitution could be performed) or
9330    ERROR_MARK_NODE if there was an error.  */
9331 tree
9332 tsubst_pack_expansion (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
9333                        tree in_decl)
9334 {
9335   tree pattern;
9336   tree pack, packs = NULL_TREE;
9337   bool unsubstituted_packs = false;
9338   bool real_packs = false;
9339   int missing_level = 0;
9340   int i, len = -1;
9341   tree result;
9342   htab_t saved_local_specializations = NULL;
9343   bool need_local_specializations = false;
9344   int levels;
9345
9346   gcc_assert (PACK_EXPANSION_P (t));
9347   pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (t);
9348
9349   /* Add in any args remembered from an earlier partial instantiation.  */
9350   args = add_to_template_args (PACK_EXPANSION_EXTRA_ARGS (t), args);
9351
9352   levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
9353
9354   /* Determine the argument packs that will instantiate the parameter
9355      packs used in the expansion expression. While we're at it,
9356      compute the number of arguments to be expanded and make sure it
9357      is consistent.  */
9358   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (t); pack; 
9359        pack = TREE_CHAIN (pack))
9360     {
9361       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
9362       tree arg_pack = NULL_TREE;
9363       tree orig_arg = NULL_TREE;
9364       int level = 0;
9365
9366       if (TREE_CODE (parm_pack) == BASES)
9367        {
9368          if (BASES_DIRECT (parm_pack))
9369            return calculate_direct_bases (tsubst_expr (BASES_TYPE (parm_pack),
9370                                                         args, complain, in_decl, false));
9371          else
9372            return calculate_bases (tsubst_expr (BASES_TYPE (parm_pack),
9373                                                  args, complain, in_decl, false));
9374        }
9375       if (TREE_CODE (parm_pack) == PARM_DECL)
9376         {
9377           if (PACK_EXPANSION_LOCAL_P (t))
9378             arg_pack = retrieve_local_specialization (parm_pack);
9379           else
9380             {
9381               /* We can't rely on local_specializations for a parameter
9382                  name used later in a function declaration (such as in a
9383                  late-specified return type).  Even if it exists, it might
9384                  have the wrong value for a recursive call.  Just make a
9385                  dummy decl, since it's only used for its type.  */
9386               arg_pack = tsubst_decl (parm_pack, args, complain);
9387               if (arg_pack && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (arg_pack))
9388                 /* Partial instantiation of the parm_pack, we can't build
9389                    up an argument pack yet.  */
9390                 arg_pack = NULL_TREE;
9391               else
9392                 arg_pack = make_fnparm_pack (arg_pack);
9393               need_local_specializations = true;
9394             }
9395         }
9396       else
9397         {
9398           int idx;
9399           template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
9400
9401           if (level <= levels)
9402             arg_pack = TMPL_ARG (args, level, idx);
9403         }
9404
9405       orig_arg = arg_pack;
9406       if (arg_pack && TREE_CODE (arg_pack) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
9407         arg_pack = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg_pack);
9408       
9409       if (arg_pack && !ARGUMENT_PACK_P (arg_pack))
9410         /* This can only happen if we forget to expand an argument
9411            pack somewhere else. Just return an error, silently.  */
9412         {
9413           result = make_tree_vec (1);
9414           TREE_VEC_ELT (result, 0) = error_mark_node;
9415           return result;
9416         }
9417
9418       if (arg_from_parm_pack_p (arg_pack, parm_pack))
9419         /* The argument pack that the parameter maps to is just an
9420            expansion of the parameter itself, such as one would find
9421            in the implicit typedef of a class inside the class itself.
9422            Consider this parameter "unsubstituted", so that we will
9423            maintain the outer pack expansion.  */
9424         arg_pack = NULL_TREE;
9425           
9426       if (arg_pack)
9427         {
9428           int my_len = 
9429             TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack));
9430
9431           /* Don't bother trying to do a partial substitution with
9432              incomplete packs; we'll try again after deduction.  */
9433           if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg_pack))
9434             return t;
9435
9436           if (len < 0)
9437             len = my_len;
9438           else if (len != my_len)
9439             {
9440               if (!(complain & tf_error))
9441                 /* Fail quietly.  */;
9442               else if (TREE_CODE (t) == TYPE_PACK_EXPANSION)
9443                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
9444                        "%<%T%>",
9445                        pattern);
9446               else
9447                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
9448                        "%<%E%>",
9449                        pattern);
9450               return error_mark_node;
9451             }
9452
9453           if (TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack)) == 1
9454               && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack),
9455                                                  0)))
9456             /* This isn't a real argument pack yet.  */;
9457           else
9458             real_packs = true;
9459
9460           /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
9461              argument packs.  */
9462           packs = tree_cons (parm_pack, arg_pack, packs);
9463           TREE_TYPE (packs) = orig_arg;
9464         }
9465       else
9466         {
9467           /* We can't substitute for this parameter pack.  We use a flag as
9468              well as the missing_level counter because function parameter
9469              packs don't have a level.  */
9470           unsubstituted_packs = true;
9471           if (!missing_level || missing_level > level)
9472             missing_level = level;
9473         }
9474     }
9475
9476   /* We cannot expand this expansion expression, because we don't have
9477      all of the argument packs we need.  */
9478   if (unsubstituted_packs)
9479     {
9480       if (real_packs)
9481         {
9482           /* We got some full packs, but we can't substitute them in until we
9483              have values for all the packs.  So remember these until then.  */
9484           tree save_args;
9485
9486           t = make_pack_expansion (pattern);
9487
9488           /* The call to add_to_template_args above assumes no overlap
9489              between saved args and new args, so prune away any fake
9490              args, i.e. those that satisfied arg_from_parm_pack_p above.  */
9491           if (missing_level && levels >= missing_level)
9492             {
9493               gcc_assert (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args)
9494                           && missing_level > 1);
9495               TREE_VEC_LENGTH (args) = missing_level - 1;
9496               save_args = copy_node (args);
9497               TREE_VEC_LENGTH (args) = levels;
9498             }
9499           else
9500             save_args = args;
9501
9502           PACK_EXPANSION_EXTRA_ARGS (t) = save_args;
9503         }
9504       else
9505         {
9506           /* There were no real arguments, we're just replacing a parameter
9507              pack with another version of itself. Substitute into the
9508              pattern and return a PACK_EXPANSION_*. The caller will need to
9509              deal with that.  */
9510           if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
9511             t = tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
9512                              /*integral_constant_expression_p=*/false);
9513           else
9514             t = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
9515           t = make_pack_expansion (t);
9516         }
9517       return t;
9518     }
9519
9520   /* We could not find any argument packs that work.  */
9521   if (len < 0)
9522     return error_mark_node;
9523
9524   if (need_local_specializations)
9525     {
9526       /* We're in a late-specified return type, so create our own local
9527          specializations table; the current table is either NULL or (in the
9528          case of recursive unification) might have bindings that we don't
9529          want to use or alter.  */
9530       saved_local_specializations = local_specializations;
9531       local_specializations = htab_create (37,
9532                                            hash_local_specialization,
9533                                            eq_local_specializations,
9534                                            NULL);
9535     }
9536
9537   /* For each argument in each argument pack, substitute into the
9538      pattern.  */
9539   result = make_tree_vec (len);
9540   for (i = 0; i < len; ++i)
9541     {
9542       /* For parameter pack, change the substitution of the parameter
9543          pack to the ith argument in its argument pack, then expand
9544          the pattern.  */
9545       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
9546         {
9547           tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
9548           tree arg;
9549
9550           /* Select the Ith argument from the pack.  */
9551           if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
9552             {
9553               if (i == 0)
9554                 {
9555                   arg = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
9556                   ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg) = TREE_VALUE (pack);
9557                   mark_used (parm);
9558                   register_local_specialization (arg, parm);
9559                 }
9560               else
9561                 arg = retrieve_local_specialization (parm);
9562             }
9563           else
9564             {
9565               int idx, level;
9566               template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
9567
9568               if (i == 0)
9569                 {
9570                   arg = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
9571                   ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg) = TREE_VALUE (pack);
9572                   /* Update the corresponding argument.  */
9573                   TMPL_ARG (args, level, idx) = arg;
9574                 }
9575               else
9576                 /* Re-use the ARGUMENT_PACK_SELECT.  */
9577                 arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
9578             }
9579           ARGUMENT_PACK_SELECT_INDEX (arg) = i;
9580         }
9581
9582       /* Substitute into the PATTERN with the altered arguments.  */
9583       if (!TYPE_P (pattern))
9584         TREE_VEC_ELT (result, i) = 
9585           tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
9586                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
9587       else
9588         TREE_VEC_ELT (result, i) = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
9589
9590       if (TREE_VEC_ELT (result, i) == error_mark_node)
9591         {
9592           result = error_mark_node;
9593           break;
9594         }
9595     }
9596
9597   /* Update ARGS to restore the substitution from parameter packs to
9598      their argument packs.  */
9599   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
9600     {
9601       tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
9602
9603       if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
9604         register_local_specialization (TREE_TYPE (pack), parm);
9605       else
9606         {
9607           int idx, level;
9608           template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
9609           
9610           /* Update the corresponding argument.  */
9611           if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
9612             TREE_VEC_ELT (TREE_VEC_ELT (args, level -1 ), idx) =
9613               TREE_TYPE (pack);
9614           else
9615             TREE_VEC_ELT (args, idx) = TREE_TYPE (pack);
9616         }
9617     }
9618
9619   if (need_local_specializations)
9620     {
9621       htab_delete (local_specializations);
9622       local_specializations = saved_local_specializations;
9623     }
9624   
9625   return result;
9626 }
9627
9628 /* Given PARM_DECL PARM, find the corresponding PARM_DECL in the template
9629    TMPL.  We do this using DECL_PARM_INDEX, which should work even with
9630    parameter packs; all parms generated from a function parameter pack will
9631    have the same DECL_PARM_INDEX.  */
9632
9633 tree
9634 get_pattern_parm (tree parm, tree tmpl)
9635 {
9636   tree pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
9637   tree patparm;
9638
9639   if (DECL_ARTIFICIAL (parm))
9640     {
9641       for (patparm = DECL_ARGUMENTS (pattern);
9642            patparm; patparm = DECL_CHAIN (patparm))
9643         if (DECL_ARTIFICIAL (patparm)
9644             && DECL_NAME (parm) == DECL_NAME (patparm))
9645           break;
9646     }
9647   else
9648     {
9649       patparm = FUNCTION_FIRST_USER_PARM (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
9650       patparm = chain_index (DECL_PARM_INDEX (parm)-1, patparm);
9651       gcc_assert (DECL_PARM_INDEX (patparm)
9652                   == DECL_PARM_INDEX (parm));
9653     }
9654
9655   return patparm;
9656 }
9657
9658 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
9659
9660 static tree
9661 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
9662 {
9663   tree orig_t = t;
9664   int len, need_new = 0, i, expanded_len_adjust = 0, out;
9665   tree *elts;
9666
9667   if (t == error_mark_node)
9668     return error_mark_node;
9669
9670   len = TREE_VEC_LENGTH (t);
9671   elts = XALLOCAVEC (tree, len);
9672
9673   for (i = 0; i < len; i++)
9674     {
9675       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
9676       tree new_arg;
9677
9678       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
9679         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
9680       else if (PACK_EXPANSION_P (orig_arg))
9681         {
9682           /* Substitute into an expansion expression.  */
9683           new_arg = tsubst_pack_expansion (orig_arg, args, complain, in_decl);
9684
9685           if (TREE_CODE (new_arg) == TREE_VEC)
9686             /* Add to the expanded length adjustment the number of
9687                expanded arguments. We subtract one from this
9688                measurement, because the argument pack expression
9689                itself is already counted as 1 in
9690                LEN. EXPANDED_LEN_ADJUST can actually be negative, if
9691                the argument pack is empty.  */
9692             expanded_len_adjust += TREE_VEC_LENGTH (new_arg) - 1;
9693         }
9694       else if (ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
9695         {
9696           /* Substitute into each of the arguments.  */
9697           new_arg = TYPE_P (orig_arg)
9698             ? cxx_make_type (TREE_CODE (orig_arg))
9699             : make_node (TREE_CODE (orig_arg));
9700           
9701           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (
9702             new_arg,
9703             tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (orig_arg),
9704                                   args, complain, in_decl));
9705
9706           if (ARGUMENT_PACK_ARGS (new_arg) == error_mark_node)
9707             new_arg = error_mark_node;
9708
9709           if (TREE_CODE (new_arg) == NONTYPE_ARGUMENT_PACK) {
9710             TREE_TYPE (new_arg) = tsubst (TREE_TYPE (orig_arg), args,
9711                                           complain, in_decl);
9712             TREE_CONSTANT (new_arg) = TREE_CONSTANT (orig_arg);
9713
9714             if (TREE_TYPE (new_arg) == error_mark_node)
9715               new_arg = error_mark_node;
9716           }
9717         }
9718       else
9719         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
9720
9721       if (new_arg == error_mark_node)
9722         return error_mark_node;
9723
9724       elts[i] = new_arg;
9725       if (new_arg != orig_arg)
9726         need_new = 1;
9727     }
9728
9729   if (!need_new)
9730     return t;
9731
9732   /* Make space for the expanded arguments coming from template
9733      argument packs.  */
9734   t = make_tree_vec (len + expanded_len_adjust);
9735   /* ORIG_T can contain TREE_VECs. That happens if ORIG_T contains the
9736      arguments for a member template.
9737      In that case each TREE_VEC in ORIG_T represents a level of template
9738      arguments, and ORIG_T won't carry any non defaulted argument count.
9739      It will rather be the nested TREE_VECs that will carry one.
9740      In other words, ORIG_T carries a non defaulted argument count only
9741      if it doesn't contain any nested TREE_VEC.  */
9742   if (NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (orig_t))
9743     {
9744       int count = GET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (orig_t);
9745       count += expanded_len_adjust;
9746       SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (t, count);
9747     }
9748   for (i = 0, out = 0; i < len; i++)
9749     {
9750       if ((PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i))
9751            || ARGUMENT_PACK_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i)))
9752           && TREE_CODE (elts[i]) == TREE_VEC)
9753         {
9754           int idx;
9755
9756           /* Now expand the template argument pack "in place".  */
9757           for (idx = 0; idx < TREE_VEC_LENGTH (elts[i]); idx++, out++)
9758             TREE_VEC_ELT (t, out) = TREE_VEC_ELT (elts[i], idx);
9759         }
9760       else
9761         {
9762           TREE_VEC_ELT (t, out) = elts[i];
9763           out++;
9764         }
9765     }
9766
9767   return t;
9768 }
9769
9770 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
9771    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
9772    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
9773    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
9774    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
9775    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
9776
9777 static tree
9778 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
9779 {
9780   tree r = NULL_TREE;
9781   tree* new_parms;
9782
9783   /* When substituting into a template, we must set
9784      PROCESSING_TEMPLATE_DECL as the template parameters may be
9785      dependent if they are based on one-another, and the dependency
9786      predicates are short-circuit outside of templates.  */
9787   ++processing_template_decl;
9788
9789   for (new_parms = &r;
9790        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
9791        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
9792          parms = TREE_CHAIN (parms))
9793     {
9794       tree new_vec =
9795         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
9796       int i;
9797
9798       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
9799         {
9800           tree tuple;
9801
9802           if (parms == error_mark_node)
9803             continue;
9804
9805           tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
9806
9807           if (tuple == error_mark_node)
9808             continue;
9809
9810           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) =
9811             tsubst_template_parm (tuple, args, complain);
9812         }
9813
9814       *new_parms =
9815         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
9816                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
9817                    new_vec, NULL_TREE);
9818     }
9819
9820   --processing_template_decl;
9821
9822   return r;
9823 }
9824
9825 /* Return the result of substituting ARGS into one template parameter
9826    given by T. T Must be a TREE_LIST which TREE_VALUE is the template
9827    parameter and which TREE_PURPOSE is the default argument of the
9828    template parameter.  */
9829
9830 static tree
9831 tsubst_template_parm (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
9832 {
9833   tree default_value, parm_decl;
9834
9835   if (args == NULL_TREE
9836       || t == NULL_TREE
9837       || t == error_mark_node)
9838     return t;
9839
9840   gcc_assert (TREE_CODE (t) == TREE_LIST);
9841
9842   default_value = TREE_PURPOSE (t);
9843   parm_decl = TREE_VALUE (t);
9844
9845   parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
9846   if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
9847       && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
9848     parm_decl = error_mark_node;
9849   default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
9850                                        complain, NULL_TREE);
9851
9852   return build_tree_list (default_value, parm_decl);
9853 }
9854
9855 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
9856    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
9857    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
9858    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
9859    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
9860
9861 static tree
9862 tsubst_aggr_type (tree t,
9863                   tree args,
9864                   tsubst_flags_t complain,
9865                   tree in_decl,
9866                   int entering_scope)
9867 {
9868   if (t == NULL_TREE)
9869     return NULL_TREE;
9870
9871   switch (TREE_CODE (t))
9872     {
9873     case RECORD_TYPE:
9874       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
9875         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9876
9877       /* Else fall through.  */
9878     case ENUMERAL_TYPE:
9879     case UNION_TYPE:
9880       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t) && uses_template_parms (t))
9881         {
9882           tree argvec;
9883           tree context;
9884           tree r;
9885           int saved_unevaluated_operand;
9886           int saved_inhibit_evaluation_warnings;
9887
9888           /* In "sizeof(X<I>)" we need to evaluate "I".  */
9889           saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
9890           cp_unevaluated_operand = 0;
9891           saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
9892           c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
9893
9894           /* First, determine the context for the type we are looking
9895              up.  */
9896           context = TYPE_CONTEXT (t);
9897           if (context && TYPE_P (context))
9898             {
9899               context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
9900                                           in_decl, /*entering_scope=*/1);
9901               /* If context is a nested class inside a class template,
9902                  it may still need to be instantiated (c++/33959).  */
9903               context = complete_type (context);
9904             }
9905
9906           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
9907              type we are trying to find.  For example, given:
9908
9909                template <class T> struct S;
9910                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
9911
9912              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
9913              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
9914              S we only want {double}.  */
9915           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
9916                                          complain, in_decl);
9917           if (argvec == error_mark_node)
9918             r = error_mark_node;
9919           else
9920             {
9921               r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
9922                                          entering_scope, complain);
9923               r = cp_build_qualified_type_real (r, cp_type_quals (t), complain);
9924             }
9925
9926           cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
9927           c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
9928
9929           return r;
9930         }
9931       else
9932         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
9933         return t;
9934
9935     default:
9936       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
9937     }
9938 }
9939
9940 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
9941    FN), which has the indicated TYPE.  */
9942
9943 tree
9944 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
9945 {
9946   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
9947   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
9948
9949   /* This can happen in invalid code.  */
9950   if (TREE_CODE (arg) == DEFAULT_ARG)
9951     return arg;
9952
9953   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
9954      default argument here, not in tsubst.  In the case of
9955      something like:
9956
9957        template <class T>
9958        struct S {
9959          static T t();
9960          void f(T = t());
9961        };
9962
9963      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
9964      rather than in the current class.  */
9965   push_access_scope (fn);
9966   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
9967   if (cfun)
9968     {
9969       saved_class_ptr = current_class_ptr;
9970       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
9971       saved_class_ref = current_class_ref;
9972       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
9973     }
9974
9975   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
9976   /* The default argument expression may cause implicitly defined
9977      member functions to be synthesized, which will result in garbage
9978      collection.  We must treat this situation as if we were within
9979      the body of function so as to avoid collecting live data on the
9980      stack.  */
9981   ++function_depth;
9982   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
9983                      tf_warning_or_error, NULL_TREE,
9984                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
9985   --function_depth;
9986   pop_deferring_access_checks();
9987
9988   /* Restore the "this" pointer.  */
9989   if (cfun)
9990     {
9991       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
9992       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
9993     }
9994
9995   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
9996   arg = check_default_argument (type, arg);
9997
9998   pop_access_scope (fn);
9999
10000   return arg;
10001 }
10002
10003 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
10004
10005 static void
10006 tsubst_default_arguments (tree fn)
10007 {
10008   tree arg;
10009   tree tmpl_args;
10010
10011   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
10012
10013   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
10014      its default arguments.  */
10015   if (uses_template_parms (tmpl_args))
10016     return;
10017   /* Don't do this again for clones.  */
10018   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (fn))
10019     return;
10020
10021   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
10022        arg;
10023        arg = TREE_CHAIN (arg))
10024     if (TREE_PURPOSE (arg))
10025       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
10026                                                     TREE_VALUE (arg),
10027                                                     TREE_PURPOSE (arg));
10028 }
10029
10030 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
10031    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
10032    control of COMPLAIN.  */
10033
10034 static tree
10035 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
10036 {
10037 #define RETURN(EXP) do { r = (EXP); goto out; } while(0)
10038   location_t saved_loc;
10039   tree r = NULL_TREE;
10040   tree in_decl = t;
10041   hashval_t hash = 0;
10042
10043   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
10044   saved_loc = input_location;
10045   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
10046
10047   switch (TREE_CODE (t))
10048     {
10049     case TEMPLATE_DECL:
10050       {
10051         /* We can get here when processing a member function template,
10052            member class template, or template template parameter.  */
10053         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
10054         tree spec;
10055         tree tmpl_args;
10056         tree full_args;
10057
10058         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
10059           {
10060             /* Template template parameter is treated here.  */
10061             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10062             if (new_type == error_mark_node)
10063               RETURN (error_mark_node);
10064
10065             r = copy_decl (t);
10066             DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10067             TREE_TYPE (r) = new_type;
10068             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
10069               = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (decl),
10070                             TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
10071             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
10072               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
10073                                        complain);
10074             TYPE_NAME (new_type) = r;
10075             break;
10076           }
10077
10078         /* We might already have an instance of this template.
10079            The ARGS are for the surrounding class type, so the
10080            full args contain the tsubst'd args for the context,
10081            plus the innermost args from the template decl.  */
10082         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
10083           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
10084           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
10085         /* Because this is a template, the arguments will still be
10086            dependent, even after substitution.  If
10087            PROCESSING_TEMPLATE_DECL is not set, the dependency
10088            predicates will short-circuit.  */
10089         ++processing_template_decl;
10090         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
10091                                           complain, in_decl);
10092         --processing_template_decl;
10093         if (full_args == error_mark_node)
10094           RETURN (error_mark_node);
10095
10096         /* If this is a default template template argument,
10097            tsubst might not have changed anything.  */
10098         if (full_args == tmpl_args)
10099           RETURN (t);
10100
10101         hash = hash_tmpl_and_args (t, full_args);
10102         spec = retrieve_specialization (t, full_args, hash);
10103         if (spec != NULL_TREE)
10104           {
10105             r = spec;
10106             break;
10107           }
10108
10109         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
10110            original, but will record the current template arguments.
10111            We also create a new function declaration, which is just
10112            like the old one, but points to this new template, rather
10113            than the old one.  */
10114         r = copy_decl (t);
10115         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
10116         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10117
10118         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (t, args);
10119
10120         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
10121             && !TYPE_DECL_ALIAS_P (decl))
10122           {
10123             tree new_type;
10124             ++processing_template_decl;
10125             new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10126             --processing_template_decl;
10127             if (new_type == error_mark_node)
10128               RETURN (error_mark_node);
10129
10130             TREE_TYPE (r) = new_type;
10131             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
10132             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
10133             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
10134             DECL_CONTEXT (r) = TYPE_CONTEXT (new_type);
10135           }
10136         else
10137           {
10138             tree new_decl;
10139             ++processing_template_decl;
10140             new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
10141             --processing_template_decl;
10142             if (new_decl == error_mark_node)
10143               RETURN (error_mark_node);
10144
10145             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
10146             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
10147             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
10148             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
10149             DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (new_decl);
10150           }
10151
10152         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
10153         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
10154         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
10155
10156         /* The template parameters for this new template are all the
10157            template parameters for the old template, except the
10158            outermost level of parameters.  */
10159         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
10160           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
10161                                    complain);
10162
10163         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
10164           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
10165
10166         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
10167           /* Record this non-type partial instantiation.  */
10168           register_specialization (r, t,
10169                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)),
10170                                    false, hash);
10171       }
10172       break;
10173
10174     case FUNCTION_DECL:
10175       {
10176         tree ctx;
10177         tree argvec = NULL_TREE;
10178         tree *friends;
10179         tree gen_tmpl;
10180         tree type;
10181         int member;
10182         int args_depth;
10183         int parms_depth;
10184
10185         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
10186         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
10187
10188         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
10189           {
10190             tree spec;
10191             bool dependent_p;
10192
10193             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
10194                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
10195                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
10196                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
10197             ++processing_template_decl;
10198             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
10199             --processing_template_decl;
10200             if (!dependent_p)
10201               RETURN (t);
10202
10203             /* Calculate the most general template of which R is a
10204                specialization, and the complete set of arguments used to
10205                specialize R.  */
10206             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
10207             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
10208                                           (DECL_TEMPLATE_RESULT
10209                                                  (DECL_TI_TEMPLATE (t))),
10210                                            args, complain, in_decl);
10211             if (argvec == error_mark_node)
10212               RETURN (error_mark_node);
10213
10214             /* Check to see if we already have this specialization.  */
10215             hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
10216             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
10217
10218             if (spec)
10219               {
10220                 r = spec;
10221                 break;
10222               }
10223
10224             /* We can see more levels of arguments than parameters if
10225                there was a specialization of a member template, like
10226                this:
10227
10228                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
10229                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
10230
10231                Here, we'll be substituting into the specialization,
10232                because that's where we can find the code we actually
10233                want to generate, but we'll have enough arguments for
10234                the most general template.
10235
10236                We also deal with the peculiar case:
10237
10238                  template <class T> struct S {
10239                    template <class U> friend void f();
10240                  };
10241                  template <class U> void f() {}
10242                  template S<int>;
10243                  template void f<double>();
10244
10245                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
10246                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
10247                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
10248                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
10249                situations like:
10250
10251                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
10252                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
10253
10254                which we can spot because the pattern will be a
10255                specialization in this case.  */
10256             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
10257             parms_depth =
10258               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
10259             if (args_depth > parms_depth
10260                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
10261               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
10262           }
10263         else
10264           {
10265             /* This special case arises when we have something like this:
10266
10267                  template <class T> struct S {
10268                    friend void f<int>(int, double);
10269                  };
10270
10271                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
10272                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
10273                tsubst_friend_function, and we want only to create a
10274                new decl (R) with appropriate types so that we can call
10275                determine_specialization.  */
10276             gen_tmpl = NULL_TREE;
10277           }
10278
10279         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
10280           {
10281             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
10282               member = 2;
10283             else
10284               member = 1;
10285             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
10286                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
10287           }
10288         else
10289           {
10290             member = 0;
10291             ctx = DECL_CONTEXT (t);
10292           }
10293         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10294         if (type == error_mark_node)
10295           RETURN (error_mark_node);
10296
10297         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
10298            point, as they may not represent instantiations of this
10299            template, and in any case are considered separate under the
10300            discrete model.  */
10301         r = copy_decl (t);
10302         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
10303         TREE_TYPE (r) = type;
10304         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
10305         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
10306         SET_DECL_RTL (r, NULL);
10307         /* Leave DECL_INITIAL set on deleted instantiations.  */
10308         if (!DECL_DELETED_FN (r))
10309           DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
10310         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
10311
10312         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
10313           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
10314              case it's the name of one of the template's parameters.  */
10315           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
10316
10317         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
10318                                      complain, t);
10319         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
10320
10321         TREE_STATIC (r) = 0;
10322         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
10323         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
10324         /* If this is an instantiation of a function with internal
10325            linkage, we already know what object file linkage will be
10326            assigned to the instantiation.  */
10327         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
10328         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
10329         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10330         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
10331         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
10332         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
10333         DECL_STRUCT_FUNCTION (r) = NULL;
10334         TREE_USED (r) = 0;
10335         /* We'll re-clone as appropriate in instantiate_template.  */
10336         DECL_CLONED_FUNCTION (r) = NULL_TREE;
10337
10338         /* If we aren't complaining now, return on error before we register
10339            the specialization so that we'll complain eventually.  */
10340         if ((complain & tf_error) == 0
10341             && IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
10342             && !grok_op_properties (r, /*complain=*/false))
10343           RETURN (error_mark_node);
10344
10345         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
10346            this in the special friend case mentioned above where
10347            GEN_TMPL is NULL.  */
10348         if (gen_tmpl)
10349           {
10350             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
10351               = build_template_info (gen_tmpl, argvec);
10352             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
10353             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
10354
10355             /* We're not supposed to instantiate default arguments
10356                until they are called, for a template.  But, for a
10357                declaration like:
10358
10359                  template <class T> void f ()
10360                  { extern void g(int i = T()); }
10361
10362                we should do the substitution when the template is
10363                instantiated.  We handle the member function case in
10364                instantiate_class_template since the default arguments
10365                might refer to other members of the class.  */
10366             if (!member
10367                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
10368                 && !uses_template_parms (argvec))
10369               tsubst_default_arguments (r);
10370           }
10371         else
10372           DECL_TEMPLATE_INFO (r) = NULL_TREE;
10373
10374         /* Copy the list of befriending classes.  */
10375         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
10376              *friends;
10377              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
10378           {
10379             *friends = copy_node (*friends);
10380             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
10381                                             args, complain,
10382                                             in_decl);
10383           }
10384
10385         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
10386           {
10387             maybe_retrofit_in_chrg (r);
10388             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
10389               grok_ctor_properties (ctx, r);
10390             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
10391                If it isn't, that'll be handled by
10392                clone_constructors_and_destructors.  */
10393             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
10394               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
10395           }
10396         else if ((complain & tf_error) != 0
10397                  && IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
10398                  && !grok_op_properties (r, /*complain=*/true))
10399           RETURN (error_mark_node);
10400
10401         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
10402           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
10403                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
10404                                             args, complain, in_decl));
10405
10406         /* Possibly limit visibility based on template args.  */
10407         DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
10408         if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
10409           {
10410             DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
10411             DECL_ATTRIBUTES (r)
10412               = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
10413           }
10414         determine_visibility (r);
10415         if (DECL_DEFAULTED_OUTSIDE_CLASS_P (r)
10416             && !processing_template_decl)
10417           defaulted_late_check (r);
10418
10419         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
10420                                         args, complain, in_decl);
10421       }
10422       break;
10423
10424     case PARM_DECL:
10425       {
10426         tree type = NULL_TREE;
10427         int i, len = 1;
10428         tree expanded_types = NULL_TREE;
10429         tree prev_r = NULL_TREE;
10430         tree first_r = NULL_TREE;
10431
10432         if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
10433           {
10434             /* If there is a local specialization that isn't a
10435                parameter pack, it means that we're doing a "simple"
10436                substitution from inside tsubst_pack_expansion. Just
10437                return the local specialization (which will be a single
10438                parm).  */
10439             tree spec = retrieve_local_specialization (t);
10440             if (spec 
10441                 && TREE_CODE (spec) == PARM_DECL
10442                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (spec)) != TYPE_PACK_EXPANSION)
10443               RETURN (spec);
10444
10445             /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
10446                the parameters in this function parameter pack.  */
10447             expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (t), args,
10448                                                     complain, in_decl);
10449             if (TREE_CODE (expanded_types) == TREE_VEC)
10450               {
10451                 len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
10452
10453                 /* Zero-length parameter packs are boring. Just substitute
10454                    into the chain.  */
10455                 if (len == 0)
10456                   RETURN (tsubst (TREE_CHAIN (t), args, complain,
10457                                   TREE_CHAIN (t)));
10458               }
10459             else
10460               {
10461                 /* All we did was update the type. Make a note of that.  */
10462                 type = expanded_types;
10463                 expanded_types = NULL_TREE;
10464               }
10465           }
10466
10467         /* Loop through all of the parameter's we'll build. When T is
10468            a function parameter pack, LEN is the number of expanded
10469            types in EXPANDED_TYPES; otherwise, LEN is 1.  */
10470         r = NULL_TREE;
10471         for (i = 0; i < len; ++i)
10472           {
10473             prev_r = r;
10474             r = copy_node (t);
10475             if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
10476               SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
10477
10478             if (expanded_types)
10479               /* We're on the Ith parameter of the function parameter
10480                  pack.  */
10481               {
10482                 /* An argument of a function parameter pack is not a parameter
10483                    pack.  */
10484                 FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (r) = false;
10485
10486                 /* Get the Ith type.  */
10487                 type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
10488
10489                 if (DECL_NAME (r))
10490                   /* Rename the parameter to include the index.  */
10491                   DECL_NAME (r) =
10492                     make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (r), i);
10493               }
10494             else if (!type)
10495               /* We're dealing with a normal parameter.  */
10496               type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10497
10498             type = type_decays_to (type);
10499             TREE_TYPE (r) = type;
10500             cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
10501
10502             if (DECL_INITIAL (r))
10503               {
10504                 if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
10505                   DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
10506                 else
10507                   DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
10508                                              complain, in_decl);
10509               }
10510
10511             DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
10512
10513             if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
10514               DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
10515
10516             apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
10517                                             args, complain, in_decl);
10518
10519             /* Keep track of the first new parameter we
10520                generate. That's what will be returned to the
10521                caller.  */
10522             if (!first_r)
10523               first_r = r;
10524
10525             /* Build a proper chain of parameters when substituting
10526                into a function parameter pack.  */
10527             if (prev_r)
10528               DECL_CHAIN (prev_r) = r;
10529           }
10530
10531         if (DECL_CHAIN (t))
10532           DECL_CHAIN (r) = tsubst (DECL_CHAIN (t), args,
10533                                    complain, DECL_CHAIN (t));
10534
10535         /* FIRST_R contains the start of the chain we've built.  */
10536         r = first_r;
10537       }
10538       break;
10539
10540     case FIELD_DECL:
10541       {
10542         tree type;
10543
10544         r = copy_decl (t);
10545         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10546         if (type == error_mark_node)
10547           RETURN (error_mark_node);
10548         TREE_TYPE (r) = type;
10549         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
10550
10551         if (DECL_C_BIT_FIELD (r))
10552           /* For bit-fields, DECL_INITIAL gives the number of bits.  For
10553              non-bit-fields DECL_INITIAL is a non-static data member
10554              initializer, which gets deferred instantiation.  */
10555           DECL_INITIAL (r)
10556             = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
10557                            complain, in_decl,
10558                            /*integral_constant_expression_p=*/true);
10559         else if (DECL_INITIAL (t))
10560           {
10561             /* Set up DECL_TEMPLATE_INFO so that we can get at the
10562                NSDMI in perform_member_init.  Still set DECL_INITIAL
10563                so that we know there is one.  */
10564             DECL_INITIAL (r) = void_zero_node;
10565             gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) == NULL);
10566             retrofit_lang_decl (r);
10567             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (t, args);
10568           }
10569         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
10570            finish_member_declaration.  */
10571         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10572         if (VOID_TYPE_P (type))
10573           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
10574
10575         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
10576                                         args, complain, in_decl);
10577       }
10578       break;
10579
10580     case USING_DECL:
10581       /* We reach here only for member using decls.  */
10582       if (DECL_DEPENDENT_P (t))
10583         {
10584           r = do_class_using_decl
10585             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
10586              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
10587           if (!r)
10588             r = error_mark_node;
10589           else
10590             {
10591               TREE_PROTECTED (r) = TREE_PROTECTED (t);
10592               TREE_PRIVATE (r) = TREE_PRIVATE (t);
10593             }
10594         }
10595       else
10596         {
10597           r = copy_node (t);
10598           DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10599         }
10600       break;
10601
10602     case TYPE_DECL:
10603     case VAR_DECL:
10604       {
10605         tree argvec = NULL_TREE;
10606         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
10607         tree spec;
10608         tree tmpl = NULL_TREE;
10609         tree ctx;
10610         tree type = NULL_TREE;
10611         bool local_p;
10612
10613         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
10614             && t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
10615           {
10616             /* If this is the canonical decl, we don't have to
10617                mess with instantiations, and often we can't (for
10618                typename, template type parms and such).  Note that
10619                TYPE_NAME is not correct for the above test if
10620                we've copied the type for a typedef.  */
10621             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10622             if (type == error_mark_node)
10623               RETURN (error_mark_node);
10624             r = TYPE_NAME (type);
10625             break;
10626           }
10627
10628         /* Check to see if we already have the specialization we
10629            need.  */
10630         spec = NULL_TREE;
10631         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t) || DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
10632           {
10633             /* T is a static data member or namespace-scope entity.
10634                We have to substitute into namespace-scope variables
10635                (even though such entities are never templates) because
10636                of cases like:
10637                
10638                  template <class T> void f() { extern T t; }
10639
10640                where the entity referenced is not known until
10641                instantiation time.  */
10642             local_p = false;
10643             ctx = DECL_CONTEXT (t);
10644             if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
10645               {
10646                 ctx = tsubst_aggr_type (ctx, args,
10647                                         complain,
10648                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
10649                 /* If CTX is unchanged, then T is in fact the
10650                    specialization we want.  That situation occurs when
10651                    referencing a static data member within in its own
10652                    class.  We can use pointer equality, rather than
10653                    same_type_p, because DECL_CONTEXT is always
10654                    canonical...  */
10655                 if (ctx == DECL_CONTEXT (t)
10656                     && (TREE_CODE (t) != TYPE_DECL
10657                         /* ... unless T is a member template; in which
10658                            case our caller can be willing to create a
10659                            specialization of that template represented
10660                            by T.  */
10661                         || !(DECL_TI_TEMPLATE (t)
10662                              && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (t)))))
10663                   spec = t;
10664               }
10665
10666             if (!spec)
10667               {
10668                 tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
10669                 gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
10670                 argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
10671                 hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
10672                 spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
10673               }
10674           }
10675         else
10676           {
10677             /* A local variable.  */
10678             local_p = true;
10679             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
10680             ctx = NULL_TREE;
10681             spec = retrieve_local_specialization (t);
10682           }
10683         /* If we already have the specialization we need, there is
10684            nothing more to do.  */ 
10685         if (spec)
10686           {
10687             r = spec;
10688             break;
10689           }
10690
10691         /* Create a new node for the specialization we need.  */
10692         r = copy_decl (t);
10693         if (type == NULL_TREE)
10694           {
10695             if (is_typedef_decl (t))
10696               type = DECL_ORIGINAL_TYPE (t);
10697             else
10698               type = TREE_TYPE (t);
10699             if (TREE_CODE (t) == VAR_DECL
10700                 && VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (t)
10701                 && type != error_mark_node)
10702               type = strip_array_domain (type);
10703             type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
10704           }
10705         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
10706           {
10707             /* Even if the original location is out of scope, the
10708                newly substituted one is not.  */
10709             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
10710             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
10711             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (r) = 0;
10712             if (type == error_mark_node)
10713               RETURN (error_mark_node);
10714             if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
10715               {
10716                 /* It may seem that this case cannot occur, since:
10717
10718                      typedef void f();
10719                      void g() { f x; }
10720
10721                    declares a function, not a variable.  However:
10722       
10723                      typedef void f();
10724                      template <typename T> void g() { T t; }
10725                      template void g<f>();
10726
10727                    is an attempt to declare a variable with function
10728                    type.  */
10729                 error ("variable %qD has function type",
10730                        /* R is not yet sufficiently initialized, so we
10731                           just use its name.  */
10732                        DECL_NAME (r));
10733                 RETURN (error_mark_node);
10734               }
10735             type = complete_type (type);
10736             /* Wait until cp_finish_decl to set this again, to handle
10737                circular dependency (template/instantiate6.C). */
10738             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r) = 0;
10739             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
10740
10741             if (DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (t))
10742               {
10743                 tree ve = DECL_VALUE_EXPR (t);
10744                 ve = tsubst_expr (ve, args, complain, in_decl,
10745                                   /*constant_expression_p=*/false);
10746                 if (REFERENCE_REF_P (ve))
10747                   {
10748                     gcc_assert (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE);
10749                     ve = TREE_OPERAND (ve, 0);
10750                   }
10751                 SET_DECL_VALUE_EXPR (r, ve);
10752               }
10753           }
10754         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
10755           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
10756         TREE_TYPE (r) = type;
10757         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
10758         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
10759         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
10760         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
10761         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
10762           SET_DECL_RTL (r, NULL);
10763         /* The initializer must not be expanded until it is required;
10764            see [temp.inst].  */
10765         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
10766         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
10767           SET_DECL_RTL (r, NULL);
10768         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
10769         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
10770           {
10771             /* Possibly limit visibility based on template args.  */
10772             DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
10773             if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
10774               {
10775                 DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
10776                 DECL_ATTRIBUTES (r)
10777                   = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
10778               }
10779             determine_visibility (r);
10780           }
10781
10782         if (!local_p)
10783           {
10784             /* A static data member declaration is always marked
10785                external when it is declared in-class, even if an
10786                initializer is present.  We mimic the non-template
10787                processing here.  */
10788             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
10789
10790             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
10791             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (tmpl, argvec);
10792             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
10793           }
10794         else if (cp_unevaluated_operand)
10795           {
10796             /* We're substituting this var in a decltype outside of its
10797                scope, such as for a lambda return type.  Don't add it to
10798                local_specializations, do perform auto deduction.  */
10799             tree auto_node = type_uses_auto (type);
10800             if (auto_node)
10801               {
10802                 tree init
10803                   = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl,
10804                                  /*constant_expression_p=*/false);
10805                 init = resolve_nondeduced_context (init);
10806                 TREE_TYPE (r) = type
10807                   = do_auto_deduction (type, init, auto_node);
10808               }
10809           }
10810         else
10811           register_local_specialization (r, t);
10812
10813         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10814
10815         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r),
10816                                         /*flags=*/0,
10817                                         args, complain, in_decl);
10818
10819         /* Preserve a typedef that names a type.  */
10820         if (is_typedef_decl (r))
10821           {
10822             DECL_ORIGINAL_TYPE (r) = NULL_TREE;
10823             set_underlying_type (r);
10824           }
10825
10826         layout_decl (r, 0);
10827       }
10828       break;
10829
10830     default:
10831       gcc_unreachable ();
10832     }
10833 #undef RETURN
10834
10835  out:
10836   /* Restore the file and line information.  */
10837   input_location = saved_loc;
10838
10839   return r;
10840 }
10841
10842 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
10843
10844 static tree
10845 tsubst_arg_types (tree arg_types,
10846                   tree args,
10847                   tsubst_flags_t complain,
10848                   tree in_decl)
10849 {
10850   tree remaining_arg_types;
10851   tree type = NULL_TREE;
10852   int i = 1;
10853   tree expanded_args = NULL_TREE;
10854   tree default_arg;
10855
10856   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
10857     return arg_types;
10858
10859   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
10860                                           args, complain, in_decl);
10861   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
10862     return error_mark_node;
10863
10864   if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (arg_types)))
10865     {
10866       /* For a pack expansion, perform substitution on the
10867          entire expression. Later on, we'll handle the arguments
10868          one-by-one.  */
10869       expanded_args = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (arg_types),
10870                                             args, complain, in_decl);
10871
10872       if (TREE_CODE (expanded_args) == TREE_VEC)
10873         /* So that we'll spin through the parameters, one by one.  */
10874         i = TREE_VEC_LENGTH (expanded_args);
10875       else
10876         {
10877           /* We only partially substituted into the parameter
10878              pack. Our type is TYPE_PACK_EXPANSION.  */
10879           type = expanded_args;
10880           expanded_args = NULL_TREE;
10881         }
10882     }
10883
10884   while (i > 0) {
10885     --i;
10886     
10887     if (expanded_args)
10888       type = TREE_VEC_ELT (expanded_args, i);
10889     else if (!type)
10890       type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
10891
10892     if (type == error_mark_node)
10893       return error_mark_node;
10894     if (VOID_TYPE_P (type))
10895       {
10896         if (complain & tf_error)
10897           {
10898             error ("invalid parameter type %qT", type);
10899             if (in_decl)
10900               error ("in declaration %q+D", in_decl);
10901           }
10902         return error_mark_node;
10903     }
10904     
10905     /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
10906        top-level qualifiers as required.  */
10907     type = cv_unqualified (type_decays_to (type));
10908
10909     /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
10910        mandates that they be instantiated only when needed, which is
10911        done in build_over_call.  */
10912     default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
10913
10914     if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
10915       {
10916         /* We've instantiated a template before its default arguments
10917            have been parsed.  This can happen for a nested template
10918            class, and is not an error unless we require the default
10919            argument in a call of this function.  */
10920         remaining_arg_types = 
10921           tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
10922         VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), 
10923                        remaining_arg_types);
10924       }
10925     else
10926       remaining_arg_types = 
10927         hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
10928   }
10929         
10930   return remaining_arg_types;
10931 }
10932
10933 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
10934    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
10935    initial substitution of explicitly provided template parameters
10936    during argument deduction forbids substitution into the
10937    exception-specification:
10938
10939      [temp.deduct]
10940
10941      All references in the function type of the function template to  the
10942      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
10943      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
10944      in  the function type of the function template results in an invalid
10945      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
10946      exception specifications is done only when the function is instanti-
10947      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
10948      results in an invalid type.]  */
10949
10950 static tree
10951 tsubst_function_type (tree t,
10952                       tree args,
10953                       tsubst_flags_t complain,
10954                       tree in_decl)
10955 {
10956   tree return_type;
10957   tree arg_types;
10958   tree fntype;
10959
10960   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
10961   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
10962
10963   /* Substitute the return type.  */
10964   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10965   if (return_type == error_mark_node)
10966     return error_mark_node;
10967   /* The standard does not presently indicate that creation of a
10968      function type with an invalid return type is a deduction failure.
10969      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
10970      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
10971   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
10972       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
10973     {
10974       if (complain & tf_error)
10975         {
10976           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
10977             error ("function returning an array");
10978           else
10979             error ("function returning a function");
10980         }
10981       return error_mark_node;
10982     }
10983
10984   /* Substitute the argument types.  */
10985   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
10986                                 complain, in_decl);
10987   if (arg_types == error_mark_node)
10988     return error_mark_node;
10989
10990   /* Construct a new type node and return it.  */
10991   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
10992     {
10993       fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
10994       fntype = apply_memfn_quals (fntype, type_memfn_quals (t));
10995     }
10996   else
10997     {
10998       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
10999       if (! MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
11000         {
11001           /* [temp.deduct]
11002
11003              Type deduction may fail for any of the following
11004              reasons:
11005
11006              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
11007              is not a class type.  */
11008           if (complain & tf_error)
11009             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
11010                       r);
11011           return error_mark_node;
11012         }
11013
11014       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
11015                                            TREE_CHAIN (arg_types));
11016     }
11017   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
11018
11019   return fntype;
11020 }
11021
11022 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
11023    ARGS into that specification, and return the substituted
11024    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
11025
11026 static tree
11027 tsubst_exception_specification (tree fntype,
11028                                 tree args,
11029                                 tsubst_flags_t complain,
11030                                 tree in_decl,
11031                                 bool defer_ok)
11032 {
11033   tree specs;
11034   tree new_specs;
11035
11036   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
11037   new_specs = NULL_TREE;
11038   if (specs && TREE_PURPOSE (specs))
11039     {
11040       /* A noexcept-specifier.  */
11041       tree expr = TREE_PURPOSE (specs);
11042       if (expr == boolean_true_node || expr == boolean_false_node)
11043         new_specs = expr;
11044       else if (defer_ok)
11045         {
11046           /* Defer instantiation of noexcept-specifiers to avoid
11047              excessive instantiations (c++/49107).  */
11048           new_specs = make_node (DEFERRED_NOEXCEPT);
11049           if (DEFERRED_NOEXCEPT_SPEC_P (specs))
11050             {
11051               /* We already partially instantiated this member template,
11052                  so combine the new args with the old.  */
11053               DEFERRED_NOEXCEPT_PATTERN (new_specs)
11054                 = DEFERRED_NOEXCEPT_PATTERN (expr);
11055               DEFERRED_NOEXCEPT_ARGS (new_specs)
11056                 = add_to_template_args (DEFERRED_NOEXCEPT_ARGS (expr), args);
11057             }
11058           else
11059             {
11060               DEFERRED_NOEXCEPT_PATTERN (new_specs) = expr;
11061               DEFERRED_NOEXCEPT_ARGS (new_specs) = args;
11062             }
11063         }
11064       else
11065         new_specs = tsubst_copy_and_build
11066           (expr, args, complain, in_decl, /*function_p=*/false,
11067            /*integral_constant_expression_p=*/true);
11068       new_specs = build_noexcept_spec (new_specs, complain);
11069     }
11070   else if (specs)
11071     {
11072       if (! TREE_VALUE (specs))
11073         new_specs = specs;
11074       else
11075         while (specs)
11076           {
11077             tree spec;
11078             int i, len = 1;
11079             tree expanded_specs = NULL_TREE;
11080
11081             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (specs)))
11082               {
11083                 /* Expand the pack expansion type.  */
11084                 expanded_specs = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (specs),
11085                                                        args, complain,
11086                                                        in_decl);
11087
11088                 if (expanded_specs == error_mark_node)
11089                   return error_mark_node;
11090                 else if (TREE_CODE (expanded_specs) == TREE_VEC)
11091                   len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_specs);
11092                 else
11093                   {
11094                     /* We're substituting into a member template, so
11095                        we got a TYPE_PACK_EXPANSION back.  Add that
11096                        expansion and move on.  */
11097                     gcc_assert (TREE_CODE (expanded_specs) 
11098                                 == TYPE_PACK_EXPANSION);
11099                     new_specs = add_exception_specifier (new_specs,
11100                                                          expanded_specs,
11101                                                          complain);
11102                     specs = TREE_CHAIN (specs);
11103                     continue;
11104                   }
11105               }
11106
11107             for (i = 0; i < len; ++i)
11108               {
11109                 if (expanded_specs)
11110                   spec = TREE_VEC_ELT (expanded_specs, i);
11111                 else
11112                   spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
11113                 if (spec == error_mark_node)
11114                   return spec;
11115                 new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, 
11116                                                      complain);
11117               }
11118
11119             specs = TREE_CHAIN (specs);
11120           }
11121     }
11122   return new_specs;
11123 }
11124
11125 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
11126    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
11127    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
11128    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
11129    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
11130    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
11131    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
11132    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
11133    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
11134    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
11135    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
11136    yet.
11137
11138    This function is used for dealing with types, decls and the like;
11139    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
11140
11141 tree
11142 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
11143 {
11144   enum tree_code code;
11145   tree type, r = NULL_TREE;
11146
11147   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
11148       || t == integer_type_node
11149       || t == void_type_node
11150       || t == char_type_node
11151       || t == unknown_type_node
11152       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL
11153       || TREE_CODE (t) == TRANSLATION_UNIT_DECL)
11154     return t;
11155
11156   if (DECL_P (t))
11157     return tsubst_decl (t, args, complain);
11158
11159   if (args == NULL_TREE)
11160     return t;
11161
11162   code = TREE_CODE (t);
11163
11164   if (code == IDENTIFIER_NODE)
11165     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
11166   else
11167     type = TREE_TYPE (t);
11168
11169   gcc_assert (type != unknown_type_node);
11170
11171   /* Reuse typedefs.  We need to do this to handle dependent attributes,
11172      such as attribute aligned.  */
11173   if (TYPE_P (t)
11174       && typedef_variant_p (t))
11175     {
11176       tree decl = TYPE_NAME (t);
11177
11178       if (TYPE_DECL_ALIAS_P (decl)
11179           && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
11180           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
11181           && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl)))
11182         {
11183           /* DECL represents an alias template and we want to
11184              instantiate it.  Let's substitute our arguments for the
11185              template parameters into the declaration and get the
11186              resulting type.  */
11187           r = tsubst (decl, args, complain, decl);
11188         }
11189       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
11190                && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
11191                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (decl)))
11192         {
11193           tree tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11194           tree gen_args = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args, complain, in_decl);
11195           r = retrieve_specialization (tmpl, gen_args, 0);
11196         }
11197       else if (DECL_FUNCTION_SCOPE_P (decl)
11198                && DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
11199                && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (DECL_CONTEXT (decl))))
11200         r = retrieve_local_specialization (decl);
11201       else
11202         /* The typedef is from a non-template context.  */
11203         return t;
11204
11205       if (r)
11206         {
11207           r = TREE_TYPE (r);
11208           r = cp_build_qualified_type_real
11209             (r, cp_type_quals (t) | cp_type_quals (r),
11210              complain | tf_ignore_bad_quals);
11211           return r;
11212         }
11213       else
11214         /* We don't have an instantiation yet, so drop the typedef.  */
11215         t = DECL_ORIGINAL_TYPE (decl);
11216     }
11217
11218   if (type
11219       && code != TYPENAME_TYPE
11220       && code != TEMPLATE_TYPE_PARM
11221       && code != IDENTIFIER_NODE
11222       && code != FUNCTION_TYPE
11223       && code != METHOD_TYPE)
11224     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
11225   if (type == error_mark_node)
11226     return error_mark_node;
11227
11228   switch (code)
11229     {
11230     case RECORD_TYPE:
11231     case UNION_TYPE:
11232     case ENUMERAL_TYPE:
11233       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
11234                                /*entering_scope=*/0);
11235
11236     case ERROR_MARK:
11237     case IDENTIFIER_NODE:
11238     case VOID_TYPE:
11239     case REAL_TYPE:
11240     case COMPLEX_TYPE:
11241     case VECTOR_TYPE:
11242     case BOOLEAN_TYPE:
11243     case NULLPTR_TYPE:
11244     case LANG_TYPE:
11245       return t;
11246
11247     case INTEGER_TYPE:
11248       if (t == integer_type_node)
11249         return t;
11250
11251       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
11252           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
11253         return t;
11254
11255       {
11256         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
11257
11258         max = tsubst_expr (omax, args, complain, in_decl,
11259                            /*integral_constant_expression_p=*/false);
11260
11261         /* Fix up type of the magic NOP_EXPR with TREE_SIDE_EFFECTS if
11262            needed.  */
11263         if (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR
11264             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax)
11265             && !TREE_TYPE (max))
11266           TREE_TYPE (max) = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (max, 0));
11267
11268         /* If we're in a partial instantiation, preserve the magic NOP_EXPR
11269            with TREE_SIDE_EFFECTS that indicates this is not an integral
11270            constant expression.  */
11271         if (processing_template_decl
11272             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax) && TREE_CODE (omax) == NOP_EXPR)
11273           {
11274             gcc_assert (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR);
11275             TREE_SIDE_EFFECTS (max) = 1;
11276           }
11277
11278         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max, complain);
11279       }
11280
11281     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
11282     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11283     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11284     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
11285       {
11286         int idx;
11287         int level;
11288         int levels;
11289         tree arg = NULL_TREE;
11290
11291         r = NULL_TREE;
11292
11293         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
11294         template_parm_level_and_index (t, &level, &idx); 
11295
11296         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
11297         if (level <= levels)
11298           {
11299             arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
11300
11301             if (arg && TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
11302               /* See through ARGUMENT_PACK_SELECT arguments. */
11303               arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (arg);
11304           }
11305
11306         if (arg == error_mark_node)
11307           return error_mark_node;
11308         else if (arg != NULL_TREE)
11309           {
11310             if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
11311               /* If ARG is an argument pack, we don't actually want to
11312                  perform a substitution here, because substitutions
11313                  for argument packs are only done
11314                  element-by-element. We can get to this point when
11315                  substituting the type of a non-type template
11316                  parameter pack, when that type actually contains
11317                  template parameter packs from an outer template, e.g.,
11318
11319                  template<typename... Types> struct A {
11320                    template<Types... Values> struct B { };
11321                  };  */
11322               return t;
11323
11324             if (code == TEMPLATE_TYPE_PARM)
11325               {
11326                 int quals;
11327                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
11328
11329                 quals = cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t);
11330                   
11331                 return cp_build_qualified_type_real
11332                   (arg, quals, complain | tf_ignore_bad_quals);
11333               }
11334             else if (code == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11335               {
11336                 /* We are processing a type constructed from a
11337                    template template parameter.  */
11338                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
11339                                       args, complain, in_decl);
11340                 if (argvec == error_mark_node)
11341                   return error_mark_node;
11342
11343                 gcc_assert (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
11344                             || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
11345                             || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
11346
11347                 if (TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
11348                   /* Consider this code:
11349
11350                         template <template <class> class Template>
11351                         struct Internal {
11352                         template <class Arg> using Bind = Template<Arg>;
11353                         };
11354
11355                         template <template <class> class Template, class Arg>
11356                         using Instantiate = Template<Arg>; //#0
11357
11358                         template <template <class> class Template,
11359                                   class Argument>
11360                         using Bind =
11361                           Instantiate<Internal<Template>::template Bind,
11362                                       Argument>; //#1
11363
11364                      When #1 is parsed, the
11365                      BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM representing the
11366                      parameter `Template' in #0 matches the
11367                      UNBOUND_CLASS_TEMPLATE representing the argument
11368                      `Internal<Template>::template Bind'; We then want
11369                      to assemble the type `Bind<Argument>' that can't
11370                      be fully created right now, because
11371                      `Internal<Template>' not being complete, the Bind
11372                      template cannot be looked up in that context.  So
11373                      we need to "store" `Bind<Argument>' for later
11374                      when the context of Bind becomes complete.  Let's
11375                      store that in a TYPENAME_TYPE.  */
11376                   return make_typename_type (TYPE_CONTEXT (arg),
11377                                              build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
11378                                                        TYPE_IDENTIFIER (arg),
11379                                                        argvec),
11380                                              typename_type,
11381                                              complain);
11382
11383                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
11384                    are resolving nested-types in the signature of a
11385                    member function templates.  Otherwise ARG is a
11386                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
11387                    instantiated.  */
11388                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11389                   arg = TYPE_NAME (arg);
11390
11391                 r = lookup_template_class (arg,
11392                                            argvec, in_decl,
11393                                            DECL_CONTEXT (arg),
11394                                             /*entering_scope=*/0,
11395                                            complain);
11396                 return cp_build_qualified_type_real
11397                   (r, cp_type_quals (t), complain);
11398               }
11399             else
11400               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
11401               return convert_from_reference (unshare_expr (arg));
11402           }
11403
11404         if (level == 1)
11405           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
11406              unify.  This means that we don't yet have any information
11407              about the template parameter in question.  */
11408           return t;
11409
11410         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
11411            more deeply nested template.  Make a new version of this
11412            template parameter, but with a lower level.  */
11413         switch (code)
11414           {
11415           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
11416           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11417           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11418             if (cp_type_quals (t))
11419               {
11420                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
11421                 r = cp_build_qualified_type_real
11422                   (r, cp_type_quals (t),
11423                    complain | (code == TEMPLATE_TYPE_PARM
11424                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
11425               }
11426             else
11427               {
11428                 r = copy_type (t);
11429                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
11430                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
11431                                                 r, levels, args, complain);
11432                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
11433                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
11434                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
11435                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
11436
11437                 if (TREE_CODE (r) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11438                   /* We have reduced the level of the template
11439                      template parameter, but not the levels of its
11440                      template parameters, so canonical_type_parameter
11441                      will not be able to find the canonical template
11442                      template parameter for this level. Thus, we
11443                      require structural equality checking to compare
11444                      TEMPLATE_TEMPLATE_PARMs. */
11445                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
11446                 else if (TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (t))
11447                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
11448                 else
11449                   TYPE_CANONICAL (r) = canonical_type_parameter (r);
11450
11451                 if (code == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11452                   {
11453                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
11454                                           complain, in_decl);
11455                     if (argvec == error_mark_node)
11456                       return error_mark_node;
11457
11458                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
11459                       = build_template_info (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec);
11460                   }
11461               }
11462             break;
11463
11464           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
11465             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels, args, complain);
11466             break;
11467
11468           default:
11469             gcc_unreachable ();
11470           }
11471
11472         return r;
11473       }
11474
11475     case TREE_LIST:
11476       {
11477         tree purpose, value, chain;
11478
11479         if (t == void_list_node)
11480           return t;
11481
11482         purpose = TREE_PURPOSE (t);
11483         if (purpose)
11484           {
11485             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
11486             if (purpose == error_mark_node)
11487               return error_mark_node;
11488           }
11489         value = TREE_VALUE (t);
11490         if (value)
11491           {
11492             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
11493             if (value == error_mark_node)
11494               return error_mark_node;
11495           }
11496         chain = TREE_CHAIN (t);
11497         if (chain && chain != void_type_node)
11498           {
11499             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
11500             if (chain == error_mark_node)
11501               return error_mark_node;
11502           }
11503         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
11504             && value == TREE_VALUE (t)
11505             && chain == TREE_CHAIN (t))
11506           return t;
11507         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
11508       }
11509
11510     case TREE_BINFO:
11511       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
11512       gcc_unreachable ();
11513
11514     case TREE_VEC:
11515       /* A vector of template arguments.  */
11516       gcc_assert (!type);
11517       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
11518
11519     case POINTER_TYPE:
11520     case REFERENCE_TYPE:
11521       {
11522         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
11523           return t;
11524
11525         /* [temp.deduct]
11526
11527            Type deduction may fail for any of the following
11528            reasons:
11529
11530            -- Attempting to create a pointer to reference type.
11531            -- Attempting to create a reference to a reference type or
11532               a reference to void.
11533
11534           Core issue 106 says that creating a reference to a reference
11535           during instantiation is no longer a cause for failure. We
11536           only enforce this check in strict C++98 mode.  */
11537         if ((TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
11538              && (((cxx_dialect == cxx98) && flag_iso) || code != REFERENCE_TYPE))
11539             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
11540           {
11541             static location_t last_loc;
11542
11543             /* We keep track of the last time we issued this error
11544                message to avoid spewing a ton of messages during a
11545                single bad template instantiation.  */
11546             if (complain & tf_error
11547                 && last_loc != input_location)
11548               {
11549                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
11550                   error ("forming reference to void");
11551                else if (code == POINTER_TYPE)
11552                  error ("forming pointer to reference type %qT", type);
11553                else
11554                   error ("forming reference to reference type %qT", type);
11555                 last_loc = input_location;
11556               }
11557
11558             return error_mark_node;
11559           }
11560         else if (code == POINTER_TYPE)
11561           {
11562             r = build_pointer_type (type);
11563             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
11564               r = build_ptrmemfunc_type (r);
11565           }
11566         else if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11567           /* In C++0x, during template argument substitution, when there is an
11568              attempt to create a reference to a reference type, reference
11569              collapsing is applied as described in [14.3.1/4 temp.arg.type]:
11570
11571              "If a template-argument for a template-parameter T names a type
11572              that is a reference to a type A, an attempt to create the type
11573              'lvalue reference to cv T' creates the type 'lvalue reference to
11574              A,' while an attempt to create the type type rvalue reference to
11575              cv T' creates the type T"
11576           */
11577           r = cp_build_reference_type
11578               (TREE_TYPE (type),
11579                TYPE_REF_IS_RVALUE (t) && TYPE_REF_IS_RVALUE (type));
11580         else
11581           r = cp_build_reference_type (type, TYPE_REF_IS_RVALUE (t));
11582         r = cp_build_qualified_type_real (r, cp_type_quals (t), complain);
11583
11584         if (r != error_mark_node)
11585           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
11586           layout_type (r);
11587
11588         return r;
11589       }
11590     case OFFSET_TYPE:
11591       {
11592         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
11593         if (r == error_mark_node || !MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
11594           {
11595             /* [temp.deduct]
11596
11597                Type deduction may fail for any of the following
11598                reasons:
11599
11600                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
11601                   is not a class type.  */
11602             if (complain & tf_error)
11603               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
11604             return error_mark_node;
11605           }
11606         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11607           {
11608             if (complain & tf_error)
11609               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
11610             return error_mark_node;
11611           }
11612         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
11613           {
11614             if (complain & tf_error)
11615               error ("creating pointer to member of type void");
11616             return error_mark_node;
11617           }
11618         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
11619         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
11620           {
11621             /* The type of the implicit object parameter gets its
11622                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
11623             tree memptr;
11624             tree method_type = build_memfn_type (type, r, type_memfn_quals (type));
11625             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
11626             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
11627                                                  complain);
11628           }
11629         else
11630           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
11631                                                cp_type_quals (t),
11632                                                complain);
11633       }
11634     case FUNCTION_TYPE:
11635     case METHOD_TYPE:
11636       {
11637         tree fntype;
11638         tree specs;
11639         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
11640         if (fntype == error_mark_node)
11641           return error_mark_node;
11642
11643         /* Substitute the exception specification.  */
11644         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
11645                                                 in_decl, /*defer_ok*/true);
11646         if (specs == error_mark_node)
11647           return error_mark_node;
11648         if (specs)
11649           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
11650         return fntype;
11651       }
11652     case ARRAY_TYPE:
11653       {
11654         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
11655         if (domain == error_mark_node)
11656           return error_mark_node;
11657
11658         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
11659            it will obviously be the same as T.  */
11660         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
11661           return t;
11662
11663         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
11664
11665            [temp.deduct]
11666
11667            The deduction may fail for any of the following reasons:
11668
11669            -- Attempting to create an array with an element type that
11670               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
11671               an abstract class type.  */
11672         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
11673             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
11674             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11675           {
11676             if (complain & tf_error)
11677               error ("creating array of %qT", type);
11678             return error_mark_node;
11679           }
11680         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
11681           {
11682             if (complain & tf_error)
11683               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
11684                      type);
11685             return error_mark_node;
11686           }
11687
11688         r = build_cplus_array_type (type, domain);
11689
11690         if (TYPE_USER_ALIGN (t))
11691           {
11692             TYPE_ALIGN (r) = TYPE_ALIGN (t);
11693             TYPE_USER_ALIGN (r) = 1;
11694           }
11695
11696         return r;
11697       }
11698
11699     case TYPENAME_TYPE:
11700       {
11701         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
11702                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
11703         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
11704                               complain, in_decl);
11705
11706         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
11707           return error_mark_node;
11708
11709         if (!MAYBE_CLASS_TYPE_P (ctx))
11710           {
11711             if (complain & tf_error)
11712               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
11713             return error_mark_node;
11714           }
11715         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
11716           {
11717             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
11718                have complete type in order to allow things like:
11719
11720                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
11721
11722                But, such constructs have already been resolved by this
11723                point, so here CTX really should have complete type, unless
11724                it's a partial instantiation.  */
11725             ctx = complete_type (ctx);
11726             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
11727               {
11728                 if (complain & tf_error)
11729                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
11730                 return error_mark_node;
11731               }
11732           }
11733
11734         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
11735                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
11736         if (f == error_mark_node)
11737           return f;
11738         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
11739           {
11740             complain |= tf_ignore_bad_quals;
11741             f = TREE_TYPE (f);
11742           }
11743
11744         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
11745           {
11746             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
11747               {
11748                 if (complain & tf_error)
11749                   error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
11750                          t, f);
11751                 else
11752                   return error_mark_node;
11753               }
11754             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
11755               {
11756                 if (complain & tf_error)
11757                   error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
11758                          t, f);
11759                 else
11760                   return error_mark_node;
11761               }
11762           }
11763
11764         return cp_build_qualified_type_real
11765           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
11766       }
11767
11768     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
11769       {
11770         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
11771                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
11772         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
11773         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
11774
11775         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
11776           return error_mark_node;
11777
11778         if (parm_list)
11779           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
11780         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
11781       }
11782
11783     case TYPEOF_TYPE:
11784       {
11785         tree type;
11786
11787         ++cp_unevaluated_operand;
11788         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
11789
11790         type = tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
11791                             complain, in_decl,
11792                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
11793
11794         --cp_unevaluated_operand;
11795         --c_inhibit_evaluation_warnings;
11796
11797         type = finish_typeof (type);
11798         return cp_build_qualified_type_real (type,
11799                                              cp_type_quals (t)
11800                                              | cp_type_quals (type),
11801                                              complain);
11802       }
11803
11804     case DECLTYPE_TYPE:
11805       {
11806         tree type;
11807
11808         ++cp_unevaluated_operand;
11809         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
11810
11811         type = tsubst_expr (DECLTYPE_TYPE_EXPR (t), args,
11812                             complain, in_decl,
11813                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
11814
11815         --cp_unevaluated_operand;
11816         --c_inhibit_evaluation_warnings;
11817
11818         if (DECLTYPE_FOR_LAMBDA_CAPTURE (t))
11819           type = lambda_capture_field_type (type);
11820         else if (DECLTYPE_FOR_LAMBDA_PROXY (t))
11821           type = lambda_proxy_type (type);
11822         else
11823           type = finish_decltype_type
11824             (type, DECLTYPE_TYPE_ID_EXPR_OR_MEMBER_ACCESS_P (t), complain);
11825         return cp_build_qualified_type_real (type,
11826                                              cp_type_quals (t)
11827                                              | cp_type_quals (type),
11828                                              complain);
11829       }
11830
11831     case UNDERLYING_TYPE:
11832       {
11833         tree type = tsubst (UNDERLYING_TYPE_TYPE (t), args,
11834                             complain, in_decl);
11835         return finish_underlying_type (type);
11836       }
11837
11838     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
11839     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
11840       {
11841         tree r = TYPE_P (t) ? cxx_make_type (code) : make_node (code);
11842         tree packed_out = 
11843           tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (t), 
11844                                 args,
11845                                 complain,
11846                                 in_decl);
11847         SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (r, packed_out);
11848
11849         /* For template nontype argument packs, also substitute into
11850            the type.  */
11851         if (code == NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
11852           TREE_TYPE (r) = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
11853
11854         return r;
11855       }
11856       break;
11857
11858     case INTEGER_CST:
11859     case REAL_CST:
11860     case STRING_CST:
11861     case PLUS_EXPR:
11862     case MINUS_EXPR:
11863     case NEGATE_EXPR:
11864     case NOP_EXPR:
11865     case INDIRECT_REF:
11866     case ADDR_EXPR:
11867     case CALL_EXPR:
11868     case ARRAY_REF:
11869     case SCOPE_REF:
11870       /* We should use one of the expression tsubsts for these codes.  */
11871       gcc_unreachable ();
11872
11873     default:
11874       sorry ("use of %qs in template", tree_code_name [(int) code]);
11875       return error_mark_node;
11876     }
11877 }
11878
11879 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
11880    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
11881    operator.  */
11882
11883 static tree
11884 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
11885                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
11886 {
11887     tree name;
11888     tree qualifying_scope;
11889     tree fns;
11890     tree optype;
11891     tree template_args = 0;
11892     bool template_id_p = false;
11893     bool qualified = BASELINK_QUALIFIED_P (baselink);
11894
11895     /* A baselink indicates a function from a base class.  Both the
11896        BASELINK_ACCESS_BINFO and the base class referenced may
11897        indicate bases of the template class, rather than the
11898        instantiated class.  In addition, lookups that were not
11899        ambiguous before may be ambiguous now.  Therefore, we perform
11900        the lookup again.  */
11901     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
11902     qualifying_scope = tsubst (qualifying_scope, args,
11903                                complain, in_decl);
11904     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
11905     optype = tsubst (BASELINK_OPTYPE (baselink), args, complain, in_decl);
11906     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
11907       {
11908         template_id_p = true;
11909         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
11910         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
11911         if (template_args)
11912           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
11913                                                 complain, in_decl);
11914       }
11915     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
11916     if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (name))
11917       name = mangle_conv_op_name_for_type (optype);
11918     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
11919     if (!baselink)
11920       return error_mark_node;
11921
11922     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
11923        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
11924        later by overload resolution will be marked as used at that
11925        point.)  */
11926     if (BASELINK_P (baselink))
11927       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
11928     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
11929       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
11930
11931     /* Add back the template arguments, if present.  */
11932     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
11933       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
11934         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
11935                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
11936                     template_args);
11937     /* Update the conversion operator type.  */
11938     BASELINK_OPTYPE (baselink) = optype;
11939
11940     if (!object_type)
11941       object_type = current_class_type;
11942
11943     if (qualified)
11944       baselink = adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
11945                                                          qualifying_scope,
11946                                                          object_type);
11947     return baselink;
11948 }
11949
11950 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
11951    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
11952    itself; false if more of the postfix-expression follows the
11953    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
11954    of "&".  */
11955
11956 static tree
11957 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
11958                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
11959                      bool done, bool address_p)
11960 {
11961   tree expr;
11962   tree scope;
11963   tree name;
11964   bool is_template;
11965   tree template_args;
11966
11967   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
11968
11969   /* Figure out what name to look up.  */
11970   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
11971   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
11972     {
11973       is_template = true;
11974       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
11975       if (template_args)
11976         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
11977                                               complain, in_decl);
11978       name = TREE_OPERAND (name, 0);
11979     }
11980   else
11981     {
11982       is_template = false;
11983       template_args = NULL_TREE;
11984     }
11985
11986   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
11987      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
11988      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
11989      substituting will not help.  */
11990   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
11991   if (args)
11992     {
11993       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
11994       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
11995     }
11996   else
11997     expr = name;
11998
11999   if (dependent_scope_p (scope))
12000     {
12001       if (is_template)
12002         expr = build_min_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, expr, template_args);
12003       return build_qualified_name (NULL_TREE, scope, expr,
12004                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id));
12005     }
12006
12007   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
12008     {
12009       if (TREE_CODE (expr) == BIT_NOT_EXPR)
12010         {
12011           /* A BIT_NOT_EXPR is used to represent a destructor.  */
12012           if (!check_dtor_name (scope, TREE_OPERAND (expr, 0)))
12013             {
12014               error ("qualifying type %qT does not match destructor name ~%qT",
12015                      scope, TREE_OPERAND (expr, 0));
12016               expr = error_mark_node;
12017             }
12018           else
12019             expr = lookup_qualified_name (scope, complete_dtor_identifier,
12020                                           /*is_type_p=*/0, false);
12021         }
12022       else
12023         expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
12024       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
12025                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
12026         {
12027           if (complain & tf_error)
12028             {
12029               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
12030                      "instantiation yields a type", qualified_id);
12031               inform (input_location, "say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
12032             }
12033           return error_mark_node;
12034         }
12035     }
12036
12037   if (DECL_P (expr))
12038     {
12039       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
12040                                            scope);
12041       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
12042       mark_used (expr);
12043     }
12044
12045   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
12046     {
12047       if (complain & tf_error)
12048         qualified_name_lookup_error (scope,
12049                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
12050                                      expr, input_location);
12051       return error_mark_node;
12052     }
12053
12054   if (is_template)
12055     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
12056
12057   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
12058     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
12059                                  expr, input_location);
12060   else if (TYPE_P (scope))
12061     {
12062       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
12063               (expr, scope, current_class_type));
12064       expr = (finish_qualified_id_expr
12065               (scope, expr, done, address_p && PTRMEM_OK_P (qualified_id),
12066                QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id),
12067                /*template_arg_p=*/false));
12068     }
12069
12070   /* Expressions do not generally have reference type.  */
12071   if (TREE_CODE (expr) != SCOPE_REF
12072       /* However, if we're about to form a pointer-to-member, we just
12073          want the referenced member referenced.  */
12074       && TREE_CODE (expr) != OFFSET_REF)
12075     expr = convert_from_reference (expr);
12076
12077   return expr;
12078 }
12079
12080 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
12081    template parms; to finish processing the resultant expression, use
12082    tsubst_copy_and_build or tsubst_expr.  */
12083
12084 static tree
12085 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
12086 {
12087   enum tree_code code;
12088   tree r;
12089
12090   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node || args == NULL_TREE)
12091     return t;
12092
12093   code = TREE_CODE (t);
12094
12095   switch (code)
12096     {
12097     case PARM_DECL:
12098       r = retrieve_local_specialization (t);
12099
12100       if (r == NULL)
12101         {
12102           tree c;
12103
12104           /* We get here for a use of 'this' in an NSDMI.  */
12105           if (DECL_NAME (t) == this_identifier
12106               && at_function_scope_p ()
12107               && DECL_CONSTRUCTOR_P (current_function_decl))
12108             return current_class_ptr;
12109
12110           /* This can happen for a parameter name used later in a function
12111              declaration (such as in a late-specified return type).  Just
12112              make a dummy decl, since it's only used for its type.  */
12113           gcc_assert (cp_unevaluated_operand != 0);
12114           /* We copy T because want to tsubst the PARM_DECL only,
12115              not the following PARM_DECLs that are chained to T.  */
12116           c = copy_node (t);
12117           r = tsubst_decl (c, args, complain);
12118           /* Give it the template pattern as its context; its true context
12119              hasn't been instantiated yet and this is good enough for
12120              mangling.  */
12121           DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (t);
12122         }
12123       
12124       if (TREE_CODE (r) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
12125         r = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (r);
12126       mark_used (r);
12127       return r;
12128
12129     case CONST_DECL:
12130       {
12131         tree enum_type;
12132         tree v;
12133
12134         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
12135           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
12136         /* There is no need to substitute into namespace-scope
12137            enumerators.  */
12138         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
12139           return t;
12140         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
12141         if (args == NULL_TREE)
12142           return integral_constant_value (t);
12143
12144         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
12145            Consider:
12146
12147              template <int I> int f() {
12148              enum E { a = I };
12149              struct S { void g() { E e = a; } };
12150              };
12151
12152            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
12153            clever enough to find f<7>::a.  */
12154         enum_type
12155           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
12156                               /*entering_scope=*/0);
12157
12158         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
12159              v != NULL_TREE;
12160              v = TREE_CHAIN (v))
12161           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
12162             return TREE_VALUE (v);
12163
12164           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
12165              name-lookup found it during preliminary parsing, we
12166              should find it again here during instantiation.  */
12167         gcc_unreachable ();
12168       }
12169       return t;
12170
12171     case FIELD_DECL:
12172       if (DECL_CONTEXT (t))
12173         {
12174           tree ctx;
12175
12176           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
12177                                   /*entering_scope=*/1);
12178           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
12179             {
12180               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
12181               if (!r)
12182                 {
12183                   if (complain & tf_error)
12184                     error ("using invalid field %qD", t);
12185                   return error_mark_node;
12186                 }
12187               return r;
12188             }
12189         }
12190
12191       return t;
12192
12193     case VAR_DECL:
12194     case FUNCTION_DECL:
12195       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
12196           || local_variable_p (t))
12197         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
12198       mark_used (t);
12199       return t;
12200
12201     case NAMESPACE_DECL:
12202       return t;
12203
12204     case OVERLOAD:
12205       /* An OVERLOAD will always be a non-dependent overload set; an
12206          overload set from function scope will just be represented with an
12207          IDENTIFIER_NODE, and from class scope with a BASELINK.  */
12208       gcc_assert (!uses_template_parms (t));
12209       return t;
12210
12211     case BASELINK:
12212       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
12213
12214     case TEMPLATE_DECL:
12215       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
12216         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
12217                        args, complain, in_decl);
12218       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
12219         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
12220       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
12221                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
12222         {
12223           /* Template template argument like the following example need
12224              special treatment:
12225
12226                template <template <class> class TT> struct C {};
12227                template <class T> struct D {
12228                  template <class U> struct E {};
12229                  C<E> c;                                // #1
12230                };
12231                D<int> d;                                // #2
12232
12233              We are processing the template argument `E' in #1 for
12234              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
12235              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
12236              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
12237
12238           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
12239           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
12240         }
12241       else
12242         /* Ordinary template template argument.  */
12243         return t;
12244
12245     case CAST_EXPR:
12246     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12247     case CONST_CAST_EXPR:
12248     case STATIC_CAST_EXPR:
12249     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12250     case IMPLICIT_CONV_EXPR:
12251     case CONVERT_EXPR:
12252     case NOP_EXPR:
12253       return build1
12254         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
12255          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
12256
12257     case SIZEOF_EXPR:
12258       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
12259         {
12260
12261           tree expanded;
12262           int len = 0;
12263
12264           ++cp_unevaluated_operand;
12265           ++c_inhibit_evaluation_warnings;
12266           /* We only want to compute the number of arguments.  */
12267           expanded = tsubst_pack_expansion (TREE_OPERAND (t, 0), args,
12268                                             complain, in_decl);
12269           --cp_unevaluated_operand;
12270           --c_inhibit_evaluation_warnings;
12271
12272           if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
12273             len = TREE_VEC_LENGTH (expanded);
12274
12275           if (expanded == error_mark_node)
12276             return error_mark_node;
12277           else if (PACK_EXPANSION_P (expanded)
12278                    || (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC
12279                        && len > 0
12280                        && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (expanded, len-1))))
12281             {
12282               if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
12283                 expanded = TREE_VEC_ELT (expanded, len - 1);
12284
12285               if (TYPE_P (expanded))
12286                 return cxx_sizeof_or_alignof_type (expanded, SIZEOF_EXPR, 
12287                                                    complain & tf_error);
12288               else
12289                 return cxx_sizeof_or_alignof_expr (expanded, SIZEOF_EXPR,
12290                                                    complain & tf_error);
12291             }
12292           else
12293             return build_int_cst (size_type_node, len);
12294         }
12295       /* Fall through */
12296
12297     case INDIRECT_REF:
12298     case NEGATE_EXPR:
12299     case TRUTH_NOT_EXPR:
12300     case BIT_NOT_EXPR:
12301     case ADDR_EXPR:
12302     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
12303     case ALIGNOF_EXPR:
12304     case AT_ENCODE_EXPR:
12305     case ARROW_EXPR:
12306     case THROW_EXPR:
12307     case TYPEID_EXPR:
12308     case REALPART_EXPR:
12309     case IMAGPART_EXPR:
12310       return build1
12311         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
12312          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
12313
12314     case COMPONENT_REF:
12315       {
12316         tree object;
12317         tree name;
12318
12319         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
12320         name = TREE_OPERAND (t, 1);
12321         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
12322           {
12323             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
12324                                 complain, in_decl);
12325             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
12326           }
12327         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
12328                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
12329           {
12330             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
12331                                      complain, in_decl);
12332             name = TREE_OPERAND (name, 1);
12333             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
12334                                 complain, in_decl);
12335             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
12336             name = build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
12337                                          base, name,
12338                                          /*template_p=*/false);
12339           }
12340         else if (BASELINK_P (name))
12341           name = tsubst_baselink (name,
12342                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
12343                                   args, complain,
12344                                   in_decl);
12345         else
12346           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
12347         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
12348       }
12349
12350     case PLUS_EXPR:
12351     case MINUS_EXPR:
12352     case MULT_EXPR:
12353     case TRUNC_DIV_EXPR:
12354     case CEIL_DIV_EXPR:
12355     case FLOOR_DIV_EXPR:
12356     case ROUND_DIV_EXPR:
12357     case EXACT_DIV_EXPR:
12358     case BIT_AND_EXPR:
12359     case BIT_IOR_EXPR:
12360     case BIT_XOR_EXPR:
12361     case TRUNC_MOD_EXPR:
12362     case FLOOR_MOD_EXPR:
12363     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
12364     case TRUTH_ORIF_EXPR:
12365     case TRUTH_AND_EXPR:
12366     case TRUTH_OR_EXPR:
12367     case RSHIFT_EXPR:
12368     case LSHIFT_EXPR:
12369     case RROTATE_EXPR:
12370     case LROTATE_EXPR:
12371     case EQ_EXPR:
12372     case NE_EXPR:
12373     case MAX_EXPR:
12374     case MIN_EXPR:
12375     case LE_EXPR:
12376     case GE_EXPR:
12377     case LT_EXPR:
12378     case GT_EXPR:
12379     case COMPOUND_EXPR:
12380     case DOTSTAR_EXPR:
12381     case MEMBER_REF:
12382     case PREDECREMENT_EXPR:
12383     case PREINCREMENT_EXPR:
12384     case POSTDECREMENT_EXPR:
12385     case POSTINCREMENT_EXPR:
12386       return build_nt
12387         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12388          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
12389
12390     case SCOPE_REF:
12391       return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
12392                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0),
12393                                                 args, complain, in_decl),
12394                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1),
12395                                                 args, complain, in_decl),
12396                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
12397
12398     case ARRAY_REF:
12399       return build_nt
12400         (ARRAY_REF,
12401          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12402          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
12403          NULL_TREE, NULL_TREE);
12404
12405     case CALL_EXPR:
12406       {
12407         int n = VL_EXP_OPERAND_LENGTH (t);
12408         tree result = build_vl_exp (CALL_EXPR, n);
12409         int i;
12410         for (i = 0; i < n; i++)
12411           TREE_OPERAND (t, i) = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, i), args,
12412                                              complain, in_decl);
12413         return result;
12414       }
12415
12416     case COND_EXPR:
12417     case MODOP_EXPR:
12418     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
12419       {
12420         r = build_nt
12421           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12422            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
12423            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
12424         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
12425         return r;
12426       }
12427
12428     case NEW_EXPR:
12429       {
12430         r = build_nt
12431         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12432          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
12433          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
12434         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
12435         return r;
12436       }
12437
12438     case DELETE_EXPR:
12439       {
12440         r = build_nt
12441         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12442          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
12443         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
12444         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
12445         return r;
12446       }
12447
12448     case TEMPLATE_ID_EXPR:
12449       {
12450         /* Substituted template arguments */
12451         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
12452         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
12453
12454         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
12455         if (targs)
12456           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
12457
12458         return lookup_template_function (fn, targs);
12459       }
12460
12461     case TREE_LIST:
12462       {
12463         tree purpose, value, chain;
12464
12465         if (t == void_list_node)
12466           return t;
12467
12468         purpose = TREE_PURPOSE (t);
12469         if (purpose)
12470           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
12471         value = TREE_VALUE (t);
12472         if (value)
12473           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
12474         chain = TREE_CHAIN (t);
12475         if (chain && chain != void_type_node)
12476           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
12477         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
12478             && value == TREE_VALUE (t)
12479             && chain == TREE_CHAIN (t))
12480           return t;
12481         return tree_cons (purpose, value, chain);
12482       }
12483
12484     case RECORD_TYPE:
12485     case UNION_TYPE:
12486     case ENUMERAL_TYPE:
12487     case INTEGER_TYPE:
12488     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
12489     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
12490     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
12491     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
12492     case POINTER_TYPE:
12493     case REFERENCE_TYPE:
12494     case OFFSET_TYPE:
12495     case FUNCTION_TYPE:
12496     case METHOD_TYPE:
12497     case ARRAY_TYPE:
12498     case TYPENAME_TYPE:
12499     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
12500     case TYPEOF_TYPE:
12501     case DECLTYPE_TYPE:
12502     case TYPE_DECL:
12503       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
12504
12505     case IDENTIFIER_NODE:
12506       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
12507         {
12508           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12509           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
12510         }
12511       else
12512         return t;
12513
12514     case CONSTRUCTOR:
12515       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
12516       gcc_unreachable ();
12517
12518     case VA_ARG_EXPR:
12519       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
12520                                           in_decl),
12521                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
12522
12523     case CLEANUP_POINT_EXPR:
12524       /* We shouldn't have built any of these during initial template
12525          generation.  Instead, they should be built during instantiation
12526          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
12527       gcc_unreachable ();
12528
12529     case OFFSET_REF:
12530       r = build2
12531         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
12532          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12533          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
12534       PTRMEM_OK_P (r) = PTRMEM_OK_P (t);
12535       mark_used (TREE_OPERAND (r, 1));
12536       return r;
12537
12538     case EXPR_PACK_EXPANSION:
12539       error ("invalid use of pack expansion expression");
12540       return error_mark_node;
12541
12542     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
12543       error ("use %<...%> to expand argument pack");
12544       return error_mark_node;
12545
12546     case INTEGER_CST:
12547     case REAL_CST:
12548     case STRING_CST:
12549     case COMPLEX_CST:
12550       {
12551         /* Instantiate any typedefs in the type.  */
12552         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12553         r = fold_convert (type, t);
12554         gcc_assert (TREE_CODE (r) == code);
12555         return r;
12556       }
12557
12558     case PTRMEM_CST:
12559       /* These can sometimes show up in a partial instantiation, but never
12560          involve template parms.  */
12561       gcc_assert (!uses_template_parms (t));
12562       return t;
12563
12564     default:
12565       /* We shouldn't get here, but keep going if !ENABLE_CHECKING.  */
12566       gcc_checking_assert (false);
12567       return t;
12568     }
12569 }
12570
12571 /* Like tsubst_copy, but specifically for OpenMP clauses.  */
12572
12573 static tree
12574 tsubst_omp_clauses (tree clauses, tree args, tsubst_flags_t complain,
12575                     tree in_decl)
12576 {
12577   tree new_clauses = NULL, nc, oc;
12578
12579   for (oc = clauses; oc ; oc = OMP_CLAUSE_CHAIN (oc))
12580     {
12581       nc = copy_node (oc);
12582       OMP_CLAUSE_CHAIN (nc) = new_clauses;
12583       new_clauses = nc;
12584
12585       switch (OMP_CLAUSE_CODE (nc))
12586         {
12587         case OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE:
12588           if (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc))
12589             {
12590               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc) = push_stmt_list ();
12591               tsubst_expr (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc), args, complain,
12592                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
12593               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc)
12594                 = pop_stmt_list (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc));
12595             }
12596           /* FALLTHRU */
12597         case OMP_CLAUSE_PRIVATE:
12598         case OMP_CLAUSE_SHARED:
12599         case OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE:
12600         case OMP_CLAUSE_REDUCTION:
12601         case OMP_CLAUSE_COPYIN:
12602         case OMP_CLAUSE_COPYPRIVATE:
12603         case OMP_CLAUSE_IF:
12604         case OMP_CLAUSE_NUM_THREADS:
12605         case OMP_CLAUSE_SCHEDULE:
12606         case OMP_CLAUSE_COLLAPSE:
12607         case OMP_CLAUSE_FINAL:
12608           OMP_CLAUSE_OPERAND (nc, 0)
12609             = tsubst_expr (OMP_CLAUSE_OPERAND (oc, 0), args, complain, 
12610                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
12611           break;
12612         case OMP_CLAUSE_NOWAIT:
12613         case OMP_CLAUSE_ORDERED:
12614         case OMP_CLAUSE_DEFAULT:
12615         case OMP_CLAUSE_UNTIED:
12616         case OMP_CLAUSE_MERGEABLE:
12617           break;
12618         default:
12619           gcc_unreachable ();
12620         }
12621     }
12622
12623   return finish_omp_clauses (nreverse (new_clauses));
12624 }
12625
12626 /* Like tsubst_copy_and_build, but unshare TREE_LIST nodes.  */
12627
12628 static tree
12629 tsubst_copy_asm_operands (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
12630                           tree in_decl)
12631 {
12632 #define RECUR(t) tsubst_copy_asm_operands (t, args, complain, in_decl)
12633
12634   tree purpose, value, chain;
12635
12636   if (t == NULL)
12637     return t;
12638
12639   if (TREE_CODE (t) != TREE_LIST)
12640     return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
12641                                   /*function_p=*/false,
12642                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
12643
12644   if (t == void_list_node)
12645     return t;
12646
12647   purpose = TREE_PURPOSE (t);
12648   if (purpose)
12649     purpose = RECUR (purpose);
12650   value = TREE_VALUE (t);
12651   if (value)
12652     {
12653       if (TREE_CODE (value) != LABEL_DECL)
12654         value = RECUR (value);
12655       else
12656         {
12657           value = lookup_label (DECL_NAME (value));
12658           gcc_assert (TREE_CODE (value) == LABEL_DECL);
12659           TREE_USED (value) = 1;
12660         }
12661     }
12662   chain = TREE_CHAIN (t);
12663   if (chain && chain != void_type_node)
12664     chain = RECUR (chain);
12665   return tree_cons (purpose, value, chain);
12666 #undef RECUR
12667 }
12668
12669 /* Substitute one OMP_FOR iterator.  */
12670
12671 static void
12672 tsubst_omp_for_iterator (tree t, int i, tree declv, tree initv,
12673                          tree condv, tree incrv, tree *clauses,
12674                          tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
12675                          bool integral_constant_expression_p)
12676 {
12677 #define RECUR(NODE)                             \
12678   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
12679                integral_constant_expression_p)
12680   tree decl, init, cond, incr, auto_node;
12681
12682   init = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INIT (t), i);
12683   gcc_assert (TREE_CODE (init) == MODIFY_EXPR);
12684   decl = RECUR (TREE_OPERAND (init, 0));
12685   init = TREE_OPERAND (init, 1);
12686   auto_node = type_uses_auto (TREE_TYPE (decl));
12687   if (auto_node && init)
12688     {
12689       tree init_expr = init;
12690       if (TREE_CODE (init_expr) == DECL_EXPR)
12691         init_expr = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (init_expr));
12692       init_expr = RECUR (init_expr);
12693       TREE_TYPE (decl)
12694         = do_auto_deduction (TREE_TYPE (decl), init_expr, auto_node);
12695     }
12696   gcc_assert (!type_dependent_expression_p (decl));
12697
12698   if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
12699     {
12700       cond = RECUR (TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i));
12701       incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
12702       if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
12703         incr = build_x_modify_expr (RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NOP_EXPR,
12704                                     RECUR (TREE_OPERAND (incr, 1)),
12705                                     complain);
12706       else
12707         incr = RECUR (incr);
12708       TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
12709       TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
12710       TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
12711       TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
12712       return;
12713     }
12714
12715   if (init && TREE_CODE (init) != DECL_EXPR)
12716     {
12717       tree c;
12718       for (c = *clauses; c ; c = OMP_CLAUSE_CHAIN (c))
12719         {
12720           if ((OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_PRIVATE
12721                || OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE)
12722               && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
12723             break;
12724           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE
12725                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
12726             error ("iteration variable %qD should not be firstprivate", decl);
12727           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_REDUCTION
12728                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
12729             error ("iteration variable %qD should not be reduction", decl);
12730         }
12731       if (c == NULL)
12732         {
12733           c = build_omp_clause (input_location, OMP_CLAUSE_PRIVATE);
12734           OMP_CLAUSE_DECL (c) = decl;
12735           c = finish_omp_clauses (c);
12736           if (c)
12737             {
12738               OMP_CLAUSE_CHAIN (c) = *clauses;
12739               *clauses = c;
12740             }
12741         }
12742     }
12743   cond = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i);
12744   if (COMPARISON_CLASS_P (cond))
12745     cond = build2 (TREE_CODE (cond), boolean_type_node,
12746                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 0)),
12747                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 1)));
12748   else
12749     cond = RECUR (cond);
12750   incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
12751   switch (TREE_CODE (incr))
12752     {
12753     case PREINCREMENT_EXPR:
12754     case PREDECREMENT_EXPR:
12755     case POSTINCREMENT_EXPR:
12756     case POSTDECREMENT_EXPR:
12757       incr = build2 (TREE_CODE (incr), TREE_TYPE (decl),
12758                      RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NULL_TREE);
12759       break;
12760     case MODIFY_EXPR:
12761       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
12762           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
12763         {
12764           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 1);
12765           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
12766                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
12767                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
12768                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
12769                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
12770         }
12771       else
12772         incr = RECUR (incr);
12773       break;
12774     case MODOP_EXPR:
12775       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
12776           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
12777         {
12778           tree lhs = RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0));
12779           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl), lhs,
12780                          build2 (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)),
12781                                  TREE_TYPE (decl), lhs,
12782                                  RECUR (TREE_OPERAND (incr, 2))));
12783         }
12784       else if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == NOP_EXPR
12785                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == PLUS_EXPR
12786                    || (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == MINUS_EXPR)))
12787         {
12788           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 2);
12789           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
12790                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
12791                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
12792                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
12793                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
12794         }
12795       else
12796         incr = RECUR (incr);
12797       break;
12798     default:
12799       incr = RECUR (incr);
12800       break;
12801     }
12802
12803   TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
12804   TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
12805   TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
12806   TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
12807 #undef RECUR
12808 }
12809
12810 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
12811    processing.  */
12812
12813 static tree
12814 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
12815              bool integral_constant_expression_p)
12816 {
12817 #define RECUR(NODE)                             \
12818   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
12819                integral_constant_expression_p)
12820
12821   tree stmt, tmp;
12822
12823   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
12824     return t;
12825
12826   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
12827     input_location = EXPR_LOCATION (t);
12828   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
12829     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
12830
12831   switch (TREE_CODE (t))
12832     {
12833     case STATEMENT_LIST:
12834       {
12835         tree_stmt_iterator i;
12836         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
12837           RECUR (tsi_stmt (i));
12838         break;
12839       }
12840
12841     case CTOR_INITIALIZER:
12842       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
12843                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
12844       break;
12845
12846     case RETURN_EXPR:
12847       finish_return_stmt (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12848       break;
12849
12850     case EXPR_STMT:
12851       tmp = RECUR (EXPR_STMT_EXPR (t));
12852       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
12853         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
12854       else
12855         finish_expr_stmt (tmp);
12856       break;
12857
12858     case USING_STMT:
12859       do_using_directive (USING_STMT_NAMESPACE (t));
12860       break;
12861
12862     case DECL_EXPR:
12863       {
12864         tree decl, pattern_decl;
12865         tree init;
12866
12867         pattern_decl = decl = DECL_EXPR_DECL (t);
12868         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
12869           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
12870         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
12871           {
12872             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
12873             tree name = DECL_NAME (decl);
12874             tree decl;
12875
12876             scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
12877             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
12878                                           /*is_type_p=*/false,
12879                                           /*complain=*/false);
12880             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
12881               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl, input_location);
12882             else
12883               do_local_using_decl (decl, scope, name);
12884           }
12885         else
12886           {
12887             init = DECL_INITIAL (decl);
12888             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
12889             if (decl != error_mark_node)
12890               {
12891                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
12892                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
12893                    handle local variables, and since we've already done
12894                    all that needs to be done, that's the right thing to
12895                    do.  */
12896                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
12897                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
12898                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
12899                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
12900                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
12901                   finish_anon_union (decl);
12902                 else if (is_capture_proxy (DECL_EXPR_DECL (t)))
12903                   {
12904                     DECL_CONTEXT (decl) = current_function_decl;
12905                     insert_capture_proxy (decl);
12906                   }
12907                 else
12908                   {
12909                     int const_init = false;
12910                     maybe_push_decl (decl);
12911                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
12912                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
12913                       {
12914                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
12915                            initializer.  */
12916                         const char *const name
12917                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
12918                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
12919                       }
12920                     else
12921                       {
12922                         tree t = RECUR (init);
12923
12924                         if (init && !t)
12925                           {
12926                             /* If we had an initializer but it
12927                                instantiated to nothing,
12928                                value-initialize the object.  This will
12929                                only occur when the initializer was a
12930                                pack expansion where the parameter packs
12931                                used in that expansion were of length
12932                                zero.  */
12933                             init = build_value_init (TREE_TYPE (decl),
12934                                                      complain);
12935                             if (TREE_CODE (init) == AGGR_INIT_EXPR)
12936                               init = get_target_expr_sfinae (init, complain);
12937                           }
12938                         else
12939                           init = t;
12940                       }
12941
12942                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
12943                       const_init = (DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P
12944                                     (pattern_decl));
12945                     cp_finish_decl (decl, init, const_init, NULL_TREE, 0);
12946                   }
12947               }
12948           }
12949
12950         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
12951            clause of an if/for/while construct.  */
12952         return decl;
12953       }
12954
12955     case FOR_STMT:
12956       stmt = begin_for_stmt (NULL_TREE, NULL_TREE);
12957       RECUR (FOR_INIT_STMT (t));
12958       finish_for_init_stmt (stmt);
12959       tmp = RECUR (FOR_COND (t));
12960       finish_for_cond (tmp, stmt);
12961       tmp = RECUR (FOR_EXPR (t));
12962       finish_for_expr (tmp, stmt);
12963       RECUR (FOR_BODY (t));
12964       finish_for_stmt (stmt);
12965       break;
12966
12967     case RANGE_FOR_STMT:
12968       {
12969         tree decl, expr;
12970         stmt = begin_for_stmt (NULL_TREE, NULL_TREE);
12971         decl = RANGE_FOR_DECL (t);
12972         decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
12973         maybe_push_decl (decl);
12974         expr = RECUR (RANGE_FOR_EXPR (t));
12975         stmt = cp_convert_range_for (stmt, decl, expr);
12976         RECUR (RANGE_FOR_BODY (t));
12977         finish_for_stmt (stmt);
12978       }
12979       break;
12980
12981     case WHILE_STMT:
12982       stmt = begin_while_stmt ();
12983       tmp = RECUR (WHILE_COND (t));
12984       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
12985       RECUR (WHILE_BODY (t));
12986       finish_while_stmt (stmt);
12987       break;
12988
12989     case DO_STMT:
12990       stmt = begin_do_stmt ();
12991       RECUR (DO_BODY (t));
12992       finish_do_body (stmt);
12993       tmp = RECUR (DO_COND (t));
12994       finish_do_stmt (tmp, stmt);
12995       break;
12996
12997     case IF_STMT:
12998       stmt = begin_if_stmt ();
12999       tmp = RECUR (IF_COND (t));
13000       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
13001       RECUR (THEN_CLAUSE (t));
13002       finish_then_clause (stmt);
13003
13004       if (ELSE_CLAUSE (t))
13005         {
13006           begin_else_clause (stmt);
13007           RECUR (ELSE_CLAUSE (t));
13008           finish_else_clause (stmt);
13009         }
13010
13011       finish_if_stmt (stmt);
13012       break;
13013
13014     case BIND_EXPR:
13015       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
13016         stmt = begin_function_body ();
13017       else
13018         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
13019                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
13020
13021       RECUR (BIND_EXPR_BODY (t));
13022
13023       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
13024         finish_function_body (stmt);
13025       else
13026         finish_compound_stmt (stmt);
13027       break;
13028
13029     case BREAK_STMT:
13030       finish_break_stmt ();
13031       break;
13032
13033     case CONTINUE_STMT:
13034       finish_continue_stmt ();
13035       break;
13036
13037     case SWITCH_STMT:
13038       stmt = begin_switch_stmt ();
13039       tmp = RECUR (SWITCH_STMT_COND (t));
13040       finish_switch_cond (tmp, stmt);
13041       RECUR (SWITCH_STMT_BODY (t));
13042       finish_switch_stmt (stmt);
13043       break;
13044
13045     case CASE_LABEL_EXPR:
13046       finish_case_label (EXPR_LOCATION (t),
13047                          RECUR (CASE_LOW (t)),
13048                          RECUR (CASE_HIGH (t)));
13049       break;
13050
13051     case LABEL_EXPR:
13052       {
13053         tree decl = LABEL_EXPR_LABEL (t);
13054         tree label;
13055
13056         label = finish_label_stmt (DECL_NAME (decl));
13057         if (DECL_ATTRIBUTES (decl) != NULL_TREE)
13058           cplus_decl_attributes (&label, DECL_ATTRIBUTES (decl), 0);
13059       }
13060       break;
13061
13062     case GOTO_EXPR:
13063       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
13064       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
13065         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
13066            non-computed gotos must not be; the identifier in question
13067            will have no binding.  */
13068         tmp = RECUR (tmp);
13069       else
13070         tmp = DECL_NAME (tmp);
13071       finish_goto_stmt (tmp);
13072       break;
13073
13074     case ASM_EXPR:
13075       tmp = finish_asm_stmt
13076         (ASM_VOLATILE_P (t),
13077          RECUR (ASM_STRING (t)),
13078          tsubst_copy_asm_operands (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
13079          tsubst_copy_asm_operands (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
13080          tsubst_copy_asm_operands (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl),
13081          tsubst_copy_asm_operands (ASM_LABELS (t), args, complain, in_decl));
13082       {
13083         tree asm_expr = tmp;
13084         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
13085           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
13086         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
13087       }
13088       break;
13089
13090     case TRY_BLOCK:
13091       if (CLEANUP_P (t))
13092         {
13093           stmt = begin_try_block ();
13094           RECUR (TRY_STMTS (t));
13095           finish_cleanup_try_block (stmt);
13096           finish_cleanup (RECUR (TRY_HANDLERS (t)), stmt);
13097         }
13098       else
13099         {
13100           tree compound_stmt = NULL_TREE;
13101
13102           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
13103             stmt = begin_function_try_block (&compound_stmt);
13104           else
13105             stmt = begin_try_block ();
13106
13107           RECUR (TRY_STMTS (t));
13108
13109           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
13110             finish_function_try_block (stmt);
13111           else
13112             finish_try_block (stmt);
13113
13114           RECUR (TRY_HANDLERS (t));
13115           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
13116             finish_function_handler_sequence (stmt, compound_stmt);
13117           else
13118             finish_handler_sequence (stmt);
13119         }
13120       break;
13121
13122     case HANDLER:
13123       {
13124         tree decl = HANDLER_PARMS (t);
13125
13126         if (decl)
13127           {
13128             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
13129             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
13130                this variable.  We've already done all that needs to be
13131                done.  */
13132             if (decl != error_mark_node)
13133               DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
13134           }
13135         stmt = begin_handler ();
13136         finish_handler_parms (decl, stmt);
13137         RECUR (HANDLER_BODY (t));
13138         finish_handler (stmt);
13139       }
13140       break;
13141
13142     case TAG_DEFN:
13143       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
13144       break;
13145
13146     case STATIC_ASSERT:
13147       {
13148         tree condition = 
13149           tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), 
13150                        args,
13151                        complain, in_decl,
13152                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
13153         finish_static_assert (condition,
13154                               STATIC_ASSERT_MESSAGE (t),
13155                               STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
13156                               /*member_p=*/false);
13157       }
13158       break;
13159
13160     case OMP_PARALLEL:
13161       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_PARALLEL_CLAUSES (t),
13162                                 args, complain, in_decl);
13163       stmt = begin_omp_parallel ();
13164       RECUR (OMP_PARALLEL_BODY (t));
13165       OMP_PARALLEL_COMBINED (finish_omp_parallel (tmp, stmt))
13166         = OMP_PARALLEL_COMBINED (t);
13167       break;
13168
13169     case OMP_TASK:
13170       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_TASK_CLAUSES (t),
13171                                 args, complain, in_decl);
13172       stmt = begin_omp_task ();
13173       RECUR (OMP_TASK_BODY (t));
13174       finish_omp_task (tmp, stmt);
13175       break;
13176
13177     case OMP_FOR:
13178       {
13179         tree clauses, body, pre_body;
13180         tree declv, initv, condv, incrv;
13181         int i;
13182
13183         clauses = tsubst_omp_clauses (OMP_FOR_CLAUSES (t),
13184                                       args, complain, in_decl);
13185         declv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
13186         initv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
13187         condv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
13188         incrv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
13189
13190         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)); i++)
13191           tsubst_omp_for_iterator (t, i, declv, initv, condv, incrv,
13192                                    &clauses, args, complain, in_decl,
13193                                    integral_constant_expression_p);
13194
13195         stmt = begin_omp_structured_block ();
13196
13197         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (initv); i++)
13198           if (TREE_VEC_ELT (initv, i) == NULL
13199               || TREE_CODE (TREE_VEC_ELT (initv, i)) != DECL_EXPR)
13200             TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
13201           else if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_VEC_ELT (initv, i))))
13202             {
13203               tree init = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
13204               gcc_assert (init == TREE_VEC_ELT (declv, i));
13205               TREE_VEC_ELT (initv, i) = NULL_TREE;
13206             }
13207           else
13208             {
13209               tree decl_expr = TREE_VEC_ELT (initv, i);
13210               tree init = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr));
13211               gcc_assert (init != NULL);
13212               TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (init);
13213               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = NULL;
13214               RECUR (decl_expr);
13215               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = init;
13216             }
13217
13218         pre_body = push_stmt_list ();
13219         RECUR (OMP_FOR_PRE_BODY (t));
13220         pre_body = pop_stmt_list (pre_body);
13221
13222         body = push_stmt_list ();
13223         RECUR (OMP_FOR_BODY (t));
13224         body = pop_stmt_list (body);
13225
13226         t = finish_omp_for (EXPR_LOCATION (t), declv, initv, condv, incrv,
13227                             body, pre_body, clauses);
13228
13229         add_stmt (finish_omp_structured_block (stmt));
13230       }
13231       break;
13232
13233     case OMP_SECTIONS:
13234     case OMP_SINGLE:
13235       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_CLAUSES (t), args, complain, in_decl);
13236       stmt = push_stmt_list ();
13237       RECUR (OMP_BODY (t));
13238       stmt = pop_stmt_list (stmt);
13239
13240       t = copy_node (t);
13241       OMP_BODY (t) = stmt;
13242       OMP_CLAUSES (t) = tmp;
13243       add_stmt (t);
13244       break;
13245
13246     case OMP_SECTION:
13247     case OMP_CRITICAL:
13248     case OMP_MASTER:
13249     case OMP_ORDERED:
13250       stmt = push_stmt_list ();
13251       RECUR (OMP_BODY (t));
13252       stmt = pop_stmt_list (stmt);
13253
13254       t = copy_node (t);
13255       OMP_BODY (t) = stmt;
13256       add_stmt (t);
13257       break;
13258
13259     case OMP_ATOMIC:
13260       gcc_assert (OMP_ATOMIC_DEPENDENT_P (t));
13261       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)) != MODIFY_EXPR)
13262         {
13263           tree op1 = TREE_OPERAND (t, 1);
13264           tree rhs1 = NULL_TREE;
13265           tree lhs, rhs;
13266           if (TREE_CODE (op1) == COMPOUND_EXPR)
13267             {
13268               rhs1 = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13269               op1 = TREE_OPERAND (op1, 1);
13270             }
13271           lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13272           rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 1));
13273           finish_omp_atomic (OMP_ATOMIC, TREE_CODE (op1), lhs, rhs,
13274                              NULL_TREE, NULL_TREE, rhs1);
13275         }
13276       else
13277         {
13278           tree op1 = TREE_OPERAND (t, 1);
13279           tree v = NULL_TREE, lhs, rhs = NULL_TREE, lhs1 = NULL_TREE;
13280           tree rhs1 = NULL_TREE;
13281           enum tree_code code = TREE_CODE (TREE_OPERAND (op1, 1));
13282           enum tree_code opcode = NOP_EXPR;
13283           if (code == OMP_ATOMIC_READ)
13284             {
13285               v = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13286               lhs = RECUR (TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (op1, 1), 0));
13287             }
13288           else if (code == OMP_ATOMIC_CAPTURE_OLD
13289                    || code == OMP_ATOMIC_CAPTURE_NEW)
13290             {
13291               tree op11 = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (op1, 1), 1);
13292               v = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13293               lhs1 = RECUR (TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (op1, 1), 0));
13294               if (TREE_CODE (op11) == COMPOUND_EXPR)
13295                 {
13296                   rhs1 = RECUR (TREE_OPERAND (op11, 0));
13297                   op11 = TREE_OPERAND (op11, 1);
13298                 }
13299               lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op11, 0));
13300               rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op11, 1));
13301               opcode = TREE_CODE (op11);
13302             }
13303           else
13304             {
13305               code = OMP_ATOMIC;
13306               lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13307               rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 1));
13308             }
13309           finish_omp_atomic (code, opcode, lhs, rhs, v, lhs1, rhs1);
13310         }
13311       break;
13312
13313     case TRANSACTION_EXPR:
13314       {
13315         int flags = 0;
13316         flags |= (TRANSACTION_EXPR_OUTER (t) ? TM_STMT_ATTR_OUTER : 0);
13317         flags |= (TRANSACTION_EXPR_RELAXED (t) ? TM_STMT_ATTR_RELAXED : 0);
13318
13319         if (TRANSACTION_EXPR_IS_STMT (t))
13320           {
13321             tree body = TRANSACTION_EXPR_BODY (t);
13322             tree noex = NULL_TREE;
13323             if (TREE_CODE (body) == MUST_NOT_THROW_EXPR)
13324               {
13325                 noex = MUST_NOT_THROW_COND (body);
13326                 if (noex == NULL_TREE)
13327                   noex = boolean_true_node;
13328                 body = TREE_OPERAND (body, 0);
13329               }
13330             stmt = begin_transaction_stmt (input_location, NULL, flags);
13331             RECUR (body);
13332             finish_transaction_stmt (stmt, NULL, flags, RECUR (noex));
13333           }
13334         else
13335           {
13336             stmt = build_transaction_expr (EXPR_LOCATION (t),
13337                                            RECUR (TRANSACTION_EXPR_BODY (t)),
13338                                            flags, NULL_TREE);
13339             return stmt;
13340           }
13341       }
13342       break;
13343
13344     case MUST_NOT_THROW_EXPR:
13345       return build_must_not_throw_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13346                                         RECUR (MUST_NOT_THROW_COND (t)));
13347
13348     case EXPR_PACK_EXPANSION:
13349       error ("invalid use of pack expansion expression");
13350       return error_mark_node;
13351
13352     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
13353       error ("use %<...%> to expand argument pack");
13354       return error_mark_node;
13355
13356     default:
13357       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
13358
13359       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
13360                                     /*function_p=*/false,
13361                                     integral_constant_expression_p);
13362     }
13363
13364   return NULL_TREE;
13365 #undef RECUR
13366 }
13367
13368 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
13369    call.  Return the substituted version of T.  */
13370
13371 static tree
13372 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
13373                                     tsubst_flags_t complain,
13374                                     tree in_decl)
13375 {
13376   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
13377     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
13378                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
13379   else
13380     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
13381                                /*function_p=*/false,
13382                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
13383
13384   return t;
13385 }
13386
13387 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
13388    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
13389
13390 tree
13391 tsubst_copy_and_build (tree t,
13392                        tree args,
13393                        tsubst_flags_t complain,
13394                        tree in_decl,
13395                        bool function_p,
13396                        bool integral_constant_expression_p)
13397 {
13398 #define RECUR(NODE)                                             \
13399   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl,         \
13400                          /*function_p=*/false,                  \
13401                          integral_constant_expression_p)
13402
13403   tree op1;
13404
13405   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
13406     return t;
13407
13408   switch (TREE_CODE (t))
13409     {
13410     case USING_DECL:
13411       t = DECL_NAME (t);
13412       /* Fall through.  */
13413     case IDENTIFIER_NODE:
13414       {
13415         tree decl;
13416         cp_id_kind idk;
13417         bool non_integral_constant_expression_p;
13418         const char *error_msg;
13419
13420         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
13421           {
13422             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
13423             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
13424           }
13425
13426         /* Look up the name.  */
13427         decl = lookup_name (t);
13428
13429         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
13430            failure, not NULL_TREE.  */
13431         if (decl == NULL_TREE)
13432           decl = error_mark_node;
13433
13434         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
13435                                      &idk,
13436                                      integral_constant_expression_p,
13437           /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/(cxx_dialect >= cxx0x),
13438                                      &non_integral_constant_expression_p,
13439                                      /*template_p=*/false,
13440                                      /*done=*/true,
13441                                      /*address_p=*/false,
13442                                      /*template_arg_p=*/false,
13443                                      &error_msg,
13444                                      input_location);
13445         if (error_msg)
13446           error (error_msg);
13447         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
13448           {
13449             if (complain & tf_error)
13450               unqualified_name_lookup_error (decl);
13451             decl = error_mark_node;
13452           }
13453         return decl;
13454       }
13455
13456     case TEMPLATE_ID_EXPR:
13457       {
13458         tree object;
13459         tree templ = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13460         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
13461
13462         if (targs)
13463           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
13464
13465         if (TREE_CODE (templ) == COMPONENT_REF)
13466           {
13467             object = TREE_OPERAND (templ, 0);
13468             templ = TREE_OPERAND (templ, 1);
13469           }
13470         else
13471           object = NULL_TREE;
13472         templ = lookup_template_function (templ, targs);
13473
13474         if (object)
13475           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (templ),
13476                          object, templ, NULL_TREE);
13477         else
13478           return baselink_for_fns (templ);
13479       }
13480
13481     case INDIRECT_REF:
13482       {
13483         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13484
13485         if (REFERENCE_REF_P (t))
13486           {
13487             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
13488                such an indirect ref, but the substitution of the cast
13489                will have also added such an indirect ref.  */
13490             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
13491               r = convert_from_reference (r);
13492           }
13493         else
13494           r = build_x_indirect_ref (r, RO_UNARY_STAR, complain);
13495         return r;
13496       }
13497
13498     case NOP_EXPR:
13499       return build_nop
13500         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
13501          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
13502
13503     case IMPLICIT_CONV_EXPR:
13504       {
13505         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
13506         tree expr = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13507         int flags = LOOKUP_IMPLICIT;
13508         if (IMPLICIT_CONV_EXPR_DIRECT_INIT (t))
13509           flags = LOOKUP_NORMAL;
13510         return perform_implicit_conversion_flags (type, expr, complain,
13511                                                   flags);
13512       }
13513
13514     case CONVERT_EXPR:
13515       return build1
13516         (CONVERT_EXPR,
13517          tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
13518          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
13519
13520     case CAST_EXPR:
13521     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
13522     case CONST_CAST_EXPR:
13523     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
13524     case STATIC_CAST_EXPR:
13525       {
13526         tree type;
13527         tree op;
13528
13529         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
13530         if (integral_constant_expression_p
13531             && !cast_valid_in_integral_constant_expression_p (type))
13532           {
13533             if (complain & tf_error)
13534               error ("a cast to a type other than an integral or "
13535                      "enumeration type cannot appear in a constant-expression");
13536             return error_mark_node; 
13537           }
13538
13539         op = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13540
13541         switch (TREE_CODE (t))
13542           {
13543           case CAST_EXPR:
13544             return build_functional_cast (type, op, complain);
13545           case REINTERPRET_CAST_EXPR:
13546             return build_reinterpret_cast (type, op, complain);
13547           case CONST_CAST_EXPR:
13548             return build_const_cast (type, op, complain);
13549           case DYNAMIC_CAST_EXPR:
13550             return build_dynamic_cast (type, op, complain);
13551           case STATIC_CAST_EXPR:
13552             return build_static_cast (type, op, complain);
13553           default:
13554             gcc_unreachable ();
13555           }
13556       }
13557
13558     case POSTDECREMENT_EXPR:
13559     case POSTINCREMENT_EXPR:
13560       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
13561                                                 args, complain, in_decl);
13562       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1, complain);
13563
13564     case PREDECREMENT_EXPR:
13565     case PREINCREMENT_EXPR:
13566     case NEGATE_EXPR:
13567     case BIT_NOT_EXPR:
13568     case ABS_EXPR:
13569     case TRUTH_NOT_EXPR:
13570     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
13571     case REALPART_EXPR:
13572     case IMAGPART_EXPR:
13573       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13574                                complain);
13575
13576     case FIX_TRUNC_EXPR:
13577       return cp_build_unary_op (FIX_TRUNC_EXPR, RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13578                                 0, complain);
13579
13580     case ADDR_EXPR:
13581       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
13582       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
13583         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1),
13584                                           EXPR_LOCATION (op1));
13585       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
13586         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
13587                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
13588       else
13589         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
13590                                                   in_decl);
13591       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1, complain);
13592
13593     case PLUS_EXPR:
13594     case MINUS_EXPR:
13595     case MULT_EXPR:
13596     case TRUNC_DIV_EXPR:
13597     case CEIL_DIV_EXPR:
13598     case FLOOR_DIV_EXPR:
13599     case ROUND_DIV_EXPR:
13600     case EXACT_DIV_EXPR:
13601     case BIT_AND_EXPR:
13602     case BIT_IOR_EXPR:
13603     case BIT_XOR_EXPR:
13604     case TRUNC_MOD_EXPR:
13605     case FLOOR_MOD_EXPR:
13606     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
13607     case TRUTH_ORIF_EXPR:
13608     case TRUTH_AND_EXPR:
13609     case TRUTH_OR_EXPR:
13610     case RSHIFT_EXPR:
13611     case LSHIFT_EXPR:
13612     case RROTATE_EXPR:
13613     case LROTATE_EXPR:
13614     case EQ_EXPR:
13615     case NE_EXPR:
13616     case MAX_EXPR:
13617     case MIN_EXPR:
13618     case LE_EXPR:
13619     case GE_EXPR:
13620     case LT_EXPR:
13621     case GT_EXPR:
13622     case MEMBER_REF:
13623     case DOTSTAR_EXPR:
13624       {
13625         tree r = build_x_binary_op
13626           (TREE_CODE (t),
13627            RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13628            (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 0))
13629             ? ERROR_MARK
13630             : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 0))),
13631            RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13632            (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 1))
13633             ? ERROR_MARK
13634             : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1))),
13635            /*overload=*/NULL,
13636            complain);
13637         if (EXPR_P (r) && TREE_NO_WARNING (t))
13638           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
13639         return r;
13640       }
13641
13642     case SCOPE_REF:
13643       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
13644                                   /*address_p=*/false);
13645     case ARRAY_REF:
13646       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
13647                                                 args, complain, in_decl);
13648       return build_x_array_ref (op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)), complain);
13649
13650     case SIZEOF_EXPR:
13651       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
13652         return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
13653       /* Fall through */
13654       
13655     case ALIGNOF_EXPR:
13656       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
13657       if (!args)
13658         {
13659           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
13660              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
13661              the substitutions may not work.  */
13662           if (!TYPE_P (op1))
13663             op1 = TREE_TYPE (op1);
13664         }
13665       else
13666         {
13667           ++cp_unevaluated_operand;
13668           ++c_inhibit_evaluation_warnings;
13669           op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
13670                                        /*function_p=*/false,
13671                                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
13672           --cp_unevaluated_operand;
13673           --c_inhibit_evaluation_warnings;
13674         }
13675       if (TYPE_P (op1))
13676         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), 
13677                                            complain & tf_error);
13678       else
13679         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t), 
13680                                            complain & tf_error);
13681
13682     case AT_ENCODE_EXPR:
13683       {
13684         op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
13685         ++cp_unevaluated_operand;
13686         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
13687         op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
13688                                      /*function_p=*/false,
13689                                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
13690         --cp_unevaluated_operand;
13691         --c_inhibit_evaluation_warnings;
13692         return objc_build_encode_expr (op1);
13693       }
13694
13695     case NOEXCEPT_EXPR:
13696       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
13697       ++cp_unevaluated_operand;
13698       ++c_inhibit_evaluation_warnings;
13699       op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
13700                                    /*function_p=*/false,
13701                                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
13702       --cp_unevaluated_operand;
13703       --c_inhibit_evaluation_warnings;
13704       return finish_noexcept_expr (op1, complain);
13705
13706     case MODOP_EXPR:
13707       {
13708         tree r = build_x_modify_expr
13709           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13710            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
13711            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
13712            complain);
13713         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
13714            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
13715            than plain assignment.  In the former case, it was already
13716            set and must be copied.  In the latter case,
13717            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
13718            here.  */
13719         if (TREE_NO_WARNING (t))
13720           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
13721         return r;
13722       }
13723
13724     case ARROW_EXPR:
13725       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
13726                                                 args, complain, in_decl);
13727       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
13728       if (DECL_P (op1))
13729         mark_used (op1);
13730       return build_x_arrow (op1);
13731
13732     case NEW_EXPR:
13733       {
13734         tree placement = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13735         tree init = RECUR (TREE_OPERAND (t, 3));
13736         VEC(tree,gc) *placement_vec;
13737         VEC(tree,gc) *init_vec;
13738         tree ret;
13739
13740         if (placement == NULL_TREE)
13741           placement_vec = NULL;
13742         else
13743           {
13744             placement_vec = make_tree_vector ();
13745             for (; placement != NULL_TREE; placement = TREE_CHAIN (placement))
13746               VEC_safe_push (tree, gc, placement_vec, TREE_VALUE (placement));
13747           }
13748
13749         /* If there was an initializer in the original tree, but it
13750            instantiated to an empty list, then we should pass a
13751            non-NULL empty vector to tell build_new that it was an
13752            empty initializer() rather than no initializer.  This can
13753            only happen when the initializer is a pack expansion whose
13754            parameter packs are of length zero.  */
13755         if (init == NULL_TREE && TREE_OPERAND (t, 3) == NULL_TREE)
13756           init_vec = NULL;
13757         else
13758           {
13759             init_vec = make_tree_vector ();
13760             if (init == void_zero_node)
13761               gcc_assert (init_vec != NULL);
13762             else
13763               {
13764                 for (; init != NULL_TREE; init = TREE_CHAIN (init))
13765                   VEC_safe_push (tree, gc, init_vec, TREE_VALUE (init));
13766               }
13767           }
13768
13769         ret = build_new (&placement_vec,
13770                          tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
13771                          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
13772                          &init_vec,
13773                          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t),
13774                          complain);
13775
13776         if (placement_vec != NULL)
13777           release_tree_vector (placement_vec);
13778         if (init_vec != NULL)
13779           release_tree_vector (init_vec);
13780
13781         return ret;
13782       }
13783
13784     case DELETE_EXPR:
13785      return delete_sanity
13786        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13787         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13788         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
13789         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t),
13790         complain);
13791
13792     case COMPOUND_EXPR:
13793       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13794                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13795                                     complain);
13796
13797     case CALL_EXPR:
13798       {
13799         tree function;
13800         VEC(tree,gc) *call_args;
13801         unsigned int nargs, i;
13802         bool qualified_p;
13803         bool koenig_p;
13804         tree ret;
13805
13806         function = CALL_EXPR_FN (t);
13807         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
13808            not Koenig lookup should be performed.  */
13809         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
13810         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
13811           {
13812             qualified_p = true;
13813             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
13814                                             /*done=*/false,
13815                                             /*address_p=*/false);
13816           }
13817         else if (koenig_p && TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
13818           {
13819             /* Do nothing; calling tsubst_copy_and_build on an identifier
13820                would incorrectly perform unqualified lookup again.
13821
13822                Note that we can also have an IDENTIFIER_NODE if the earlier
13823                unqualified lookup found a member function; in that case
13824                koenig_p will be false and we do want to do the lookup
13825                again to find the instantiated member function.
13826
13827                FIXME but doing that causes c++/15272, so we need to stop
13828                using IDENTIFIER_NODE in that situation.  */
13829             qualified_p = false;
13830           }
13831         else
13832           {
13833             if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
13834               {
13835                 tree op = TREE_OPERAND (function, 1);
13836
13837                 qualified_p = (TREE_CODE (op) == SCOPE_REF
13838                                || (BASELINK_P (op)
13839                                    && BASELINK_QUALIFIED_P (op)));
13840               }
13841             else
13842               qualified_p = false;
13843
13844             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
13845                                               in_decl,
13846                                               !qualified_p,
13847                                               integral_constant_expression_p);
13848
13849             if (BASELINK_P (function))
13850               qualified_p = true;
13851           }
13852
13853         nargs = call_expr_nargs (t);
13854         call_args = make_tree_vector ();
13855         for (i = 0; i < nargs; ++i)
13856           {
13857             tree arg = CALL_EXPR_ARG (t, i);
13858
13859             if (!PACK_EXPANSION_P (arg))
13860               VEC_safe_push (tree, gc, call_args,
13861                              RECUR (CALL_EXPR_ARG (t, i)));
13862             else
13863               {
13864                 /* Expand the pack expansion and push each entry onto
13865                    CALL_ARGS.  */
13866                 arg = tsubst_pack_expansion (arg, args, complain, in_decl);
13867                 if (TREE_CODE (arg) == TREE_VEC)
13868                   {
13869                     unsigned int len, j;
13870
13871                     len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
13872                     for (j = 0; j < len; ++j)
13873                       {
13874                         tree value = TREE_VEC_ELT (arg, j);
13875                         if (value != NULL_TREE)
13876                           value = convert_from_reference (value);
13877                         VEC_safe_push (tree, gc, call_args, value);
13878                       }
13879                   }
13880                 else
13881                   {
13882                     /* A partial substitution.  Add one entry.  */
13883                     VEC_safe_push (tree, gc, call_args, arg);
13884                   }
13885               }
13886           }
13887
13888         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
13889            lookup finds a non-function, in accordance with the
13890            expected resolution of DR 218.  */
13891         if (koenig_p
13892             && ((is_overloaded_fn (function)
13893                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
13894                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
13895                     to denote the function.  */
13896                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
13897                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
13898             /* Only do this when substitution turns a dependent call
13899                into a non-dependent call.  */
13900             && type_dependent_expression_p_push (t)
13901             && !any_type_dependent_arguments_p (call_args))
13902           function = perform_koenig_lookup (function, call_args, false,
13903                                             tf_none);
13904
13905         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE
13906             && !any_type_dependent_arguments_p (call_args))
13907           {
13908             if (koenig_p && (complain & tf_warning_or_error))
13909               {
13910                 /* For backwards compatibility and good diagnostics, try
13911                    the unqualified lookup again if we aren't in SFINAE
13912                    context.  */
13913                 tree unq = (tsubst_copy_and_build
13914                             (function, args, complain, in_decl, true,
13915                              integral_constant_expression_p));
13916                 if (unq == error_mark_node)
13917                   return error_mark_node;
13918
13919                 if (unq != function)
13920                   {
13921                     tree fn = unq;
13922                     if (TREE_CODE (fn) == INDIRECT_REF)
13923                       fn = TREE_OPERAND (fn, 0);
13924                     if (TREE_CODE (fn) == COMPONENT_REF)
13925                       fn = TREE_OPERAND (fn, 1);
13926                     if (is_overloaded_fn (fn))
13927                       fn = get_first_fn (fn);
13928                     permerror (EXPR_LOC_OR_HERE (t),
13929                                "%qD was not declared in this scope, "
13930                                "and no declarations were found by "
13931                                "argument-dependent lookup at the point "
13932                                "of instantiation", function);
13933                     if (!DECL_P (fn))
13934                       /* Can't say anything more.  */;
13935                     else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (fn))
13936                       {
13937                         inform (EXPR_LOC_OR_HERE (t),
13938                                 "declarations in dependent base %qT are "
13939                                 "not found by unqualified lookup",
13940                                 DECL_CLASS_CONTEXT (fn));
13941                         if (current_class_ptr)
13942                           inform (EXPR_LOC_OR_HERE (t),
13943                                   "use %<this->%D%> instead", function);
13944                         else
13945                           inform (EXPR_LOC_OR_HERE (t),
13946                                   "use %<%T::%D%> instead",
13947                                   current_class_name, function);
13948                       }
13949                     else
13950                       inform (0, "%q+D declared here, later in the "
13951                                 "translation unit", fn);
13952                     function = unq;
13953                   }
13954               }
13955             if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
13956               {
13957                 unqualified_name_lookup_error (function);
13958                 release_tree_vector (call_args);
13959                 return error_mark_node;
13960               }
13961           }
13962
13963         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
13964         if (DECL_P (function))
13965           mark_used (function);
13966
13967         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
13968           ret = build_offset_ref_call_from_tree (function, &call_args);
13969         else if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
13970           {
13971             tree instance = TREE_OPERAND (function, 0);
13972             tree fn = TREE_OPERAND (function, 1);
13973
13974             if (processing_template_decl
13975                 && (type_dependent_expression_p (instance)
13976                     || (!BASELINK_P (fn)
13977                         && TREE_CODE (fn) != FIELD_DECL)
13978                     || type_dependent_expression_p (fn)
13979                     || any_type_dependent_arguments_p (call_args)))
13980               ret = build_nt_call_vec (function, call_args);
13981             else if (!BASELINK_P (fn))
13982               ret = finish_call_expr (function, &call_args,
13983                                        /*disallow_virtual=*/false,
13984                                        /*koenig_p=*/false,
13985                                        complain);
13986             else
13987               ret = (build_new_method_call
13988                       (instance, fn,
13989                        &call_args, NULL_TREE,
13990                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL,
13991                        /*fn_p=*/NULL,
13992                        complain));
13993           }
13994         else
13995           ret = finish_call_expr (function, &call_args,
13996                                   /*disallow_virtual=*/qualified_p,
13997                                   koenig_p,
13998                                   complain);
13999
14000         release_tree_vector (call_args);
14001
14002         return ret;
14003       }
14004
14005     case COND_EXPR:
14006       return build_x_conditional_expr
14007         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
14008          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
14009          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
14010          complain);
14011
14012     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
14013       return finish_pseudo_destructor_expr
14014         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
14015          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
14016          tsubst (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
14017
14018     case TREE_LIST:
14019       {
14020         tree purpose, value, chain;
14021
14022         if (t == void_list_node)
14023           return t;
14024
14025         if ((TREE_PURPOSE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_PURPOSE (t)))
14026             || (TREE_VALUE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (t))))
14027           {
14028             /* We have pack expansions, so expand those and
14029                create a new list out of it.  */
14030             tree purposevec = NULL_TREE;
14031             tree valuevec = NULL_TREE;
14032             tree chain;
14033             int i, len = -1;
14034
14035             /* Expand the argument expressions.  */
14036             if (TREE_PURPOSE (t))
14037               purposevec = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), args,
14038                                                  complain, in_decl);
14039             if (TREE_VALUE (t))
14040               valuevec = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (t), args,
14041                                                complain, in_decl);
14042
14043             /* Build the rest of the list.  */
14044             chain = TREE_CHAIN (t);
14045             if (chain && chain != void_type_node)
14046               chain = RECUR (chain);
14047
14048             /* Determine the number of arguments.  */
14049             if (purposevec && TREE_CODE (purposevec) == TREE_VEC)
14050               {
14051                 len = TREE_VEC_LENGTH (purposevec);
14052                 gcc_assert (!valuevec || len == TREE_VEC_LENGTH (valuevec));
14053               }
14054             else if (TREE_CODE (valuevec) == TREE_VEC)
14055               len = TREE_VEC_LENGTH (valuevec);
14056             else
14057               {
14058                 /* Since we only performed a partial substitution into
14059                    the argument pack, we only return a single list
14060                    node.  */
14061                 if (purposevec == TREE_PURPOSE (t)
14062                     && valuevec == TREE_VALUE (t)
14063                     && chain == TREE_CHAIN (t))
14064                   return t;
14065
14066                 return tree_cons (purposevec, valuevec, chain);
14067               }
14068             
14069             /* Convert the argument vectors into a TREE_LIST */
14070             i = len;
14071             while (i > 0)
14072               {
14073                 /* Grab the Ith values.  */
14074                 i--;
14075                 purpose = purposevec ? TREE_VEC_ELT (purposevec, i) 
14076                                      : NULL_TREE;
14077                 value 
14078                   = valuevec ? convert_from_reference (TREE_VEC_ELT (valuevec, i)) 
14079                              : NULL_TREE;
14080
14081                 /* Build the list (backwards).  */
14082                 chain = tree_cons (purpose, value, chain);
14083               }
14084
14085             return chain;
14086           }
14087
14088         purpose = TREE_PURPOSE (t);
14089         if (purpose)
14090           purpose = RECUR (purpose);
14091         value = TREE_VALUE (t);
14092         if (value)
14093           value = RECUR (value);
14094         chain = TREE_CHAIN (t);
14095         if (chain && chain != void_type_node)
14096           chain = RECUR (chain);
14097         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
14098             && value == TREE_VALUE (t)
14099             && chain == TREE_CHAIN (t))
14100           return t;
14101         return tree_cons (purpose, value, chain);
14102       }
14103
14104     case COMPONENT_REF:
14105       {
14106         tree object;
14107         tree object_type;
14108         tree member;
14109
14110         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
14111                                                      args, complain, in_decl);
14112         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
14113         if (DECL_P (object))
14114           mark_used (object);
14115         object_type = TREE_TYPE (object);
14116
14117         member = TREE_OPERAND (t, 1);
14118         if (BASELINK_P (member))
14119           member = tsubst_baselink (member,
14120                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
14121                                     args, complain, in_decl);
14122         else
14123           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
14124         if (member == error_mark_node)
14125           return error_mark_node;
14126
14127         if (type_dependent_expression_p (object))
14128           /* We can't do much here.  */;
14129         else if (!CLASS_TYPE_P (object_type))
14130           {
14131             if (SCALAR_TYPE_P (object_type))
14132               {
14133                 tree s = NULL_TREE;
14134                 tree dtor = member;
14135
14136                 if (TREE_CODE (dtor) == SCOPE_REF)
14137                   {
14138                     s = TREE_OPERAND (dtor, 0);
14139                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 1);
14140                   }
14141                 if (TREE_CODE (dtor) == BIT_NOT_EXPR)
14142                   {
14143                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 0);
14144                     if (TYPE_P (dtor))
14145                       return finish_pseudo_destructor_expr (object, s, dtor);
14146                   }
14147               }
14148           }
14149         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
14150                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
14151           {
14152             /* Lookup the template functions now that we know what the
14153                scope is.  */
14154             tree scope = TREE_OPERAND (member, 0);
14155             tree tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
14156             tree args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
14157             member = lookup_qualified_name (scope, tmpl,
14158                                             /*is_type_p=*/false,
14159                                             /*complain=*/false);
14160             if (BASELINK_P (member))
14161               {
14162                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
14163                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
14164                               args);
14165                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
14166                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
14167                            object_type));
14168               }
14169             else
14170               {
14171                 qualified_name_lookup_error (scope, tmpl, member,
14172                                              input_location);
14173                 return error_mark_node;
14174               }
14175           }
14176         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
14177                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
14178                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
14179           {
14180             if (complain & tf_error)
14181               {
14182                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
14183                   error ("%qT is not a class or namespace",
14184                          TREE_OPERAND (member, 0));
14185                 else
14186                   error ("%qD is not a class or namespace",
14187                          TREE_OPERAND (member, 0));
14188               }
14189             return error_mark_node;
14190           }
14191         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
14192           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
14193
14194         return finish_class_member_access_expr (object, member,
14195                                                 /*template_p=*/false,
14196                                                 complain);
14197       }
14198
14199     case THROW_EXPR:
14200       return build_throw
14201         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
14202
14203     case CONSTRUCTOR:
14204       {
14205         VEC(constructor_elt,gc) *n;
14206         constructor_elt *ce;
14207         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
14208         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
14209         bool process_index_p;
14210         int newlen;
14211         bool need_copy_p = false;
14212         tree r;
14213
14214         if (type == error_mark_node)
14215           return error_mark_node;
14216
14217         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
14218         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
14219           return t;
14220
14221         /* We do not want to process the index of aggregate
14222            initializers as they are identifier nodes which will be
14223            looked up by digest_init.  */
14224         process_index_p = !(type && MAYBE_CLASS_TYPE_P (type));
14225
14226         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
14227         newlen = VEC_length (constructor_elt, n);
14228         FOR_EACH_VEC_ELT (constructor_elt, n, idx, ce)
14229           {
14230             if (ce->index && process_index_p)
14231               ce->index = RECUR (ce->index);
14232
14233             if (PACK_EXPANSION_P (ce->value))
14234               {
14235                 /* Substitute into the pack expansion.  */
14236                 ce->value = tsubst_pack_expansion (ce->value, args, complain,
14237                                                   in_decl);
14238
14239                 if (ce->value == error_mark_node
14240                     || PACK_EXPANSION_P (ce->value))
14241                   ;
14242                 else if (TREE_VEC_LENGTH (ce->value) == 1)
14243                   /* Just move the argument into place.  */
14244                   ce->value = TREE_VEC_ELT (ce->value, 0);
14245                 else
14246                   {
14247                     /* Update the length of the final CONSTRUCTOR
14248                        arguments vector, and note that we will need to
14249                        copy.*/
14250                     newlen = newlen + TREE_VEC_LENGTH (ce->value) - 1;
14251                     need_copy_p = true;
14252                   }
14253               }
14254             else
14255               ce->value = RECUR (ce->value);
14256           }
14257
14258         if (need_copy_p)
14259           {
14260             VEC(constructor_elt,gc) *old_n = n;
14261
14262             n = VEC_alloc (constructor_elt, gc, newlen);
14263             FOR_EACH_VEC_ELT (constructor_elt, old_n, idx, ce)
14264               {
14265                 if (TREE_CODE (ce->value) == TREE_VEC)
14266                   {
14267                     int i, len = TREE_VEC_LENGTH (ce->value);
14268                     for (i = 0; i < len; ++i)
14269                       CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0,
14270                                               TREE_VEC_ELT (ce->value, i));
14271                   }
14272                 else
14273                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0, ce->value);
14274               }
14275           }
14276
14277         r = build_constructor (init_list_type_node, n);
14278         CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (r) = CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (t);
14279
14280         if (TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t))
14281           return finish_compound_literal (type, r, complain);
14282
14283         TREE_TYPE (r) = type;
14284         return r;
14285       }
14286
14287     case TYPEID_EXPR:
14288       {
14289         tree operand_0 = TREE_OPERAND (t, 0);
14290         if (TYPE_P (operand_0))
14291           {
14292             operand_0 = tsubst (operand_0, args, complain, in_decl);
14293             return get_typeid (operand_0);
14294           }
14295         else
14296           {
14297             operand_0 = RECUR (operand_0);
14298             return build_typeid (operand_0);
14299           }
14300       }
14301
14302     case VAR_DECL:
14303       if (!args)
14304         return t;
14305       /* Fall through */
14306
14307     case PARM_DECL:
14308       {
14309         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
14310
14311         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
14312           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
14313              the appropriate INDIRECT_REF.  */
14314           r = convert_from_reference (r);
14315         return r;
14316       }
14317
14318     case VA_ARG_EXPR:
14319       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
14320                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
14321
14322     case OFFSETOF_EXPR:
14323       return finish_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
14324
14325     case TRAIT_EXPR:
14326       {
14327         tree type1 = tsubst_copy (TRAIT_EXPR_TYPE1 (t), args,
14328                                   complain, in_decl);
14329
14330         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (t);
14331         if (type2)
14332           type2 = tsubst_copy (type2, args, complain, in_decl);
14333         
14334         return finish_trait_expr (TRAIT_EXPR_KIND (t), type1, type2);
14335       }
14336
14337     case STMT_EXPR:
14338       {
14339         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
14340         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
14341
14342         cur_stmt_expr = stmt_expr;
14343         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl,
14344                      integral_constant_expression_p);
14345         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
14346         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
14347
14348         /* If the resulting list of expression statement is empty,
14349            fold it further into void_zero_node.  */
14350         if (empty_expr_stmt_p (stmt_expr))
14351           stmt_expr = void_zero_node;
14352
14353         return stmt_expr;
14354       }
14355
14356     case CONST_DECL:
14357       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
14358       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
14359          to their underlying values.  */
14360       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && !processing_template_decl)
14361         {
14362           used_types_insert (TREE_TYPE (t));
14363           return DECL_INITIAL (t);
14364         }
14365       return t;
14366
14367     case LAMBDA_EXPR:
14368       {
14369         tree r = build_lambda_expr ();
14370
14371         tree type = tsubst (LAMBDA_EXPR_CLOSURE (t), args, complain, NULL_TREE);
14372         LAMBDA_EXPR_CLOSURE (r) = type;
14373         CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (type) = r;
14374
14375         LAMBDA_EXPR_LOCATION (r)
14376           = LAMBDA_EXPR_LOCATION (t);
14377         LAMBDA_EXPR_DEFAULT_CAPTURE_MODE (r)
14378           = LAMBDA_EXPR_DEFAULT_CAPTURE_MODE (t);
14379         LAMBDA_EXPR_MUTABLE_P (r) = LAMBDA_EXPR_MUTABLE_P (t);
14380         LAMBDA_EXPR_DISCRIMINATOR (r)
14381           = (LAMBDA_EXPR_DISCRIMINATOR (t));
14382         LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE (r)
14383           = RECUR (LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE (t));
14384         if (LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (t) == dependent_lambda_return_type_node)
14385           {
14386             LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (r) = dependent_lambda_return_type_node;
14387             LAMBDA_EXPR_DEDUCE_RETURN_TYPE_P (r) = true;
14388           }
14389         else
14390           LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (r)
14391             = tsubst (LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
14392
14393         gcc_assert (LAMBDA_EXPR_THIS_CAPTURE (t) == NULL_TREE
14394                     && LAMBDA_EXPR_PENDING_PROXIES (t) == NULL);
14395
14396         /* Do this again now that LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE is set.  */
14397         determine_visibility (TYPE_NAME (type));
14398         /* Now that we know visibility, instantiate the type so we have a
14399            declaration of the op() for later calls to lambda_function.  */
14400         complete_type (type);
14401
14402         /* The capture list refers to closure members, so this needs to
14403            wait until after we finish instantiating the type.  */
14404         LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (r)
14405           = RECUR (LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (t));
14406
14407         return build_lambda_object (r);
14408       }
14409
14410     case TARGET_EXPR:
14411       /* We can get here for a constant initializer of non-dependent type.
14412          FIXME stop folding in cp_parser_initializer_clause.  */
14413       gcc_assert (TREE_CONSTANT (t));
14414       {
14415         tree r = get_target_expr (RECUR (TARGET_EXPR_INITIAL (t)));
14416         TREE_CONSTANT (r) = true;
14417         return r;
14418       }
14419
14420     case TRANSACTION_EXPR:
14421       return tsubst_expr(t, args, complain, in_decl,
14422              integral_constant_expression_p);
14423
14424     default:
14425       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
14426       {
14427         tree subst
14428           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
14429                                          in_decl, /*function_p=*/false);
14430         if (subst)
14431           return subst;
14432       }
14433       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
14434     }
14435
14436 #undef RECUR
14437 }
14438
14439 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
14440    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
14441    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
14442    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
14443
14444 static bool
14445 check_instantiated_arg (tree tmpl, tree t, tsubst_flags_t complain)
14446 {
14447   if (ARGUMENT_PACK_P (t))
14448     {
14449       tree vec = ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
14450       int len = TREE_VEC_LENGTH (vec);
14451       bool result = false;
14452       int i;
14453
14454       for (i = 0; i < len; ++i)
14455         if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (vec, i), complain))
14456           result = true;
14457       return result;
14458     }
14459   else if (TYPE_P (t))
14460     {
14461       /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
14462          of a class or enumeration declared in a local scope)
14463          shall not be used to declare an entity with linkage.
14464          This implies that names with no linkage cannot be used as
14465          template arguments
14466
14467          DR 757 relaxes this restriction for C++0x.  */
14468       tree nt = (cxx_dialect > cxx98 ? NULL_TREE
14469                  : no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false));
14470
14471       if (nt)
14472         {
14473           /* DR 488 makes use of a type with no linkage cause
14474              type deduction to fail.  */
14475           if (complain & tf_error)
14476             {
14477               if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
14478                 error ("%qT is/uses anonymous type", t);
14479               else
14480                 error ("template argument for %qD uses local type %qT",
14481                        tmpl, t);
14482             }
14483           return true;
14484         }
14485       /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
14486          allow variably-modified types as template arguments.  */
14487       else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
14488         {
14489           if (complain & tf_error)
14490             error ("%qT is a variably modified type", t);
14491           return true;
14492         }
14493     }
14494   /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
14495      constant.  */
14496   else if (TREE_TYPE (t)
14497            && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
14498            && !TREE_CONSTANT (t))
14499     {
14500       if (complain & tf_error)
14501         error ("integral expression %qE is not constant", t);
14502       return true;
14503     }
14504   return false;
14505 }
14506
14507 static bool
14508 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
14509 {
14510   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
14511   bool result = false;
14512
14513   for (ix = 0; ix != len; ix++)
14514     {
14515       if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (args, ix), complain))
14516         result = true;
14517     }
14518   if (result && (complain & tf_error))
14519     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
14520   return result;
14521 }
14522
14523 /* In C++0x, it's possible to have a function template whose type depends
14524    on itself recursively.  This is most obvious with decltype, but can also
14525    occur with enumeration scope (c++/48969).  So we need to catch infinite
14526    recursion and reject the substitution at deduction time; this function
14527    will return error_mark_node for any repeated substitution.
14528
14529    This also catches excessive recursion such as when f<N> depends on
14530    f<N-1> across all integers, and returns error_mark_node for all the
14531    substitutions back up to the initial one.
14532
14533    This is, of course, not reentrant.  */
14534
14535 static tree
14536 deduction_tsubst_fntype (tree fn, tree targs, tsubst_flags_t complain)
14537 {
14538   static bool excessive_deduction_depth;
14539   static int deduction_depth;
14540   struct pending_template *old_last_pend = last_pending_template;
14541   struct tinst_level *old_error_tinst = last_error_tinst_level;
14542
14543   tree fntype = TREE_TYPE (fn);
14544   tree tinst;
14545   tree r;
14546
14547   if (excessive_deduction_depth)
14548     return error_mark_node;
14549
14550   tinst = build_tree_list (fn, targs);
14551   if (!push_tinst_level (tinst))
14552     {
14553       excessive_deduction_depth = true;
14554       ggc_free (tinst);
14555       return error_mark_node;
14556     }
14557
14558   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (fn);
14559   ++deduction_depth;
14560   push_deduction_access_scope (fn);
14561   r = tsubst (fntype, targs, complain, NULL_TREE);
14562   pop_deduction_access_scope (fn);
14563   --deduction_depth;
14564
14565   if (excessive_deduction_depth)
14566     {
14567       r = error_mark_node;
14568       if (deduction_depth == 0)
14569         /* Reset once we're all the way out.  */
14570         excessive_deduction_depth = false;
14571     }
14572
14573   pop_tinst_level ();
14574   /* We can't free this if a pending_template entry or last_error_tinst_level
14575      is pointing at it.  */
14576   if (last_pending_template == old_last_pend
14577       && last_error_tinst_level == old_error_tinst)
14578     ggc_free (tinst);
14579   return r;
14580 }
14581
14582 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
14583    the template arguments in TARG_PTR.  */
14584
14585 static tree
14586 instantiate_template_1 (tree tmpl, tree orig_args, tsubst_flags_t complain)
14587 {
14588   tree targ_ptr = orig_args;
14589   tree fndecl;
14590   tree gen_tmpl;
14591   tree spec;
14592
14593   if (tmpl == error_mark_node)
14594     return error_mark_node;
14595
14596   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
14597
14598   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
14599   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
14600     {
14601       tree spec;
14602       tree clone;
14603
14604       /* Use DECL_ABSTRACT_ORIGIN because only FUNCTION_DECLs have
14605          DECL_CLONED_FUNCTION.  */
14606       spec = instantiate_template (DECL_ABSTRACT_ORIGIN (tmpl),
14607                                    targ_ptr, complain);
14608       if (spec == error_mark_node)
14609         return error_mark_node;
14610
14611       /* Look for the clone.  */
14612       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
14613         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
14614           return clone;
14615       /* We should always have found the clone by now.  */
14616       gcc_unreachable ();
14617       return NULL_TREE;
14618     }
14619
14620   /* Check to see if we already have this specialization.  */
14621   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
14622   if (tmpl != gen_tmpl)
14623     /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
14624        arguments we must add the arguments used to perform the
14625        partial instantiation.  */
14626     targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
14627                                             targ_ptr);
14628
14629   /* It would be nice to avoid hashing here and then again in tsubst_decl,
14630      but it doesn't seem to be on the hot path.  */
14631   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr, 0);
14632
14633   gcc_assert (tmpl == gen_tmpl
14634               || ((fndecl = retrieve_specialization (tmpl, orig_args, 0))
14635                   == spec)
14636               || fndecl == NULL_TREE);
14637
14638   if (spec != NULL_TREE)
14639     return spec;
14640
14641   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
14642                                complain))
14643     return error_mark_node;
14644
14645   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
14646      parameters and return types have to be checked.  However this
14647      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
14648      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
14649      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
14650   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
14651
14652   /* Instantiation of the function happens in the context of the function
14653      template, not the context of the overload resolution we're doing.  */
14654   push_to_top_level ();
14655   if (DECL_CLASS_SCOPE_P (gen_tmpl))
14656     {
14657       tree ctx = tsubst (DECL_CONTEXT (gen_tmpl), targ_ptr,
14658                          complain, gen_tmpl);
14659       push_nested_class (ctx);
14660     }
14661   /* Substitute template parameters to obtain the specialization.  */
14662   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
14663                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
14664   if (DECL_CLASS_SCOPE_P (gen_tmpl))
14665     pop_nested_class ();
14666   pop_from_top_level ();
14667
14668   if (fndecl == error_mark_node)
14669     return error_mark_node;
14670
14671   /* Now we know the specialization, compute access previously
14672      deferred.  */
14673   push_access_scope (fndecl);
14674
14675   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
14676      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
14677      added to the template at parsing time. Let's get those and perfom
14678      the acces checks then.  */
14679   perform_typedefs_access_check (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl), targ_ptr);
14680   perform_deferred_access_checks ();
14681   pop_access_scope (fndecl);
14682   pop_deferring_access_checks ();
14683
14684   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
14685      template, not the most general template.  */
14686   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
14687
14688   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
14689      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
14690      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
14691      instantiating the template clones.  */
14692   if (DECL_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (DECL_CHAIN (gen_tmpl)))
14693     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
14694
14695   return fndecl;
14696 }
14697
14698 /* Wrapper for instantiate_template_1.  */
14699
14700 tree
14701 instantiate_template (tree tmpl, tree orig_args, tsubst_flags_t complain)
14702 {
14703   tree ret;
14704   timevar_push (TV_TEMPLATE_INST);
14705   ret = instantiate_template_1 (tmpl, orig_args,  complain);
14706   timevar_pop (TV_TEMPLATE_INST);
14707   return ret;
14708 }
14709
14710 /* We're going to do deduction substitution on the type of TMPL, a function
14711    template.  In C++11 mode, push into that access scope.  In C++03 mode,
14712    disable access checking.  */
14713
14714 static void
14715 push_deduction_access_scope (tree tmpl)
14716 {
14717   if (cxx_dialect >= cxx0x)
14718     {
14719       int ptd = processing_template_decl;
14720       push_access_scope (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
14721       /* Preserve processing_template_decl across push_to_top_level.  */
14722       if (ptd && !processing_template_decl)
14723         ++processing_template_decl;
14724     }
14725   else
14726     push_deferring_access_checks (dk_no_check);
14727 }
14728
14729 /* And pop back out.  */
14730
14731 static void
14732 pop_deduction_access_scope (tree tmpl)
14733 {
14734   if (cxx_dialect >= cxx0x)
14735     pop_access_scope (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
14736   else
14737     pop_deferring_access_checks ();
14738 }
14739
14740 /* PARM is a template parameter pack for FN.  Returns true iff
14741    PARM is used in a deducible way in the argument list of FN.  */
14742
14743 static bool
14744 pack_deducible_p (tree parm, tree fn)
14745 {
14746   tree t = FUNCTION_FIRST_USER_PARMTYPE (fn);
14747   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
14748     {
14749       tree type = TREE_VALUE (t);
14750       tree packs;
14751       if (!PACK_EXPANSION_P (type))
14752         continue;
14753       for (packs = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (type);
14754            packs; packs = TREE_CHAIN (packs))
14755         if (TREE_VALUE (packs) == parm)
14756           {
14757             /* The template parameter pack is used in a function parameter
14758                pack.  If this is the end of the parameter list, the
14759                template parameter pack is deducible.  */
14760             if (TREE_CHAIN (t) == void_list_node)
14761               return true;
14762             else
14763               /* Otherwise, not.  Well, it could be deduced from
14764                  a non-pack parameter, but doing so would end up with
14765                  a deduction mismatch, so don't bother.  */
14766               return false;
14767           }
14768     }
14769   /* The template parameter pack isn't used in any function parameter
14770      packs, but it might be used deeper, e.g. tuple<Args...>.  */
14771   return true;
14772 }
14773
14774 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  ARGS is an array with
14775    NARGS elements of the arguments that are being used when calling
14776    it.  TARGS is a vector into which the deduced template arguments
14777    are placed.
14778
14779    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
14780    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
14781    printed only for an incomplete match.
14782
14783    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
14784    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
14785
14786    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
14787    template-id.
14788
14789    The parameter STRICT is one of:
14790
14791    DEDUCE_CALL:
14792      We are deducing arguments for a function call, as in
14793      [temp.deduct.call].
14794
14795    DEDUCE_CONV:
14796      We are deducing arguments for a conversion function, as in
14797      [temp.deduct.conv].
14798
14799    DEDUCE_EXACT:
14800      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
14801      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
14802      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
14803      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
14804
14805 int
14806 fn_type_unification (tree fn,
14807                      tree explicit_targs,
14808                      tree targs,
14809                      const tree *args,
14810                      unsigned int nargs,
14811                      tree return_type,
14812                      unification_kind_t strict,
14813                      int flags,
14814                      bool explain_p)
14815 {
14816   tree parms;
14817   tree fntype;
14818   int result;
14819
14820   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
14821
14822   fntype = TREE_TYPE (fn);
14823   if (explicit_targs)
14824     {
14825       /* [temp.deduct]
14826
14827          The specified template arguments must match the template
14828          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
14829          must not be more arguments than there are parameters;
14830          otherwise type deduction fails.
14831
14832          Nontype arguments must match the types of the corresponding
14833          nontype template parameters, or must be convertible to the
14834          types of the corresponding nontype parameters as specified in
14835          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
14836
14837          All references in the function type of the function template
14838          to the corresponding template parameters are replaced by the
14839          specified template argument values.  If a substitution in a
14840          template parameter or in the function type of the function
14841          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
14842       tree tparms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn);
14843       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
14844       tree converted_args;
14845       bool incomplete = false;
14846
14847       if (explicit_targs == error_mark_node)
14848         return unify_invalid (explain_p);
14849
14850       converted_args
14851         = (coerce_template_parms (tparms, explicit_targs, NULL_TREE,
14852                                   (explain_p
14853                                    ? tf_warning_or_error
14854                                    : tf_none),
14855                                    /*require_all_args=*/false,
14856                                    /*use_default_args=*/false));
14857       if (converted_args == error_mark_node)
14858         return 1;
14859
14860       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
14861          necessary so that, for instance, explicitly declared function
14862          arguments can match null pointed constants.  If we were given
14863          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
14864          processing during substitution as we could create partial
14865          instantiations.  */
14866       for (i = 0; i < len; i++)
14867         {
14868           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
14869           bool parameter_pack = false;
14870           tree targ = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
14871
14872           /* Dig out the actual parm.  */
14873           if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
14874               || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
14875             {
14876               parm = TREE_TYPE (parm);
14877               parameter_pack = TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm);
14878             }
14879           else if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
14880             {
14881               parm = DECL_INITIAL (parm);
14882               parameter_pack = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm);
14883             }
14884
14885           if (!parameter_pack && targ == NULL_TREE)
14886             /* No explicit argument for this template parameter.  */
14887             incomplete = true;
14888
14889           if (parameter_pack && pack_deducible_p (parm, fn))
14890             {
14891               /* Mark the argument pack as "incomplete". We could
14892                  still deduce more arguments during unification.
14893                  We remove this mark in type_unification_real.  */
14894               if (targ)
14895                 {
14896                   ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P(targ) = 1;
14897                   ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (targ) 
14898                     = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
14899                 }
14900
14901               /* We have some incomplete argument packs.  */
14902               incomplete = true;
14903             }
14904         }
14905
14906       processing_template_decl += incomplete;
14907       fntype = deduction_tsubst_fntype (fn, converted_args,
14908                                         (explain_p
14909                                          ? tf_warning_or_error
14910                                          : tf_none));
14911       processing_template_decl -= incomplete;
14912
14913       if (fntype == error_mark_node)
14914         return 1;
14915
14916       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
14917       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
14918         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
14919     }
14920
14921   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
14922   parms = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (fntype));
14923
14924   if (return_type)
14925     {
14926       tree *new_args;
14927
14928       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
14929       new_args = XALLOCAVEC (tree, nargs + 1);
14930       new_args[0] = return_type;
14931       memcpy (new_args + 1, args, nargs * sizeof (tree));
14932       args = new_args;
14933       ++nargs;
14934     }
14935
14936   /* We allow incomplete unification without an error message here
14937      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
14938      callers must be ready to deal with unification failures in any
14939      event.  */
14940   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
14941                                   targs, parms, args, nargs, /*subr=*/0,
14942                                   strict, flags, explain_p);
14943
14944   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
14945      ensure that the arguments deduced for the template template
14946      parameters have compatible template parameter lists.  We cannot
14947      check this property before we have deduced all template
14948      arguments, because the template parameter types of a template
14949      template parameter might depend on prior template parameters
14950      deduced after the template template parameter.  The following
14951      ill-formed example illustrates this issue:
14952
14953        template<typename T, template<T> class C> void f(C<5>, T);
14954
14955        template<int N> struct X {};
14956
14957        void g() {
14958          f(X<5>(), 5l); // error: template argument deduction fails
14959        }
14960
14961      The template parameter list of 'C' depends on the template type
14962      parameter 'T', but 'C' is deduced to 'X' before 'T' is deduced to
14963      'long'.  Thus, we can't check that 'C' cannot bind to 'X' at the
14964      time that we deduce 'C'.  */
14965   if (result == 0
14966       && !template_template_parm_bindings_ok_p 
14967            (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), targs))
14968     return unify_inconsistent_template_template_parameters (explain_p);
14969
14970   if (result == 0)
14971     /* All is well so far.  Now, check:
14972
14973        [temp.deduct]
14974
14975        When all template arguments have been deduced, all uses of
14976        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
14977        the corresponding deduced argument values.  If the
14978        substitution results in an invalid type, as described above,
14979        type deduction fails.  */
14980     {
14981       tree substed = deduction_tsubst_fntype (fn, targs,
14982                                               (explain_p
14983                                                ? tf_warning_or_error
14984                                                : tf_none));
14985       if (substed == error_mark_node)
14986         return 1;
14987
14988       /* If we're looking for an exact match, check that what we got
14989          is indeed an exact match.  It might not be if some template
14990          parameters are used in non-deduced contexts.  */
14991       if (strict == DEDUCE_EXACT)
14992         {
14993           unsigned int i;
14994
14995           tree sarg
14996             = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (substed));
14997           if (return_type)
14998             sarg = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (substed), sarg);
14999           for (i = 0; i < nargs && sarg; ++i, sarg = TREE_CHAIN (sarg))
15000             if (!same_type_p (args[i], TREE_VALUE (sarg)))
15001               return unify_type_mismatch (explain_p, args[i],
15002                                           TREE_VALUE (sarg));
15003         }
15004     }
15005
15006   return result;
15007 }
15008
15009 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
15010    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
15011    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
15012    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
15013    the argument passed to the call, or the type of the value
15014    initialized with the result of the conversion function.
15015    ARG_EXPR is the original argument expression, which may be null.  */
15016
15017 static int
15018 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
15019                                   tree* parm,
15020                                   tree* arg,
15021                                   tree arg_expr)
15022 {
15023   int result = 0;
15024
15025   switch (strict)
15026     {
15027     case DEDUCE_CALL:
15028       break;
15029
15030     case DEDUCE_CONV:
15031       {
15032         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
15033            function; the handling is precisely symmetric since PARM
15034            will initialize ARG rather than vice versa.  */
15035         tree* temp = parm;
15036         parm = arg;
15037         arg = temp;
15038         break;
15039       }
15040
15041     case DEDUCE_EXACT:
15042       /* Core issue #873: Do the DR606 thing (see below) for these cases,
15043          too, but here handle it by stripping the reference from PARM
15044          rather than by adding it to ARG.  */
15045       if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
15046           && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
15047           && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
15048           && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
15049           && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE
15050           && !TYPE_REF_IS_RVALUE (*arg))
15051         *parm = TREE_TYPE (*parm);
15052       /* Nothing else to do in this case.  */
15053       return 0;
15054
15055     default:
15056       gcc_unreachable ();
15057     }
15058
15059   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
15060     {
15061       /* [temp.deduct.call]
15062
15063          If P is not a reference type:
15064
15065          --If A is an array type, the pointer type produced by the
15066          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
15067          used in place of A for type deduction; otherwise,
15068
15069          --If A is a function type, the pointer type produced by
15070          the function-to-pointer standard conversion
15071          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
15072          otherwise,
15073
15074          --If A is a cv-qualified type, the top level
15075          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
15076          deduction.  */
15077       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
15078         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
15079       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
15080         *arg = build_pointer_type (*arg);
15081       else
15082         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
15083     }
15084
15085   /* From C++0x [14.8.2.1/3 temp.deduct.call] (after DR606), "If P is
15086      of the form T&&, where T is a template parameter, and the argument
15087      is an lvalue, T is deduced as A& */
15088   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
15089       && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
15090       && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
15091       && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
15092       && (arg_expr ? real_lvalue_p (arg_expr)
15093           /* try_one_overload doesn't provide an arg_expr, but
15094              functions are always lvalues.  */
15095           : TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE))
15096     *arg = build_reference_type (*arg);
15097
15098   /* [temp.deduct.call]
15099
15100      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
15101      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
15102      reference type, the type referred to by P is used for
15103      type deduction.  */
15104   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
15105   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
15106     {
15107       *parm = TREE_TYPE (*parm);
15108       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
15109     }
15110
15111   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
15112      too (which has been swapped into ARG).  */
15113   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
15114     *arg = TREE_TYPE (*arg);
15115
15116   return result;
15117 }
15118
15119 /* Subroutine of unify_one_argument.  PARM is a function parameter of a
15120    template which does contain any deducible template parameters; check if
15121    ARG is a suitable match for it.  STRICT, FLAGS and EXPLAIN_P are as in
15122    unify_one_argument.  */
15123
15124 static int
15125 check_non_deducible_conversion (tree parm, tree arg, int strict,
15126                                 int flags, bool explain_p)
15127 {
15128   tree type;
15129
15130   if (!TYPE_P (arg))
15131     type = TREE_TYPE (arg);
15132   else
15133     type = arg;
15134
15135   if (same_type_p (parm, type))
15136     return unify_success (explain_p);
15137
15138   if (strict == DEDUCE_CONV)
15139     {
15140       if (can_convert_arg (type, parm, NULL_TREE, flags))
15141         return unify_success (explain_p);
15142     }
15143   else if (strict != DEDUCE_EXACT)
15144     {
15145       if (can_convert_arg (parm, type,
15146                            TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg,
15147                            flags))
15148         return unify_success (explain_p);
15149     }
15150
15151   if (strict == DEDUCE_EXACT)
15152     return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
15153   else
15154     return unify_arg_conversion (explain_p, parm, type, arg);
15155 }
15156
15157 /* Subroutine of type_unification_real and unify_pack_expansion to
15158    handle unification of a single P/A pair.  Parameters are as
15159    for those functions.  */
15160
15161 static int
15162 unify_one_argument (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg,
15163                     int subr, unification_kind_t strict, int flags,
15164                     bool explain_p)
15165 {
15166   tree arg_expr = NULL_TREE;
15167   int arg_strict;
15168
15169   if (arg == error_mark_node || parm == error_mark_node)
15170     return unify_invalid (explain_p);
15171   if (arg == unknown_type_node)
15172     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
15173        template args from other function args.  */
15174     return unify_success (explain_p);
15175
15176   /* FIXME uses_deducible_template_parms */
15177   if (TYPE_P (parm) && !uses_template_parms (parm))
15178     return check_non_deducible_conversion (parm, arg, strict, flags,
15179                                            explain_p);
15180
15181   switch (strict)
15182     {
15183     case DEDUCE_CALL:
15184       arg_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL
15185                     | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
15186                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
15187       break;
15188
15189     case DEDUCE_CONV:
15190       arg_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
15191       break;
15192
15193     case DEDUCE_EXACT:
15194       arg_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
15195       break;
15196
15197     default:
15198       gcc_unreachable ();
15199     }
15200
15201   /* We only do these transformations if this is the top-level
15202      parameter_type_list in a call or declaration matching; in other
15203      situations (nested function declarators, template argument lists) we
15204      won't be comparing a type to an expression, and we don't do any type
15205      adjustments.  */
15206   if (!subr)
15207     {
15208       if (!TYPE_P (arg))
15209         {
15210           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
15211           if (type_unknown_p (arg))
15212             {
15213               /* [temp.deduct.type] A template-argument can be
15214                  deduced from a pointer to function or pointer
15215                  to member function argument if the set of
15216                  overloaded functions does not contain function
15217                  templates and at most one of a set of
15218                  overloaded functions provides a unique
15219                  match.  */
15220
15221               if (resolve_overloaded_unification
15222                   (tparms, targs, parm, arg, strict,
15223                    arg_strict, explain_p))
15224                 return unify_success (explain_p);
15225               return unify_overload_resolution_failure (explain_p, arg);
15226             }
15227
15228           arg_expr = arg;
15229           arg = unlowered_expr_type (arg);
15230           if (arg == error_mark_node)
15231             return unify_invalid (explain_p);
15232         }
15233
15234       arg_strict |=
15235         maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg, arg_expr);
15236     }
15237   else
15238     gcc_assert ((TYPE_P (parm) || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
15239                 == (TYPE_P (arg) || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL));
15240
15241   /* For deduction from an init-list we need the actual list.  */
15242   if (arg_expr && BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg_expr))
15243     arg = arg_expr;
15244   return unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict, explain_p);
15245 }
15246
15247 /* Most parms like fn_type_unification.
15248
15249    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
15250    arguments of a function or method parameter of a function
15251    template). */
15252
15253 static int
15254 type_unification_real (tree tparms,
15255                        tree targs,
15256                        tree xparms,
15257                        const tree *xargs,
15258                        unsigned int xnargs,
15259                        int subr,
15260                        unification_kind_t strict,
15261                        int flags,
15262                        bool explain_p)
15263 {
15264   tree parm, arg;
15265   int i;
15266   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
15267   int saw_undeduced = 0;
15268   tree parms;
15269   const tree *args;
15270   unsigned int nargs;
15271   unsigned int ia;
15272
15273   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
15274   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
15275   gcc_assert (ntparms > 0);
15276
15277   /* Reset the number of non-defaulted template arguments contained
15278      in TARGS.  */
15279   NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs) = NULL_TREE;
15280
15281  again:
15282   parms = xparms;
15283   args = xargs;
15284   nargs = xnargs;
15285
15286   ia = 0;
15287   while (parms && parms != void_list_node
15288          && ia < nargs)
15289     {
15290       parm = TREE_VALUE (parms);
15291
15292       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_PACK_EXPANSION
15293           && (!TREE_CHAIN (parms) || TREE_CHAIN (parms) == void_list_node))
15294         /* For a function parameter pack that occurs at the end of the
15295            parameter-declaration-list, the type A of each remaining
15296            argument of the call is compared with the type P of the
15297            declarator-id of the function parameter pack.  */
15298         break;
15299
15300       parms = TREE_CHAIN (parms);
15301
15302       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15303         /* For a function parameter pack that does not occur at the
15304            end of the parameter-declaration-list, the type of the
15305            parameter pack is a non-deduced context.  */
15306         continue;
15307
15308       arg = args[ia];
15309       ++ia;
15310
15311       if (unify_one_argument (tparms, targs, parm, arg, subr, strict,
15312                               flags, explain_p))
15313         return 1;
15314     }
15315
15316   if (parms 
15317       && parms != void_list_node
15318       && TREE_CODE (TREE_VALUE (parms)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15319     {
15320       /* Unify the remaining arguments with the pack expansion type.  */
15321       tree argvec;
15322       tree parmvec = make_tree_vec (1);
15323
15324       /* Allocate a TREE_VEC and copy in all of the arguments */ 
15325       argvec = make_tree_vec (nargs - ia);
15326       for (i = 0; ia < nargs; ++ia, ++i)
15327         TREE_VEC_ELT (argvec, i) = args[ia];
15328
15329       /* Copy the parameter into parmvec.  */
15330       TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = TREE_VALUE (parms);
15331       if (unify_pack_expansion (tparms, targs, parmvec, argvec, strict,
15332                                 /*subr=*/subr, explain_p))
15333         return 1;
15334
15335       /* Advance to the end of the list of parameters.  */
15336       parms = TREE_CHAIN (parms);
15337     }
15338
15339   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
15340      are present, and the parm list isn't variadic.  */
15341   if (ia < nargs && parms == void_list_node)
15342     return unify_too_many_arguments (explain_p, nargs, ia);
15343   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
15344   if (parms && parms != void_list_node
15345       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
15346     {
15347       unsigned int count = nargs;
15348       tree p = parms;
15349       while (p && p != void_list_node)
15350         {
15351           count++;
15352           p = TREE_CHAIN (p);
15353         }
15354       return unify_too_few_arguments (explain_p, ia, count);
15355     }
15356
15357   if (!subr)
15358     {
15359       tsubst_flags_t complain = (explain_p
15360                                  ? tf_warning_or_error
15361                                  : tf_none);
15362
15363       /* Check to see if we need another pass before we start clearing
15364          ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P.  */
15365       for (i = 0; i < ntparms; i++)
15366         {
15367           tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
15368           tree tparm = TREE_VEC_ELT (tparms, i);
15369
15370           if (targ || tparm == error_mark_node)
15371             continue;
15372           tparm = TREE_VALUE (tparm);
15373
15374           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
15375              a type parameter, try another pass; its type may have been
15376              deduced from a later argument than the one from which
15377              this parameter can be deduced.  */
15378           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
15379               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
15380               && !saw_undeduced++)
15381             goto again;
15382         }
15383
15384       for (i = 0; i < ntparms; i++)
15385         {
15386           tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
15387           tree tparm = TREE_VEC_ELT (tparms, i);
15388
15389           /* Clear the "incomplete" flags on all argument packs now so that
15390              substituting them into later default arguments works.  */
15391           if (targ && ARGUMENT_PACK_P (targ))
15392             {
15393               ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (targ) = 0;
15394               ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (targ) = NULL_TREE;
15395             }
15396
15397           if (targ || tparm == error_mark_node)
15398             continue;
15399           tparm = TREE_VALUE (tparm);
15400
15401           /* Core issue #226 (C++0x) [temp.deduct]:
15402
15403              If a template argument has not been deduced, its
15404              default template argument, if any, is used. 
15405
15406              When we are in C++98 mode, TREE_PURPOSE will either
15407              be NULL_TREE or ERROR_MARK_NODE, so we do not need
15408              to explicitly check cxx_dialect here.  */
15409           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i)))
15410             {
15411               tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
15412               tree arg = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
15413               location_t save_loc = input_location;
15414               if (DECL_P (parm))
15415                 input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (parm);
15416               arg = tsubst_template_arg (arg, targs, complain, NULL_TREE);
15417               arg = convert_template_argument (parm, arg, targs, complain,
15418                                                i, NULL_TREE);
15419               input_location = save_loc;
15420               if (arg == error_mark_node)
15421                 return 1;
15422               else
15423                 {
15424                   TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
15425                   /* The position of the first default template argument,
15426                      is also the number of non-defaulted arguments in TARGS.
15427                      Record that.  */
15428                   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs))
15429                     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs, i);
15430                   continue;
15431                 }
15432             }
15433
15434           /* If the type parameter is a parameter pack, then it will
15435              be deduced to an empty parameter pack.  */
15436           if (template_parameter_pack_p (tparm))
15437             {
15438               tree arg;
15439
15440               if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
15441                 {
15442                   arg = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
15443                   TREE_TYPE (arg)  = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (tparm));
15444                   TREE_CONSTANT (arg) = 1;
15445                 }
15446               else
15447                 arg = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
15448
15449               SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (arg, make_tree_vec (0));
15450
15451               TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
15452               continue;
15453             }
15454
15455           return unify_parameter_deduction_failure (explain_p, tparm);
15456         }
15457     }
15458 #ifdef ENABLE_CHECKING
15459   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs))
15460     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs, TREE_VEC_LENGTH (targs));
15461 #endif
15462
15463   return unify_success (explain_p);
15464 }
15465
15466 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables
15467    at the call site.  ARG is an overloaded function (or template-id);
15468    we try deducing template args from each of the overloads, and if
15469    only one succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns
15470    true on success.  */
15471
15472 static bool
15473 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
15474                                 tree targs,
15475                                 tree parm,
15476                                 tree arg,
15477                                 unification_kind_t strict,
15478                                 int sub_strict,
15479                                 bool explain_p)
15480 {
15481   tree tempargs = copy_node (targs);
15482   int good = 0;
15483   tree goodfn = NULL_TREE;
15484   bool addr_p;
15485
15486   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
15487     {
15488       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
15489       addr_p = true;
15490     }
15491   else
15492     addr_p = false;
15493
15494   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
15495     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
15496        function name.  */
15497     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
15498
15499   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
15500     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
15501
15502   /* Strip baselink information.  */
15503   if (BASELINK_P (arg))
15504     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
15505
15506   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
15507     {
15508       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
15509          the affected templates before we try to unify, in case the
15510          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
15511
15512       int ok = 0;
15513       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
15514       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
15515
15516       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
15517         {
15518           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
15519           tree subargs, elem;
15520
15521           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
15522             continue;
15523
15524           ++processing_template_decl;
15525           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
15526                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
15527           if (subargs && !any_dependent_template_arguments_p (subargs))
15528             {
15529               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
15530               if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
15531                                     elem, strict, sub_strict, addr_p, explain_p)
15532                   && (!goodfn || !same_type_p (goodfn, elem)))
15533                 {
15534                   goodfn = elem;
15535                   ++good;
15536                 }
15537             }
15538           else if (subargs)
15539             ++ok;
15540           --processing_template_decl;
15541         }
15542       /* If no templates (or more than one) are fully resolved by the
15543          explicit arguments, this template-id is a non-deduced context; it
15544          could still be OK if we deduce all template arguments for the
15545          enclosing call through other arguments.  */
15546       if (good != 1)
15547         good = ok;
15548     }
15549   else if (TREE_CODE (arg) != OVERLOAD
15550            && TREE_CODE (arg) != FUNCTION_DECL)
15551     /* If ARG is, for example, "(0, &f)" then its type will be unknown
15552        -- but the deduction does not succeed because the expression is
15553        not just the function on its own.  */
15554     return false;
15555   else
15556     for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
15557       if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
15558                             TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
15559                             strict, sub_strict, addr_p, explain_p)
15560           && (!goodfn || !decls_match (goodfn, OVL_CURRENT (arg))))
15561         {
15562           goodfn = OVL_CURRENT (arg);
15563           ++good;
15564         }
15565
15566   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
15567      to function or pointer to member function argument if the set of
15568      overloaded functions does not contain function templates and at most
15569      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
15570
15571      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
15572      deduce anything.  */
15573
15574   if (good == 1)
15575     {
15576       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
15577       for (; i--; )
15578         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
15579           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
15580     }
15581   if (good)
15582     return true;
15583
15584   return false;
15585 }
15586
15587 /* Core DR 115: In contexts where deduction is done and fails, or in
15588    contexts where deduction is not done, if a template argument list is
15589    specified and it, along with any default template arguments, identifies
15590    a single function template specialization, then the template-id is an
15591    lvalue for the function template specialization.  */
15592
15593 tree
15594 resolve_nondeduced_context (tree orig_expr)
15595 {
15596   tree expr, offset, baselink;
15597   bool addr;
15598
15599   if (!type_unknown_p (orig_expr))
15600     return orig_expr;
15601
15602   expr = orig_expr;
15603   addr = false;
15604   offset = NULL_TREE;
15605   baselink = NULL_TREE;
15606
15607   if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
15608     {
15609       expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
15610       addr = true;
15611     }
15612   if (TREE_CODE (expr) == OFFSET_REF)
15613     {
15614       offset = expr;
15615       expr = TREE_OPERAND (expr, 1);
15616     }
15617   if (BASELINK_P (expr))
15618     {
15619       baselink = expr;
15620       expr = BASELINK_FUNCTIONS (expr);
15621     }
15622
15623   if (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_ID_EXPR)
15624     {
15625       int good = 0;
15626       tree goodfn = NULL_TREE;
15627
15628       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
15629          the affected templates before we try to unify, in case the
15630          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
15631
15632       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (expr, 1);
15633       tree arg = TREE_OPERAND (expr, 0);
15634       tree badfn = NULL_TREE;
15635       tree badargs = NULL_TREE;
15636
15637       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
15638         {
15639           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
15640           tree subargs, elem;
15641
15642           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
15643             continue;
15644
15645           ++processing_template_decl;
15646           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
15647                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
15648           if (subargs && !any_dependent_template_arguments_p (subargs))
15649             {
15650               elem = instantiate_template (fn, subargs, tf_none);
15651               if (elem == error_mark_node)
15652                 {
15653                   badfn = fn;
15654                   badargs = subargs;
15655                 }
15656               else if (elem && (!goodfn || !decls_match (goodfn, elem)))
15657                 {
15658                   goodfn = elem;
15659                   ++good;
15660                 }
15661             }
15662           --processing_template_decl;
15663         }
15664       if (good == 1)
15665         {
15666           mark_used (goodfn);
15667           expr = goodfn;
15668           if (baselink)
15669             expr = build_baselink (BASELINK_BINFO (baselink),
15670                                    BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink),
15671                                    expr, BASELINK_OPTYPE (baselink));
15672           if (offset)
15673             {
15674               tree base
15675                 = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (offset, 0)));
15676               expr = build_offset_ref (base, expr, addr);
15677             }
15678           if (addr)
15679             expr = cp_build_addr_expr (expr, tf_warning_or_error);
15680           return expr;
15681         }
15682       else if (good == 0 && badargs)
15683         /* There were no good options and at least one bad one, so let the
15684            user know what the problem is.  */
15685         instantiate_template (badfn, badargs, tf_warning_or_error);
15686     }
15687   return orig_expr;
15688 }
15689
15690 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
15691    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
15692    different overloads deduce different arguments for a given parm.
15693    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
15694    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
15695
15696    Returns 1 on success.  */
15697
15698 static int
15699 try_one_overload (tree tparms,
15700                   tree orig_targs,
15701                   tree targs,
15702                   tree parm,
15703                   tree arg,
15704                   unification_kind_t strict,
15705                   int sub_strict,
15706                   bool addr_p,
15707                   bool explain_p)
15708 {
15709   int nargs;
15710   tree tempargs;
15711   int i;
15712
15713   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
15714      to function or pointer to member function argument if the set of
15715      overloaded functions does not contain function templates and at most
15716      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
15717
15718      So if this is a template, just return success.  */
15719
15720   if (uses_template_parms (arg))
15721     return 1;
15722
15723   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
15724     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
15725   else if (addr_p)
15726     arg = build_pointer_type (arg);
15727
15728   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg, NULL);
15729
15730   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
15731      some template args from previous args, unify would complain when we
15732      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
15733      there isn't really a conflict.  */
15734   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
15735   tempargs = make_tree_vec (nargs);
15736
15737   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict, explain_p))
15738     return 0;
15739
15740   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
15741      explicitly specified args.  */
15742   for (i = nargs; i--; )
15743     {
15744       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
15745       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
15746
15747       if (!elt)
15748         /*NOP*/;
15749       else if (uses_template_parms (elt))
15750         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
15751            template args used in the function parm list with our own
15752            template parms.  Discard them.  */
15753         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
15754       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
15755         return 0;
15756     }
15757
15758   for (i = nargs; i--; )
15759     {
15760       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
15761
15762       if (elt)
15763         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
15764     }
15765
15766   return 1;
15767 }
15768
15769 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
15770    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
15771    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
15772    TARGS are as for unify.  */
15773
15774 static tree
15775 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg,
15776                        bool explain_p)
15777 {
15778   tree copy_of_targs;
15779
15780   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
15781       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
15782           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
15783     return NULL_TREE;
15784
15785   /* We need to make a new template argument vector for the call to
15786      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
15787      the attempted unification, even if this class didn't work out.
15788      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
15789      we've already done, since unification is supposed to be done on
15790      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
15791      following pathological case:
15792
15793        template <int I, int J, int K>
15794        struct S {};
15795
15796        template <int I, int J>
15797        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
15798
15799        template <int I, int J, int K>
15800        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
15801
15802        void g() {
15803          S<0, 0, 0> s0;
15804          S<0, 1, 2> s2;
15805
15806          f(s0, s2);
15807        }
15808
15809      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
15810      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
15811      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
15812      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
15813      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
15814      would reject the possibility I=1.  */
15815   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
15816
15817   /* If unification failed, we're done.  */
15818   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
15819              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p))
15820     return NULL_TREE;
15821
15822   return arg;
15823 }
15824
15825 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
15826    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
15827    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
15828    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
15829    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
15830    by unify.  */
15831
15832 static enum template_base_result
15833 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg,
15834                    bool explain_p, tree *result)
15835 {
15836   tree rval = NULL_TREE;
15837   tree binfo;
15838
15839   gcc_assert (RECORD_OR_UNION_CODE_P (TREE_CODE (arg)));
15840
15841   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
15842   if (!binfo)
15843     {
15844       /* The type could not be completed.  */
15845       *result = NULL_TREE;
15846       return tbr_incomplete_type;
15847     }
15848
15849   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
15850      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
15851   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
15852     {
15853       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm,
15854                                       BINFO_TYPE (binfo), explain_p);
15855
15856       if (r)
15857         {
15858           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
15859
15860                [temp.deduct.call]
15861
15862               If they yield more than one possible deduced A, the type
15863               deduction fails.
15864
15865              applies.  */
15866           if (rval && !same_type_p (r, rval))
15867             {
15868               *result = NULL_TREE;
15869               return tbr_ambiguous_baseclass;
15870             }
15871
15872           rval = r;
15873         }
15874     }
15875
15876   *result = rval;
15877   return tbr_success;
15878 }
15879
15880 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
15881
15882 static int
15883 template_decl_level (tree decl)
15884 {
15885   switch (TREE_CODE (decl))
15886     {
15887     case TYPE_DECL:
15888     case TEMPLATE_DECL:
15889       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
15890
15891     case PARM_DECL:
15892       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
15893
15894     default:
15895       gcc_unreachable ();
15896     }
15897   return 0;
15898 }
15899
15900 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
15901    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
15902    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
15903
15904 static int
15905 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
15906 {
15907   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
15908   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
15909
15910   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
15911       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
15912     {
15913       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
15914           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
15915           does not allow us to unify "const T" with "int&" because both
15916           types are not of the form "cv-list T" [14.8.2.5 temp.deduct.type].
15917           It is ok when we're allowing additional CV qualifiers
15918           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
15919       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
15920            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
15921            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
15922           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
15923         return 0;
15924
15925       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
15926           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
15927         return 0;
15928     }
15929
15930   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
15931       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
15932     return 0;
15933
15934   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
15935       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
15936     return 0;
15937
15938   return 1;
15939 }
15940
15941 /* Determines the LEVEL and INDEX for the template parameter PARM.  */
15942 void 
15943 template_parm_level_and_index (tree parm, int* level, int* index)
15944 {
15945   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
15946       || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
15947       || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
15948     {
15949       *index = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
15950       *level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm);
15951     }
15952   else
15953     {
15954       *index = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
15955       *level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm);
15956     }
15957 }
15958
15959 #define RECUR_AND_CHECK_FAILURE(TP, TA, P, A, S, EP)                    \
15960   do {                                                                  \
15961     if (unify (TP, TA, P, A, S, EP))                                    \
15962       return 1;                                                         \
15963   } while (0);
15964
15965 /* Unifies the remaining arguments in PACKED_ARGS with the pack
15966    expansion at the end of PACKED_PARMS. Returns 0 if the type
15967    deduction succeeds, 1 otherwise. STRICT is the same as in
15968    unify. CALL_ARGS_P is true iff PACKED_ARGS is actually a function
15969    call argument list. We'll need to adjust the arguments to make them
15970    types. SUBR tells us if this is from a recursive call to
15971    type_unification_real, or for comparing two template argument
15972    lists. */
15973
15974 static int
15975 unify_pack_expansion (tree tparms, tree targs, tree packed_parms, 
15976                       tree packed_args, unification_kind_t strict,
15977                       bool subr, bool explain_p)
15978 {
15979   tree parm 
15980     = TREE_VEC_ELT (packed_parms, TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1);
15981   tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (parm);
15982   tree pack, packs = NULL_TREE;
15983   int i, start = TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1;
15984   int len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
15985
15986   /* Determine the parameter packs we will be deducing from the
15987      pattern, and record their current deductions.  */
15988   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (parm); 
15989        pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
15990     {
15991       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
15992       int idx, level;
15993
15994       /* Determine the index and level of this parameter pack.  */
15995       template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
15996
15997       /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
15998          argument packs.  */
15999       packs = tree_cons (parm_pack, TMPL_ARG (targs, level, idx), packs);
16000       TREE_TYPE (packs) = make_tree_vec (len - start);
16001     }
16002   
16003   /* Loop through all of the arguments that have not yet been
16004      unified and unify each with the pattern.  */
16005   for (i = start; i < len; i++)
16006     {
16007       tree parm;
16008       bool any_explicit = false;
16009       tree arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, i);
16010
16011       /* For each parameter pack, set its TMPL_ARG to either NULL_TREE
16012          or the element of its argument pack at the current index if
16013          this argument was explicitly specified.  */
16014       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
16015         {
16016           int idx, level;
16017           tree arg, pargs;
16018           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
16019
16020           arg = NULL_TREE;
16021           if (TREE_VALUE (pack)
16022               && (pargs = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (TREE_VALUE (pack)))
16023               && (i < TREE_VEC_LENGTH (pargs)))
16024             {
16025               any_explicit = true;
16026               arg = TREE_VEC_ELT (pargs, i);
16027             }
16028           TMPL_ARG (targs, level, idx) = arg;
16029         }
16030
16031       /* If we had explicit template arguments, substitute them into the
16032          pattern before deduction.  */
16033       if (any_explicit)
16034         {
16035           /* Some arguments might still be unspecified or dependent.  */
16036           bool dependent;
16037           ++processing_template_decl;
16038           dependent = any_dependent_template_arguments_p (targs);
16039           if (!dependent)
16040             --processing_template_decl;
16041           parm = tsubst (pattern, targs,
16042                          explain_p ? tf_warning_or_error : tf_none,
16043                          NULL_TREE);
16044           if (dependent)
16045             --processing_template_decl;
16046           if (parm == error_mark_node)
16047             return 1;
16048         }
16049       else
16050         parm = pattern;
16051
16052       /* Unify the pattern with the current argument.  */
16053       if (unify_one_argument (tparms, targs, parm, arg, subr, strict,
16054                               LOOKUP_IMPLICIT, explain_p))
16055         return 1;
16056
16057       /* For each parameter pack, collect the deduced value.  */
16058       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
16059         {
16060           int idx, level;
16061           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
16062
16063           TREE_VEC_ELT (TREE_TYPE (pack), i - start) = 
16064             TMPL_ARG (targs, level, idx);
16065         }
16066     }
16067
16068   /* Verify that the results of unification with the parameter packs
16069      produce results consistent with what we've seen before, and make
16070      the deduced argument packs available.  */
16071   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
16072     {
16073       tree old_pack = TREE_VALUE (pack);
16074       tree new_args = TREE_TYPE (pack);
16075       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (new_args);
16076       int idx, level;
16077       bool nondeduced_p = false;
16078
16079       /* By default keep the original deduced argument pack.
16080          If necessary, more specific code is going to update the
16081          resulting deduced argument later down in this function.  */
16082       template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
16083       TMPL_ARG (targs, level, idx) = old_pack;
16084
16085       /* If NEW_ARGS contains any NULL_TREE entries, we didn't
16086          actually deduce anything.  */
16087       for (i = 0; i < len && !nondeduced_p; ++i)
16088         if (TREE_VEC_ELT (new_args, i) == NULL_TREE)
16089           nondeduced_p = true;
16090       if (nondeduced_p)
16091         continue;
16092
16093       if (old_pack && ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack))
16094         {
16095           /* If we had fewer function args than explicit template args,
16096              just use the explicits.  */
16097           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
16098           int explicit_len = TREE_VEC_LENGTH (explicit_args);
16099           if (len < explicit_len)
16100             new_args = explicit_args;
16101         }
16102
16103       if (!old_pack)
16104         {
16105           tree result;
16106           /* Build the deduced *_ARGUMENT_PACK.  */
16107           if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (pack)) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
16108             {
16109               result = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
16110               TREE_TYPE (result) = 
16111                 TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (TREE_PURPOSE (pack)));
16112               TREE_CONSTANT (result) = 1;
16113             }
16114           else
16115             result = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
16116
16117           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (result, new_args);
16118
16119           /* Note the deduced argument packs for this parameter
16120              pack.  */
16121           TMPL_ARG (targs, level, idx) = result;
16122         }
16123       else if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack)
16124                && (ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack) 
16125                    == ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack)))
16126         {
16127           /* We only had the explicitly-provided arguments before, but
16128              now we have a complete set of arguments.  */
16129           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
16130
16131           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack, new_args);
16132           ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack) = 1;
16133           ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack) = explicit_args;
16134         }
16135       else
16136         {
16137           tree bad_old_arg = NULL_TREE, bad_new_arg = NULL_TREE;
16138           tree old_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack);
16139
16140           if (!comp_template_args_with_info (old_args, new_args,
16141                                              &bad_old_arg, &bad_new_arg))
16142             /* Inconsistent unification of this parameter pack.  */
16143             return unify_parameter_pack_inconsistent (explain_p,
16144                                                       bad_old_arg,
16145                                                       bad_new_arg);
16146         }
16147     }
16148
16149   return unify_success (explain_p);
16150 }
16151
16152 /* Deduce the value of template parameters.  TPARMS is the (innermost)
16153    set of template parameters to a template.  TARGS is the bindings
16154    for those template parameters, as determined thus far; TARGS may
16155    include template arguments for outer levels of template parameters
16156    as well.  PARM is a parameter to a template function, or a
16157    subcomponent of that parameter; ARG is the corresponding argument.
16158    This function attempts to match PARM with ARG in a manner
16159    consistent with the existing assignments in TARGS.  If more values
16160    are deduced, then TARGS is updated.
16161
16162    Returns 0 if the type deduction succeeds, 1 otherwise.  The
16163    parameter STRICT is a bitwise or of the following flags:
16164
16165      UNIFY_ALLOW_NONE:
16166        Require an exact match between PARM and ARG.
16167      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
16168        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
16169        conversion) than ARG.
16170      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
16171        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
16172      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
16173        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
16174        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
16175        ARG.
16176      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
16177        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
16178        case for more information.
16179      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
16180        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
16181        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
16182        have const qualified pointers leading up to the inner type which
16183        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
16184        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
16185        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
16186      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
16187        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
16188        qualified at this point.
16189      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
16190        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
16191        qualified at this point.  */
16192
16193 static int
16194 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict,
16195        bool explain_p)
16196 {
16197   int idx;
16198   tree targ;
16199   tree tparm;
16200   int strict_in = strict;
16201
16202   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
16203      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
16204      signedness is the only information lost, and I think that will be
16205      okay.  */
16206   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
16207     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
16208
16209   if (arg == error_mark_node)
16210     return unify_invalid (explain_p);
16211   if (arg == unknown_type_node
16212       || arg == init_list_type_node)
16213     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
16214        template args from other function args.  */
16215     return unify_success (explain_p);
16216
16217   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
16218      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
16219      template parameters.  We might need them if we're trying to
16220      figure out which of two things is more specialized.  */
16221   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
16222     return unify_success (explain_p);
16223
16224   /* Handle init lists early, so the rest of the function can assume
16225      we're dealing with a type. */
16226   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg))
16227     {
16228       tree elt, elttype;
16229       unsigned i;
16230       tree orig_parm = parm;
16231
16232       /* Replace T with std::initializer_list<T> for deduction.  */
16233       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
16234           && flag_deduce_init_list)
16235         parm = listify (parm);
16236
16237       if (!is_std_init_list (parm))
16238         /* We can only deduce from an initializer list argument if the
16239            parameter is std::initializer_list; otherwise this is a
16240            non-deduced context. */
16241         return unify_success (explain_p);
16242
16243       elttype = TREE_VEC_ELT (CLASSTYPE_TI_ARGS (parm), 0);
16244
16245       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, elt)
16246         {
16247           int elt_strict = strict;
16248
16249           if (elt == error_mark_node)
16250             return unify_invalid (explain_p);
16251
16252           if (!BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (elt))
16253             {
16254               tree type = TREE_TYPE (elt);
16255               /* It should only be possible to get here for a call.  */
16256               gcc_assert (elt_strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL);
16257               elt_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction
16258                 (DEDUCE_CALL, &elttype, &type, elt);
16259               elt = type;
16260             }
16261
16262           RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, elttype, elt, elt_strict,
16263                                    explain_p);
16264         }
16265
16266       /* If the std::initializer_list<T> deduction worked, replace the
16267          deduced A with std::initializer_list<A>.  */
16268       if (orig_parm != parm)
16269         {
16270           idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (orig_parm);
16271           targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
16272           targ = listify (targ);
16273           TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = targ;
16274         }
16275       return unify_success (explain_p);
16276     }
16277
16278   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
16279      cv-qualification mismatches.  */
16280   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
16281       && TYPE_P (arg)
16282       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
16283          type, and the elements might be template type parms. We'll check
16284          when we recurse.  */
16285       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
16286       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
16287          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
16288          PARM `T' for example, when computing which of two templates
16289          is more specialized, for example.  */
16290       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
16291       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
16292     return unify_cv_qual_mismatch (explain_p, parm, arg);
16293
16294   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
16295       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
16296     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
16297   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
16298   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
16299   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
16300   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
16301
16302   switch (TREE_CODE (parm))
16303     {
16304     case TYPENAME_TYPE:
16305     case SCOPE_REF:
16306     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
16307       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
16308          argument values cannot be deduced for template parameters used
16309          within the nested-name-specifier.  */
16310       return unify_success (explain_p);
16311
16312     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
16313     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
16314     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
16315       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
16316       if (tparm == error_mark_node)
16317         return unify_invalid (explain_p);
16318
16319       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
16320           != template_decl_level (tparm))
16321         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
16322            to see if it matches ARG.  */
16323         {
16324           if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
16325               && same_type_p (parm, arg))
16326             return unify_success (explain_p);
16327           else
16328             return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16329         }
16330       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
16331       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
16332       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
16333       if (tparm == error_mark_node)
16334         return unify_invalid (explain_p);
16335
16336       /* Check for mixed types and values.  */
16337       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
16338            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
16339           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
16340               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
16341         gcc_unreachable ();
16342
16343       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
16344         {
16345           /* ARG must be constructed from a template class or a template
16346              template parameter.  */
16347           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
16348               && !CLASSTYPE_SPECIALIZATION_OF_PRIMARY_TEMPLATE_P (arg))
16349             return unify_template_deduction_failure (explain_p, parm, arg);
16350
16351           {
16352             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
16353             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
16354             tree full_argvec = add_to_template_args (targs, argvec);
16355             tree parm_parms 
16356               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
16357                   (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_DECL (parm));
16358             int i, len;
16359             int parm_variadic_p = 0;
16360
16361             /* The resolution to DR150 makes clear that default
16362                arguments for an N-argument may not be used to bind T
16363                to a template template parameter with fewer than N
16364                parameters.  It is not safe to permit the binding of
16365                default arguments as an extension, as that may change
16366                the meaning of a conforming program.  Consider:
16367
16368                   struct Dense { static const unsigned int dim = 1; };
16369
16370                   template <template <typename> class View,
16371                             typename Block>
16372                   void operator+(float, View<Block> const&);
16373
16374                   template <typename Block,
16375                             unsigned int Dim = Block::dim>
16376                   struct Lvalue_proxy { operator float() const; };
16377
16378                   void
16379                   test_1d (void) {
16380                     Lvalue_proxy<Dense> p;
16381                     float b;
16382                     b + p;
16383                   }
16384
16385               Here, if Lvalue_proxy is permitted to bind to View, then
16386               the global operator+ will be used; if they are not, the
16387               Lvalue_proxy will be converted to float.  */
16388             if (coerce_template_parms (parm_parms,
16389                                        full_argvec,
16390                                        TYPE_TI_TEMPLATE (parm),
16391                                        (explain_p
16392                                         ? tf_warning_or_error
16393                                         : tf_none),
16394                                        /*require_all_args=*/true,
16395                                        /*use_default_args=*/false)
16396                 == error_mark_node)
16397               return 1;
16398
16399             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
16400                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
16401                rather than the whole TREE_VEC since they can have
16402                different number of elements.  */
16403
16404             parmvec = expand_template_argument_pack (parmvec);
16405             argvec = expand_template_argument_pack (argvec);
16406
16407             len = TREE_VEC_LENGTH (parmvec);
16408
16409             /* Check if the parameters end in a pack, making them
16410                variadic.  */
16411             if (len > 0
16412                 && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (parmvec, len - 1)))
16413               parm_variadic_p = 1;
16414             
16415             if (TREE_VEC_LENGTH (argvec) < len - parm_variadic_p)
16416               return unify_too_few_arguments (explain_p,
16417                                               TREE_VEC_LENGTH (argvec), len);
16418
16419              for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
16420               {
16421                 RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs,
16422                                          TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
16423                                          TREE_VEC_ELT (argvec, i),
16424                                          UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16425               }
16426
16427             if (parm_variadic_p
16428                 && unify_pack_expansion (tparms, targs,
16429                                          parmvec, argvec,
16430                                          DEDUCE_EXACT,
16431                                          /*subr=*/true, explain_p))
16432               return 1;
16433           }
16434           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
16435
16436           /* Fall through to deduce template name.  */
16437         }
16438
16439       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
16440           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
16441         {
16442           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
16443
16444           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
16445           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
16446             return unify_success (explain_p);
16447           else if (targ)
16448             return unify_inconsistency (explain_p, parm, targ, arg);
16449         }
16450       else
16451         {
16452           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
16453              a match unless we are allowing additional qualification.
16454              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
16455              that binds `const int' to `T'.  */
16456           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
16457                                          arg, parm))
16458             return unify_cv_qual_mismatch (explain_p, parm, arg);
16459
16460           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
16461              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
16462           arg = cp_build_qualified_type_real
16463             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
16464           if (arg == error_mark_node)
16465             return unify_invalid (explain_p);
16466
16467           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
16468           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
16469             return unify_success (explain_p);
16470           else if (targ)
16471             return unify_inconsistency (explain_p, parm, targ, arg);
16472
16473           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
16474              that were talking about variable-sized arrays (like
16475              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
16476              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
16477              the bound of the array is not constant, and therefore
16478              not mangleable.  Besides, such types are not allowed in
16479              ISO C++, so we can do as we please here.  We do allow
16480              them for 'auto' deduction, since that isn't ABI-exposed.  */
16481           if (!is_auto (parm) && variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
16482             return unify_vla_arg (explain_p, arg);
16483
16484           /* Strip typedefs as in convert_template_argument.  */
16485           arg = canonicalize_type_argument (arg, tf_none);
16486         }
16487
16488       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
16489          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
16490       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
16491           && !template_parameter_pack_p (parm))
16492         return unify_parameter_pack_mismatch (explain_p, parm, arg);
16493
16494       /* If the argument deduction results is a METHOD_TYPE,
16495          then there is a problem.
16496          METHOD_TYPE doesn't map to any real C++ type the result of
16497          the deduction can not be of that type.  */
16498       if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
16499         return unify_method_type_error (explain_p, arg);
16500
16501       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
16502       return unify_success (explain_p);
16503
16504     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
16505       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
16506       if (tparm == error_mark_node)
16507         return unify_invalid (explain_p);
16508
16509       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
16510           != template_decl_level (tparm))
16511         {
16512           /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
16513              to see if it matches ARG.  */
16514           int result = !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
16515                          && cp_tree_equal (parm, arg));
16516           if (result)
16517             unify_expression_unequal (explain_p, parm, arg);
16518           return result;
16519         }
16520
16521       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
16522       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
16523
16524       if (targ)
16525         {
16526           int x = !cp_tree_equal (targ, arg);
16527           if (x)
16528             unify_inconsistency (explain_p, parm, targ, arg);
16529           return x;
16530         }
16531
16532       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
16533          with a non-type template-parameter, the non-type
16534          template-parameter is used in an expression in the function
16535          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
16536          deduced, the template-argument type shall match the type of the
16537          template-parameter exactly, except that a template-argument
16538          deduced from an array bound may be of any integral type.
16539          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
16540       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
16541       if (!TREE_TYPE (arg))
16542         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
16543            It will later be processed in convert_template_argument.  */
16544         ;
16545       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
16546         /* OK */;
16547       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
16548                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
16549                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
16550         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
16551            template argument must exactly match the types of the
16552            corresponding parameter.  */
16553         arg = fold (build_nop (tparm, arg));
16554       else if (uses_template_parms (tparm))
16555         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
16556            later.  */
16557         return unify_success (explain_p);
16558       else
16559         return unify_type_mismatch (explain_p, tparm, arg);
16560
16561       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
16562          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
16563       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
16564           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm))
16565         return unify_parameter_pack_mismatch (explain_p, parm, arg);
16566
16567       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
16568       return unify_success (explain_p);
16569
16570     case PTRMEM_CST:
16571      {
16572         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
16573          another constant.  */
16574       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
16575         return unify_ptrmem_cst_mismatch (explain_p, parm, arg);
16576
16577       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
16578          wrong, depending on the strict flags) to unify also
16579          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
16580          arg refer to the same variable, even if through different
16581          classes. For instance:
16582
16583          struct A { int x; };
16584          struct B : A { };
16585
16586          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
16587       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
16588                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict, explain_p);
16589      }
16590
16591     case POINTER_TYPE:
16592       {
16593         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
16594           return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16595
16596         /* [temp.deduct.call]
16597
16598            A can be another pointer or pointer to member type that can
16599            be converted to the deduced A via a qualification
16600            conversion (_conv.qual_).
16601
16602            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
16603            This will allow for additional cv-qualification of the
16604            pointed-to types if appropriate.  */
16605
16606         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
16607           /* The derived-to-base conversion only persists through one
16608              level of pointers.  */
16609           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
16610
16611         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
16612                       TREE_TYPE (arg), strict, explain_p);
16613       }
16614
16615     case REFERENCE_TYPE:
16616       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
16617         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16618       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
16619                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL, explain_p);
16620
16621     case ARRAY_TYPE:
16622       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
16623         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16624       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
16625           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
16626         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16627       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
16628         {
16629           tree parm_max;
16630           tree arg_max;
16631           bool parm_cst;
16632           bool arg_cst;
16633
16634           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
16635              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
16636              not an integer constant.  We cannot unify arbitrarily
16637              complex expressions, so we eliminate the MINUS_EXPRs
16638              here.  */
16639           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
16640           parm_cst = TREE_CODE (parm_max) == INTEGER_CST;
16641           if (!parm_cst)
16642             {
16643               gcc_assert (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR);
16644               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
16645             }
16646           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
16647           arg_cst = TREE_CODE (arg_max) == INTEGER_CST;
16648           if (!arg_cst)
16649             {
16650               /* The ARG_MAX may not be a simple MINUS_EXPR, if we are
16651                  trying to unify the type of a variable with the type
16652                  of a template parameter.  For example:
16653
16654                    template <unsigned int N>
16655                    void f (char (&) [N]);
16656                    int g(); 
16657                    void h(int i) {
16658                      char a[g(i)];
16659                      f(a); 
16660                    }
16661
16662                 Here, the type of the ARG will be "int [g(i)]", and
16663                 may be a SAVE_EXPR, etc.  */
16664               if (TREE_CODE (arg_max) != MINUS_EXPR)
16665                 return unify_vla_arg (explain_p, arg);
16666               arg_max = TREE_OPERAND (arg_max, 0);
16667             }
16668
16669           /* If only one of the bounds used a MINUS_EXPR, compensate
16670              by adding one to the other bound.  */
16671           if (parm_cst && !arg_cst)
16672             parm_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
16673                                     integer_type_node,
16674                                     parm_max,
16675                                     integer_one_node);
16676           else if (arg_cst && !parm_cst)
16677             arg_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
16678                                    integer_type_node,
16679                                    arg_max,
16680                                    integer_one_node);
16681
16682           RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, parm_max, arg_max,
16683                                    UNIFY_ALLOW_INTEGER, explain_p);
16684         }
16685       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
16686                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL, explain_p);
16687
16688     case REAL_TYPE:
16689     case COMPLEX_TYPE:
16690     case VECTOR_TYPE:
16691     case INTEGER_TYPE:
16692     case BOOLEAN_TYPE:
16693     case ENUMERAL_TYPE:
16694     case VOID_TYPE:
16695     case NULLPTR_TYPE:
16696       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
16697         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16698
16699       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
16700          function.  */
16701       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
16702         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16703
16704       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
16705          will invalidate it if necessary.  */
16706       return unify_success (explain_p);
16707
16708       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
16709       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
16710     case INTEGER_CST:
16711       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
16712         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
16713
16714       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
16715         return unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg);
16716       return (tree_int_cst_equal (parm, arg)
16717               ? unify_success (explain_p)
16718               : unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg));
16719
16720     case TREE_VEC:
16721       {
16722         int i, len, argslen;
16723         int parm_variadic_p = 0;
16724
16725         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
16726           return unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg);
16727
16728         len = TREE_VEC_LENGTH (parm);
16729         argslen = TREE_VEC_LENGTH (arg);
16730
16731         /* Check for pack expansions in the parameters.  */
16732         for (i = 0; i < len; ++i)
16733           {
16734             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (parm, i)))
16735               {
16736                 if (i == len - 1)
16737                   /* We can unify against something with a trailing
16738                      parameter pack.  */
16739                   parm_variadic_p = 1;
16740                 else
16741                   /* [temp.deduct.type]/9: If the template argument list of
16742                      P contains a pack expansion that is not the last
16743                      template argument, the entire template argument list
16744                      is a non-deduced context.  */
16745                   return unify_success (explain_p);
16746               }
16747           }
16748
16749         /* If we don't have enough arguments to satisfy the parameters
16750            (not counting the pack expression at the end), or we have
16751            too many arguments for a parameter list that doesn't end in
16752            a pack expression, we can't unify.  */
16753         if (parm_variadic_p
16754             ? argslen < len - parm_variadic_p
16755             : argslen != len)
16756           return unify_arity (explain_p, TREE_VEC_LENGTH (arg), len);
16757
16758         /* Unify all of the parameters that precede the (optional)
16759            pack expression.  */
16760         for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
16761           {
16762             RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs,
16763                                      TREE_VEC_ELT (parm, i),
16764                                      TREE_VEC_ELT (arg, i),
16765                                      UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16766           }
16767         if (parm_variadic_p)
16768           return unify_pack_expansion (tparms, targs, parm, arg,
16769                                        DEDUCE_EXACT,
16770                                        /*subr=*/true, explain_p);
16771         return unify_success (explain_p);
16772       }
16773
16774     case RECORD_TYPE:
16775     case UNION_TYPE:
16776       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
16777         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16778
16779       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
16780         {
16781           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
16782             return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16783
16784           return unify (tparms, targs,
16785                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
16786                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
16787                         strict, explain_p);
16788         }
16789
16790       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
16791         {
16792           tree t = NULL_TREE;
16793
16794           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
16795             {
16796               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
16797               t = try_class_unification (tparms, targs,
16798                                          parm, arg, explain_p);
16799
16800               if (!t)
16801                 {
16802                   /* Fallback to the special case allowed in
16803                      [temp.deduct.call]:
16804
16805                        If P is a class, and P has the form
16806                        template-id, then A can be a derived class of
16807                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
16808                        a class of the form template-id, A can be a
16809                        pointer to a derived class pointed to by the
16810                        deduced A.  */
16811                   enum template_base_result r;
16812                   r = get_template_base (tparms, targs, parm, arg,
16813                                          explain_p, &t);
16814
16815                   if (!t)
16816                     return unify_no_common_base (explain_p, r, parm, arg);
16817                 }
16818             }
16819           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
16820                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
16821                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
16822             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
16823                Then, we should unify `int' and `U'.  */
16824             t = arg;
16825           else
16826             /* There's no chance of unification succeeding.  */
16827             return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16828
16829           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
16830                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16831         }
16832       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
16833         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16834       return unify_success (explain_p);
16835
16836     case METHOD_TYPE:
16837     case FUNCTION_TYPE:
16838       {
16839         unsigned int nargs;
16840         tree *args;
16841         tree a;
16842         unsigned int i;
16843
16844         if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
16845           return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16846
16847         /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
16848            match exactly.  We need to check them explicitly here,
16849            because type_unification_real treats them as any other
16850            cv-qualified parameter.  */
16851         if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
16852             && (!check_cv_quals_for_unify
16853                 (UNIFY_ALLOW_NONE,
16854                  class_of_this_parm (arg),
16855                  class_of_this_parm (parm))))
16856           return unify_cv_qual_mismatch (explain_p, parm, arg);
16857
16858         RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
16859                                  TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16860
16861         nargs = list_length (TYPE_ARG_TYPES (arg));
16862         args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
16863         for (a = TYPE_ARG_TYPES (arg), i = 0;
16864              a != NULL_TREE && a != void_list_node;
16865              a = TREE_CHAIN (a), ++i)
16866           args[i] = TREE_VALUE (a);
16867         nargs = i;
16868
16869         return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
16870                                       args, nargs, 1, DEDUCE_EXACT,
16871                                       LOOKUP_NORMAL, explain_p);
16872       }
16873
16874     case OFFSET_TYPE:
16875       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
16876          deduces the type of the member as a function type. */
16877       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
16878         {
16879           tree method_type;
16880           tree fntype;
16881
16882           /* Check top-level cv qualifiers */
16883           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
16884             return unify_cv_qual_mismatch (explain_p, parm, arg);
16885
16886           RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
16887                                    TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg),
16888                                    UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16889
16890           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
16891           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
16892           fntype =
16893             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
16894                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
16895
16896           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
16897              implicit object parameter and place them on the function
16898              type to be restored later. */
16899           fntype = apply_memfn_quals (fntype, type_memfn_quals (method_type));
16900           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict, explain_p);
16901         }
16902
16903       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
16904         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16905       RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
16906                                TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg),
16907                                UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16908       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
16909                     strict, explain_p);
16910
16911     case CONST_DECL:
16912       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
16913         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict, explain_p);
16914       if (arg != integral_constant_value (parm))
16915         return unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg);
16916       return unify_success (explain_p);
16917
16918     case FIELD_DECL:
16919     case TEMPLATE_DECL:
16920       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
16921       return unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg);
16922
16923     case VAR_DECL:
16924       /* A non-type template parameter that is a variable should be a
16925          an integral constant, in which case, it whould have been
16926          folded into its (constant) value. So we should not be getting
16927          a variable here.  */
16928       gcc_unreachable ();
16929
16930     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
16931     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
16932       return unify (tparms, targs, ARGUMENT_PACK_ARGS (parm),
16933                     ARGUMENT_PACK_ARGS (arg), strict, explain_p);
16934
16935     case TYPEOF_TYPE:
16936     case DECLTYPE_TYPE:
16937     case UNDERLYING_TYPE:
16938       /* Cannot deduce anything from TYPEOF_TYPE, DECLTYPE_TYPE,
16939          or UNDERLYING_TYPE nodes.  */
16940       return unify_success (explain_p);
16941
16942     case ERROR_MARK:
16943       /* Unification fails if we hit an error node.  */
16944       return unify_invalid (explain_p);
16945
16946     default:
16947       /* An unresolved overload is a nondeduced context.  */
16948       if (is_overloaded_fn (parm) || type_unknown_p (parm))
16949         return unify_success (explain_p);
16950       gcc_assert (EXPR_P (parm));
16951
16952       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
16953          something like:
16954
16955            template <int I>
16956            void foo(S<I>, S<I + 2>);
16957
16958          This is a "nondeduced context":
16959
16960            [deduct.type]
16961
16962            The nondeduced contexts are:
16963
16964            --A type that is a template-id in which one or more of
16965              the template-arguments is an expression that references
16966              a template-parameter.
16967
16968          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
16969          actually infer any unifications.  */
16970
16971       if (!uses_template_parms (parm)
16972           && !template_args_equal (parm, arg))
16973         return unify_expression_unequal (explain_p, parm, arg);
16974       else
16975         return unify_success (explain_p);
16976     }
16977 }
16978 #undef RECUR_AND_CHECK_FAILURE
16979 \f
16980 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
16981    required.  */
16982
16983 static void
16984 mark_definable (tree decl)
16985 {
16986   tree clone;
16987   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
16988   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
16989     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
16990 }
16991
16992 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
16993    explicitly instantiated class.  */
16994
16995 void
16996 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
16997 {
16998   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
16999
17000   /* If this entity has already been written out, it's too late to
17001      make any modifications.  */
17002   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
17003     return;
17004
17005   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
17006     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
17007        set correctly by tsubst.  */
17008     TREE_PUBLIC (result) = 1;
17009
17010   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
17011   DECL_COMDAT (result) = 0;
17012
17013   if (extern_p)
17014     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
17015   else
17016     {
17017       mark_definable (result);
17018       /* Always make artificials weak.  */
17019       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
17020         comdat_linkage (result);
17021       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
17022          linkonce sections.  */
17023       else if (TREE_PUBLIC (result))
17024         maybe_make_one_only (result);
17025     }
17026
17027   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
17028      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
17029      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
17030      emitted here.  In neither circumstance do we want
17031      import_export_decl to adjust the linkage.  */
17032   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
17033 }
17034
17035 /* Subroutine of more_specialized_fn: check whether TARGS is missing any
17036    important template arguments.  If any are missing, we check whether
17037    they're important by using error_mark_node for substituting into any
17038    args that were used for partial ordering (the ones between ARGS and END)
17039    and seeing if it bubbles up.  */
17040
17041 static bool
17042 check_undeduced_parms (tree targs, tree args, tree end)
17043 {
17044   bool found = false;
17045   int i;
17046   for (i = TREE_VEC_LENGTH (targs) - 1; i >= 0; --i)
17047     if (TREE_VEC_ELT (targs, i) == NULL_TREE)
17048       {
17049         found = true;
17050         TREE_VEC_ELT (targs, i) = error_mark_node;
17051       }
17052   if (found)
17053     {
17054       for (; args != end; args = TREE_CHAIN (args))
17055         {
17056           tree substed = tsubst (TREE_VALUE (args), targs, tf_none, NULL_TREE);
17057           if (substed == error_mark_node)
17058             return true;
17059         }
17060     }
17061   return false;
17062 }
17063
17064 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
17065
17066    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
17067    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
17068    0 if neither is more specialized.
17069
17070    LEN indicates the number of parameters we should consider
17071    (defaulted parameters should not be considered).
17072
17073    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
17074    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
17075    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
17076    the templates will be more specialized if all the *other*
17077    template's arguments deduce against its arguments and at least one
17078    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
17079    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
17080    The arguments used in deduction have reference and top level cv
17081    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
17082    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
17083    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
17084    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
17085    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
17086    we do *not* verify the deduced template argument values can be
17087    substituted into non-deduced contexts.
17088
17089    The logic can be a bit confusing here, because we look at deduce1 and
17090    targs1 to see if pat2 is at least as specialized, and vice versa; if we
17091    can find template arguments for pat1 to make arg1 look like arg2, that
17092    means that arg2 is at least as specialized as arg1.  */
17093
17094 int
17095 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
17096 {
17097   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
17098   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
17099   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
17100   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
17101   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
17102   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
17103   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
17104   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
17105   tree origs1, origs2;
17106   bool lose1 = false;
17107   bool lose2 = false;
17108
17109   /* Remove the this parameter from non-static member functions.  If
17110      one is a non-static member function and the other is not a static
17111      member function, remove the first parameter from that function
17112      also.  This situation occurs for operator functions where we
17113      locate both a member function (with this pointer) and non-member
17114      operator (with explicit first operand).  */
17115   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
17116     {
17117       len--; /* LEN is the number of significant arguments for DECL1 */
17118       args1 = TREE_CHAIN (args1);
17119       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl2))
17120         args2 = TREE_CHAIN (args2);
17121     }
17122   else if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
17123     {
17124       args2 = TREE_CHAIN (args2);
17125       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl1))
17126         {
17127           len--;
17128           args1 = TREE_CHAIN (args1);
17129         }
17130     }
17131
17132   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
17133   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
17134     return 0;
17135
17136   /* Consider the return type for a conversion function */
17137   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
17138     {
17139       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
17140       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
17141       len++;
17142     }
17143
17144   processing_template_decl++;
17145
17146   origs1 = args1;
17147   origs2 = args2;
17148
17149   while (len--
17150          /* Stop when an ellipsis is seen.  */
17151          && args1 != NULL_TREE && args2 != NULL_TREE)
17152     {
17153       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
17154       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
17155       int deduce1, deduce2;
17156       int quals1 = -1;
17157       int quals2 = -1;
17158
17159       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
17160           && TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17161         {
17162           /* When both arguments are pack expansions, we need only
17163              unify the patterns themselves.  */
17164           arg1 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg1);
17165           arg2 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg2);
17166
17167           /* This is the last comparison we need to do.  */
17168           len = 0;
17169         }
17170
17171       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
17172         {
17173           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
17174           quals1 = cp_type_quals (arg1);
17175         }
17176
17177       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
17178         {
17179           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
17180           quals2 = cp_type_quals (arg2);
17181         }
17182
17183       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
17184         {
17185           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
17186              array/function pointer decay to it.  This is not part of
17187              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
17188              for the function call itself, and with our earlier
17189              implementation of the underspecified partial ordering
17190              rules.  (nathan).  */
17191           if (quals1 >= 0)
17192             {
17193               switch (TREE_CODE (arg1))
17194                 {
17195                 case ARRAY_TYPE:
17196                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
17197                   /* FALLTHROUGH. */
17198                 case FUNCTION_TYPE:
17199                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
17200                   break;
17201
17202                 default:
17203                   break;
17204                 }
17205             }
17206           else
17207             {
17208               switch (TREE_CODE (arg2))
17209                 {
17210                 case ARRAY_TYPE:
17211                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
17212                   /* FALLTHROUGH. */
17213                 case FUNCTION_TYPE:
17214                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
17215                   break;
17216
17217                 default:
17218                   break;
17219                 }
17220             }
17221         }
17222
17223       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
17224       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
17225
17226       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17227         {
17228           int i, len2 = list_length (args2);
17229           tree parmvec = make_tree_vec (1);
17230           tree argvec = make_tree_vec (len2);
17231           tree ta = args2;
17232
17233           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
17234           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg1;
17235
17236           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
17237              arguments.  */
17238           for (i = 0; i < len2; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
17239             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
17240
17241           deduce1 = (unify_pack_expansion (tparms1, targs1, parmvec,
17242                                            argvec, DEDUCE_EXACT,
17243                                            /*subr=*/true, /*explain_p=*/false)
17244                      == 0);
17245
17246           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG1 is
17247              a pack expansion but ARG2 is not.  */
17248           deduce2 = 0;
17249         }
17250       else if (TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17251         {
17252           int i, len1 = list_length (args1);
17253           tree parmvec = make_tree_vec (1);
17254           tree argvec = make_tree_vec (len1);
17255           tree ta = args1;
17256
17257           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
17258           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg2;
17259
17260           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
17261              arguments.  */
17262           for (i = 0; i < len1; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
17263             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
17264
17265           deduce2 = (unify_pack_expansion (tparms2, targs2, parmvec,
17266                                            argvec, DEDUCE_EXACT,
17267                                            /*subr=*/true, /*explain_p=*/false)
17268                      == 0);
17269
17270           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG2 is
17271              a pack expansion but ARG1 is not.*/
17272           deduce1 = 0;
17273         }
17274
17275       else
17276         {
17277           /* The normal case, where neither argument is a pack
17278              expansion.  */
17279           deduce1 = (unify (tparms1, targs1, arg1, arg2,
17280                             UNIFY_ALLOW_NONE, /*explain_p=*/false)
17281                      == 0);
17282           deduce2 = (unify (tparms2, targs2, arg2, arg1,
17283                             UNIFY_ALLOW_NONE, /*explain_p=*/false)
17284                      == 0);
17285         }
17286
17287       /* If we couldn't deduce arguments for tparms1 to make arg1 match
17288          arg2, then arg2 is not as specialized as arg1.  */
17289       if (!deduce1)
17290         lose2 = true;
17291       if (!deduce2)
17292         lose1 = true;
17293
17294       /* "If, for a given type, deduction succeeds in both directions
17295          (i.e., the types are identical after the transformations above)
17296          and if the type from the argument template is more cv-qualified
17297          than the type from the parameter template (as described above)
17298          that type is considered to be more specialized than the other. If
17299          neither type is more cv-qualified than the other then neither type
17300          is more specialized than the other."  */
17301
17302       if (deduce1 && deduce2
17303           && quals1 != quals2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
17304         {
17305           if ((quals1 & quals2) == quals2)
17306             lose2 = true;
17307           if ((quals1 & quals2) == quals1)
17308             lose1 = true;
17309         }
17310
17311       if (lose1 && lose2)
17312         /* We've failed to deduce something in either direction.
17313            These must be unordered.  */
17314         break;
17315
17316       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
17317           || TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17318         /* We have already processed all of the arguments in our
17319            handing of the pack expansion type.  */
17320         len = 0;
17321
17322       args1 = TREE_CHAIN (args1);
17323       args2 = TREE_CHAIN (args2);
17324     }
17325
17326   /* "In most cases, all template parameters must have values in order for
17327      deduction to succeed, but for partial ordering purposes a template
17328      parameter may remain without a value provided it is not used in the
17329      types being used for partial ordering."
17330
17331      Thus, if we are missing any of the targs1 we need to substitute into
17332      origs1, then pat2 is not as specialized as pat1.  This can happen when
17333      there is a nondeduced context.  */
17334   if (!lose2 && check_undeduced_parms (targs1, origs1, args1))
17335     lose2 = true;
17336   if (!lose1 && check_undeduced_parms (targs2, origs2, args2))
17337     lose1 = true;
17338
17339   processing_template_decl--;
17340
17341   /* All things being equal, if the next argument is a pack expansion
17342      for one function but not for the other, prefer the
17343      non-variadic function.  FIXME this is bogus; see c++/41958.  */
17344   if (lose1 == lose2
17345       && args1 && TREE_VALUE (args1)
17346       && args2 && TREE_VALUE (args2))
17347     {
17348       lose1 = TREE_CODE (TREE_VALUE (args1)) == TYPE_PACK_EXPANSION;
17349       lose2 = TREE_CODE (TREE_VALUE (args2)) == TYPE_PACK_EXPANSION;
17350     }
17351
17352   if (lose1 == lose2)
17353     return 0;
17354   else if (!lose1)
17355     return 1;
17356   else
17357     return -1;
17358 }
17359
17360 /* Determine which of two partial specializations is more specialized.
17361
17362    PAT1 is a TREE_LIST whose TREE_TYPE is the _TYPE node corresponding
17363    to the first partial specialization.  The TREE_VALUE is the
17364    innermost set of template parameters for the partial
17365    specialization.  PAT2 is similar, but for the second template.
17366
17367    Return 1 if the first partial specialization is more specialized;
17368    -1 if the second is more specialized; 0 if neither is more
17369    specialized.
17370
17371    See [temp.class.order] for information about determining which of
17372    two templates is more specialized.  */
17373
17374 static int
17375 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2)
17376 {
17377   tree targs;
17378   tree tmpl1, tmpl2;
17379   int winner = 0;
17380   bool any_deductions = false;
17381
17382   tmpl1 = TREE_TYPE (pat1);
17383   tmpl2 = TREE_TYPE (pat2);
17384
17385   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
17386      different class template specializations, we may encounter dependent
17387      types in the arguments, and we need our dependency check functions
17388      to behave correctly.  */
17389   ++processing_template_decl;
17390   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1),
17391                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1),
17392                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2));
17393   if (targs)
17394     {
17395       --winner;
17396       any_deductions = true;
17397     }
17398
17399   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2),
17400                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2),
17401                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1));
17402   if (targs)
17403     {
17404       ++winner;
17405       any_deductions = true;
17406     }
17407   --processing_template_decl;
17408
17409   /* In the case of a tie where at least one of the class templates
17410      has a parameter pack at the end, the template with the most
17411      non-packed parameters wins.  */
17412   if (winner == 0
17413       && any_deductions
17414       && (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1))
17415           || template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2))))
17416     {
17417       tree args1 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat1));
17418       tree args2 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat2));
17419       int len1 = TREE_VEC_LENGTH (args1);
17420       int len2 = TREE_VEC_LENGTH (args2);
17421
17422       /* We don't count the pack expansion at the end.  */
17423       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1)))
17424         --len1;
17425       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2)))
17426         --len2;
17427
17428       if (len1 > len2)
17429         return 1;
17430       else if (len1 < len2)
17431         return -1;
17432     }
17433
17434   return winner;
17435 }
17436
17437 /* Return the template arguments that will produce the function signature
17438    DECL from the function template FN, with the explicit template
17439    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
17440    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
17441    found.  */
17442
17443 static tree
17444 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
17445 {
17446   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
17447   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
17448   tree decl_type;
17449   tree decl_arg_types;
17450   tree *args;
17451   unsigned int nargs, ix;
17452   tree arg;
17453
17454   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
17455      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
17456      FN.  */
17457   decl_type = TREE_TYPE (decl);
17458   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
17459     {
17460       tree tmpl;
17461       tree converted_args;
17462
17463       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
17464         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
17465       else
17466         /* We can get here for some invalid specializations.  */
17467         return NULL_TREE;
17468
17469       converted_args
17470         = coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
17471                                  explicit_args, NULL_TREE,
17472                                  tf_none,
17473                                  /*require_all_args=*/false,
17474                                  /*use_default_args=*/false);
17475       if (converted_args == error_mark_node)
17476         return NULL_TREE;
17477
17478       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
17479       if (decl_type == error_mark_node)
17480         return NULL_TREE;
17481     }
17482
17483   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
17484   decl_arg_types = skip_artificial_parms_for (decl, 
17485                                               TYPE_ARG_TYPES (decl_type));
17486
17487   nargs = list_length (decl_arg_types);
17488   args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
17489   for (arg = decl_arg_types, ix = 0;
17490        arg != NULL_TREE && arg != void_list_node;
17491        arg = TREE_CHAIN (arg), ++ix)
17492     args[ix] = TREE_VALUE (arg);
17493
17494   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
17495                            args, ix,
17496                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
17497                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
17498                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL, /*explain_p=*/false))
17499     return NULL_TREE;
17500
17501   return targs;
17502 }
17503
17504 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
17505    template specialization whose innermost template parameters are
17506    TPARMS, and whose specialization arguments are SPEC_ARGS, yield the
17507    ARGS.
17508
17509    For example, suppose we have:
17510
17511      template <class T, class U> struct S {};
17512      template <class T> struct S<T*, int> {};
17513
17514    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
17515    {T}, the SPEC_ARGS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
17516    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
17517    is bound to `double'.  */
17518
17519 static tree
17520 get_class_bindings (tree tparms, tree spec_args, tree args)
17521 {
17522   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
17523   tree deduced_args;
17524   tree innermost_deduced_args;
17525
17526   innermost_deduced_args = make_tree_vec (ntparms);
17527   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
17528     {
17529       deduced_args = copy_node (args);
17530       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (deduced_args,
17531                            TMPL_ARGS_DEPTH (deduced_args),
17532                            innermost_deduced_args);
17533     }
17534   else
17535     deduced_args = innermost_deduced_args;
17536
17537   if (unify (tparms, deduced_args,
17538              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
17539              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
17540              UNIFY_ALLOW_NONE, /*explain_p=*/false))
17541     return NULL_TREE;
17542
17543   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
17544     if (! TREE_VEC_ELT (innermost_deduced_args, i))
17545       return NULL_TREE;
17546
17547   /* Verify that nondeduced template arguments agree with the type
17548      obtained from argument deduction.
17549
17550      For example:
17551
17552        struct A { typedef int X; };
17553        template <class T, class U> struct C {};
17554        template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
17555
17556      Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
17557      `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
17558      is `int'.  */
17559   spec_args = tsubst (spec_args, deduced_args, tf_none, NULL_TREE);
17560   if (spec_args == error_mark_node
17561       /* We only need to check the innermost arguments; the other
17562          arguments will always agree.  */
17563       || !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
17564                               INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args)))
17565     return NULL_TREE;
17566
17567   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
17568      ensure that the arguments deduced for the template template
17569      parameters have compatible template parameter lists.  See the use
17570      of template_template_parm_bindings_ok_p in fn_type_unification
17571      for more information.  */
17572   if (!template_template_parm_bindings_ok_p (tparms, deduced_args))
17573     return NULL_TREE;
17574
17575   return deduced_args;
17576 }
17577
17578 /* TEMPLATES is a TREE_LIST.  Each TREE_VALUE is a TEMPLATE_DECL.
17579    Return the TREE_LIST node with the most specialized template, if
17580    any.  If there is no most specialized template, the error_mark_node
17581    is returned.
17582
17583    Note that this function does not look at, or modify, the
17584    TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of any of the nodes.  Since the node
17585    returned is one of the elements of INSTANTIATIONS, callers may
17586    store information in the TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of the nodes,
17587    and retrieve it from the value returned.  */
17588
17589 tree
17590 most_specialized_instantiation (tree templates)
17591 {
17592   tree fn, champ;
17593
17594   ++processing_template_decl;
17595
17596   champ = templates;
17597   for (fn = TREE_CHAIN (templates); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
17598     {
17599       int fate = 0;
17600
17601       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
17602                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
17603                         NULL_TREE, /*check_ret=*/true))
17604         fate--;
17605
17606       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
17607                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
17608                         NULL_TREE, /*check_ret=*/true))
17609         fate++;
17610
17611       if (fate == -1)
17612         champ = fn;
17613       else if (!fate)
17614         {
17615           /* Equally specialized, move to next function.  If there
17616              is no next function, nothing's most specialized.  */
17617           fn = TREE_CHAIN (fn);
17618           champ = fn;
17619           if (!fn)
17620             break;
17621         }
17622     }
17623
17624   if (champ)
17625     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
17626        instantiation list.  */
17627     for (fn = templates; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
17628       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
17629                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
17630                         NULL_TREE, /*check_ret=*/true)
17631           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
17632                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
17633                             NULL_TREE, /*check_ret=*/true))
17634         {
17635           champ = NULL_TREE;
17636           break;
17637         }
17638
17639   processing_template_decl--;
17640
17641   if (!champ)
17642     return error_mark_node;
17643
17644   return champ;
17645 }
17646
17647 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
17648    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
17649
17650    For example, given:
17651
17652      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
17653
17654    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
17655    the full template.  This function will not trace past partial
17656    specializations, however.  For example, given in addition:
17657
17658      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
17659
17660    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
17661    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
17662
17663 tree
17664 most_general_template (tree decl)
17665 {
17666   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
17667      an immediate specialization.  */
17668   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
17669     {
17670       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
17671         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
17672
17673         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
17674            template friend.  */
17675         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
17676           return NULL_TREE;
17677       } else
17678         return NULL_TREE;
17679     }
17680
17681   /* Look for more and more general templates.  */
17682   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
17683     {
17684       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
17685          (See cp-tree.h for details.)  */
17686       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
17687         break;
17688
17689       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
17690           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
17691         break;
17692
17693       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
17694       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
17695           && DECL_CONTEXT (decl)
17696           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
17697         break;
17698
17699       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
17700     }
17701
17702   return decl;
17703 }
17704
17705 /* Return the most specialized of the class template partial
17706    specializations of TMPL which can produce TYPE, a specialization of
17707    TMPL.  The value returned is actually a TREE_LIST; the TREE_TYPE is
17708    a _TYPE node corresponding to the partial specialization, while the
17709    TREE_PURPOSE is the set of template arguments that must be
17710    substituted into the TREE_TYPE in order to generate TYPE.
17711
17712    If the choice of partial specialization is ambiguous, a diagnostic
17713    is issued, and the error_mark_node is returned.  If there are no
17714    partial specializations of TMPL matching TYPE, then NULL_TREE is
17715    returned.  */
17716
17717 static tree
17718 most_specialized_class (tree type, tree tmpl, tsubst_flags_t complain)
17719 {
17720   tree list = NULL_TREE;
17721   tree t;
17722   tree champ;
17723   int fate;
17724   bool ambiguous_p;
17725   tree args;
17726   tree outer_args = NULL_TREE;
17727
17728   tmpl = most_general_template (tmpl);
17729   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
17730
17731   /* For determining which partial specialization to use, only the
17732      innermost args are interesting.  */
17733   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
17734     {
17735       outer_args = strip_innermost_template_args (args, 1);
17736       args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
17737     }
17738
17739   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
17740     {
17741       tree partial_spec_args;
17742       tree spec_args;
17743       tree parms = TREE_VALUE (t);
17744
17745       partial_spec_args = CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t));
17746
17747       ++processing_template_decl;
17748
17749       if (outer_args)
17750         {
17751           int i;
17752
17753           /* Discard the outer levels of args, and then substitute in the
17754              template args from the enclosing class.  */
17755           partial_spec_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (partial_spec_args);
17756           partial_spec_args = tsubst_template_args
17757             (partial_spec_args, outer_args, tf_none, NULL_TREE);
17758
17759           /* PARMS already refers to just the innermost parms, but the
17760              template parms in partial_spec_args had their levels lowered
17761              by tsubst, so we need to do the same for the parm list.  We
17762              can't just tsubst the TREE_VEC itself, as tsubst wants to
17763              treat a TREE_VEC as an argument vector.  */
17764           parms = copy_node (parms);
17765           for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
17766             TREE_VEC_ELT (parms, i) =
17767               tsubst (TREE_VEC_ELT (parms, i), outer_args, tf_none, NULL_TREE);
17768
17769         }
17770
17771       partial_spec_args =
17772           coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
17773                                  add_to_template_args (outer_args,
17774                                                        partial_spec_args),
17775                                  tmpl, tf_none,
17776                                  /*require_all_args=*/true,
17777                                  /*use_default_args=*/true);
17778
17779       --processing_template_decl;
17780
17781       if (partial_spec_args == error_mark_node)
17782         return error_mark_node;
17783
17784       spec_args = get_class_bindings (parms,
17785                                       partial_spec_args,
17786                                       args);
17787       if (spec_args)
17788         {
17789           if (outer_args)
17790             spec_args = add_to_template_args (outer_args, spec_args);
17791           list = tree_cons (spec_args, TREE_VALUE (t), list);
17792           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
17793         }
17794     }
17795
17796   if (! list)
17797     return NULL_TREE;
17798
17799   ambiguous_p = false;
17800   t = list;
17801   champ = t;
17802   t = TREE_CHAIN (t);
17803   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
17804     {
17805       fate = more_specialized_class (champ, t);
17806       if (fate == 1)
17807         ;
17808       else
17809         {
17810           if (fate == 0)
17811             {
17812               t = TREE_CHAIN (t);
17813               if (! t)
17814                 {
17815                   ambiguous_p = true;
17816                   break;
17817                 }
17818             }
17819           champ = t;
17820         }
17821     }
17822
17823   if (!ambiguous_p)
17824     for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
17825       {
17826         fate = more_specialized_class (champ, t);
17827         if (fate != 1)
17828           {
17829             ambiguous_p = true;
17830             break;
17831           }
17832       }
17833
17834   if (ambiguous_p)
17835     {
17836       const char *str;
17837       char *spaces = NULL;
17838       if (!(complain & tf_error))
17839         return error_mark_node;
17840       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
17841       str = ngettext ("candidate is:", "candidates are:", list_length (list));
17842       for (t = list; t; t = TREE_CHAIN (t))
17843         {
17844           error ("%s %+#T", spaces ? spaces : str, TREE_TYPE (t));
17845           spaces = spaces ? spaces : get_spaces (str);
17846         }
17847       free (spaces);
17848       return error_mark_node;
17849     }
17850
17851   return champ;
17852 }
17853
17854 /* Explicitly instantiate DECL.  */
17855
17856 void
17857 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
17858 {
17859   tree result = NULL_TREE;
17860   int extern_p = 0;
17861
17862   if (!decl || decl == error_mark_node)
17863     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
17864        an appropriate message.  */
17865     return;
17866   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
17867     {
17868       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
17869       return;
17870     }
17871   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
17872     {
17873       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
17874          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
17875          the latter, the DECL we get back will be marked as a
17876          template instantiation, and the appropriate
17877          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
17878          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
17879          should handle VAR_DECLs as it currently handles
17880          FUNCTION_DECLs.  */
17881       if (!DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
17882         {
17883           error ("%qD is not a static data member of a class template", decl);
17884           return;
17885         }
17886       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
17887       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
17888         {
17889           error ("no matching template for %qD found", decl);
17890           return;
17891         }
17892       if (!same_type_p (TREE_TYPE (result), TREE_TYPE (decl)))
17893         {
17894           error ("type %qT for explicit instantiation %qD does not match "
17895                  "declared type %qT", TREE_TYPE (result), decl,
17896                  TREE_TYPE (decl));
17897           return;
17898         }
17899     }
17900   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
17901     {
17902       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
17903       return;
17904     }
17905   else
17906     result = decl;
17907
17908   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
17909      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
17910      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
17911      until we get here.  */
17912
17913   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
17914     {
17915       /* DR 259 [temp.spec].
17916
17917          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
17918          specialization shall not appear in a program unless the explicit
17919          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
17920
17921          For a given set of template parameters, if an explicit
17922          instantiation of a template appears after a declaration of an
17923          explicit specialization for that template, the explicit
17924          instantiation has no effect.  */
17925       return;
17926     }
17927   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
17928     {
17929       /* [temp.spec]
17930
17931          No program shall explicitly instantiate any template more
17932          than once.
17933
17934          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
17935          the first instantiation was `extern' and the second is not,
17936          and EXTERN_P for the opposite case.  */
17937       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
17938         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
17939       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
17940          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
17941       if (extern_p)
17942         return;
17943     }
17944   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
17945     {
17946       error ("no matching template for %qD found", result);
17947       return;
17948     }
17949   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
17950     {
17951       permerror (input_location, "explicit instantiation of non-template %q#D", result);
17952       return;
17953     }
17954
17955   if (storage == NULL_TREE)
17956     ;
17957   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
17958     {
17959       if (!in_system_header && (cxx_dialect == cxx98))
17960         pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
17961                  "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on explicit "
17962                  "instantiations");
17963       extern_p = 1;
17964     }
17965   else
17966     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
17967
17968   check_explicit_instantiation_namespace (result);
17969   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
17970   if (! extern_p)
17971     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1,
17972                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
17973 }
17974
17975 static void
17976 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
17977 {
17978   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
17979   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
17980   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
17981   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
17982   if (! extern_p)
17983     {
17984       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
17985       rest_of_type_compilation (t, 1);
17986     }
17987 }
17988
17989 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
17990    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
17991 static void
17992 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
17993 {
17994   tree storage = *(tree *) data;
17995
17996   if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (entry->type)
17997       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
17998     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
17999 }
18000
18001 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
18002    (a member function or a static member variable) of an
18003    explicitly instantiated class template.  */
18004 static void
18005 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
18006 {
18007   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
18008   if (! extern_p)
18009     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1,
18010                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
18011 }
18012
18013 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
18014    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
18015    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
18016    since the standard is unclear (as detailed below).  */
18017
18018 void
18019 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
18020 {
18021   int extern_p = 0;
18022   int nomem_p = 0;
18023   int static_p = 0;
18024   int previous_instantiation_extern_p = 0;
18025
18026   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
18027     t = TREE_TYPE (t);
18028
18029   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
18030     {
18031       tree tmpl =
18032         (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)) ? TYPE_TI_TEMPLATE (t) : NULL;
18033       if (tmpl)
18034         error ("explicit instantiation of non-class template %qD", tmpl);
18035       else
18036         error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
18037       return;
18038     }
18039
18040   complete_type (t);
18041
18042   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
18043     {
18044       if (complain & tf_error)
18045         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
18046                t);
18047       return;
18048     }
18049
18050   if (storage != NULL_TREE)
18051     {
18052       if (!in_system_header)
18053         {
18054           if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
18055             {
18056               if (cxx_dialect == cxx98)
18057                 pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
18058                          "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on "
18059                          "explicit instantiations");
18060             }
18061           else
18062             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
18063                      "ISO C++ forbids the use of %qE"
18064                      " on explicit instantiations", storage);
18065         }
18066
18067       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
18068         nomem_p = 1;
18069       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
18070         extern_p = 1;
18071       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
18072         static_p = 1;
18073       else
18074         {
18075           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
18076                  storage);
18077           extern_p = 0;
18078         }
18079     }
18080
18081   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
18082     {
18083       /* DR 259 [temp.spec].
18084
18085          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
18086          specialization shall not appear in a program unless the explicit
18087          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
18088
18089          For a given set of template parameters, if an explicit
18090          instantiation of a template appears after a declaration of an
18091          explicit specialization for that template, the explicit
18092          instantiation has no effect.  */
18093       return;
18094     }
18095   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
18096     {
18097       /* [temp.spec]
18098
18099          No program shall explicitly instantiate any template more
18100          than once.
18101
18102          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
18103          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
18104          These cases are OK.  */
18105       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
18106
18107       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
18108           && (complain & tf_error))
18109         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
18110
18111       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
18112       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
18113         return;
18114     }
18115
18116   check_explicit_instantiation_namespace (TYPE_NAME (t));
18117   mark_class_instantiated (t, extern_p);
18118
18119   if (nomem_p)
18120     return;
18121
18122   {
18123     tree tmp;
18124
18125     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
18126        declarations, and not the definitions, of members are
18127        instantiated, we have here:
18128
18129          [temp.explicit]
18130
18131          The explicit instantiation of a class template specialization
18132          implies the instantiation of all of its members not
18133          previously explicitly specialized in the translation unit
18134          containing the explicit instantiation.
18135
18136        Of course, we can't instantiate member template classes, since
18137        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
18138        is unclear on whether the instantiation of the members are
18139        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
18140        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
18141
18142     if (! static_p)
18143       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = DECL_CHAIN (tmp))
18144         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
18145             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
18146           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
18147
18148     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = DECL_CHAIN (tmp))
18149       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
18150         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
18151
18152     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
18153       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
18154                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
18155   }
18156 }
18157
18158 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
18159    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
18160    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
18161    should occur for DECL, not the most general template.
18162
18163    One reason for doing this is a scenario like this:
18164
18165      template <class T>
18166      void f(const T&, int i);
18167
18168      void g() { f(3, 7); }
18169
18170      template <class T>
18171      void f(const T& t, const int i) { }
18172
18173    Note that when the template is first instantiated, with
18174    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
18175    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
18176    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
18177
18178 static void
18179 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
18180 {
18181   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
18182      template.  */
18183   tree args;
18184   tree code_pattern;
18185
18186   args = DECL_TI_ARGS (decl);
18187   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
18188
18189   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
18190      correctly.  */
18191   push_access_scope (decl);
18192
18193   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
18194     {
18195       tree decl_parm;
18196       tree pattern_parm;
18197       tree specs;
18198       int args_depth;
18199       int parms_depth;
18200
18201       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
18202       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
18203       if (args_depth > parms_depth)
18204         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
18205
18206       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
18207                                               args, tf_error, NULL_TREE,
18208                                               /*defer_ok*/false);
18209       if (specs && specs != error_mark_node)
18210         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
18211                                                     specs);
18212
18213       /* Merge parameter declarations.  */
18214       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
18215                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
18216       pattern_parm
18217         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
18218                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
18219       while (decl_parm && !FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
18220         {
18221           tree parm_type;
18222           tree attributes;
18223           
18224           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
18225             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
18226           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
18227                               NULL_TREE);
18228           parm_type = type_decays_to (parm_type);
18229           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
18230             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
18231           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
18232           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
18233             {
18234               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
18235               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
18236             }
18237           decl_parm = DECL_CHAIN (decl_parm);
18238           pattern_parm = DECL_CHAIN (pattern_parm);
18239         }
18240       /* Merge any parameters that match with the function parameter
18241          pack.  */
18242       if (pattern_parm && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
18243         {
18244           int i, len;
18245           tree expanded_types;
18246           /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
18247              the parameters in this function parameter pack.  */
18248           expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (pattern_parm), 
18249                                                  args, tf_error, NULL_TREE);
18250           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
18251           for (i = 0; i < len; i++)
18252             {
18253               tree parm_type;
18254               tree attributes;
18255           
18256               if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
18257                 /* Rename the parameter to include the index.  */
18258                 DECL_NAME (decl_parm) = 
18259                   make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (pattern_parm), i);
18260               parm_type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
18261               parm_type = type_decays_to (parm_type);
18262               if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
18263                 TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
18264               attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
18265               if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
18266                 {
18267                   DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
18268                   cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
18269                 }
18270               decl_parm = DECL_CHAIN (decl_parm);
18271             }
18272         }
18273       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
18274       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
18275           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
18276         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
18277     }
18278   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
18279     {
18280       DECL_INITIAL (decl) =
18281         tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
18282                      tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl),
18283                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
18284       if (VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (decl))
18285         TREE_TYPE (decl) = tsubst (TREE_TYPE (code_pattern), args,
18286                                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl));
18287     }
18288   else
18289     gcc_unreachable ();
18290
18291   pop_access_scope (decl);
18292 }
18293
18294 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
18295    substituted to get DECL.  */
18296
18297 tree
18298 template_for_substitution (tree decl)
18299 {
18300   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
18301
18302   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
18303      for the instantiation.  This is not always the most general
18304      template.  Consider, for example:
18305
18306         template <class T>
18307         struct S { template <class U> void f();
18308                    template <> void f<int>(); };
18309
18310      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
18311      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
18312   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
18313             more general template.  */
18314          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
18315            /* We must also deal with friend templates.  Given:
18316
18317                 template <class T> struct S {
18318                   template <class U> friend void f() {};
18319                 };
18320
18321               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
18322               so far as the language is concerned, but that's still
18323               where we get the pattern for the instantiation from.  On
18324               other hand, if the definition comes outside the class, say:
18325
18326                 template <class T> struct S {
18327                   template <class U> friend void f();
18328                 };
18329                 template <class U> friend void f() {}
18330
18331               we don't need to look any further.  That's what the check for
18332               DECL_INITIAL is for.  */
18333           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
18334               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
18335               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
18336     {
18337       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
18338          were a definition, we should be using it!  Note that we
18339          cannot restructure the loop to just keep going until we find
18340          a template with a definition, since that might go too far if
18341          a specialization was declared, but not defined.  */
18342       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
18343                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
18344
18345       /* Fetch the more general template.  */
18346       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
18347     }
18348
18349   return tmpl;
18350 }
18351
18352 /* Returns true if we need to instantiate this template instance even if we
18353    know we aren't going to emit it..  */
18354
18355 bool
18356 always_instantiate_p (tree decl)
18357 {
18358   /* We always instantiate inline functions so that we can inline them.  An
18359      explicit instantiation declaration prohibits implicit instantiation of
18360      non-inline functions.  With high levels of optimization, we would
18361      normally inline non-inline functions -- but we're not allowed to do
18362      that for "extern template" functions.  Therefore, we check
18363      DECL_DECLARED_INLINE_P, rather than possibly_inlined_p.  */
18364   return ((TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
18365            && DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
18366           /* And we need to instantiate static data members so that
18367              their initializers are available in integral constant
18368              expressions.  */
18369           || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
18370               && decl_maybe_constant_var_p (decl)));
18371 }
18372
18373 /* If FN has a noexcept-specifier that hasn't been instantiated yet,
18374    instantiate it now, modifying TREE_TYPE (fn).  */
18375
18376 void
18377 maybe_instantiate_noexcept (tree fn)
18378 {
18379   tree fntype, spec, noex, clone;
18380
18381   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (fn))
18382     fn = DECL_CLONED_FUNCTION (fn);
18383   fntype = TREE_TYPE (fn);
18384   spec = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
18385
18386   if (!DEFERRED_NOEXCEPT_SPEC_P (spec))
18387     return;
18388
18389   noex = TREE_PURPOSE (spec);
18390
18391   if (TREE_CODE (noex) == DEFERRED_NOEXCEPT)
18392     {
18393       if (push_tinst_level (fn))
18394         {
18395           push_access_scope (fn);
18396           input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (fn);
18397           noex = tsubst_copy_and_build (DEFERRED_NOEXCEPT_PATTERN (noex),
18398                                         DEFERRED_NOEXCEPT_ARGS (noex),
18399                                         tf_warning_or_error, fn,
18400                                         /*function_p=*/false,
18401                                         /*integral_constant_expression_p=*/true);
18402           pop_access_scope (fn);
18403           pop_tinst_level ();
18404           spec = build_noexcept_spec (noex, tf_warning_or_error);
18405           if (spec == error_mark_node)
18406             spec = noexcept_false_spec;
18407         }
18408       else
18409         spec = noexcept_false_spec;
18410     }
18411   else
18412     {
18413       /* This is an implicitly declared function, so NOEX is a list of
18414          other functions to evaluate and merge.  */
18415       tree elt;
18416       spec = noexcept_true_spec;
18417       for (elt = noex; elt; elt = OVL_NEXT (elt))
18418         {
18419           tree fn = OVL_CURRENT (elt);
18420           tree subspec;
18421           maybe_instantiate_noexcept (fn);
18422           subspec = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (TREE_TYPE (fn));
18423           spec = merge_exception_specifiers (spec, subspec, NULL_TREE);
18424         }
18425     }
18426
18427   TREE_TYPE (fn) = build_exception_variant (fntype, spec);
18428
18429   FOR_EACH_CLONE (clone, fn)
18430     {
18431       if (TREE_TYPE (clone) == fntype)
18432         TREE_TYPE (clone) = TREE_TYPE (fn);
18433       else
18434         TREE_TYPE (clone) = build_exception_variant (TREE_TYPE (clone), spec);
18435     }
18436 }
18437
18438 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
18439    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
18440    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
18441    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
18442    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
18443    explicitly instantiated class template.  */
18444
18445 tree
18446 instantiate_decl (tree d, int defer_ok,
18447                   bool expl_inst_class_mem_p)
18448 {
18449   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
18450   tree gen_args;
18451   tree args;
18452   tree td;
18453   tree code_pattern;
18454   tree spec;
18455   tree gen_tmpl;
18456   bool pattern_defined;
18457   int need_push;
18458   location_t saved_loc = input_location;
18459   bool external_p;
18460
18461   /* This function should only be used to instantiate templates for
18462      functions and static member variables.  */
18463   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
18464               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
18465
18466   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
18467      are instantiated right away.  That allows for better code in the
18468      case that an expression refers to the value of the variable --
18469      if the variable has a constant value the referring expression can
18470      take advantage of that fact.  */
18471   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
18472       || DECL_DECLARED_CONSTEXPR_P (d))
18473     defer_ok = 0;
18474
18475   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
18476      functions they cloned.  */
18477   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
18478     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
18479
18480   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d)
18481       || (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
18482           && DECL_DEFAULTED_FN (d) && DECL_INITIAL (d))
18483       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (d))
18484     /* D has already been instantiated or explicitly specialized, so
18485        there's nothing for us to do here.
18486
18487        It might seem reasonable to check whether or not D is an explicit
18488        instantiation, and, if so, stop here.  But when an explicit
18489        instantiation is deferred until the end of the compilation,
18490        DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is set, even though we still need to do
18491        the instantiation.  */
18492     return d;
18493
18494   /* Check to see whether we know that this template will be
18495      instantiated in some other file, as with "extern template"
18496      extension.  */
18497   external_p = (DECL_INTERFACE_KNOWN (d) && DECL_REALLY_EXTERN (d));
18498
18499   /* In general, we do not instantiate such templates.  */
18500   if (external_p && !always_instantiate_p (d))
18501     return d;
18502
18503   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
18504   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
18505
18506   if (tmpl != gen_tmpl)
18507     /* We should already have the extra args.  */
18508     gcc_assert (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl))
18509                 == TMPL_ARGS_DEPTH (gen_args));
18510   /* And what's in the hash table should match D.  */
18511   gcc_assert ((spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args, 0)) == d
18512               || spec == NULL_TREE);
18513
18514   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
18515   if (! push_tinst_level (d))
18516     return d;
18517
18518   timevar_push (TV_TEMPLATE_INST);
18519
18520   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
18521      for the instantiation.  */
18522   td = template_for_substitution (d);
18523   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
18524
18525   /* We should never be trying to instantiate a member of a class
18526      template or partial specialization.  */
18527   gcc_assert (d != code_pattern);
18528
18529   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
18530       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
18531     /* In the case of a friend template whose definition is provided
18532        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
18533        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
18534     args = get_innermost_template_args
18535       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
18536   else
18537     args = gen_args;
18538
18539   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
18540     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE
18541                        || DECL_DEFAULTED_OUTSIDE_CLASS_P (code_pattern));
18542   else
18543     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
18544
18545   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
18546   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
18547
18548   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
18549      the linkage of D, remember that a definition is available for
18550      this entity.  */
18551   if (pattern_defined
18552       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
18553       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
18554     mark_definable (d);
18555
18556   DECL_SOURCE_LOCATION (td) = DECL_SOURCE_LOCATION (code_pattern);
18557   DECL_SOURCE_LOCATION (d) = DECL_SOURCE_LOCATION (code_pattern);
18558   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
18559
18560   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
18561      and no definition is available, treat it like an implicit
18562      instantiation.  */
18563   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p
18564       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
18565     {
18566       /* Leave linkage flags alone on instantiations with anonymous
18567          visibility.  */
18568       if (TREE_PUBLIC (d))
18569         {
18570           DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
18571           DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
18572         }
18573       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
18574     }
18575
18576   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
18577     maybe_instantiate_noexcept (d);
18578
18579   /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
18580      about ignoring cv qualifiers.  Don't do this for artificial decls,
18581      as it breaks the context-sensitive substitution for lambda op(). */
18582   if (!defer_ok && !DECL_ARTIFICIAL (d))
18583     {
18584       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
18585       tree type = TREE_TYPE (gen);
18586
18587       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
18588          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
18589          right context.  */
18590       push_access_scope (d);
18591
18592       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
18593         {
18594           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_warning_or_error, d);
18595           tsubst_exception_specification (type, gen_args, tf_warning_or_error,
18596                                           d, /*defer_ok*/true);
18597           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
18598              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
18599              The function arguments are the same as the decl_arguments
18600              without the top level cv qualifiers.  */
18601           type = TREE_TYPE (type);
18602         }
18603       tsubst (type, gen_args, tf_warning_or_error, d);
18604
18605       pop_access_scope (d);
18606     }
18607
18608   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
18609      forbidden from doing so.  */
18610   if (/* If there is no definition, we cannot instantiate the
18611          template.  */
18612       ! pattern_defined
18613       /* If it's OK to postpone instantiation, do so.  */
18614       || defer_ok
18615       /* If this is a static data member that will be defined
18616          elsewhere, we don't want to instantiate the entire data
18617          member, but we do want to instantiate the initializer so that
18618          we can substitute that elsewhere.  */
18619       || (external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
18620     {
18621       /* The definition of the static data member is now required so
18622          we must substitute the initializer.  */
18623       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
18624           && !DECL_INITIAL (d)
18625           && DECL_INITIAL (code_pattern))
18626         {
18627           tree ns;
18628           tree init;
18629           bool const_init = false;
18630
18631           ns = decl_namespace_context (d);
18632           push_nested_namespace (ns);
18633           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
18634           init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern),
18635                               args,
18636                               tf_warning_or_error, NULL_TREE,
18637                               /*integral_constant_expression_p=*/false);
18638           /* Make sure the initializer is still constant, in case of
18639              circular dependency (template/instantiate6.C). */
18640           const_init
18641             = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (code_pattern);
18642           cp_finish_decl (d, init, /*init_const_expr_p=*/const_init,
18643                           /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
18644                           LOOKUP_ONLYCONVERTING);
18645           pop_nested_class ();
18646           pop_nested_namespace (ns);
18647         }
18648
18649       /* We restore the source position here because it's used by
18650          add_pending_template.  */
18651       input_location = saved_loc;
18652
18653       if (at_eof && !pattern_defined
18654           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d)
18655           && DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
18656         /* [temp.explicit]
18657
18658            The definition of a non-exported function template, a
18659            non-exported member function template, or a non-exported
18660            member function or static data member of a class template
18661            shall be present in every translation unit in which it is
18662            explicitly instantiated.  */
18663         permerror (input_location,  "explicit instantiation of %qD "
18664                    "but no definition available", d);
18665
18666       /* If we're in unevaluated context, we just wanted to get the
18667          constant value; this isn't an odr use, so don't queue
18668          a full instantiation.  */
18669       if (cp_unevaluated_operand != 0)
18670         goto out;
18671       /* ??? Historically, we have instantiated inline functions, even
18672          when marked as "extern template".  */
18673       if (!(external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
18674         add_pending_template (d);
18675       goto out;
18676     }
18677   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
18678      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
18679   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
18680     {
18681       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
18682          requested instantiation in the PCH it is still possible that
18683          an instantiation will be required in a file that includes the
18684          PCH.  */
18685       if (pch_file)
18686         add_pending_template (d);
18687       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
18688          job, even though we'll not be emitting a copy of this
18689          function.  */
18690       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && possibly_inlined_p (d)))
18691         goto out;
18692     }
18693
18694   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
18695   if (need_push)
18696     push_to_top_level ();
18697
18698   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
18699      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
18700   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
18701
18702   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
18703      by a subsequent redeclaration.  */
18704   regenerate_decl_from_template (d, td);
18705
18706   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
18707      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
18708   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
18709
18710   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
18711     {
18712       tree init;
18713       bool const_init = false;
18714
18715       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
18716          since we've reset the type of the declaration.  */
18717       SET_DECL_RTL (d, NULL);
18718       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
18719
18720       /* The initializer is placed in DECL_INITIAL by
18721          regenerate_decl_from_template so we don't need to
18722          push/pop_access_scope again here.  Pull it out so that
18723          cp_finish_decl can process it.  */
18724       init = DECL_INITIAL (d);
18725       DECL_INITIAL (d) = NULL_TREE;
18726       DECL_INITIALIZED_P (d) = 0;
18727
18728       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
18729          initializer.  That function will defer actual emission until
18730          we have a chance to determine linkage.  */
18731       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
18732
18733       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
18734       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
18735       const_init = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (code_pattern);
18736       cp_finish_decl (d, init, const_init, NULL_TREE, 0);
18737       pop_nested_class ();
18738     }
18739   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_DEFAULTED_FN (code_pattern))
18740     synthesize_method (d);
18741   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
18742     {
18743       htab_t saved_local_specializations;
18744       tree subst_decl;
18745       tree tmpl_parm;
18746       tree spec_parm;
18747
18748       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
18749          template from within the body of another.  */
18750       saved_local_specializations = local_specializations;
18751
18752       /* Set up the list of local specializations.  */
18753       local_specializations = htab_create (37,
18754                                            hash_local_specialization,
18755                                            eq_local_specializations,
18756                                            NULL);
18757
18758       /* Set up context.  */
18759       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
18760
18761       /* Create substitution entries for the parameters.  */
18762       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
18763       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
18764       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
18765       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
18766         {
18767           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
18768           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
18769           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
18770         }
18771       for (; tmpl_parm; tmpl_parm = DECL_CHAIN (tmpl_parm))
18772         {
18773           if (!FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (tmpl_parm))
18774             {
18775               register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
18776               spec_parm = DECL_CHAIN (spec_parm);
18777             }
18778           else
18779             {
18780               /* Register the (value) argument pack as a specialization of
18781                  TMPL_PARM, then move on.  */
18782               tree argpack = extract_fnparm_pack (tmpl_parm, &spec_parm);
18783               register_local_specialization (argpack, tmpl_parm);
18784             }
18785         }
18786       gcc_assert (!spec_parm);
18787
18788       /* Substitute into the body of the function.  */
18789       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
18790                    tf_warning_or_error, tmpl,
18791                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
18792
18793       /* Set the current input_location to the end of the function
18794          so that finish_function knows where we are.  */
18795       input_location = DECL_STRUCT_FUNCTION (code_pattern)->function_end_locus;
18796
18797       /* We don't need the local specializations any more.  */
18798       htab_delete (local_specializations);
18799       local_specializations = saved_local_specializations;
18800
18801       /* Finish the function.  */
18802       d = finish_function (0);
18803       expand_or_defer_fn (d);
18804     }
18805
18806   /* We're not deferring instantiation any more.  */
18807   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
18808
18809   if (need_push)
18810     pop_from_top_level ();
18811
18812 out:
18813   input_location = saved_loc;
18814   pop_deferring_access_checks ();
18815   pop_tinst_level ();
18816
18817   timevar_pop (TV_TEMPLATE_INST);
18818
18819   return d;
18820 }
18821
18822 /* Run through the list of templates that we wish we could
18823    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
18824    number of times we retry pending template instantiation.  */
18825
18826 void
18827 instantiate_pending_templates (int retries)
18828 {
18829   int reconsider;
18830   location_t saved_loc = input_location;
18831
18832   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
18833      may require further template instantiations.  We place a limit here
18834      to avoid infinite loop.  */
18835   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
18836     {
18837       tree decl = pending_templates->tinst->decl;
18838
18839       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
18840              " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
18841              " (use -ftemplate-depth= to increase the maximum)",
18842              max_tinst_depth, decl);
18843       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
18844         /* Pretend that we defined it.  */
18845         DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
18846       return;
18847     }
18848
18849   do
18850     {
18851       struct pending_template **t = &pending_templates;
18852       struct pending_template *last = NULL;
18853       reconsider = 0;
18854       while (*t)
18855         {
18856           tree instantiation = reopen_tinst_level ((*t)->tinst);
18857           bool complete = false;
18858
18859           if (TYPE_P (instantiation))
18860             {
18861               tree fn;
18862
18863               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
18864                 {
18865                   instantiate_class_template (instantiation);
18866                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
18867                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
18868                          fn;
18869                          fn = TREE_CHAIN (fn))
18870                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
18871                         instantiate_decl (fn,
18872                                           /*defer_ok=*/0,
18873                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
18874                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
18875                     reconsider = 1;
18876                 }
18877
18878               complete = COMPLETE_TYPE_P (instantiation);
18879             }
18880           else
18881             {
18882               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
18883                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
18884                 {
18885                   instantiation
18886                     = instantiate_decl (instantiation,
18887                                         /*defer_ok=*/0,
18888                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
18889                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
18890                     reconsider = 1;
18891                 }
18892
18893               complete = (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
18894                           || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation));
18895             }
18896
18897           if (complete)
18898             /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
18899                need to consider it again in the future.  */
18900             *t = (*t)->next;
18901           else
18902             {
18903               last = *t;
18904               t = &(*t)->next;
18905             }
18906           tinst_depth = 0;
18907           current_tinst_level = NULL;
18908         }
18909       last_pending_template = last;
18910     }
18911   while (reconsider);
18912
18913   input_location = saved_loc;
18914 }
18915
18916 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
18917    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
18918    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
18919    instantiate_decl.  */
18920
18921 static tree
18922 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
18923 {
18924   tree inits = NULL_TREE;
18925
18926   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
18927     {
18928       tree decl;
18929       tree init;
18930       tree expanded_bases = NULL_TREE;
18931       tree expanded_arguments = NULL_TREE;
18932       int i, len = 1;
18933
18934       if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (t)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
18935         {
18936           tree expr;
18937           tree arg;
18938
18939           /* Expand the base class expansion type into separate base
18940              classes.  */
18941           expanded_bases = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), argvec,
18942                                                  tf_warning_or_error,
18943                                                  NULL_TREE);
18944           if (expanded_bases == error_mark_node)
18945             continue;
18946           
18947           /* We'll be building separate TREE_LISTs of arguments for
18948              each base.  */
18949           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
18950           expanded_arguments = make_tree_vec (len);
18951           for (i = 0; i < len; i++)
18952             TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = NULL_TREE;
18953
18954           /* Build a dummy EXPR_PACK_EXPANSION that will be used to
18955              expand each argument in the TREE_VALUE of t.  */
18956           expr = make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
18957           PACK_EXPANSION_LOCAL_P (expr) = true;
18958           PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (expr) =
18959             PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (TREE_PURPOSE (t));
18960
18961           if (TREE_VALUE (t) == void_type_node)
18962             /* VOID_TYPE_NODE is used to indicate
18963                value-initialization.  */
18964             {
18965               for (i = 0; i < len; i++)
18966                 TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = void_type_node;
18967             }
18968           else
18969             {
18970               /* Substitute parameter packs into each argument in the
18971                  TREE_LIST.  */
18972               in_base_initializer = 1;
18973               for (arg = TREE_VALUE (t); arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
18974                 {
18975                   tree expanded_exprs;
18976
18977                   /* Expand the argument.  */
18978                   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (expr, TREE_VALUE (arg));
18979                   expanded_exprs 
18980                     = tsubst_pack_expansion (expr, argvec,
18981                                              tf_warning_or_error,
18982                                              NULL_TREE);
18983                   if (expanded_exprs == error_mark_node)
18984                     continue;
18985
18986                   /* Prepend each of the expanded expressions to the
18987                      corresponding TREE_LIST in EXPANDED_ARGUMENTS.  */
18988                   for (i = 0; i < len; i++)
18989                     {
18990                       TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
18991                         tree_cons (NULL_TREE, 
18992                                    TREE_VEC_ELT (expanded_exprs, i),
18993                                    TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
18994                     }
18995                 }
18996               in_base_initializer = 0;
18997
18998               /* Reverse all of the TREE_LISTs in EXPANDED_ARGUMENTS,
18999                  since we built them backwards.  */
19000               for (i = 0; i < len; i++)
19001                 {
19002                   TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
19003                     nreverse (TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
19004                 }
19005             }
19006         }
19007
19008       for (i = 0; i < len; ++i)
19009         {
19010           if (expanded_bases)
19011             {
19012               decl = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, i);
19013               decl = expand_member_init (decl);
19014               init = TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i);
19015             }
19016           else
19017             {
19018               tree tmp;
19019               decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, 
19020                                   tf_warning_or_error, NULL_TREE);
19021
19022               decl = expand_member_init (decl);
19023               if (decl && !DECL_P (decl))
19024                 in_base_initializer = 1;
19025
19026               init = TREE_VALUE (t);
19027               tmp = init;
19028               if (init != void_type_node)
19029                 init = tsubst_expr (init, argvec,
19030                                     tf_warning_or_error, NULL_TREE,
19031                                     /*integral_constant_expression_p=*/false);
19032               if (init == NULL_TREE && tmp != NULL_TREE)
19033                 /* If we had an initializer but it instantiated to nothing,
19034                    value-initialize the object.  This will only occur when
19035                    the initializer was a pack expansion where the parameter
19036                    packs used in that expansion were of length zero.  */
19037                 init = void_type_node;
19038               in_base_initializer = 0;
19039             }
19040
19041           if (decl)
19042             {
19043               init = build_tree_list (decl, init);
19044               TREE_CHAIN (init) = inits;
19045               inits = init;
19046             }
19047         }
19048     }
19049   return inits;
19050 }
19051
19052 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
19053
19054 static void
19055 set_current_access_from_decl (tree decl)
19056 {
19057   if (TREE_PRIVATE (decl))
19058     current_access_specifier = access_private_node;
19059   else if (TREE_PROTECTED (decl))
19060     current_access_specifier = access_protected_node;
19061   else
19062     current_access_specifier = access_public_node;
19063 }
19064
19065 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
19066    is the instantiation (which should have been created with
19067    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
19068
19069 static void
19070 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
19071 {
19072   tree e;
19073
19074   if (SCOPED_ENUM_P (newtag))
19075     begin_scope (sk_scoped_enum, newtag);
19076
19077   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
19078     {
19079       tree value;
19080       tree decl;
19081
19082       decl = TREE_VALUE (e);
19083       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
19084          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
19085       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
19086                            args, tf_warning_or_error, NULL_TREE,
19087                            /*integral_constant_expression_p=*/true);
19088
19089       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
19090       set_current_access_from_decl (decl);
19091
19092       /* Actually build the enumerator itself.  */
19093       build_enumerator
19094         (DECL_NAME (decl), value, newtag, DECL_SOURCE_LOCATION (decl));
19095     }
19096
19097   if (SCOPED_ENUM_P (newtag))
19098     finish_scope ();
19099
19100   finish_enum_value_list (newtag);
19101   finish_enum (newtag);
19102
19103   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
19104     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
19105 }
19106
19107 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
19108    its type -- but without substituting the innermost set of template
19109    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
19110    the type.  */
19111
19112 tree
19113 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
19114 {
19115   tree fn_type;
19116   tree tmpl;
19117   tree targs;
19118   tree tparms;
19119   int parm_depth;
19120
19121   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
19122   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
19123   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
19124   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
19125
19126   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
19127      of parameters.  */
19128   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
19129
19130   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
19131
19132   if (parm_depth == 1)
19133     /* No substitution is necessary.  */
19134     ;
19135   else
19136     {
19137       int i;
19138       tree partial_args;
19139
19140       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
19141          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
19142       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
19143       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
19144         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
19145                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
19146       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
19147                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
19148                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
19149
19150       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
19151          correctly.  */
19152       push_access_scope (decl);
19153
19154       ++processing_template_decl;
19155       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
19156          appropriate function type.  */
19157       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
19158       --processing_template_decl;
19159
19160       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
19161          innermost set of parameters.  This step is important if the
19162          innermost set of template parameters contains value
19163          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
19164       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
19165       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
19166
19167       pop_access_scope (decl);
19168     }
19169
19170   return fn_type;
19171 }
19172
19173 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
19174    the last one involved in diagnostics.  */
19175 int
19176 problematic_instantiation_changed (void)
19177 {
19178   return current_tinst_level != last_error_tinst_level;
19179 }
19180
19181 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
19182 void
19183 record_last_problematic_instantiation (void)
19184 {
19185   last_error_tinst_level = current_tinst_level;
19186 }
19187
19188 struct tinst_level *
19189 current_instantiation (void)
19190 {
19191   return current_tinst_level;
19192 }
19193
19194 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
19195    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
19196    warning messages under control of COMPLAIN.  */
19197
19198 static int
19199 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
19200 {
19201   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
19202     return 0;
19203   else if (POINTER_TYPE_P (type))
19204     return 0;
19205   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
19206     return 0;
19207   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
19208     return 0;
19209   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
19210     return 0;
19211   else if (TREE_CODE (type) == DECLTYPE_TYPE)
19212     return 0;
19213   else if (TREE_CODE (type) == NULLPTR_TYPE)
19214     return 0;
19215
19216   if (complain & tf_error)
19217     {
19218       if (type == error_mark_node)
19219         inform (input_location, "invalid template non-type parameter");
19220       else
19221         error ("%q#T is not a valid type for a template non-type parameter",
19222                type);
19223     }
19224   return 1;
19225 }
19226
19227 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
19228    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
19229
19230 static bool
19231 dependent_type_p_r (tree type)
19232 {
19233   tree scope;
19234
19235   /* [temp.dep.type]
19236
19237      A type is dependent if it is:
19238
19239      -- a template parameter. Template template parameters are types
19240         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
19241         them here.  */
19242   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
19243       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19244     return true;
19245   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
19246         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
19247         names a dependent type.  */
19248   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
19249     return true;
19250   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
19251         dependent.  */
19252   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
19253   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
19254   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
19255     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
19256             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
19257                                            (type)));
19258   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
19259            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
19260     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
19261   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
19262            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
19263     {
19264       tree arg_type;
19265
19266       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
19267         return true;
19268       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
19269            arg_type;
19270            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
19271         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
19272           return true;
19273       return false;
19274     }
19275   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
19276         size is specified by a constant expression that is
19277         value-dependent.
19278
19279         We checked for type- and value-dependence of the bounds in
19280         compute_array_index_type, so TYPE_DEPENDENT_P is already set.  */
19281   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
19282     {
19283       if (TYPE_DOMAIN (type)
19284           && dependent_type_p (TYPE_DOMAIN (type)))
19285         return true;
19286       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
19287     }
19288
19289   /* -- a template-id in which either the template name is a template
19290      parameter ...  */
19291   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19292     return true;
19293   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
19294         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
19295   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
19296            && (any_dependent_template_arguments_p
19297                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
19298     return true;
19299
19300   /* All TYPEOF_TYPEs, DECLTYPE_TYPEs, and UNDERLYING_TYPEs are
19301      dependent; if the argument of the `typeof' expression is not
19302      type-dependent, then it should already been have resolved.  */
19303   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE
19304       || TREE_CODE (type) == DECLTYPE_TYPE
19305       || TREE_CODE (type) == UNDERLYING_TYPE)
19306     return true;
19307
19308   /* A template argument pack is dependent if any of its packed
19309      arguments are.  */
19310   if (TREE_CODE (type) == TYPE_ARGUMENT_PACK)
19311     {
19312       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (type);
19313       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
19314       for (i = 0; i < len; ++i)
19315         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
19316           return true;
19317     }
19318
19319   /* All TYPE_PACK_EXPANSIONs are dependent, because parameter packs must
19320      be template parameters.  */
19321   if (TREE_CODE (type) == TYPE_PACK_EXPANSION)
19322     return true;
19323
19324   /* The standard does not specifically mention types that are local
19325      to template functions or local classes, but they should be
19326      considered dependent too.  For example:
19327
19328        template <int I> void f() {
19329          enum E { a = I };
19330          S<sizeof (E)> s;
19331        }
19332
19333      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
19334      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
19335   scope = TYPE_CONTEXT (type);
19336   if (scope && TYPE_P (scope))
19337     return dependent_type_p (scope);
19338   /* Don't use type_dependent_expression_p here, as it can lead
19339      to infinite recursion trying to determine whether a lambda
19340      nested in a lambda is dependent (c++/47687).  */
19341   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL
19342            && DECL_LANG_SPECIFIC (scope)
19343            && DECL_TEMPLATE_INFO (scope)
19344            && (any_dependent_template_arguments_p
19345                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (scope)))))
19346     return true;
19347
19348   /* Other types are non-dependent.  */
19349   return false;
19350 }
19351
19352 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
19353    [temp.dep.type].  Note that a NULL type is considered dependent.  */
19354
19355 bool
19356 dependent_type_p (tree type)
19357 {
19358   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
19359      any dependent types.  */
19360   if (!processing_template_decl)
19361     {
19362       /* If we are not processing a template, then nobody should be
19363          providing us with a dependent type.  */
19364       gcc_assert (type);
19365       gcc_assert (TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM || is_auto (type));
19366       return false;
19367     }
19368
19369   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
19370      in question; in that case, the type is dependent.  */
19371   if (!type)
19372     return true;
19373
19374   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
19375   if (type == error_mark_node)
19376     return false;
19377
19378   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
19379      do so now.  */
19380   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
19381     {
19382       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
19383       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
19384     }
19385
19386   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
19387 }
19388
19389 /* Returns TRUE if SCOPE is a dependent scope, in which we can't do any
19390    lookup.  In other words, a dependent type that is not the current
19391    instantiation.  */
19392
19393 bool
19394 dependent_scope_p (tree scope)
19395 {
19396   return (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
19397           && !currently_open_class (scope));
19398 }
19399
19400 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
19401    [temp.dep.constexpr].  EXPRESSION is already known to be a constant
19402    expression.  */
19403
19404 /* Note that this predicate is not appropriate for general expressions;
19405    only constant expressions (that satisfy potential_constant_expression)
19406    can be tested for value dependence.
19407
19408    We should really also have a predicate for "instantiation-dependent".
19409
19410    fold_non_dependent_expr: fold if constant and not type-dependent and not value-dependent.
19411      (what about instantiation-dependent constant-expressions?)
19412    is_late_template_attribute: defer if instantiation-dependent.
19413    compute_array_index_type: proceed if constant and not t- or v-dependent
19414      if instantiation-dependent, need to remember full expression
19415    uses_template_parms: FIXME - need to audit callers
19416    tsubst_decl [function_decl]: Why is this using value_dependent_expression_p?
19417    dependent_type_p [array_type]: dependent if index type is dependent
19418      (or non-constant?)
19419    static_assert - instantiation-dependent */
19420
19421 bool
19422 value_dependent_expression_p (tree expression)
19423 {
19424   if (!processing_template_decl)
19425     return false;
19426
19427   /* A name declared with a dependent type.  */
19428   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
19429     return true;
19430
19431   switch (TREE_CODE (expression))
19432     {
19433     case IDENTIFIER_NODE:
19434       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
19435       return true;
19436
19437     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
19438       /* A non-type template parm.  */
19439       return true;
19440
19441     case CONST_DECL:
19442       /* A non-type template parm.  */
19443       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
19444         return true;
19445       return value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression));
19446
19447     case VAR_DECL:
19448        /* A constant with literal type and is initialized
19449           with an expression that is value-dependent.  */
19450       if (DECL_INITIAL (expression)
19451           && decl_constant_var_p (expression)
19452           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
19453         return true;
19454       return false;
19455
19456     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
19457     case STATIC_CAST_EXPR:
19458     case CONST_CAST_EXPR:
19459     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
19460     case CAST_EXPR:
19461       /* These expressions are value-dependent if the type to which
19462          the cast occurs is dependent or the expression being casted
19463          is value-dependent.  */
19464       {
19465         tree type = TREE_TYPE (expression);
19466
19467         if (dependent_type_p (type))
19468           return true;
19469
19470         /* A functional cast has a list of operands.  */
19471         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19472         if (!expression)
19473           {
19474             /* If there are no operands, it must be an expression such
19475                as "int()". This should not happen for aggregate types
19476                because it would form non-constant expressions.  */
19477             gcc_assert (cxx_dialect >= cxx0x
19478                         || INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
19479
19480             return false;
19481           }
19482
19483         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
19484           return any_value_dependent_elements_p (expression);
19485
19486         return value_dependent_expression_p (expression);
19487       }
19488
19489     case SIZEOF_EXPR:
19490     case ALIGNOF_EXPR:
19491     case TYPEID_EXPR:
19492       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
19493          type-dependent or is a pack expansion.  */
19494       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19495       if (PACK_EXPANSION_P (expression))
19496         return true;
19497       else if (TYPE_P (expression))
19498         return dependent_type_p (expression);
19499       return type_dependent_expression_p (expression);
19500
19501     case AT_ENCODE_EXPR:
19502       /* An 'encode' expression is value-dependent if the operand is
19503          type-dependent.  */
19504       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19505       return dependent_type_p (expression);
19506
19507     case NOEXCEPT_EXPR:
19508       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19509       return type_dependent_expression_p (expression);
19510
19511     case SCOPE_REF:
19512       {
19513         tree name = TREE_OPERAND (expression, 1);
19514         return value_dependent_expression_p (name);
19515       }
19516
19517     case COMPONENT_REF:
19518       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
19519               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
19520
19521     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
19522       /* A NONTYPE_ARGUMENT_PACK is value-dependent if any packed argument
19523          is value-dependent.  */
19524       {
19525         tree values = ARGUMENT_PACK_ARGS (expression);
19526         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (values);
19527         
19528         for (i = 0; i < len; ++i)
19529           if (value_dependent_expression_p (TREE_VEC_ELT (values, i)))
19530             return true;
19531         
19532         return false;
19533       }
19534
19535     case TRAIT_EXPR:
19536       {
19537         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (expression);
19538         return (dependent_type_p (TRAIT_EXPR_TYPE1 (expression))
19539                 || (type2 ? dependent_type_p (type2) : false));
19540       }
19541
19542     case MODOP_EXPR:
19543       return ((value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
19544               || (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 2))));
19545
19546     case ARRAY_REF:
19547       return ((value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
19548               || (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1))));
19549
19550     case ADDR_EXPR:
19551       {
19552         tree op = TREE_OPERAND (expression, 0);
19553         return (value_dependent_expression_p (op)
19554                 || has_value_dependent_address (op));
19555       }
19556
19557     case CALL_EXPR:
19558       {
19559         tree fn = get_callee_fndecl (expression);
19560         int i, nargs;
19561         if (!fn && value_dependent_expression_p (CALL_EXPR_FN (expression)))
19562           return true;
19563         nargs = call_expr_nargs (expression);
19564         for (i = 0; i < nargs; ++i)
19565           {
19566             tree op = CALL_EXPR_ARG (expression, i);
19567             /* In a call to a constexpr member function, look through the
19568                implicit ADDR_EXPR on the object argument so that it doesn't
19569                cause the call to be considered value-dependent.  We also
19570                look through it in potential_constant_expression.  */
19571             if (i == 0 && fn && DECL_DECLARED_CONSTEXPR_P (fn)
19572                 && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
19573                 && TREE_CODE (op) == ADDR_EXPR)
19574               op = TREE_OPERAND (op, 0);
19575             if (value_dependent_expression_p (op))
19576               return true;
19577           }
19578         return false;
19579       }
19580
19581     case TEMPLATE_ID_EXPR:
19582       /* If a TEMPLATE_ID_EXPR involves a dependent name, it will be
19583          type-dependent.  */
19584       return type_dependent_expression_p (expression);
19585
19586     case CONSTRUCTOR:
19587       {
19588         unsigned ix;
19589         tree val;
19590         FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (expression), ix, val)
19591           if (value_dependent_expression_p (val))
19592             return true;
19593         return false;
19594       }
19595
19596     case STMT_EXPR:
19597       /* Treat a GNU statement expression as dependent to avoid crashing
19598          under fold_non_dependent_expr; it can't be constant.  */
19599       return true;
19600
19601     default:
19602       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
19603          value-dependent.  */
19604       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
19605         {
19606         case tcc_reference:
19607         case tcc_unary:
19608         case tcc_comparison:
19609         case tcc_binary:
19610         case tcc_expression:
19611         case tcc_vl_exp:
19612           {
19613             int i, len = cp_tree_operand_length (expression);
19614
19615             for (i = 0; i < len; i++)
19616               {
19617                 tree t = TREE_OPERAND (expression, i);
19618
19619                 /* In some cases, some of the operands may be missing.l
19620                    (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
19621                    amount to increment by may be missing.)  That doesn't
19622                    make the expression dependent.  */
19623                 if (t && value_dependent_expression_p (t))
19624                   return true;
19625               }
19626           }
19627           break;
19628         default:
19629           break;
19630         }
19631       break;
19632     }
19633
19634   /* The expression is not value-dependent.  */
19635   return false;
19636 }
19637
19638 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
19639    [temp.dep.expr].  Note that an expression with no type is
19640    considered dependent.  Other parts of the compiler arrange for an
19641    expression with type-dependent subexpressions to have no type, so
19642    this function doesn't have to be fully recursive.  */
19643
19644 bool
19645 type_dependent_expression_p (tree expression)
19646 {
19647   if (!processing_template_decl)
19648     return false;
19649
19650   if (expression == error_mark_node)
19651     return false;
19652
19653   /* An unresolved name is always dependent.  */
19654   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE
19655       || TREE_CODE (expression) == USING_DECL)
19656     return true;
19657
19658   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
19659   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
19660       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
19661       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
19662       || TREE_CODE (expression) == AT_ENCODE_EXPR
19663       || TREE_CODE (expression) == NOEXCEPT_EXPR
19664       || TREE_CODE (expression) == TRAIT_EXPR
19665       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
19666       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
19667       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
19668       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
19669     return false;
19670
19671   /* The types of these expressions depends only on the type to which
19672      the cast occurs.  */
19673   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
19674       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
19675       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
19676       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
19677       || TREE_CODE (expression) == IMPLICIT_CONV_EXPR
19678       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
19679     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
19680
19681   /* The types of these expressions depends only on the type created
19682      by the expression.  */
19683   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
19684       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
19685     {
19686       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
19687          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
19688          operand 1.  */
19689       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
19690       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
19691         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
19692            as well.  */
19693         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
19694                || value_dependent_expression_p
19695                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
19696       else
19697         return dependent_type_p (type);
19698     }
19699
19700   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
19701     {
19702       tree scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
19703       tree name = TREE_OPERAND (expression, 1);
19704
19705       /* 14.6.2.2 [temp.dep.expr]: An id-expression is type-dependent if it
19706          contains an identifier associated by name lookup with one or more
19707          declarations declared with a dependent type, or...a
19708          nested-name-specifier or qualified-id that names a member of an
19709          unknown specialization.  */
19710       return (type_dependent_expression_p (name)
19711               || dependent_scope_p (scope));
19712     }
19713
19714   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
19715       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
19716       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
19717       && (any_dependent_template_arguments_p
19718           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
19719     return true;
19720
19721   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
19722       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
19723     return false;
19724
19725   if (TREE_CODE (expression) == STMT_EXPR)
19726     expression = stmt_expr_value_expr (expression);
19727
19728   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (expression))
19729     {
19730       tree elt;
19731       unsigned i;
19732
19733       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (expression), i, elt)
19734         {
19735           if (type_dependent_expression_p (elt))
19736             return true;
19737         }
19738       return false;
19739     }
19740
19741   /* A static data member of the current instantiation with incomplete
19742      array type is type-dependent, as the definition and specializations
19743      can have different bounds.  */
19744   if (TREE_CODE (expression) == VAR_DECL
19745       && DECL_CLASS_SCOPE_P (expression)
19746       && dependent_type_p (DECL_CONTEXT (expression))
19747       && VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (expression))
19748     return true;
19749
19750   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
19751     {
19752       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
19753         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
19754       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
19755           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
19756         {
19757           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
19758             return true;
19759           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
19760           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
19761             return false;
19762         }
19763       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
19764       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
19765         return false;
19766
19767       if (BASELINK_P (expression))
19768         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
19769
19770       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
19771         {
19772           if (any_dependent_template_arguments_p
19773               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
19774             return true;
19775           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19776         }
19777       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
19778                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
19779
19780       while (expression)
19781         {
19782           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
19783             return true;
19784           expression = OVL_NEXT (expression);
19785         }
19786       return false;
19787     }
19788
19789   gcc_assert (TREE_CODE (expression) != TYPE_DECL);
19790
19791   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
19792 }
19793
19794 /* Like type_dependent_expression_p, but it also works while not processing
19795    a template definition, i.e. during substitution or mangling.  */
19796
19797 bool
19798 type_dependent_expression_p_push (tree expr)
19799 {
19800   bool b;
19801   ++processing_template_decl;
19802   b = type_dependent_expression_p (expr);
19803   --processing_template_decl;
19804   return b;
19805 }
19806
19807 /* Returns TRUE if ARGS contains a type-dependent expression.  */
19808
19809 bool
19810 any_type_dependent_arguments_p (const VEC(tree,gc) *args)
19811 {
19812   unsigned int i;
19813   tree arg;
19814
19815   FOR_EACH_VEC_ELT (tree, args, i, arg)
19816     {
19817       if (type_dependent_expression_p (arg))
19818         return true;
19819     }
19820   return false;
19821 }
19822
19823 /* Returns TRUE if LIST (a TREE_LIST whose TREE_VALUEs are
19824    expressions) contains any type-dependent expressions.  */
19825
19826 bool
19827 any_type_dependent_elements_p (const_tree list)
19828 {
19829   for (; list; list = TREE_CHAIN (list))
19830     if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (list)))
19831       return true;
19832
19833   return false;
19834 }
19835
19836 /* Returns TRUE if LIST (a TREE_LIST whose TREE_VALUEs are
19837    expressions) contains any value-dependent expressions.  */
19838
19839 bool
19840 any_value_dependent_elements_p (const_tree list)
19841 {
19842   for (; list; list = TREE_CHAIN (list))
19843     if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (list)))
19844       return true;
19845
19846   return false;
19847 }
19848
19849 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
19850
19851 bool
19852 dependent_template_arg_p (tree arg)
19853 {
19854   if (!processing_template_decl)
19855     return false;
19856
19857   /* Assume a template argument that was wrongly written by the user
19858      is dependent. This is consistent with what
19859      any_dependent_template_arguments_p [that calls this function]
19860      does.  */
19861   if (!arg || arg == error_mark_node)
19862     return true;
19863
19864   if (TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
19865     arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (arg);
19866
19867   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
19868       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19869     return dependent_template_p (arg);
19870   else if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
19871     {
19872       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
19873       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
19874       for (i = 0; i < len; ++i)
19875         {
19876           if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
19877             return true;
19878         }
19879
19880       return false;
19881     }
19882   else if (TYPE_P (arg))
19883     return dependent_type_p (arg);
19884   else
19885     return (type_dependent_expression_p (arg)
19886             || value_dependent_expression_p (arg));
19887 }
19888
19889 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
19890    any types that require structural equality testing.  */
19891
19892 bool
19893 any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree args)
19894 {
19895   int i;
19896   int j;
19897
19898   if (!args)
19899     return false;
19900   if (args == error_mark_node)
19901     return true;
19902
19903   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
19904     {
19905       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
19906       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
19907         {
19908           tree arg = TREE_VEC_ELT (level, j);
19909           tree packed_args = NULL_TREE;
19910           int k, len = 1;
19911
19912           if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
19913             {
19914               /* Look inside the argument pack.  */
19915               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
19916               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
19917             }
19918
19919           for (k = 0; k < len; ++k)
19920             {
19921               if (packed_args)
19922                 arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, k);
19923
19924               if (error_operand_p (arg))
19925                 return true;
19926               else if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
19927                        || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19928                 continue;
19929               else if (TYPE_P (arg) && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (arg))
19930                 return true;
19931               else if (!TYPE_P (arg) && TREE_TYPE (arg)
19932                        && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (TREE_TYPE (arg)))
19933                 return true;
19934             }
19935         }
19936     }
19937
19938   return false;
19939 }
19940
19941 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
19942    any dependent arguments.  */
19943
19944 bool
19945 any_dependent_template_arguments_p (const_tree args)
19946 {
19947   int i;
19948   int j;
19949
19950   if (!args)
19951     return false;
19952   if (args == error_mark_node)
19953     return true;
19954
19955   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
19956     {
19957       const_tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
19958       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
19959         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
19960           return true;
19961     }
19962
19963   return false;
19964 }
19965
19966 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
19967
19968 bool
19969 dependent_template_p (tree tmpl)
19970 {
19971   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
19972     {
19973       while (tmpl)
19974         {
19975           if (dependent_template_p (OVL_CURRENT (tmpl)))
19976             return true;
19977           tmpl = OVL_NEXT (tmpl);
19978         }
19979       return false;
19980     }
19981
19982   /* Template template parameters are dependent.  */
19983   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
19984       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19985     return true;
19986   /* So are names that have not been looked up.  */
19987   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
19988       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
19989     return true;
19990   /* So are member templates of dependent classes.  */
19991   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
19992     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
19993   return false;
19994 }
19995
19996 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
19997
19998 bool
19999 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
20000 {
20001   return (dependent_template_p (tmpl)
20002           || any_dependent_template_arguments_p (args));
20003 }
20004
20005 /* Returns TRUE if OMP_FOR with DECLV, INITV, CONDV and INCRV vectors
20006    is dependent.  */
20007
20008 bool
20009 dependent_omp_for_p (tree declv, tree initv, tree condv, tree incrv)
20010 {
20011   int i;
20012
20013   if (!processing_template_decl)
20014     return false;
20015
20016   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (declv); i++)
20017     {
20018       tree decl = TREE_VEC_ELT (declv, i);
20019       tree init = TREE_VEC_ELT (initv, i);
20020       tree cond = TREE_VEC_ELT (condv, i);
20021       tree incr = TREE_VEC_ELT (incrv, i);
20022
20023       if (type_dependent_expression_p (decl))
20024         return true;
20025
20026       if (init && type_dependent_expression_p (init))
20027         return true;
20028
20029       if (type_dependent_expression_p (cond))
20030         return true;
20031
20032       if (COMPARISON_CLASS_P (cond)
20033           && (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 0))
20034               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 1))))
20035         return true;
20036
20037       if (TREE_CODE (incr) == MODOP_EXPR)
20038         {
20039           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0))
20040               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 2)))
20041             return true;
20042         }
20043       else if (type_dependent_expression_p (incr))
20044         return true;
20045       else if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
20046         {
20047           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0)))
20048             return true;
20049           else if (BINARY_CLASS_P (TREE_OPERAND (incr, 1)))
20050             {
20051               tree t = TREE_OPERAND (incr, 1);
20052               if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 0))
20053                   || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 1)))
20054                 return true;
20055             }
20056         }
20057     }
20058
20059   return false;
20060 }
20061
20062 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
20063    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns the original TYPENAME_TYPE if
20064    no such TYPE can be found.  Note that this function peers inside
20065    uninstantiated templates and therefore should be used only in
20066    extremely limited situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this
20067    peering to the currently open classes hierarchy (which is required
20068    when comparing types).  */
20069
20070 tree
20071 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
20072 {
20073   tree scope;
20074   tree name;
20075   tree decl;
20076   int quals;
20077   tree pushed_scope;
20078   tree result;
20079
20080   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
20081
20082   scope = TYPE_CONTEXT (type);
20083   /* Usually the non-qualified identifier of a TYPENAME_TYPE is
20084      TYPE_IDENTIFIER (type). But when 'type' is a typedef variant of
20085      a TYPENAME_TYPE node, then TYPE_NAME (type) is set to the TYPE_DECL representing
20086      the typedef. In that case TYPE_IDENTIFIER (type) is not the non-qualified
20087      identifier  of the TYPENAME_TYPE anymore.
20088      So by getting the TYPE_IDENTIFIER of the _main declaration_ of the
20089      TYPENAME_TYPE instead, we avoid messing up with a possible
20090      typedef variant case.  */
20091   name = TYPE_IDENTIFIER (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
20092
20093   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
20094      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
20095   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
20096     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
20097   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
20098      TYPENAME_TYPE.  */
20099   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
20100     return type;
20101   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
20102      resolving the name.  */
20103   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
20104     return type;
20105   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
20106      to look inside it.  */
20107   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
20108     return type;
20109   /* If this is a typedef, we don't want to look inside (c++/11987).  */
20110   if (typedef_variant_p (type))
20111     return type;
20112   /* If SCOPE isn't the template itself, it will not have a valid
20113      TYPE_FIELDS list.  */
20114   if (same_type_p (scope, CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope)))
20115     /* scope is either the template itself or a compatible instantiation
20116        like X<T>, so look up the name in the original template.  */
20117     scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
20118   else
20119     /* scope is a partial instantiation, so we can't do the lookup or we
20120        will lose the template arguments.  */
20121     return type;
20122   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
20123      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
20124      longer be considered a dependent type.  */
20125   pushed_scope = push_scope (scope);
20126   /* Look up the declaration.  */
20127   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true,
20128                         tf_warning_or_error);
20129
20130   result = NULL_TREE;
20131   
20132   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
20133      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
20134   if (!decl)
20135     /*nop*/;
20136   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
20137            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
20138     {
20139       result = TREE_TYPE (decl);
20140       if (result == error_mark_node)
20141         result = NULL_TREE;
20142     }
20143   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
20144            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
20145     {
20146       tree tmpl;
20147       tree args;
20148       /* Obtain the template and the arguments.  */
20149       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
20150       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
20151       /* Instantiate the template.  */
20152       result = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
20153                                       /*entering_scope=*/0,
20154                                       tf_error | tf_user);
20155       if (result == error_mark_node)
20156         result = NULL_TREE;
20157     }
20158   
20159   /* Leave the SCOPE.  */
20160   if (pushed_scope)
20161     pop_scope (pushed_scope);
20162
20163   /* If we failed to resolve it, return the original typename.  */
20164   if (!result)
20165     return type;
20166   
20167   /* If lookup found a typename type, resolve that too.  */
20168   if (TREE_CODE (result) == TYPENAME_TYPE && !TYPENAME_IS_RESOLVING_P (result))
20169     {
20170       /* Ill-formed programs can cause infinite recursion here, so we
20171          must catch that.  */
20172       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 1;
20173       result = resolve_typename_type (result, only_current_p);
20174       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 0;
20175     }
20176   
20177   /* Qualify the resulting type.  */
20178   quals = cp_type_quals (type);
20179   if (quals)
20180     result = cp_build_qualified_type (result, cp_type_quals (result) | quals);
20181
20182   return result;
20183 }
20184
20185 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
20186    for EXPR that can be used to compute the types of larger
20187    expressions containing EXPR.  */
20188
20189 tree
20190 build_non_dependent_expr (tree expr)
20191 {
20192   tree inner_expr;
20193
20194 #ifdef ENABLE_CHECKING
20195   /* Try to get a constant value for all non-type-dependent expressions in
20196       order to expose bugs in *_dependent_expression_p and constexpr.  */
20197   if (cxx_dialect >= cxx0x)
20198     maybe_constant_value (fold_non_dependent_expr_sfinae (expr, tf_none));
20199 #endif
20200
20201   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
20202      types.  */
20203   inner_expr = expr;
20204   if (TREE_CODE (inner_expr) == STMT_EXPR)
20205     inner_expr = stmt_expr_value_expr (inner_expr);
20206   if (TREE_CODE (inner_expr) == ADDR_EXPR)
20207     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 0);
20208   if (TREE_CODE (inner_expr) == COMPONENT_REF)
20209     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 1);
20210   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
20211       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
20212     return expr;
20213   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
20214   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
20215     return expr;
20216   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
20217      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
20218      cannot be used to initialize a "char *".  */
20219   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
20220     return expr;
20221   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
20222      reason to create a new node.  */
20223   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
20224     return expr;
20225   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
20226      There is at least one place where we want to know that a
20227      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
20228      expression, there are special rules if the second or third
20229      argument is a throw-expression.  */
20230   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
20231     return expr;
20232
20233   /* Don't wrap an initializer list, we need to be able to look inside.  */
20234   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (expr))
20235     return expr;
20236
20237   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
20238     return build3 (COND_EXPR,
20239                    TREE_TYPE (expr),
20240                    TREE_OPERAND (expr, 0),
20241                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
20242                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
20243                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
20244                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
20245   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
20246       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
20247     return build2 (COMPOUND_EXPR,
20248                    TREE_TYPE (expr),
20249                    TREE_OPERAND (expr, 0),
20250                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
20251
20252   /* If the type is unknown, it can't really be non-dependent */
20253   gcc_assert (TREE_TYPE (expr) != unknown_type_node);
20254
20255   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.  */
20256   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, TREE_TYPE (expr), expr);
20257 }
20258
20259 /* ARGS is a vector of expressions as arguments to a function call.
20260    Replace the arguments with equivalent non-dependent expressions.
20261    This modifies ARGS in place.  */
20262
20263 void
20264 make_args_non_dependent (VEC(tree,gc) *args)
20265 {
20266   unsigned int ix;
20267   tree arg;
20268
20269   FOR_EACH_VEC_ELT (tree, args, ix, arg)
20270     {
20271       tree newarg = build_non_dependent_expr (arg);
20272       if (newarg != arg)
20273         VEC_replace (tree, args, ix, newarg);
20274     }
20275 }
20276
20277 /* Returns a type which represents 'auto'.  We use a TEMPLATE_TYPE_PARM
20278    with a level one deeper than the actual template parms.  */
20279
20280 tree
20281 make_auto (void)
20282 {
20283   tree au = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
20284   TYPE_NAME (au) = build_decl (BUILTINS_LOCATION,
20285                                TYPE_DECL, get_identifier ("auto"), au);
20286   TYPE_STUB_DECL (au) = TYPE_NAME (au);
20287   TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (au) = build_template_parm_index
20288     (0, processing_template_decl + 1, processing_template_decl + 1,
20289      0, TYPE_NAME (au), NULL_TREE);
20290   TYPE_CANONICAL (au) = canonical_type_parameter (au);
20291   DECL_ARTIFICIAL (TYPE_NAME (au)) = 1;
20292   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (TYPE_NAME (au));
20293
20294   return au;
20295 }
20296
20297 /* Given type ARG, return std::initializer_list<ARG>.  */
20298
20299 static tree
20300 listify (tree arg)
20301 {
20302   tree std_init_list = namespace_binding
20303     (get_identifier ("initializer_list"), std_node);
20304   tree argvec;
20305   if (!std_init_list || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (std_init_list))
20306     {    
20307       error ("deducing from brace-enclosed initializer list requires "
20308              "#include <initializer_list>");
20309       return error_mark_node;
20310     }
20311   argvec = make_tree_vec (1);
20312   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = arg;
20313   return lookup_template_class (std_init_list, argvec, NULL_TREE,
20314                                 NULL_TREE, 0, tf_warning_or_error);
20315 }
20316
20317 /* Replace auto in TYPE with std::initializer_list<auto>.  */
20318
20319 static tree
20320 listify_autos (tree type, tree auto_node)
20321 {
20322   tree init_auto = listify (auto_node);
20323   tree argvec = make_tree_vec (1);
20324   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = init_auto;
20325   if (processing_template_decl)
20326     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
20327   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
20328 }
20329
20330 /* walk_tree helper for do_auto_deduction.  */
20331
20332 static tree
20333 contains_auto_r (tree *tp, int *walk_subtrees ATTRIBUTE_UNUSED,
20334                  void *type)
20335 {
20336   /* Is this a variable with the type we're looking for?  */
20337   if (DECL_P (*tp)
20338       && TREE_TYPE (*tp) == type)
20339     return *tp;
20340   else
20341     return NULL_TREE;
20342 }
20343
20344 /* Replace occurrences of 'auto' in TYPE with the appropriate type deduced
20345    from INIT.  AUTO_NODE is the TEMPLATE_TYPE_PARM used for 'auto' in TYPE.  */
20346
20347 tree
20348 do_auto_deduction (tree type, tree init, tree auto_node)
20349 {
20350   tree parms, tparms, targs;
20351   tree args[1];
20352   tree decl;
20353   int val;
20354
20355   if (processing_template_decl
20356       && (TREE_TYPE (init) == NULL_TREE
20357           || BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (init)))
20358     /* Not enough information to try this yet.  */
20359     return type;
20360
20361   /* The name of the object being declared shall not appear in the
20362      initializer expression.  */
20363   decl = cp_walk_tree_without_duplicates (&init, contains_auto_r, type);
20364   if (decl)
20365     {
20366       error ("variable %q#D with %<auto%> type used in its own "
20367              "initializer", decl);
20368       return error_mark_node;
20369     }
20370
20371   /* [dcl.spec.auto]: Obtain P from T by replacing the occurrences of auto
20372      with either a new invented type template parameter U or, if the
20373      initializer is a braced-init-list (8.5.4), with
20374      std::initializer_list<U>.  */
20375   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (init))
20376     type = listify_autos (type, auto_node);
20377
20378   init = resolve_nondeduced_context (init);
20379
20380   parms = build_tree_list (NULL_TREE, type);
20381   args[0] = init;
20382   tparms = make_tree_vec (1);
20383   targs = make_tree_vec (1);
20384   TREE_VEC_ELT (tparms, 0)
20385     = build_tree_list (NULL_TREE, TYPE_NAME (auto_node));
20386   val = type_unification_real (tparms, targs, parms, args, 1, 0,
20387                                DEDUCE_CALL, LOOKUP_NORMAL,
20388                                /*explain_p=*/false);
20389   if (val > 0)
20390     {
20391       if (processing_template_decl)
20392         /* Try again at instantiation time.  */
20393         return type;
20394       if (type && type != error_mark_node)
20395         /* If type is error_mark_node a diagnostic must have been
20396            emitted by now.  Also, having a mention to '<type error>'
20397            in the diagnostic is not really useful to the user.  */
20398         error ("unable to deduce %qT from %qE", type, init);
20399       return error_mark_node;
20400     }
20401
20402   /* If the list of declarators contains more than one declarator, the type
20403      of each declared variable is determined as described above. If the
20404      type deduced for the template parameter U is not the same in each
20405      deduction, the program is ill-formed.  */
20406   if (TREE_TYPE (auto_node)
20407       && !same_type_p (TREE_TYPE (auto_node), TREE_VEC_ELT (targs, 0)))
20408     {
20409       error ("inconsistent deduction for %qT: %qT and then %qT",
20410              auto_node, TREE_TYPE (auto_node), TREE_VEC_ELT (targs, 0));
20411       return error_mark_node;
20412     }
20413   TREE_TYPE (auto_node) = TREE_VEC_ELT (targs, 0);
20414
20415   if (processing_template_decl)
20416     targs = add_to_template_args (current_template_args (), targs);
20417   return tsubst (type, targs, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
20418 }
20419
20420 /* Substitutes LATE_RETURN_TYPE for 'auto' in TYPE and returns the
20421    result.  */
20422
20423 tree
20424 splice_late_return_type (tree type, tree late_return_type)
20425 {
20426   tree argvec;
20427
20428   if (late_return_type == NULL_TREE)
20429     return type;
20430   argvec = make_tree_vec (1);
20431   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = late_return_type;
20432   if (processing_template_parmlist)
20433     /* For a late-specified return type in a template type-parameter, we
20434        need to add a dummy argument level for its parmlist.  */
20435     argvec = add_to_template_args
20436       (make_tree_vec (processing_template_parmlist), argvec);
20437   if (current_template_parms)
20438     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
20439   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
20440 }
20441
20442 /* Returns true iff TYPE is a TEMPLATE_TYPE_PARM representing 'auto'.  */
20443
20444 bool
20445 is_auto (const_tree type)
20446 {
20447   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
20448       && TYPE_IDENTIFIER (type) == get_identifier ("auto"))
20449     return true;
20450   else
20451     return false;
20452 }
20453
20454 /* Returns true iff TYPE contains a use of 'auto'.  Since auto can only
20455    appear as a type-specifier for the declaration in question, we don't
20456    have to look through the whole type.  */
20457
20458 tree
20459 type_uses_auto (tree type)
20460 {
20461   enum tree_code code;
20462   if (is_auto (type))
20463     return type;
20464
20465   code = TREE_CODE (type);
20466
20467   if (code == POINTER_TYPE || code == REFERENCE_TYPE
20468       || code == OFFSET_TYPE || code == FUNCTION_TYPE
20469       || code == METHOD_TYPE || code == ARRAY_TYPE)
20470     return type_uses_auto (TREE_TYPE (type));
20471
20472   if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
20473     return type_uses_auto (TREE_TYPE (TREE_TYPE
20474                                    (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (type))));
20475
20476   return NULL_TREE;
20477 }
20478
20479 /* For a given template T, return the vector of typedefs referenced
20480    in T for which access check is needed at T instantiation time.
20481    T is either  a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
20482    Those typedefs were added to T by the function
20483    append_type_to_template_for_access_check.  */
20484
20485 VEC(qualified_typedef_usage_t,gc)*
20486 get_types_needing_access_check (tree t)
20487 {
20488   tree ti;
20489   VEC(qualified_typedef_usage_t,gc) *result = NULL;
20490
20491   if (!t || t == error_mark_node)
20492     return NULL;
20493
20494   if (!(ti = get_template_info (t)))
20495     return NULL;
20496
20497   if (CLASS_TYPE_P (t)
20498       || TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
20499     {
20500       if (!TI_TEMPLATE (ti))
20501         return NULL;
20502
20503       result = TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti);
20504     }
20505
20506   return result;
20507 }
20508
20509 /* Append the typedef TYPE_DECL used in template T to a list of typedefs
20510    tied to T. That list of typedefs will be access checked at
20511    T instantiation time.
20512    T is either a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
20513    TYPE_DECL is a TYPE_DECL node representing a typedef.
20514    SCOPE is the scope through which TYPE_DECL is accessed.
20515    LOCATION is the location of the usage point of TYPE_DECL.
20516
20517    This function is a subroutine of
20518    append_type_to_template_for_access_check.  */
20519
20520 static void
20521 append_type_to_template_for_access_check_1 (tree t,
20522                                             tree type_decl,
20523                                             tree scope,
20524                                             location_t location)
20525 {
20526   qualified_typedef_usage_t typedef_usage;
20527   tree ti;
20528
20529   if (!t || t == error_mark_node)
20530     return;
20531
20532   gcc_assert ((TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
20533                || CLASS_TYPE_P (t))
20534               && type_decl
20535               && TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL
20536               && scope);
20537
20538   if (!(ti = get_template_info (t)))
20539     return;
20540
20541   gcc_assert (TI_TEMPLATE (ti));
20542
20543   typedef_usage.typedef_decl = type_decl;
20544   typedef_usage.context = scope;
20545   typedef_usage.locus = location;
20546
20547   VEC_safe_push (qualified_typedef_usage_t, gc,
20548                  TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti),
20549                  &typedef_usage);
20550 }
20551
20552 /* Append TYPE_DECL to the template TEMPL.
20553    TEMPL is either a class type, a FUNCTION_DECL or a a TEMPLATE_DECL.
20554    At TEMPL instanciation time, TYPE_DECL will be checked to see
20555    if it can be accessed through SCOPE.
20556    LOCATION is the location of the usage point of TYPE_DECL.
20557
20558    e.g. consider the following code snippet:
20559
20560      class C
20561      {
20562        typedef int myint;
20563      };
20564
20565      template<class U> struct S
20566      {
20567        C::myint mi; // <-- usage point of the typedef C::myint
20568      };
20569
20570      S<char> s;
20571
20572    At S<char> instantiation time, we need to check the access of C::myint
20573    In other words, we need to check the access of the myint typedef through
20574    the C scope. For that purpose, this function will add the myint typedef
20575    and the scope C through which its being accessed to a list of typedefs
20576    tied to the template S. That list will be walked at template instantiation
20577    time and access check performed on each typedefs it contains.
20578    Note that this particular code snippet should yield an error because
20579    myint is private to C.  */
20580
20581 void
20582 append_type_to_template_for_access_check (tree templ,
20583                                           tree type_decl,
20584                                           tree scope,
20585                                           location_t location)
20586 {
20587   qualified_typedef_usage_t *iter;
20588   int i;
20589
20590   gcc_assert (type_decl && (TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL));
20591
20592   /* Make sure we don't append the type to the template twice.  */
20593   FOR_EACH_VEC_ELT (qualified_typedef_usage_t,
20594                     get_types_needing_access_check (templ),
20595                     i, iter)
20596     if (iter->typedef_decl == type_decl && scope == iter->context)
20597       return;
20598
20599   append_type_to_template_for_access_check_1 (templ, type_decl,
20600                                               scope, location);
20601 }
20602
20603 /* Set up the hash tables for template instantiations.  */
20604
20605 void
20606 init_template_processing (void)
20607 {
20608   decl_specializations = htab_create_ggc (37,
20609                                           hash_specialization,
20610                                           eq_specializations,
20611                                           ggc_free);
20612   type_specializations = htab_create_ggc (37,
20613                                           hash_specialization,
20614                                           eq_specializations,
20615                                           ggc_free);
20616 }
20617
20618 /* Print stats about the template hash tables for -fstats.  */
20619
20620 void
20621 print_template_statistics (void)
20622 {
20623   fprintf (stderr, "decl_specializations: size %ld, %ld elements, "
20624            "%f collisions\n", (long) htab_size (decl_specializations),
20625            (long) htab_elements (decl_specializations),
20626            htab_collisions (decl_specializations));
20627   fprintf (stderr, "type_specializations: size %ld, %ld elements, "
20628            "%f collisions\n", (long) htab_size (type_specializations),
20629            (long) htab_elements (type_specializations),
20630            htab_collisions (type_specializations));
20631 }
20632
20633 #include "gt-cp-pt.h"