OSDN Git Service

9afa74d1679b4bbe6d2b0a408a266e3b5a76f1fb
[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
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 "cp-objcp-common.h"
40 #include "tree-inline.h"
41 #include "decl.h"
42 #include "output.h"
43 #include "toplev.h"
44 #include "timevar.h"
45 #include "tree-iterator.h"
46 #include "vecprim.h"
47
48 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
49    returning an int.  */
50 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
51
52 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
53    instantiations have been deferred, either because their definitions
54    were not yet available, or because we were putting off doing the work.  */
55 struct GTY (()) pending_template {
56   struct pending_template *next;
57   struct tinst_level *tinst;
58 };
59
60 static GTY(()) struct pending_template *pending_templates;
61 static GTY(()) struct pending_template *last_pending_template;
62
63 int processing_template_parmlist;
64 static int template_header_count;
65
66 static GTY(()) tree saved_trees;
67 static VEC(int,heap) *inline_parm_levels;
68
69 static GTY(()) struct tinst_level *current_tinst_level;
70
71 static GTY(()) tree saved_access_scope;
72
73 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
74    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
75    to the EXPR_STMT that is its result.  */
76 static tree cur_stmt_expr;
77
78 /* A map from local variable declarations in the body of the template
79    presently being instantiated to the corresponding instantiated
80    local variables.  */
81 static htab_t local_specializations;
82
83 typedef struct GTY(()) spec_entry
84 {
85   tree tmpl;
86   tree args;
87   tree spec;
88 } spec_entry;
89
90 static GTY ((param_is (spec_entry)))
91   htab_t decl_specializations;
92
93 static GTY ((param_is (spec_entry)))
94   htab_t type_specializations;
95
96 /* Contains canonical template parameter types. The vector is indexed by
97    the TEMPLATE_TYPE_IDX of the template parameter. Each element is a
98    TREE_LIST, whose TREE_VALUEs contain the canonical template
99    parameters of various types and levels.  */
100 static GTY(()) VEC(tree,gc) *canonical_template_parms;
101
102 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
103 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
104 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
105 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
106 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
107 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
108 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
109 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
110
111 static void push_access_scope (tree);
112 static void pop_access_scope (tree);
113 static bool resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
114                                             unification_kind_t, int);
115 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
116                              unification_kind_t, int, bool);
117 static int unify (tree, tree, tree, tree, int);
118 static void add_pending_template (tree);
119 static tree reopen_tinst_level (struct tinst_level *);
120 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
121 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
122 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t,
123                                    bool, bool);
124 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
125 static tree add_to_template_args (tree, tree);
126 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
127 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
128 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*,
129                                              tree);
130 static int type_unification_real (tree, tree, tree, const tree *,
131                                   unsigned int, int, unification_kind_t, int);
132 static void note_template_header (int);
133 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
134 static tree convert_nontype_argument (tree, tree, tsubst_flags_t);
135 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
136                                        tsubst_flags_t, int, tree);
137 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
138                                    struct pointer_set_t*, bool);
139 static tree expand_template_argument_pack (tree);
140 static tree build_template_parm_index (int, int, int, tree, tree);
141 static bool inline_needs_template_parms (tree);
142 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
143 static tree retrieve_local_specialization (tree);
144 static void register_local_specialization (tree, tree);
145 static hashval_t hash_specialization (const void *p);
146 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int, tree, tsubst_flags_t);
147 static int mark_template_parm (tree, void *);
148 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
149 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
150 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
151 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
152 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
153 static int template_decl_level (tree);
154 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
155 static void template_parm_level_and_index (tree, int*, int*);
156 static int unify_pack_expansion (tree, tree, tree, tree, int, bool, bool);
157 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
158 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
159 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
160 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
161 static tree most_specialized_class (tree, tree, tsubst_flags_t);
162 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
163 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
164 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
165 static bool check_specialization_scope (void);
166 static tree process_partial_specialization (tree);
167 static void set_current_access_from_decl (tree);
168 static tree get_template_base (tree, tree, tree, tree);
169 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree);
170 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
171                                            tree, tree);
172 static bool template_template_parm_bindings_ok_p (tree, tree);
173 static int template_args_equal (tree, tree);
174 static void tsubst_default_arguments (tree);
175 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
176 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
177 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
178 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
179 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
180 static bool dependent_template_arg_p (tree);
181 static bool any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree);
182 static bool dependent_type_p_r (tree);
183 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, bool);
184 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
185 static tree tsubst_pack_expansion (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
186 static tree tsubst_decl (tree, tree, tsubst_flags_t);
187 static void perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs);
188 static void append_type_to_template_for_access_check_1 (tree, tree, tree,
189                                                         location_t);
190 static hashval_t iterative_hash_template_arg (tree arg, hashval_t val);
191 static tree listify (tree);
192 static tree listify_autos (tree, tree);
193
194 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
195    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
196    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
197    instantiate_decl).  */
198
199 static void
200 push_access_scope (tree t)
201 {
202   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
203               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
204
205   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
206     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
207   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
208     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
209   else
210     push_to_top_level ();
211
212   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
213     {
214       saved_access_scope = tree_cons
215         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
216       current_function_decl = t;
217     }
218 }
219
220 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
221    are processing.  */
222
223 static void
224 pop_access_scope (tree t)
225 {
226   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
227     {
228       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
229       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
230     }
231
232   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
233     pop_nested_class ();
234   else
235     pop_from_top_level ();
236 }
237
238 /* Do any processing required when DECL (a member template
239    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
240    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
241    itself is returned.  */
242
243 tree
244 finish_member_template_decl (tree decl)
245 {
246   if (decl == error_mark_node)
247     return error_mark_node;
248
249   gcc_assert (DECL_P (decl));
250
251   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
252     {
253       tree type;
254
255       type = TREE_TYPE (decl);
256       if (type == error_mark_node)
257         return error_mark_node;
258       if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (type)
259           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
260           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
261         {
262           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
263           check_member_template (tmpl);
264           return tmpl;
265         }
266       return NULL_TREE;
267     }
268   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
269     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
270   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
271     {
272       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
273         {
274           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
275           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
276         }
277       else
278         return decl;
279     }
280   else
281     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
282
283   return error_mark_node;
284 }
285
286 /* Create a template info node.  */
287
288 tree
289 build_template_info (tree template_decl, tree template_args)
290 {
291   tree result = make_node (TEMPLATE_INFO);
292   TI_TEMPLATE (result) = template_decl;
293   TI_ARGS (result) = template_args;
294   return result;
295 }
296
297 /* Return the template info node corresponding to T, whatever T is.  */
298
299 tree
300 get_template_info (const_tree t)
301 {
302   tree tinfo = NULL_TREE;
303
304   if (!t || t == error_mark_node)
305     return NULL;
306
307   if (DECL_P (t) && DECL_LANG_SPECIFIC (t))
308     tinfo = DECL_TEMPLATE_INFO (t);
309
310   if (!tinfo && DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (t))
311     t = TREE_TYPE (t);
312
313   if (TAGGED_TYPE_P (t))
314     tinfo = TYPE_TEMPLATE_INFO (t);
315   else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
316     tinfo = TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (t);
317
318   return tinfo;
319 }
320
321 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
322
323    For example, in:
324      template <class T>
325      struct A
326      {
327        template <class U>
328        struct B {};
329      };
330
331    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.
332    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
333    they are instantiations, not specializations.
334
335    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
336    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
337    always safe.  */
338
339 int
340 template_class_depth (tree type)
341 {
342   int depth;
343
344   for (depth = 0;
345        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
346        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL)
347          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : CP_TYPE_CONTEXT (type))
348     {
349       tree tinfo = get_template_info (type);
350
351       if (tinfo && PRIMARY_TEMPLATE_P (TI_TEMPLATE (tinfo))
352           && uses_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (tinfo))))
353         ++depth;
354     }
355
356   return depth;
357 }
358
359 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
360    Returns true if processing DECL needs us to push template parms.  */
361
362 static bool
363 inline_needs_template_parms (tree decl)
364 {
365   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
366     return false;
367
368   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
369           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
370 }
371
372 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
373    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
374    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
375    innermost first.  */
376
377 static void
378 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
379 {
380   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
381   int i;
382
383   if (levels > 1)
384     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
385
386   ++processing_template_decl;
387   current_template_parms
388     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
389                  parms, current_template_parms);
390   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
391
392   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
393                NULL);
394   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
395     {
396       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
397
398       if (parm == error_mark_node)
399         continue;
400
401       gcc_assert (DECL_P (parm));
402
403       switch (TREE_CODE (parm))
404         {
405         case TYPE_DECL:
406         case TEMPLATE_DECL:
407           pushdecl (parm);
408           break;
409
410         case PARM_DECL:
411           {
412             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
413                It is ugly that we recreate this here; the original
414                version built in process_template_parm is no longer
415                available.  */
416             tree decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (parm),
417                                     CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
418                                     TREE_TYPE (parm));
419             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
420             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
421             TREE_READONLY (decl) = 1;
422             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
423             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
424             pushdecl (decl);
425           }
426           break;
427
428         default:
429           gcc_unreachable ();
430         }
431     }
432 }
433
434 /* Restore the template parameter context for a member template or
435    a friend template defined in a class definition.  */
436
437 void
438 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
439 {
440   tree parms;
441   int levels = 0;
442
443   if (inline_needs_template_parms (decl))
444     {
445       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
446       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
447
448       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
449         {
450           --levels;
451           parms = TREE_CHAIN (parms);
452         }
453
454       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
455     }
456
457   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
458      we can pop them later.  */
459   VEC_safe_push (int, heap, inline_parm_levels, levels);
460 }
461
462 /* Undo the effects of maybe_begin_member_template_processing.  */
463
464 void
465 maybe_end_member_template_processing (void)
466 {
467   int i;
468   int last;
469
470   if (VEC_length (int, inline_parm_levels) == 0)
471     return;
472
473   last = VEC_pop (int, inline_parm_levels);
474   for (i = 0; i < last; ++i)
475     {
476       --processing_template_decl;
477       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
478       poplevel (0, 0, 0);
479     }
480 }
481
482 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
483    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
484
485 static tree
486 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
487 {
488   tree new_args;
489   int extra_depth;
490   int i;
491   int j;
492
493   if (args == NULL_TREE)
494     return extra_args;
495
496   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
497   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
498
499   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
500     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
501
502   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
503     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
504
505   return new_args;
506 }
507
508 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
509    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
510    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
511    the template arguments from a partial instantiation with the
512    template arguments used to attain the full instantiation from the
513    partial instantiation.  */
514
515 static tree
516 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
517 {
518   tree new_args;
519
520   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
521      something very fishy is going on.  */
522   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
523
524   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
525      them.  */
526   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
527     return extra_args;
528
529   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
530   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
531
532   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
533
534   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
535   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
536
537   return new_args;
538 }
539
540 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
541
542 tree
543 get_innermost_template_args (tree args, int n)
544 {
545   tree new_args;
546   int extra_levels;
547   int i;
548
549   gcc_assert (n >= 0);
550
551   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
552   if (n == 1)
553     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
554
555   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
556      given.  */
557   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
558   gcc_assert (extra_levels >= 0);
559   if (extra_levels == 0)
560     return args;
561
562   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
563   new_args = make_tree_vec (n);
564   for (i = 1; i <= n; ++i)
565     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
566                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
567
568   return new_args;
569 }
570
571 /* The inverse of get_innermost_template_args: Return all but the innermost
572    EXTRA_LEVELS levels of template arguments from the ARGS.  */
573
574 static tree
575 strip_innermost_template_args (tree args, int extra_levels)
576 {
577   tree new_args;
578   int n = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - extra_levels;
579   int i;
580
581   gcc_assert (n >= 0);
582
583   /* If N is 1, just return the outermost set of template arguments.  */
584   if (n == 1)
585     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, 1);
586
587   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
588      given.  */
589   gcc_assert (extra_levels >= 0);
590   if (extra_levels == 0)
591     return args;
592
593   /* Make a new set of arguments, not containing the inner arguments.  */
594   new_args = make_tree_vec (n);
595   for (i = 1; i <= n; ++i)
596     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
597                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
598
599   return new_args;
600 }
601
602 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
603    the parms.  */
604
605 void
606 begin_template_parm_list (void)
607 {
608   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
609      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
610      namespace scope.  This is the right thing, since we want
611      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
612      global template class, push_template_decl handles putting the
613      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
614      e.g.:
615
616        template <class T> struct S1 {
617          template <class T> struct S2 {};
618        };
619
620      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
621      TEMPLATE_DECL for S2.  */
622   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
623   ++processing_template_decl;
624   ++processing_template_parmlist;
625   note_template_header (0);
626 }
627
628 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
629    invalid to declare a specialization here, an error is reported and
630    false is returned, otherwise this routine will return true.  */
631
632 static bool
633 check_specialization_scope (void)
634 {
635   tree scope = current_scope ();
636
637   /* [temp.expl.spec]
638
639      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
640      which the template is a member, or, for member templates, in the
641      namespace of which the enclosing class or enclosing class
642      template is a member.  An explicit specialization of a member
643      function, member class or static data member of a class template
644      shall be declared in the namespace of which the class template
645      is a member.  */
646   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
647     {
648       error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
649       return false;
650     }
651
652   /* [temp.expl.spec]
653
654      In an explicit specialization declaration for a member of a class
655      template or a member template that appears in namespace scope,
656      the member template and some of its enclosing class templates may
657      remain unspecialized, except that the declaration shall not
658      explicitly specialize a class member template if its enclosing
659      class templates are not explicitly specialized as well.  */
660   if (current_template_parms)
661     {
662       error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
663       return false;
664     }
665
666   return true;
667 }
668
669 /* We've just seen template <>.  */
670
671 bool
672 begin_specialization (void)
673 {
674   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
675   note_template_header (1);
676   return check_specialization_scope ();
677 }
678
679 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
680    template<>.  */
681
682 void
683 end_specialization (void)
684 {
685   finish_scope ();
686   reset_specialization ();
687 }
688
689 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
690    function specialization.  */
691
692 void
693 reset_specialization (void)
694 {
695   processing_specialization = 0;
696   template_header_count = 0;
697 }
698
699 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
700    it was of the form template <>.  */
701
702 static void
703 note_template_header (int specialization)
704 {
705   processing_specialization = specialization;
706   template_header_count++;
707 }
708
709 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
710
711 void
712 begin_explicit_instantiation (void)
713 {
714   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
715   processing_explicit_instantiation = true;
716 }
717
718
719 void
720 end_explicit_instantiation (void)
721 {
722   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
723   processing_explicit_instantiation = false;
724 }
725
726 /* An explicit specialization or partial specialization TMPL is being
727    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
728    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
729    specialize TMPL in the current namespace.  */
730
731 static bool
732 check_specialization_namespace (tree tmpl)
733 {
734   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
735
736   /* [tmpl.expl.spec]
737
738      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
739      which the template is a member, or, for member templates, in the
740      namespace of which the enclosing class or enclosing class
741      template is a member.  An explicit specialization of a member
742      function, member class or static data member of a class template
743      shall be declared in the namespace of which the class template is
744      a member.  */
745   if (current_scope() != DECL_CONTEXT (tmpl)
746       && !at_namespace_scope_p ())
747     {
748       error ("specialization of %qD must appear at namespace scope", tmpl);
749       return false;
750     }
751   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
752     /* Same or super-using namespace.  */
753     return true;
754   else
755     {
756       permerror (input_location, "specialization of %qD in different namespace", tmpl);
757       permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
758       return false;
759     }
760 }
761
762 /* SPEC is an explicit instantiation.  Check that it is valid to
763    perform this explicit instantiation in the current namespace.  */
764
765 static void
766 check_explicit_instantiation_namespace (tree spec)
767 {
768   tree ns;
769
770   /* DR 275: An explicit instantiation shall appear in an enclosing
771      namespace of its template.  */
772   ns = decl_namespace_context (spec);
773   if (!is_ancestor (current_namespace, ns))
774     permerror (input_location, "explicit instantiation of %qD in namespace %qD "
775                "(which does not enclose namespace %qD)",
776                spec, current_namespace, ns);
777 }
778
779 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
780    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
781
782 tree
783 maybe_process_partial_specialization (tree type)
784 {
785   tree context;
786
787   if (type == error_mark_node)
788     return error_mark_node;
789
790   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
791     {
792       error ("name of class shadows template template parameter %qD",
793              TYPE_NAME (type));
794       return error_mark_node;
795     }
796
797   context = TYPE_CONTEXT (type);
798
799   if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
800     {
801       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
802          specialization of a template class such as:
803
804            template <> class C<int>;
805
806          or:
807
808            template <class T> class C<T*>;
809
810          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
811
812       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
813           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
814         {
815           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
816           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
817           if (processing_template_decl)
818             {
819               if (push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type))
820                   == error_mark_node)
821                 return error_mark_node;
822             }
823         }
824       else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
825         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
826     }
827   else if (CLASS_TYPE_P (type)
828            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
829            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
830            && context && CLASS_TYPE_P (context)
831            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
832     {
833       /* This is for an explicit specialization of member class
834          template according to [temp.expl.spec/18]:
835
836            template <> template <class U> class C<int>::D;
837
838          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
839          Otherwise this is just a member class template declared
840          earlier like:
841
842            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
843            template <> template <class U> class C<int>::D;
844
845          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
846          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
847          and `C<T>::D' may not exist.  */
848
849       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
850           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
851         {
852           tree t;
853           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
854
855           if (current_namespace
856               != decl_namespace_context (tmpl))
857             {
858               permerror (input_location, "specializing %q#T in different namespace", type);
859               permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
860             }
861
862           /* Check for invalid specialization after instantiation:
863
864                template <> template <> class C<int>::D<int>;
865                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
866
867           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
868                t; t = TREE_CHAIN (t))
869             {
870               tree inst = TREE_VALUE (t);
871               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (inst))
872                 {
873                   /* We already have a full specialization of this partial
874                      instantiation.  Reassign it to the new member
875                      specialization template.  */
876                   spec_entry elt;
877                   spec_entry **slot;
878
879                   elt.tmpl = most_general_template (tmpl);
880                   elt.args = CLASSTYPE_TI_ARGS (inst);
881                   elt.spec = inst;
882
883                   htab_remove_elt (type_specializations, &elt);
884
885                   elt.tmpl = tmpl;
886                   elt.args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (elt.args);
887
888                   slot = (spec_entry **)
889                     htab_find_slot (type_specializations, &elt, INSERT);
890                   *slot = ggc_alloc_spec_entry ();
891                   **slot = elt;
892                 }
893               else if (COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (inst))
894                 /* But if we've had an implicit instantiation, that's a
895                    problem ([temp.expl.spec]/6).  */
896                 error ("specialization %qT after instantiation %qT",
897                        type, inst);
898             }
899
900           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
901              have one level of template argument for the innermost
902              class template.  */
903           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
904           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
905             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
906         }
907     }
908   else if (processing_specialization)
909     {
910       error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
911       return error_mark_node;
912     }
913
914   return type;
915 }
916
917 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
918    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
919    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
920
921 static inline bool
922 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
923 {
924   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
925           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
926           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
927              parameter.  */
928           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
929           /* The optimized lookup depends on the fact that the
930              template arguments for the member function template apply
931              purely to the containing class, which is not true if the
932              containing class is an explicit or partial
933              specialization.  */
934           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
935           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
936           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
937           /* It is possible to have a template that is not a member
938              template and is not a member of a template class:
939
940              template <typename T>
941              struct S { friend A::f(); };
942
943              Here, the friend function is a template, but the context does
944              not have template information.  The optimized lookup relies
945              on having ARGS be the template arguments for both the class
946              and the function template.  */
947           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
948 }
949
950 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
951    specialization is either an instantiation or an explicit
952    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
953    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
954    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
955    templates with more than one level of parameters.
956
957    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
958    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
959    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
960
961 static tree
962 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args, hashval_t hash)
963 {
964   if (args == error_mark_node)
965     return NULL_TREE;
966
967   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
968
969   /* There should be as many levels of arguments as there are
970      levels of parameters.  */
971   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args)
972               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
973
974   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
975     {
976       tree class_template;
977       tree class_specialization;
978       VEC(tree,gc) *methods;
979       tree fns;
980       int idx;
981
982       /* The template arguments actually apply to the containing
983          class.  Find the class specialization with those
984          arguments.  */
985       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
986       class_specialization
987         = retrieve_specialization (class_template, args, 0);
988       if (!class_specialization)
989         return NULL_TREE;
990       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
991          for the specialization.  */
992       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
993       if (idx == -1)
994         return NULL_TREE;
995       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
996          for the one that has an instance of TMPL.  */
997       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
998       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
999         {
1000           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1001           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl
1002               /* using-declarations can add base methods to the method vec,
1003                  and we don't want those here.  */
1004               && DECL_CONTEXT (fn) == class_specialization)
1005             return fn;
1006         }
1007       return NULL_TREE;
1008     }
1009   else
1010     {
1011       spec_entry *found;
1012       spec_entry elt;
1013       htab_t specializations;
1014
1015       elt.tmpl = tmpl;
1016       elt.args = args;
1017       elt.spec = NULL_TREE;
1018
1019       if (DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
1020         specializations = type_specializations;
1021       else
1022         specializations = decl_specializations;
1023
1024       if (hash == 0)
1025         hash = hash_specialization (&elt);
1026       found = (spec_entry *) htab_find_with_hash (specializations, &elt, hash);
1027       if (found)
1028         return found->spec;
1029     }
1030
1031   return NULL_TREE;
1032 }
1033
1034 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
1035
1036 static tree
1037 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
1038 {
1039   tree spec;
1040
1041   if (local_specializations == NULL)
1042     return NULL_TREE;
1043
1044   spec = (tree) htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
1045                                      htab_hash_pointer (tmpl));
1046   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
1047 }
1048
1049 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
1050
1051 int
1052 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
1053 {
1054   tree t;
1055
1056   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1057     {
1058       for (t = decl;
1059            t != NULL_TREE;
1060            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
1061         if (t == tmpl)
1062           return 1;
1063     }
1064   else
1065     {
1066       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1067
1068       for (t = TREE_TYPE (decl);
1069            t != NULL_TREE;
1070            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
1071              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
1072         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
1073           return 1;
1074     }
1075
1076   return 0;
1077 }
1078
1079 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
1080    FRIEND_DECL according to [temp.friend].  */
1081
1082 bool
1083 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend_decl)
1084 {
1085   bool need_template = true;
1086   int template_depth;
1087
1088   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
1089               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1090
1091   /* For [temp.friend/6] when FRIEND_DECL is an ordinary member function
1092      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
1093      if this.  */
1094   if (TREE_CODE (friend_decl) == FUNCTION_DECL
1095       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend_decl)
1096       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend_decl))
1097     {
1098       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
1099       friend_decl = DECL_TI_TEMPLATE (friend_decl);
1100       need_template = false;
1101     }
1102   else if (TREE_CODE (friend_decl) == TEMPLATE_DECL
1103            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend_decl))
1104     need_template = false;
1105
1106   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
1107   if (TREE_CODE (friend_decl) != TEMPLATE_DECL)
1108     return false;
1109
1110   if (is_specialization_of (decl, friend_decl))
1111     return true;
1112
1113   /* [temp.friend/6]
1114      A member of a class template may be declared to be a friend of a
1115      non-template class.  In this case, the corresponding member of
1116      every specialization of the class template is a friend of the
1117      class granting friendship.
1118
1119      For example, given a template friend declaration
1120
1121        template <class T> friend void A<T>::f();
1122
1123      the member function below is considered a friend
1124
1125        template <> struct A<int> {
1126          void f();
1127        };
1128
1129      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
1130      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
1131      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
1132
1133   template_depth = template_class_depth (CP_DECL_CONTEXT (friend_decl));
1134   if (template_depth
1135       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
1136       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)),
1137                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend_decl))))
1138     {
1139       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
1140          a few tricky cases, such as when FRIEND_DECL's are
1141
1142            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
1143            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
1144
1145          and DECL's are
1146
1147            void A<int>::g(int);
1148            template <int> void A<int>::h();
1149
1150          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1151          the context of DECL.  This is required for template substitution
1152          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1153          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1154
1155       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1156       tree args = NULL_TREE;
1157       int current_depth = 0;
1158
1159       while (current_depth < template_depth)
1160         {
1161           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1162             {
1163               if (current_depth == 0)
1164                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1165               else
1166                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1167               current_depth++;
1168             }
1169           context = TYPE_CONTEXT (context);
1170         }
1171
1172       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1173         {
1174           bool is_template;
1175           tree friend_type;
1176           tree decl_type;
1177           tree friend_args_type;
1178           tree decl_args_type;
1179
1180           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1181              non-templates.  */
1182           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1183                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1184           if (need_template ^ is_template)
1185             return false;
1186           else if (is_template)
1187             {
1188               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1189               tree friend_parms
1190                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1191                                          args, tf_none);
1192               if (!comp_template_parms
1193                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1194                       friend_parms))
1195                 return false;
1196
1197               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1198             }
1199           else
1200             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1201
1202           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend_decl), args,
1203                                               tf_none, NULL_TREE);
1204           if (friend_type == error_mark_node)
1205             return false;
1206
1207           /* Check if return types match.  */
1208           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1209             return false;
1210
1211           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1212              `this' parameter.  */
1213           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1214           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1215           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend_decl))
1216             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1217           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1218             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1219
1220           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1221         }
1222       else
1223         {
1224           /* DECL is a TYPE_DECL */
1225           bool is_template;
1226           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1227
1228           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1229              non-templates.  */
1230           is_template
1231             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1232               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1233
1234           if (need_template ^ is_template)
1235             return false;
1236           else if (is_template)
1237             {
1238               tree friend_parms;
1239               /* If both are templates, check the name of the two
1240                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1241               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1242                   != DECL_NAME (friend_decl))
1243                 return false;
1244
1245               /* Now check template parameter list.  */
1246               friend_parms
1247                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1248                                          args, tf_none);
1249               return comp_template_parms
1250                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1251                  friend_parms);
1252             }
1253           else
1254             return (DECL_NAME (decl)
1255                     == DECL_NAME (friend_decl));
1256         }
1257     }
1258   return false;
1259 }
1260
1261 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1262    the indicated ARGS.  IS_FRIEND indicates whether the specialization
1263    is actually just a friend declaration.  Returns SPEC, or an
1264    equivalent prior declaration, if available.  */
1265
1266 static tree
1267 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args, bool is_friend,
1268                          hashval_t hash)
1269 {
1270   tree fn;
1271   spec_entry **slot = NULL;
1272   spec_entry elt;
1273
1274   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL && DECL_P (spec));
1275
1276   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL
1277       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1278     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1279        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1280        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1281        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1282        with default function arguments.  In particular, given
1283        something like this:
1284
1285           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1286
1287        the default argument expression is not substituted for in an
1288        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1289     return spec;
1290
1291   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1292     /* We don't put these specializations in the hash table, but we might
1293        want to give an error about a mismatch.  */
1294     fn = retrieve_specialization (tmpl, args, 0);
1295   else
1296     {
1297       elt.tmpl = tmpl;
1298       elt.args = args;
1299       elt.spec = spec;
1300
1301       if (hash == 0)
1302         hash = hash_specialization (&elt);
1303
1304       slot = (spec_entry **)
1305         htab_find_slot_with_hash (decl_specializations, &elt, hash, INSERT);
1306       if (*slot)
1307         fn = (*slot)->spec;
1308       else
1309         fn = NULL_TREE;
1310     }
1311
1312   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1313      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1314      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1315      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1316      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1317   if (fn == spec)
1318     return spec;
1319   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1320     {
1321       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1322         {
1323           if (DECL_ODR_USED (fn)
1324               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1325             {
1326               error ("specialization of %qD after instantiation",
1327                      fn);
1328               return error_mark_node;
1329             }
1330           else
1331             {
1332               tree clone;
1333               /* This situation should occur only if the first
1334                  specialization is an implicit instantiation, the
1335                  second is an explicit specialization, and the
1336                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1337                  situation can occur if we have implicitly
1338                  instantiated a member function and then specialized
1339                  it later.
1340
1341                  We can also wind up here if a friend declaration that
1342                  looked like an instantiation turns out to be a
1343                  specialization:
1344
1345                    template <class T> void foo(T);
1346                    class S { friend void foo<>(int) };
1347                    template <> void foo(int);
1348
1349                  We transform the existing DECL in place so that any
1350                  pointers to it become pointers to the updated
1351                  declaration.
1352
1353                  If there was a definition for the template, but not
1354                  for the specialization, we want this to look as if
1355                  there were no definition, and vice versa.  */
1356               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1357               duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1358               /* The call to duplicate_decls will have applied
1359                  [temp.expl.spec]:
1360
1361                    An explicit specialization of a function template
1362                    is inline only if it is explicitly declared to be,
1363                    and independently of whether its function template
1364                    is.
1365
1366                 to the primary function; now copy the inline bits to
1367                 the various clones.  */
1368               FOR_EACH_CLONE (clone, fn)
1369                 {
1370                   DECL_DECLARED_INLINE_P (clone)
1371                     = DECL_DECLARED_INLINE_P (fn);
1372                   DECL_SOURCE_LOCATION (clone)
1373                     = DECL_SOURCE_LOCATION (fn);
1374                 }
1375               check_specialization_namespace (fn);
1376
1377               return fn;
1378             }
1379         }
1380       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1381         {
1382           if (!duplicate_decls (spec, fn, is_friend) && DECL_INITIAL (spec))
1383             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1384                line number so any errors match this new
1385                definition.  */
1386             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1387
1388           return fn;
1389         }
1390     }
1391   else if (fn)
1392     return duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1393
1394   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1395      template it is specializing.  */
1396   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1397       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1398     DECL_CONTEXT (spec) = DECL_CONTEXT (tmpl);
1399
1400   if (!optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1401     {
1402       gcc_assert (tmpl && args && spec);
1403       *slot = ggc_alloc_spec_entry ();
1404       **slot = elt;
1405       if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL && DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (spec)
1406           && PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl)
1407           && DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == NULL_TREE)
1408         /* TMPL is a forward declaration of a template function; keep a list
1409            of all specializations in case we need to reassign them to a friend
1410            template later in tsubst_friend_function.  */
1411         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl)
1412           = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl));
1413     }
1414
1415   return spec;
1416 }
1417
1418 /* Returns true iff two spec_entry nodes are equivalent.  Only compares the
1419    TMPL and ARGS members, ignores SPEC.  */
1420
1421 static int
1422 eq_specializations (const void *p1, const void *p2)
1423 {
1424   const spec_entry *e1 = (const spec_entry *)p1;
1425   const spec_entry *e2 = (const spec_entry *)p2;
1426
1427   return (e1->tmpl == e2->tmpl
1428           && comp_template_args (e1->args, e2->args));
1429 }
1430
1431 /* Returns a hash for a template TMPL and template arguments ARGS.  */
1432
1433 static hashval_t
1434 hash_tmpl_and_args (tree tmpl, tree args)
1435 {
1436   hashval_t val = DECL_UID (tmpl);
1437   return iterative_hash_template_arg (args, val);
1438 }
1439
1440 /* Returns a hash for a spec_entry node based on the TMPL and ARGS members,
1441    ignoring SPEC.  */
1442
1443 static hashval_t
1444 hash_specialization (const void *p)
1445 {
1446   const spec_entry *e = (const spec_entry *)p;
1447   return hash_tmpl_and_args (e->tmpl, e->args);
1448 }
1449
1450 /* Recursively calculate a hash value for a template argument ARG, for use
1451    in the hash tables of template specializations.  */
1452
1453 static hashval_t
1454 iterative_hash_template_arg (tree arg, hashval_t val)
1455 {
1456   unsigned HOST_WIDE_INT i;
1457   enum tree_code code;
1458   char tclass;
1459
1460   if (arg == NULL_TREE)
1461     return iterative_hash_object (arg, val);
1462
1463   if (!TYPE_P (arg))
1464     STRIP_NOPS (arg);
1465
1466   if (TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
1467     /* We can get one of these when re-hashing a previous entry in the middle
1468        of substituting into a pack expansion.  Just look through it.  */
1469     arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg);
1470
1471   code = TREE_CODE (arg);
1472   tclass = TREE_CODE_CLASS (code);
1473
1474   val = iterative_hash_object (code, val);
1475
1476   switch (code)
1477     {
1478     case ERROR_MARK:
1479       return val;
1480
1481     case IDENTIFIER_NODE:
1482       return iterative_hash_object (IDENTIFIER_HASH_VALUE (arg), val);
1483
1484     case TREE_VEC:
1485       {
1486         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
1487         for (i = 0; i < len; ++i)
1488           val = iterative_hash_template_arg (TREE_VEC_ELT (arg, i), val);
1489         return val;
1490       }
1491
1492     case TYPE_PACK_EXPANSION:
1493     case EXPR_PACK_EXPANSION:
1494       return iterative_hash_template_arg (PACK_EXPANSION_PATTERN (arg), val);
1495
1496     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
1497     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
1498       return iterative_hash_template_arg (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg), val);
1499
1500     case TREE_LIST:
1501       for (; arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
1502         val = iterative_hash_template_arg (TREE_VALUE (arg), val);
1503       return val;
1504
1505     case OVERLOAD:
1506       for (; arg; arg = OVL_CHAIN (arg))
1507         val = iterative_hash_template_arg (OVL_FUNCTION (arg), val);
1508       return val;
1509
1510     case CONSTRUCTOR:
1511       {
1512         tree field, value;
1513         FOR_EACH_CONSTRUCTOR_ELT (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, field, value)
1514           {
1515             val = iterative_hash_template_arg (field, val);
1516             val = iterative_hash_template_arg (value, val);
1517           }
1518         return val;
1519       }
1520
1521     case PARM_DECL:
1522       if (!DECL_ARTIFICIAL (arg))
1523         val = iterative_hash_object (DECL_PARM_INDEX (arg), val);
1524       return iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1525
1526     case TARGET_EXPR:
1527       return iterative_hash_template_arg (TARGET_EXPR_INITIAL (arg), val);
1528
1529     case PTRMEM_CST:
1530       val = iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_CLASS (arg), val);
1531       return iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_MEMBER (arg), val);
1532
1533     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
1534       val = iterative_hash_template_arg
1535         (TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (arg)), val);
1536       val = iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_LEVEL (arg), val);
1537       return iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_IDX (arg), val);
1538
1539     case TRAIT_EXPR:
1540       val = iterative_hash_object (TRAIT_EXPR_KIND (arg), val);
1541       val = iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE1 (arg), val);
1542       return iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE2 (arg), val);
1543
1544     case BASELINK:
1545       val = iterative_hash_template_arg (BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (arg)),
1546                                          val);
1547       return iterative_hash_template_arg (DECL_NAME (get_first_fn (arg)),
1548                                           val);
1549
1550     case MODOP_EXPR:
1551       val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 0), val);
1552       code = TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 1));
1553       val = iterative_hash_object (code, val);
1554       return iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 2), val);
1555
1556     case ARRAY_TYPE:
1557       /* layout_type sets structural equality for arrays of
1558          incomplete type, so we can't rely on the canonical type
1559          for hashing.  */
1560       val = iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1561       return iterative_hash_template_arg (TYPE_DOMAIN (arg), val);
1562
1563     case LAMBDA_EXPR:
1564       /* A lambda can't appear in a template arg, but don't crash on
1565          erroneous input.  */
1566       gcc_assert (seen_error ());
1567       return val;
1568
1569     case CAST_EXPR:
1570     case STATIC_CAST_EXPR:
1571     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
1572     case CONST_CAST_EXPR:
1573     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
1574     case NEW_EXPR:
1575       val = iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1576       /* Now hash operands as usual.  */
1577       break;
1578
1579     default:
1580       break;
1581     }
1582
1583   switch (tclass)
1584     {
1585     case tcc_type:
1586       if (TYPE_CANONICAL (arg))
1587         return iterative_hash_object (TYPE_HASH (TYPE_CANONICAL (arg)),
1588                                       val);
1589       else if (TREE_CODE (arg) == DECLTYPE_TYPE)
1590         return iterative_hash_template_arg (DECLTYPE_TYPE_EXPR (arg), val);
1591       /* Otherwise just compare the types during lookup.  */
1592       return val;
1593
1594     case tcc_declaration:
1595     case tcc_constant:
1596       return iterative_hash_expr (arg, val);
1597
1598     default:
1599       gcc_assert (IS_EXPR_CODE_CLASS (tclass));
1600       {
1601         unsigned n = TREE_OPERAND_LENGTH (arg);
1602         for (i = 0; i < n; ++i)
1603           val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, i), val);
1604         return val;
1605       }
1606     }
1607   gcc_unreachable ();
1608   return 0;
1609 }
1610
1611 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1612    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1613    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.
1614
1615    Note that SPEC has been ggc_freed, so we can't look inside it.  */
1616
1617 bool
1618 reregister_specialization (tree spec, tree tinfo, tree new_spec)
1619 {
1620   spec_entry **slot;
1621   spec_entry elt;
1622
1623   elt.tmpl = most_general_template (TI_TEMPLATE (tinfo));
1624   elt.args = TI_ARGS (tinfo);
1625   elt.spec = NULL_TREE;
1626
1627   slot = (spec_entry **) htab_find_slot (decl_specializations, &elt, INSERT);
1628   if (*slot)
1629     {
1630       gcc_assert ((*slot)->spec == spec || (*slot)->spec == new_spec);
1631       gcc_assert (new_spec != NULL_TREE);
1632       (*slot)->spec = new_spec;
1633       return 1;
1634     }
1635
1636   return 0;
1637 }
1638
1639 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1640    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1641    DECL).  */
1642
1643 static int
1644 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1645 {
1646   return TREE_VALUE ((const_tree) p1) == (const_tree) p2;
1647 }
1648
1649 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1650
1651 static hashval_t
1652 hash_local_specialization (const void* p1)
1653 {
1654   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((const_tree) p1));
1655 }
1656
1657 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1658    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1659
1660 static void
1661 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1662 {
1663   void **slot;
1664
1665   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl,
1666                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1667   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1668 }
1669
1670 /* TYPE is a class type.  Returns true if TYPE is an explicitly
1671    specialized class.  */
1672
1673 bool
1674 explicit_class_specialization_p (tree type)
1675 {
1676   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
1677     return false;
1678   return !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
1679 }
1680
1681 /* Print the list of functions at FNS, going through all the overloads
1682    for each element of the list.  Alternatively, FNS can not be a
1683    TREE_LIST, in which case it will be printed together with all the
1684    overloads.
1685
1686    MORE and *STR should respectively be FALSE and NULL when the function
1687    is called from the outside.  They are used internally on recursive
1688    calls.  print_candidates manages the two parameters and leaves NULL
1689    in *STR when it ends.  */
1690
1691 static void
1692 print_candidates_1 (tree fns, bool more, const char **str)
1693 {
1694   tree fn, fn2;
1695   char *spaces = NULL;
1696
1697   for (fn = fns; fn; fn = OVL_NEXT (fn))
1698     if (TREE_CODE (fn) == TREE_LIST)
1699       {
1700         gcc_assert (!OVL_NEXT (fn) && !is_overloaded_fn (fn));
1701         for (fn2 = fn; fn2 != NULL_TREE; fn2 = TREE_CHAIN (fn2))
1702           print_candidates_1 (TREE_VALUE (fn2),
1703                               TREE_CHAIN (fn2) || more, str);
1704       }
1705     else
1706       {
1707         if (!*str)
1708           {
1709             /* Pick the prefix string.  */
1710             if (!more && !OVL_NEXT (fns))
1711               {
1712                 error ("candidate is: %+#D", OVL_CURRENT (fn));
1713                 continue;
1714               }
1715
1716             *str = _("candidates are:");
1717             spaces = get_spaces (*str);
1718           }
1719         error ("%s %+#D", *str, OVL_CURRENT (fn));
1720         *str = spaces ? spaces : *str;
1721       }
1722
1723   if (!more)
1724     {
1725       free (spaces);
1726       *str = NULL;
1727     }
1728 }
1729
1730 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  */
1731
1732 void
1733 print_candidates (tree fns)
1734 {
1735   const char *str = NULL;
1736   print_candidates_1 (fns, false, &str);
1737   gcc_assert (str == NULL);
1738 }
1739
1740 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1741    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1742    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1743    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1744    TEMPLATE_ID are non-members.
1745
1746    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1747    specialization of a member template.
1748
1749    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1750    template classes that appeared in the name of the function. See
1751    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1752
1753    TSK indicates what kind of template declaration (if any) is being
1754    declared.  TSK_TEMPLATE indicates that the declaration given by
1755    DECL, though a FUNCTION_DECL, has template parameters, and is
1756    therefore a template function.
1757
1758    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1759    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1760
1761    If it is impossible to determine the result, an error message is
1762    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1763
1764 static tree
1765 determine_specialization (tree template_id,
1766                           tree decl,
1767                           tree* targs_out,
1768                           int need_member_template,
1769                           int template_count,
1770                           tmpl_spec_kind tsk)
1771 {
1772   tree fns;
1773   tree targs;
1774   tree explicit_targs;
1775   tree candidates = NULL_TREE;
1776   /* A TREE_LIST of templates of which DECL may be a specialization.
1777      The TREE_VALUE of each node is a TEMPLATE_DECL.  The
1778      corresponding TREE_PURPOSE is the set of template arguments that,
1779      when used to instantiate the template, would produce a function
1780      with the signature of DECL.  */
1781   tree templates = NULL_TREE;
1782   int header_count;
1783   struct cp_binding_level *b;
1784
1785   *targs_out = NULL_TREE;
1786
1787   if (template_id == error_mark_node || decl == error_mark_node)
1788     return error_mark_node;
1789
1790   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1791   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1792
1793   if (fns == error_mark_node)
1794     return error_mark_node;
1795
1796   /* Check for baselinks.  */
1797   if (BASELINK_P (fns))
1798     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1799
1800   if (!is_overloaded_fn (fns))
1801     {
1802       error ("%qD is not a function template", fns);
1803       return error_mark_node;
1804     }
1805
1806   /* Count the number of template headers specified for this
1807      specialization.  */
1808   header_count = 0;
1809   for (b = current_binding_level;
1810        b->kind == sk_template_parms;
1811        b = b->level_chain)
1812     ++header_count;
1813
1814   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1815     {
1816       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1817
1818       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1819         {
1820           tree decl_arg_types;
1821           tree fn_arg_types;
1822
1823           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1824              the number of template headers appearing in the specialization
1825              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1826              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1827              member functions. Consider the following code:
1828
1829              template <> void A<int>::f(int);
1830              template <> template <> void A<int>::f(int);
1831
1832              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1833              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1834              member function, whilst the second line specializes "f" which
1835              is a template member function. So both lines are syntactically
1836              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1837              them.
1838
1839              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1840              against the declarations. We count the number of template
1841              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1842              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1843              plus there must be another header for the member template
1844              itself).
1845
1846              Notice that if header_count is zero, this is not a
1847              specialization but rather a template instantiation, so there
1848              is no check we can perform here.  */
1849           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1850             continue;
1851
1852           /* Check that the number of template arguments at the
1853              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1854           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1855               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1856               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1857                   != TREE_VEC_LENGTH (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
1858                                       (current_template_parms))))
1859             continue;
1860
1861           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1862           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1863           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1864
1865           /* For a non-static member function, we need to make sure
1866              that the const qualification is the same.  Since
1867              get_bindings does not try to merge the "this" parameter,
1868              we must do the comparison explicitly.  */
1869           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1870               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types),
1871                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1872             continue;
1873
1874           /* Skip the "this" parameter and, for constructors of
1875              classes with virtual bases, the VTT parameter.  A
1876              full specialization of a constructor will have a VTT
1877              parameter, but a template never will.  */ 
1878           decl_arg_types 
1879             = skip_artificial_parms_for (decl, decl_arg_types);
1880           fn_arg_types 
1881             = skip_artificial_parms_for (fn, fn_arg_types);
1882
1883           /* Check that the number of function parameters matches.
1884              For example,
1885                template <class T> void f(int i = 0);
1886                template <> void f<int>();
1887              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1888              by get_bindings below.  */
1889           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1890             continue;
1891
1892           /* Function templates cannot be specializations; there are
1893              no partial specializations of functions.  Therefore, if
1894              the type of DECL does not match FN, there is no
1895              match.  */
1896           if (tsk == tsk_template)
1897             {
1898               if (compparms (fn_arg_types, decl_arg_types))
1899                 candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1900               continue;
1901             }
1902
1903           /* See whether this function might be a specialization of this
1904              template.  */
1905           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1906
1907           if (!targs)
1908             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1909                specialize TMPL will produce DECL.  */
1910             continue;
1911
1912           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1913           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1914         }
1915       else if (need_member_template)
1916         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1917            specialization of a member template.  */
1918         ;
1919       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1920         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1921            cases.  */
1922         ;
1923       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1924         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1925            be a specialization of that.  */
1926         ;
1927       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1928         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1929         ;
1930       else
1931         {
1932           tree decl_arg_types;
1933
1934           /* This is an ordinary member function.  However, since
1935              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1936              template class.  For example,
1937
1938                template <typename T> struct S { void f(); };
1939                template <> void S<int>::f() {}
1940
1941              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1942              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1943              might be in business.  */
1944
1945           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1946             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1947                of a template class.  This is not a candidate.  */
1948             continue;
1949
1950           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1951                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1952             /* The return types differ.  */
1953             continue;
1954
1955           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1956           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1957           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1958               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1959             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1960
1961           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)),
1962                          decl_arg_types))
1963             /* They match!  */
1964             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1965         }
1966     }
1967
1968   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
1969     {
1970       /* We have:
1971
1972            [temp.expl.spec]
1973
1974            It is possible for a specialization with a given function
1975            signature to be instantiated from more than one function
1976            template.  In such cases, explicit specification of the
1977            template arguments must be used to uniquely identify the
1978            function template specialization being specialized.
1979
1980          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
1981          determine which of the candidate templates is most
1982          specialized.  However, we, also have:
1983
1984            [temp.func.order]
1985
1986            Partial ordering of overloaded function template
1987            declarations is used in the following contexts to select
1988            the function template to which a function template
1989            specialization refers:
1990
1991            -- when an explicit specialization refers to a function
1992               template.
1993
1994          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
1995          This extension can only serve to make invalid programs valid,
1996          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
1997          the committee intended the partial ordering rules to apply;
1998          the EDG front end has that behavior, and John Spicer claims
1999          that the committee simply forgot to delete the wording in
2000          [temp.expl.spec].  */
2001       tree tmpl = most_specialized_instantiation (templates);
2002       if (tmpl != error_mark_node)
2003         {
2004           templates = tmpl;
2005           TREE_CHAIN (templates) = NULL_TREE;
2006         }
2007     }
2008
2009   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
2010     {
2011       error ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
2012              "declaration", template_id, decl);
2013       if (header_count && header_count != template_count + 1)
2014         inform (input_location, "saw %d %<template<>%>, need %d for "
2015                 "specializing a member function template",
2016                 header_count, template_count + 1);
2017       return error_mark_node;
2018     }
2019   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
2020            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
2021            || (templates && candidates))
2022     {
2023       error ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
2024              template_id, decl);
2025       candidates = chainon (candidates, templates);
2026       print_candidates (candidates);
2027       return error_mark_node;
2028     }
2029
2030   /* We have one, and exactly one, match.  */
2031   if (candidates)
2032     {
2033       tree fn = TREE_VALUE (candidates);
2034       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (fn));
2035       /* DECL is a re-declaration or partial instantiation of a template
2036          function.  */
2037       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
2038         return fn;
2039       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
2040          template class.  */
2041       return DECL_TI_TEMPLATE (fn);
2042     }
2043
2044   /* It was a specialization of a template.  */
2045   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
2046   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
2047     {
2048       *targs_out = copy_node (targs);
2049       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out,
2050                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
2051                            TREE_PURPOSE (templates));
2052     }
2053   else
2054     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
2055   return TREE_VALUE (templates);
2056 }
2057
2058 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
2059    but with the default argument values filled in from those in the
2060    TMPL_TYPES.  */
2061
2062 static tree
2063 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
2064                                       tree tmpl_types)
2065 {
2066   tree new_spec_types;
2067
2068   if (!spec_types)
2069     return NULL_TREE;
2070
2071   if (spec_types == void_list_node)
2072     return void_list_node;
2073
2074   /* Substitute into the rest of the list.  */
2075   new_spec_types =
2076     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
2077                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
2078
2079   /* Add the default argument for this parameter.  */
2080   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
2081                          TREE_VALUE (spec_types),
2082                          new_spec_types);
2083 }
2084
2085 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
2086    from the template it specializes.  (That way, code like:
2087
2088      template <class T> void f(T = 3);
2089      template <> void f(double);
2090      void g () { f (); }
2091
2092    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
2093    the correct default arguments at the call-site, but this approach
2094    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
2095
2096 static void
2097 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
2098 {
2099   tree tmpl;
2100   tree spec_types;
2101   tree tmpl_types;
2102   tree new_spec_types;
2103   tree old_type;
2104   tree new_type;
2105   tree t;
2106   tree object_type = NULL_TREE;
2107   tree in_charge = NULL_TREE;
2108   tree vtt = NULL_TREE;
2109
2110   /* See if there's anything we need to do.  */
2111   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
2112   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
2113   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
2114     if (TREE_PURPOSE (t))
2115       break;
2116   if (!t)
2117     return;
2118
2119   old_type = TREE_TYPE (decl);
2120   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
2121
2122   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2123     {
2124       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
2125          CV quals.  */
2126       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
2127       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2128       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
2129
2130       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
2131         {
2132           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
2133              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
2134           in_charge = spec_types;
2135           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2136         }
2137       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
2138         {
2139           vtt = spec_types;
2140           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2141         }
2142     }
2143
2144   /* Compute the merged default arguments.  */
2145   new_spec_types =
2146     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
2147
2148   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
2149   if (object_type)
2150     {
2151       if (vtt)
2152         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
2153                                          TREE_VALUE (vtt),
2154                                          new_spec_types);
2155
2156       if (in_charge)
2157         /* Put the in-charge parameter back.  */
2158         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
2159                                          TREE_VALUE (in_charge),
2160                                          new_spec_types);
2161
2162       new_type = build_method_type_directly (object_type,
2163                                              TREE_TYPE (old_type),
2164                                              new_spec_types);
2165     }
2166   else
2167     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
2168                                     new_spec_types);
2169   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
2170                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
2171   new_type = build_exception_variant (new_type,
2172                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
2173   TREE_TYPE (decl) = new_type;
2174 }
2175
2176 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
2177    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
2178    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
2179    instantiation at this point.
2180
2181    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
2182    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
2183    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
2184    recoverable.
2185
2186    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags:
2187
2188    2: The function has a definition.
2189    4: The function is a friend.
2190
2191    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
2192    template classes that appeared in the name of the function.  For
2193    example, in
2194
2195      template <class T> struct S { void f(); };
2196      void S<int>::f();
2197
2198    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
2199    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
2200
2201      template <class T> struct S {};
2202      template <> struct S<int> { void f(); }
2203      template <> void S<int>::f();
2204
2205    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
2206    invalid; there should be no template <>.)
2207
2208    If the function is a specialization, it is marked as such via
2209    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
2210    is set up correctly, and it is added to the list of specializations
2211    for that template.  */
2212
2213 tree
2214 check_explicit_specialization (tree declarator,
2215                                tree decl,
2216                                int template_count,
2217                                int flags)
2218 {
2219   int have_def = flags & 2;
2220   int is_friend = flags & 4;
2221   int specialization = 0;
2222   int explicit_instantiation = 0;
2223   int member_specialization = 0;
2224   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
2225   tree dname = DECL_NAME (decl);
2226   tmpl_spec_kind tsk;
2227
2228   if (is_friend)
2229     {
2230       if (!processing_specialization)
2231         tsk = tsk_none;
2232       else
2233         tsk = tsk_excessive_parms;
2234     }
2235   else
2236     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
2237
2238   switch (tsk)
2239     {
2240     case tsk_none:
2241       if (processing_specialization)
2242         {
2243           specialization = 1;
2244           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2245         }
2246       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2247         {
2248           if (is_friend)
2249             /* This could be something like:
2250
2251                template <class T> void f(T);
2252                class S { friend void f<>(int); }  */
2253             specialization = 1;
2254           else
2255             {
2256               /* This case handles bogus declarations like template <>
2257                  template <class T> void f<int>(); */
2258
2259               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2260                      declarator);
2261               return decl;
2262             }
2263         }
2264       break;
2265
2266     case tsk_invalid_member_spec:
2267       /* The error has already been reported in
2268          check_specialization_scope.  */
2269       return error_mark_node;
2270
2271     case tsk_invalid_expl_inst:
2272       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
2273
2274       /* Fall through.  */
2275
2276     case tsk_expl_inst:
2277       if (have_def)
2278         error ("definition provided for explicit instantiation");
2279
2280       explicit_instantiation = 1;
2281       break;
2282
2283     case tsk_excessive_parms:
2284     case tsk_insufficient_parms:
2285       if (tsk == tsk_excessive_parms)
2286         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
2287                decl);
2288       else if (template_header_count)
2289         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
2290       else
2291         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
2292               "%<template <>%>", decl);
2293
2294       /* Fall through.  */
2295     case tsk_expl_spec:
2296       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2297       if (ctype)
2298         member_specialization = 1;
2299       else
2300         specialization = 1;
2301       break;
2302
2303     case tsk_template:
2304       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2305         {
2306           /* This case handles bogus declarations like template <>
2307              template <class T> void f<int>(); */
2308
2309           if (uses_template_parms (declarator))
2310             error ("function template partial specialization %qD "
2311                    "is not allowed", declarator);
2312           else
2313             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2314                    declarator);
2315           return decl;
2316         }
2317
2318       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
2319         /* This is a specialization of a member template, without
2320            specialization the containing class.  Something like:
2321
2322              template <class T> struct S {
2323                template <class U> void f (U);
2324              };
2325              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
2326
2327            That's a specialization -- but of the entire template.  */
2328         specialization = 1;
2329       break;
2330
2331     default:
2332       gcc_unreachable ();
2333     }
2334
2335   if (specialization || member_specialization)
2336     {
2337       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
2338       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
2339         if (TREE_PURPOSE (t))
2340           {
2341             permerror (input_location, 
2342                        "default argument specified in explicit specialization");
2343             break;
2344           }
2345     }
2346
2347   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
2348     {
2349       tree tmpl = NULL_TREE;
2350       tree targs = NULL_TREE;
2351
2352       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
2353       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
2354         {
2355           tree fns;
2356
2357           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
2358           if (ctype)
2359             fns = dname;
2360           else
2361             {
2362               /* If there is no class context, the explicit instantiation
2363                  must be at namespace scope.  */
2364               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
2365
2366               /* Find the namespace binding, using the declaration
2367                  context.  */
2368               fns = lookup_qualified_name (CP_DECL_CONTEXT (decl), dname,
2369                                            false, true);
2370               if (fns == error_mark_node || !is_overloaded_fn (fns))
2371                 {
2372                   error ("%qD is not a template function", dname);
2373                   fns = error_mark_node;
2374                 }
2375               else
2376                 {
2377                   tree fn = OVL_CURRENT (fns);
2378                   if (!is_associated_namespace (CP_DECL_CONTEXT (decl),
2379                                                 CP_DECL_CONTEXT (fn)))
2380                     error ("%qD is not declared in %qD",
2381                            decl, current_namespace);
2382                 }
2383             }
2384
2385           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
2386         }
2387
2388       if (declarator == error_mark_node)
2389         return error_mark_node;
2390
2391       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
2392         {
2393           if (!explicit_instantiation)
2394             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
2395                but the error will already have been flagged by
2396                check_specialization_scope.  */
2397             return error_mark_node;
2398           else
2399             {
2400               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
2401                  class scope, e.g.:
2402
2403                    class C { template void f(); }
2404
2405                    This case is caught by the parser.  However, on
2406                    something like:
2407
2408                    template class C { void f(); };
2409
2410                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
2411                    issued later.  */
2412               ;
2413             }
2414
2415           return decl;
2416         }
2417       else if (ctype != NULL_TREE
2418                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
2419                    IDENTIFIER_NODE))
2420         {
2421           /* Find the list of functions in ctype that have the same
2422              name as the declared function.  */
2423           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
2424           tree fns = NULL_TREE;
2425           int idx;
2426
2427           if (constructor_name_p (name, ctype))
2428             {
2429               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2430
2431               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (ctype)
2432                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
2433                 {
2434                   /* From [temp.expl.spec]:
2435
2436                      If such an explicit specialization for the member
2437                      of a class template names an implicitly-declared
2438                      special member function (clause _special_), the
2439                      program is ill-formed.
2440
2441                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
2442                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
2443                   return error_mark_node;
2444                 }
2445
2446               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
2447             }
2448
2449           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
2450             {
2451               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
2452               if (idx >= 0)
2453                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
2454             }
2455           else
2456             {
2457               VEC(tree,gc) *methods;
2458               tree ovl;
2459
2460               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
2461                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
2462                  int' which will be a specialization of `operator T'.
2463                  So, we find *all* the conversion operators, and then
2464                  select from them.  */
2465               fns = NULL_TREE;
2466
2467               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
2468               if (methods)
2469                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
2470                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
2471                      ++idx)
2472                   {
2473                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
2474                       /* There are no more conversion functions.  */
2475                       break;
2476
2477                     /* Glue all these conversion functions together
2478                        with those we already have.  */
2479                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
2480                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
2481                   }
2482             }
2483
2484           if (fns == NULL_TREE)
2485             {
2486               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
2487               return error_mark_node;
2488             }
2489           else
2490             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2491         }
2492
2493       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2494          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2495          member function, we cannot tell apriori whether the
2496          instantiation is for a member template, or just a member
2497          function of a template class.  Even if a member template is
2498          being instantiated, the member template arguments may be
2499          elided if they can be deduced from the rest of the
2500          declaration.  */
2501       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2502                                        &targs,
2503                                        member_specialization,
2504                                        template_count,
2505                                        tsk);
2506
2507       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2508         /* We couldn't figure out what this declaration was
2509            specializing.  */
2510         return error_mark_node;
2511       else
2512         {
2513           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2514
2515           if (explicit_instantiation)
2516             {
2517               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2518                  is done by do_decl_instantiation later.  */
2519
2520               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2521               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2522
2523               if (arg_depth > parm_depth)
2524                 {
2525                   /* If TMPL is not the most general template (for
2526                      example, if TMPL is a friend template that is
2527                      injected into namespace scope), then there will
2528                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2529                      here.  */
2530                   int i;
2531                   tree new_targs;
2532
2533                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2534                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2535                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2536                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2537                   targs = new_targs;
2538                 }
2539
2540               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2541             }
2542
2543           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2544              turns out to be specializing a static member function,
2545              make DECL a static member function as well.  */
2546           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2547               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2548             revert_static_member_fn (decl);
2549
2550           /* If this is a specialization of a member template of a
2551              template class, we want to return the TEMPLATE_DECL, not
2552              the specialization of it.  */
2553           if (tsk == tsk_template)
2554             {
2555               tree result = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
2556               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2557               DECL_INITIAL (result) = NULL_TREE;
2558               if (have_def)
2559                 {
2560                   tree parm;
2561                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2562                   DECL_SOURCE_LOCATION (result)
2563                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2564                   /* We want to use the argument list specified in the
2565                      definition, not in the original declaration.  */
2566                   DECL_ARGUMENTS (result) = DECL_ARGUMENTS (decl);
2567                   for (parm = DECL_ARGUMENTS (result); parm;
2568                        parm = DECL_CHAIN (parm))
2569                     DECL_CONTEXT (parm) = result;
2570                 }
2571               return register_specialization (tmpl, gen_tmpl, targs,
2572                                               is_friend, 0);
2573             }
2574
2575           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2576           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = build_template_info (tmpl, targs);
2577
2578           /* Inherit default function arguments from the template
2579              DECL is specializing.  */
2580           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2581
2582           /* This specialization has the same protection as the
2583              template it specializes.  */
2584           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2585           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2586
2587           /* 7.1.1-1 [dcl.stc]
2588
2589              A storage-class-specifier shall not be specified in an
2590              explicit specialization...
2591
2592              The parser rejects these, so unless action is taken here,
2593              explicit function specializations will always appear with
2594              global linkage.
2595
2596              The action recommended by the C++ CWG in response to C++
2597              defect report 605 is to make the storage class and linkage
2598              of the explicit specialization match the templated function:
2599
2600              http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_active.html#605
2601            */
2602           if (tsk == tsk_expl_spec && DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
2603             {
2604               tree tmpl_func = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
2605               gcc_assert (TREE_CODE (tmpl_func) == FUNCTION_DECL);
2606
2607               /* This specialization has the same linkage and visibility as
2608                  the function template it specializes.  */
2609               TREE_PUBLIC (decl) = TREE_PUBLIC (tmpl_func);
2610               if (! TREE_PUBLIC (decl))
2611                 {
2612                   DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
2613                   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
2614                 }
2615               DECL_THIS_STATIC (decl) = DECL_THIS_STATIC (tmpl_func);
2616               if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (tmpl_func))
2617                 {
2618                   DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (decl) = 1;
2619                   DECL_VISIBILITY (decl) = DECL_VISIBILITY (tmpl_func);
2620                 }
2621             }
2622
2623           /* If DECL is a friend declaration, declared using an
2624              unqualified name, the namespace associated with DECL may
2625              have been set incorrectly.  For example, in:
2626
2627                template <typename T> void f(T);
2628                namespace N {
2629                  struct S { friend void f<int>(int); }
2630                }
2631
2632              we will have set the DECL_CONTEXT for the friend
2633              declaration to N, rather than to the global namespace.  */
2634           if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl))
2635             DECL_CONTEXT (decl) = DECL_CONTEXT (tmpl);
2636
2637           if (is_friend && !have_def)
2638             /* This is not really a declaration of a specialization.
2639                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2640                a request for an instantiation, either.  */
2641             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2642           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2643             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2644                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2645                versions in V3 ABI.  */
2646             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2647
2648           /* Register this specialization so that we can find it
2649              again.  */
2650           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs, is_friend, 0);
2651         }
2652     }
2653
2654   return decl;
2655 }
2656
2657 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2658    parameters.  These are represented in the same format used for
2659    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2660
2661 int
2662 comp_template_parms (const_tree parms1, const_tree parms2)
2663 {
2664   const_tree p1;
2665   const_tree p2;
2666
2667   if (parms1 == parms2)
2668     return 1;
2669
2670   for (p1 = parms1, p2 = parms2;
2671        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2672        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2673     {
2674       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2675       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2676       int i;
2677
2678       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2679       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2680
2681       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2682         return 0;
2683
2684       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i)
2685         {
2686           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2687           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2688
2689           /* If either of the template parameters are invalid, assume
2690              they match for the sake of error recovery. */
2691           if (parm1 == error_mark_node || parm2 == error_mark_node)
2692             return 1;
2693
2694           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2695             return 0;
2696
2697           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2698               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm1)
2699                   == TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm2)))
2700             continue;
2701           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2702             return 0;
2703         }
2704     }
2705
2706   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2707     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2708        other.  */
2709     return 0;
2710
2711   return 1;
2712 }
2713
2714 /* Determine whether PARM is a parameter pack.  */
2715
2716 bool 
2717 template_parameter_pack_p (const_tree parm)
2718 {
2719   /* Determine if we have a non-type template parameter pack.  */
2720   if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
2721     return (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm) 
2722             && TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)));
2723
2724   /* If this is a list of template parameters, we could get a
2725      TYPE_DECL or a TEMPLATE_DECL.  */ 
2726   if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2727     parm = TREE_TYPE (parm);
2728
2729   return ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2730            || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
2731           && TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm));
2732 }
2733
2734 /* Determine if T is a function parameter pack.  */
2735
2736 bool
2737 function_parameter_pack_p (const_tree t)
2738 {
2739   if (t && TREE_CODE (t) == PARM_DECL)
2740     return FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t);
2741   return false;
2742 }
2743
2744 /* Return the function template declaration of PRIMARY_FUNC_TMPL_INST.
2745    PRIMARY_FUNC_TMPL_INST is a primary function template instantiation.  */
2746
2747 tree
2748 get_function_template_decl (const_tree primary_func_tmpl_inst)
2749 {
2750   if (! primary_func_tmpl_inst
2751       || TREE_CODE (primary_func_tmpl_inst) != FUNCTION_DECL
2752       || ! primary_template_instantiation_p (primary_func_tmpl_inst))
2753     return NULL;
2754
2755   return DECL_TEMPLATE_RESULT (DECL_TI_TEMPLATE (primary_func_tmpl_inst));
2756 }
2757
2758 /* Return true iff the function parameter PARAM_DECL was expanded
2759    from the function parameter pack PACK.  */
2760
2761 bool
2762 function_parameter_expanded_from_pack_p (tree param_decl, tree pack)
2763 {
2764   if (DECL_ARTIFICIAL (param_decl)
2765       || !function_parameter_pack_p (pack))
2766     return false;
2767
2768   /* The parameter pack and its pack arguments have the same
2769      DECL_PARM_INDEX.  */
2770   return DECL_PARM_INDEX (pack) == DECL_PARM_INDEX (param_decl);
2771 }
2772
2773 /* Determine whether ARGS describes a variadic template args list,
2774    i.e., one that is terminated by a template argument pack.  */
2775
2776 static bool 
2777 template_args_variadic_p (tree args)
2778 {
2779   int nargs;
2780   tree last_parm;
2781
2782   if (args == NULL_TREE)
2783     return false;
2784
2785   args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
2786   nargs = TREE_VEC_LENGTH (args);
2787
2788   if (nargs == 0)
2789     return false;
2790
2791   last_parm = TREE_VEC_ELT (args, nargs - 1);
2792
2793   return ARGUMENT_PACK_P (last_parm);
2794 }
2795
2796 /* Generate a new name for the parameter pack name NAME (an
2797    IDENTIFIER_NODE) that incorporates its */
2798
2799 static tree
2800 make_ith_pack_parameter_name (tree name, int i)
2801 {
2802   /* Munge the name to include the parameter index.  */
2803 #define NUMBUF_LEN 128
2804   char numbuf[NUMBUF_LEN];
2805   char* newname;
2806   int newname_len;
2807
2808   snprintf (numbuf, NUMBUF_LEN, "%i", i);
2809   newname_len = IDENTIFIER_LENGTH (name)
2810                 + strlen (numbuf) + 2;
2811   newname = (char*)alloca (newname_len);
2812   snprintf (newname, newname_len,
2813             "%s#%i", IDENTIFIER_POINTER (name), i);
2814   return get_identifier (newname);
2815 }
2816
2817 /* Return true if T is a primary function
2818    or class template instantiation.  */
2819
2820 bool
2821 primary_template_instantiation_p (const_tree t)
2822 {
2823   if (!t)
2824     return false;
2825
2826   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
2827     return DECL_LANG_SPECIFIC (t)
2828            && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2829            && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (t));
2830   else if (CLASS_TYPE_P (t))
2831     return CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2832            && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
2833   return false;
2834 }
2835
2836 /* Return true if PARM is a template template parameter.  */
2837
2838 bool
2839 template_template_parameter_p (const_tree parm)
2840 {
2841   return DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2842 }
2843
2844 /* Return the template parameters of T if T is a
2845    primary template instantiation, NULL otherwise.  */
2846
2847 tree
2848 get_primary_template_innermost_parameters (const_tree t)
2849 {
2850   tree parms = NULL, template_info = NULL;
2851
2852   if ((template_info = get_template_info (t))
2853       && primary_template_instantiation_p (t))
2854     parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
2855         (DECL_TEMPLATE_PARMS (TI_TEMPLATE (template_info)));
2856
2857   return parms;
2858 }
2859
2860 /* Return the template parameters of the LEVELth level from the full list
2861    of template parameters PARMS.  */
2862
2863 tree
2864 get_template_parms_at_level (tree parms, int level)
2865 {
2866   tree p;
2867   if (!parms
2868       || TREE_CODE (parms) != TREE_LIST
2869       || level > TMPL_PARMS_DEPTH (parms))
2870     return NULL_TREE;
2871
2872   for (p = parms; p; p = TREE_CHAIN (p))
2873     if (TMPL_PARMS_DEPTH (p) == level)
2874       return p;
2875
2876   return NULL_TREE;
2877 }
2878
2879 /* Returns the template arguments of T if T is a template instantiation,
2880    NULL otherwise.  */
2881
2882 tree
2883 get_template_innermost_arguments (const_tree t)
2884 {
2885   tree args = NULL, template_info = NULL;
2886
2887   if ((template_info = get_template_info (t))
2888       && TI_ARGS (template_info))
2889     args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (template_info));
2890
2891   return args;
2892 }
2893
2894 /* Return the argument pack elements of T if T is a template argument pack,
2895    NULL otherwise.  */
2896
2897 tree
2898 get_template_argument_pack_elems (const_tree t)
2899 {
2900   if (TREE_CODE (t) != TYPE_ARGUMENT_PACK
2901       && TREE_CODE (t) != NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
2902     return NULL;
2903
2904   return ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
2905 }
2906
2907 /* Structure used to track the progress of find_parameter_packs_r.  */
2908 struct find_parameter_pack_data 
2909 {
2910   /* TREE_LIST that will contain all of the parameter packs found by
2911      the traversal.  */
2912   tree* parameter_packs;
2913
2914   /* Set of AST nodes that have been visited by the traversal.  */
2915   struct pointer_set_t *visited;
2916 };
2917
2918 /* Identifies all of the argument packs that occur in a template
2919    argument and appends them to the TREE_LIST inside DATA, which is a
2920    find_parameter_pack_data structure. This is a subroutine of
2921    make_pack_expansion and uses_parameter_packs.  */
2922 static tree
2923 find_parameter_packs_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void* data)
2924 {
2925   tree t = *tp;
2926   struct find_parameter_pack_data* ppd = 
2927     (struct find_parameter_pack_data*)data;
2928   bool parameter_pack_p = false;
2929
2930   /* Identify whether this is a parameter pack or not.  */
2931   switch (TREE_CODE (t))
2932     {
2933     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
2934       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
2935         parameter_pack_p = true;
2936       break;
2937
2938     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
2939     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2940       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
2941         parameter_pack_p = true;
2942       break;
2943
2944     case PARM_DECL:
2945       if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
2946         {
2947           /* We don't want to walk into the type of a PARM_DECL,
2948              because we don't want to see the type parameter pack.  */
2949           *walk_subtrees = 0;
2950           parameter_pack_p = true;
2951         }
2952       break;
2953
2954     default:
2955       /* Not a parameter pack.  */
2956       break;
2957     }
2958
2959   if (parameter_pack_p)
2960     {
2961       /* Add this parameter pack to the list.  */
2962       *ppd->parameter_packs = tree_cons (NULL_TREE, t, *ppd->parameter_packs);
2963     }
2964
2965   if (TYPE_P (t))
2966     cp_walk_tree (&TYPE_CONTEXT (t), 
2967                   &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2968
2969   /* This switch statement will return immediately if we don't find a
2970      parameter pack.  */
2971   switch (TREE_CODE (t)) 
2972     {
2973     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
2974       return NULL_TREE;
2975
2976     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2977       /* Check the template itself.  */
2978       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (TYPE_TI_TEMPLATE (t)), 
2979                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2980       /* Check the template arguments.  */
2981       cp_walk_tree (&TYPE_TI_ARGS (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
2982                     ppd->visited);
2983       *walk_subtrees = 0;
2984       return NULL_TREE;
2985
2986     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
2987     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2988       return NULL_TREE;
2989
2990     case PARM_DECL:
2991       return NULL_TREE;
2992
2993     case RECORD_TYPE:
2994       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
2995         return NULL_TREE;
2996       /* Fall through.  */
2997
2998     case UNION_TYPE:
2999     case ENUMERAL_TYPE:
3000       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
3001         cp_walk_tree (&TI_ARGS (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
3002                       &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3003
3004       *walk_subtrees = 0;
3005       return NULL_TREE;
3006
3007     case TEMPLATE_DECL:
3008       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t),
3009                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3010       return NULL_TREE;
3011  
3012     case TYPENAME_TYPE:
3013       cp_walk_tree (&TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), &find_parameter_packs_r,
3014                    ppd, ppd->visited);
3015       *walk_subtrees = 0;
3016       return NULL_TREE;
3017       
3018     case TYPE_PACK_EXPANSION:
3019     case EXPR_PACK_EXPANSION:
3020       *walk_subtrees = 0;
3021       return NULL_TREE;
3022
3023     case INTEGER_TYPE:
3024       cp_walk_tree (&TYPE_MAX_VALUE (t), &find_parameter_packs_r, 
3025                     ppd, ppd->visited);
3026       *walk_subtrees = 0;
3027       return NULL_TREE;
3028
3029     case IDENTIFIER_NODE:
3030       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
3031                     ppd->visited);
3032       *walk_subtrees = 0;
3033       return NULL_TREE;
3034
3035     default:
3036       return NULL_TREE;
3037     }
3038
3039   return NULL_TREE;
3040 }
3041
3042 /* Determines if the expression or type T uses any parameter packs.  */
3043 bool
3044 uses_parameter_packs (tree t)
3045 {
3046   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3047   struct find_parameter_pack_data ppd;
3048   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3049   ppd.visited = pointer_set_create ();
3050   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3051   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3052   return parameter_packs != NULL_TREE;
3053 }
3054
3055 /* Turn ARG, which may be an expression, type, or a TREE_LIST
3056    representation a base-class initializer into a parameter pack
3057    expansion. If all goes well, the resulting node will be an
3058    EXPR_PACK_EXPANSION, TYPE_PACK_EXPANSION, or TREE_LIST,
3059    respectively.  */
3060 tree 
3061 make_pack_expansion (tree arg)
3062 {
3063   tree result;
3064   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3065   bool for_types = false;
3066   struct find_parameter_pack_data ppd;
3067
3068   if (!arg || arg == error_mark_node)
3069     return arg;
3070
3071   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST)
3072     {
3073       /* The only time we will see a TREE_LIST here is for a base
3074          class initializer.  In this case, the TREE_PURPOSE will be a
3075          _TYPE node (representing the base class expansion we're
3076          initializing) and the TREE_VALUE will be a TREE_LIST
3077          containing the initialization arguments. 
3078
3079          The resulting expansion looks somewhat different from most
3080          expansions. Rather than returning just one _EXPANSION, we
3081          return a TREE_LIST whose TREE_PURPOSE is a
3082          TYPE_PACK_EXPANSION containing the bases that will be
3083          initialized.  The TREE_VALUE will be identical to the
3084          original TREE_VALUE, which is a list of arguments that will
3085          be passed to each base.  We do not introduce any new pack
3086          expansion nodes into the TREE_VALUE (although it is possible
3087          that some already exist), because the TREE_PURPOSE and
3088          TREE_VALUE all need to be expanded together with the same
3089          _EXPANSION node.  Note that the TYPE_PACK_EXPANSION in the
3090          resulting TREE_PURPOSE will mention the parameter packs in
3091          both the bases and the arguments to the bases.  */
3092       tree purpose;
3093       tree value;
3094       tree parameter_packs = NULL_TREE;
3095
3096       /* Determine which parameter packs will be used by the base
3097          class expansion.  */
3098       ppd.visited = pointer_set_create ();
3099       ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3100       cp_walk_tree (&TREE_PURPOSE (arg), &find_parameter_packs_r, 
3101                     &ppd, ppd.visited);
3102
3103       if (parameter_packs == NULL_TREE)
3104         {
3105           error ("base initializer expansion %<%T%> contains no parameter packs", arg);
3106           pointer_set_destroy (ppd.visited);
3107           return error_mark_node;
3108         }
3109
3110       if (TREE_VALUE (arg) != void_type_node)
3111         {
3112           /* Collect the sets of parameter packs used in each of the
3113              initialization arguments.  */
3114           for (value = TREE_VALUE (arg); value; value = TREE_CHAIN (value))
3115             {
3116               /* Determine which parameter packs will be expanded in this
3117                  argument.  */
3118               cp_walk_tree (&TREE_VALUE (value), &find_parameter_packs_r, 
3119                             &ppd, ppd.visited);
3120             }
3121         }
3122
3123       pointer_set_destroy (ppd.visited);
3124
3125       /* Create the pack expansion type for the base type.  */
3126       purpose = cxx_make_type (TYPE_PACK_EXPANSION);
3127       SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (purpose, TREE_PURPOSE (arg));
3128       PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (purpose) = parameter_packs;
3129
3130       /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
3131          they will rarely be compared to anything.  */
3132       SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (purpose);
3133
3134       return tree_cons (purpose, TREE_VALUE (arg), NULL_TREE);
3135     }
3136
3137   if (TYPE_P (arg) || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
3138     for_types = true;
3139
3140   /* Build the PACK_EXPANSION_* node.  */
3141   result = for_types
3142      ? cxx_make_type (TYPE_PACK_EXPANSION)
3143      : make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
3144   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (result, arg);
3145   if (TREE_CODE (result) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3146     {
3147       /* Propagate type and const-expression information.  */
3148       TREE_TYPE (result) = TREE_TYPE (arg);
3149       TREE_CONSTANT (result) = TREE_CONSTANT (arg);
3150     }
3151   else
3152     /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
3153        they will rarely be compared to anything.  */
3154     SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (result);
3155
3156   /* Determine which parameter packs will be expanded.  */
3157   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3158   ppd.visited = pointer_set_create ();
3159   cp_walk_tree (&arg, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3160   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3161
3162   /* Make sure we found some parameter packs.  */
3163   if (parameter_packs == NULL_TREE)
3164     {
3165       if (TYPE_P (arg))
3166         error ("expansion pattern %<%T%> contains no argument packs", arg);
3167       else
3168         error ("expansion pattern %<%E%> contains no argument packs", arg);
3169       return error_mark_node;
3170     }
3171   PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (result) = parameter_packs;
3172
3173   return result;
3174 }
3175
3176 /* Checks T for any "bare" parameter packs, which have not yet been
3177    expanded, and issues an error if any are found. This operation can
3178    only be done on full expressions or types (e.g., an expression
3179    statement, "if" condition, etc.), because we could have expressions like:
3180
3181      foo(f(g(h(args)))...)
3182
3183    where "args" is a parameter pack. check_for_bare_parameter_packs
3184    should not be called for the subexpressions args, h(args),
3185    g(h(args)), or f(g(h(args))), because we would produce erroneous
3186    error messages. 
3187
3188    Returns TRUE and emits an error if there were bare parameter packs,
3189    returns FALSE otherwise.  */
3190 bool 
3191 check_for_bare_parameter_packs (tree t)
3192 {
3193   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3194   struct find_parameter_pack_data ppd;
3195
3196   if (!processing_template_decl || !t || t == error_mark_node)
3197     return false;
3198
3199   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
3200     t = TREE_TYPE (t);
3201
3202   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3203   ppd.visited = pointer_set_create ();
3204   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3205   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3206
3207   if (parameter_packs) 
3208     {
3209       error ("parameter packs not expanded with %<...%>:");
3210       while (parameter_packs)
3211         {
3212           tree pack = TREE_VALUE (parameter_packs);
3213           tree name = NULL_TREE;
3214
3215           if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TYPE_PARM
3216               || TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
3217             name = TYPE_NAME (pack);
3218           else if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3219             name = DECL_NAME (TEMPLATE_PARM_DECL (pack));
3220           else
3221             name = DECL_NAME (pack);
3222
3223           if (name)
3224             inform (input_location, "        %qD", name);
3225           else
3226             inform (input_location, "        <anonymous>");
3227
3228           parameter_packs = TREE_CHAIN (parameter_packs);
3229         }
3230
3231       return true;
3232     }
3233
3234   return false;
3235 }
3236
3237 /* Expand any parameter packs that occur in the template arguments in
3238    ARGS.  */
3239 tree
3240 expand_template_argument_pack (tree args)
3241 {
3242   tree result_args = NULL_TREE;
3243   int in_arg, out_arg = 0, nargs = args ? TREE_VEC_LENGTH (args) : 0;
3244   int num_result_args = -1;
3245   int non_default_args_count = -1;
3246
3247   /* First, determine if we need to expand anything, and the number of
3248      slots we'll need.  */
3249   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3250     {
3251       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3252       if (arg == NULL_TREE)
3253         return args;
3254       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3255         {
3256           int num_packed = TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg));
3257           if (num_result_args < 0)
3258             num_result_args = in_arg + num_packed;
3259           else
3260             num_result_args += num_packed;
3261         }
3262       else
3263         {
3264           if (num_result_args >= 0)
3265             num_result_args++;
3266         }
3267     }
3268
3269   /* If no expansion is necessary, we're done.  */
3270   if (num_result_args < 0)
3271     return args;
3272
3273   /* Expand arguments.  */
3274   result_args = make_tree_vec (num_result_args);
3275   if (NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (args))
3276     non_default_args_count =
3277       GET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (args);
3278   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3279     {
3280       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3281       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3282         {
3283           tree packed = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
3284           int i, num_packed = TREE_VEC_LENGTH (packed);
3285           for (i = 0; i < num_packed; ++i, ++out_arg)
3286             TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = TREE_VEC_ELT(packed, i);
3287           if (non_default_args_count > 0)
3288             non_default_args_count += num_packed;
3289         }
3290       else
3291         {
3292           TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = arg;
3293           ++out_arg;
3294         }
3295     }
3296   if (non_default_args_count >= 0)
3297     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (result_args, non_default_args_count);
3298   return result_args;
3299 }
3300
3301 /* Checks if DECL shadows a template parameter.
3302
3303    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
3304    scope (including nested scopes).
3305
3306    Emits an error and returns TRUE if the DECL shadows a parameter,
3307    returns FALSE otherwise.  */
3308
3309 bool
3310 check_template_shadow (tree decl)
3311 {
3312   tree olddecl;
3313
3314   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
3315      parameter.  */
3316   if (!current_template_parms)
3317     return true;
3318
3319   /* Figure out what we're shadowing.  */
3320   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
3321     decl = OVL_CURRENT (decl);
3322   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
3323
3324   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
3325      anything, let alone a template parameter.  */
3326   if (!olddecl)
3327     return true;
3328
3329   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
3330      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
3331      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
3332      node.  */
3333   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
3334     return true;
3335
3336   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
3337      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
3338      inline member templates.  */
3339   if (decl == olddecl
3340       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
3341     return true;
3342
3343   error ("declaration of %q+#D", decl);
3344   error (" shadows template parm %q+#D", olddecl);
3345   return false;
3346 }
3347
3348 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
3349    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
3350
3351 static tree
3352 build_template_parm_index (int index,
3353                            int level,
3354                            int orig_level,
3355                            tree decl,
3356                            tree type)
3357 {
3358   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
3359   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
3360   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
3361   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
3362   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
3363   TREE_TYPE (t) = type;
3364   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
3365   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
3366
3367   return t;
3368 }
3369
3370 /* Find the canonical type parameter for the given template type
3371    parameter.  Returns the canonical type parameter, which may be TYPE
3372    if no such parameter existed.  */
3373 static tree
3374 canonical_type_parameter (tree type)
3375 {
3376   tree list;
3377   int idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (type);
3378   if (!canonical_template_parms)
3379     canonical_template_parms = VEC_alloc (tree, gc, idx+1);
3380
3381   while (VEC_length (tree, canonical_template_parms) <= (unsigned)idx)
3382     VEC_safe_push (tree, gc, canonical_template_parms, NULL_TREE);
3383
3384   list = VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx);
3385   while (list && !comptypes (type, TREE_VALUE (list), COMPARE_STRUCTURAL))
3386     list = TREE_CHAIN (list);
3387
3388   if (list)
3389     return TREE_VALUE (list);
3390   else
3391     {
3392       VEC_replace(tree, canonical_template_parms, idx,
3393                   tree_cons (NULL_TREE, type, 
3394                              VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx)));
3395       return type;
3396     }
3397 }
3398
3399 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
3400    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
3401    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
3402    new one is created.  */
3403
3404 static tree
3405 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels, tree args,
3406                             tsubst_flags_t complain)
3407 {
3408   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
3409       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
3410           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels)
3411       || !same_type_p (type, TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))))
3412     {
3413       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
3414       tree decl, t;
3415
3416       decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (orig_decl),
3417                          TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
3418       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
3419       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
3420       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3421       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3422
3423       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
3424                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
3425                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
3426                                      decl, type);
3427       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
3428       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t) 
3429         = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (index);
3430
3431         /* Template template parameters need this.  */
3432       if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
3433         DECL_TEMPLATE_PARMS (decl) = tsubst_template_parms
3434           (DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index)),
3435            args, complain);
3436     }
3437
3438   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
3439 }
3440
3441 /* Process information from new template parameter PARM and append it to the
3442    LIST being built.  This new parameter is a non-type parameter iff
3443    IS_NON_TYPE is true. This new parameter is a parameter
3444    pack iff IS_PARAMETER_PACK is true.  The location of PARM is in 
3445    PARM_LOC.  */
3446
3447 tree
3448 process_template_parm (tree list, location_t parm_loc, tree parm, bool is_non_type, 
3449                        bool is_parameter_pack)
3450 {
3451   tree decl = 0;
3452   tree defval;
3453   tree err_parm_list;
3454   int idx = 0;
3455
3456   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
3457   defval = TREE_PURPOSE (parm);
3458
3459   if (list)
3460     {
3461       tree p = tree_last (list);
3462
3463       if (p && TREE_VALUE (p) != error_mark_node)
3464         {
3465           p = TREE_VALUE (p);
3466           if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
3467             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
3468           else
3469             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
3470         }
3471
3472       ++idx;
3473     }
3474   else
3475     idx = 0;
3476
3477   if (is_non_type)
3478     {
3479       parm = TREE_VALUE (parm);
3480
3481       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
3482
3483       if (TREE_TYPE (parm) == error_mark_node)
3484         {
3485           err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3486           TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3487            return chainon (list, err_parm_list);
3488         }
3489       else
3490       {
3491         /* [temp.param]
3492
3493            The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
3494            ignored when determining its type.  */
3495         TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
3496         if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
3497           {
3498             err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3499             TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3500              return chainon (list, err_parm_list);
3501           }
3502
3503         if (uses_parameter_packs (TREE_TYPE (parm)) && !is_parameter_pack)
3504           {
3505             /* This template parameter is not a parameter pack, but it
3506                should be. Complain about "bare" parameter packs.  */
3507             check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (parm));
3508             
3509             /* Recover by calling this a parameter pack.  */
3510             is_parameter_pack = true;
3511           }
3512       }
3513
3514       /* A template parameter is not modifiable.  */
3515       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
3516       TREE_READONLY (parm) = 1;
3517       decl = build_decl (parm_loc,
3518                          CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
3519       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
3520       TREE_READONLY (decl) = 1;
3521       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl)
3522         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3523                                      processing_template_decl,
3524                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3525
3526       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)) 
3527         = is_parameter_pack;
3528     }
3529   else
3530     {
3531       tree t;
3532       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
3533
3534       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
3535         {
3536           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
3537           /* This is for distinguishing between real templates and template
3538              template parameters */
3539           TREE_TYPE (parm) = t;
3540           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
3541           decl = parm;
3542         }
3543       else
3544         {
3545           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
3546           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
3547           decl = build_decl (parm_loc,
3548                              TYPE_DECL, parm, t);
3549         }
3550
3551       TYPE_NAME (t) = decl;
3552       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
3553       parm = decl;
3554       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
3555         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3556                                      processing_template_decl,
3557                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3558       TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t) = is_parameter_pack;
3559       TYPE_CANONICAL (t) = canonical_type_parameter (t);
3560     }
3561   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3562   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3563   pushdecl (decl);
3564   parm = build_tree_list (defval, parm);
3565   return chainon (list, parm);
3566 }
3567
3568 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
3569    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
3570    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
3571    as PARM_DECLs.  */
3572
3573 tree
3574 end_template_parm_list (tree parms)
3575 {
3576   int nparms;
3577   tree parm, next;
3578   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
3579
3580   current_template_parms
3581     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
3582                  saved_parmlist, current_template_parms);
3583
3584   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
3585     {
3586       next = TREE_CHAIN (parm);
3587       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
3588       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
3589       if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TYPE_DECL)
3590         TEMPLATE_TYPE_PARM_SIBLING_PARMS (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm))) =
3591               current_template_parms;
3592     }
3593
3594   --processing_template_parmlist;
3595
3596   return saved_parmlist;
3597 }
3598
3599 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
3600
3601 void
3602 end_template_decl (void)
3603 {
3604   reset_specialization ();
3605
3606   if (! processing_template_decl)
3607     return;
3608
3609   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
3610   finish_scope ();
3611
3612   --processing_template_decl;
3613   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
3614 }
3615
3616 /* Within the declaration of a template, return all levels of template
3617    parameters that apply.  The template parameters are represented as
3618    a TREE_VEC, in the form documented in cp-tree.h for template
3619    arguments.  */
3620
3621 static tree
3622 current_template_args (void)
3623 {
3624   tree header;
3625   tree args = NULL_TREE;
3626   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
3627   int l = length;
3628
3629   /* If there is only one level of template parameters, we do not
3630      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
3631      TREE_VEC containing the arguments.  */
3632   if (length > 1)
3633     args = make_tree_vec (length);
3634
3635   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
3636     {
3637       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
3638       int i;
3639
3640       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
3641       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
3642         {
3643           tree t = TREE_VEC_ELT (a, i);
3644
3645           /* T will be a list if we are called from within a
3646              begin/end_template_parm_list pair, but a vector directly
3647              if within a begin/end_member_template_processing pair.  */
3648           if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
3649             {
3650               t = TREE_VALUE (t);
3651
3652               if (!error_operand_p (t))
3653                 {
3654                   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
3655                       || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
3656                     {
3657                       t = TREE_TYPE (t);
3658                       
3659                       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
3660                         {
3661                           /* Turn this argument into a TYPE_ARGUMENT_PACK
3662                              with a single element, which expands T.  */
3663                           tree vec = make_tree_vec (1);
3664 #ifdef ENABLE_CHECKING
3665                           SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT
3666                                 (vec, TREE_VEC_LENGTH (vec));
3667 #endif
3668                           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
3669                           
3670                           t = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
3671                           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
3672                         }
3673                     }
3674                   else
3675                     {
3676                       t = DECL_INITIAL (t);
3677                       
3678                       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
3679                         {
3680                           /* Turn this argument into a NONTYPE_ARGUMENT_PACK
3681                              with a single element, which expands T.  */
3682                           tree vec = make_tree_vec (1);
3683                           tree type = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (t));
3684 #ifdef ENABLE_CHECKING
3685                           SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT
3686                                 (vec, TREE_VEC_LENGTH (vec));
3687 #endif
3688                           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
3689                           
3690                           t  = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
3691                           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
3692                           TREE_TYPE (t) = type;
3693                         }
3694                     }
3695                   TREE_VEC_ELT (a, i) = t;
3696                 }
3697             }
3698         }
3699
3700 #ifdef ENABLE_CHECKING
3701       SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (a, TREE_VEC_LENGTH (a));
3702 #endif
3703
3704       if (length > 1)
3705         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
3706       else
3707         args = a;
3708     }
3709
3710   return args;
3711 }
3712
3713 /* Update the declared TYPE by doing any lookups which were thought to be
3714    dependent, but are not now that we know the SCOPE of the declarator.  */
3715
3716 tree
3717 maybe_update_decl_type (tree orig_type, tree scope)
3718 {
3719   tree type = orig_type;
3720
3721   if (type == NULL_TREE)
3722     return type;
3723
3724   if (TREE_CODE (orig_type) == TYPE_DECL)
3725     type = TREE_TYPE (type);
3726
3727   if (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
3728       && dependent_type_p (type)
3729       /* Don't bother building up the args in this case.  */
3730       && TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
3731     {
3732       /* tsubst in the args corresponding to the template parameters,
3733          including auto if present.  Most things will be unchanged, but
3734          make_typename_type and tsubst_qualified_id will resolve
3735          TYPENAME_TYPEs and SCOPE_REFs that were previously dependent.  */
3736       tree args = current_template_args ();
3737       tree auto_node = type_uses_auto (type);
3738       tree pushed;
3739       if (auto_node)
3740         {
3741           tree auto_vec = make_tree_vec (1);
3742           TREE_VEC_ELT (auto_vec, 0) = auto_node;
3743           args = add_to_template_args (args, auto_vec);
3744         }
3745       pushed = push_scope (scope);
3746       type = tsubst (type, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
3747       if (pushed)
3748         pop_scope (scope);
3749     }
3750
3751   if (type == error_mark_node)
3752     return orig_type;
3753
3754   if (TREE_CODE (orig_type) == TYPE_DECL)
3755     {
3756       if (same_type_p (type, TREE_TYPE (orig_type)))
3757         type = orig_type;
3758       else
3759         type = TYPE_NAME (type);
3760     }
3761   return type;
3762 }
3763
3764 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
3765    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
3766    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
3767
3768 static tree
3769 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
3770 {
3771   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
3772   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
3773   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
3774   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
3775
3776   return tmpl;
3777 }
3778
3779 struct template_parm_data
3780 {
3781   /* The level of the template parameters we are currently
3782      processing.  */
3783   int level;
3784
3785   /* The index of the specialization argument we are currently
3786      processing.  */
3787   int current_arg;
3788
3789   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
3790      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
3791      of the arguments processed so far.  */
3792   int* parms;
3793
3794   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
3795      elements are nonzero if the argument makes use of template
3796      parameters of this level.  */
3797   int* arg_uses_template_parms;
3798 };
3799
3800 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
3801    parameter in a partial specialization is used in the explicit
3802    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
3803    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
3804    appropriately.  */
3805
3806 static int
3807 mark_template_parm (tree t, void* data)
3808 {
3809   int level;
3810   int idx;
3811   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
3812
3813   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3814     {
3815       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
3816       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
3817     }
3818   else
3819     {
3820       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
3821       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
3822     }
3823
3824   if (level == tpd->level)
3825     {
3826       tpd->parms[idx] = 1;
3827       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
3828     }
3829
3830   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
3831      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
3832   return 0;
3833 }
3834
3835 /* Process the partial specialization DECL.  */
3836
3837 static tree
3838 process_partial_specialization (tree decl)
3839 {
3840   tree type = TREE_TYPE (decl);
3841   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
3842   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
3843   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
3844   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
3845   tree inner_parms;
3846   tree inst;
3847   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
3848   int ntparms;
3849   int  i;
3850   bool did_error_intro = false;
3851   struct template_parm_data tpd;
3852   struct template_parm_data tpd2;
3853
3854   gcc_assert (current_template_parms);
3855
3856   inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
3857   ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
3858
3859   /* We check that each of the template parameters given in the
3860      partial specialization is used in the argument list to the
3861      specialization.  For example:
3862
3863        template <class T> struct S;
3864        template <class T> struct S<T*>;
3865
3866      The second declaration is OK because `T*' uses the template
3867      parameter T, whereas
3868
3869        template <class T> struct S<int>;
3870
3871      is no good.  Even trickier is:
3872
3873        template <class T>
3874        struct S1
3875        {
3876           template <class U>
3877           struct S2;
3878           template <class U>
3879           struct S2<T>;
3880        };
3881
3882      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
3883      full-specialization.  Of course,
3884
3885           template <class U>
3886           struct S2<T (*)(U)>;
3887
3888      or some such would have been OK.  */
3889   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
3890   tpd.parms = XALLOCAVEC (int, ntparms);
3891   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
3892
3893   tpd.arg_uses_template_parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
3894   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
3895   for (i = 0; i < nargs; ++i)
3896     {
3897       tpd.current_arg = i;
3898       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
3899                               &mark_template_parm,
3900                               &tpd,
3901                               NULL,
3902                               /*include_nondeduced_p=*/false);
3903     }
3904   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
3905     if (tpd.parms[i] == 0)
3906       {
3907         /* One of the template parms was not used in the
3908            specialization.  */
3909         if (!did_error_intro)
3910           {
3911             error ("template parameters not used in partial specialization:");
3912             did_error_intro = true;
3913           }
3914
3915         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
3916       }
3917
3918   if (did_error_intro)
3919     return error_mark_node;
3920
3921   /* [temp.class.spec]
3922
3923      The argument list of the specialization shall not be identical to
3924      the implicit argument list of the primary template.  */
3925   if (comp_template_args
3926       (inner_args,
3927        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
3928                                                    (maintmpl)))))
3929     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
3930
3931   /* [temp.class.spec]
3932
3933      A partially specialized non-type argument expression shall not
3934      involve template parameters of the partial specialization except
3935      when the argument expression is a simple identifier.
3936
3937      The type of a template parameter corresponding to a specialized
3938      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
3939      specialization. 
3940
3941      Also, we verify that pack expansions only occur at the
3942      end of the argument list.  */
3943   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
3944   tpd2.parms = 0;
3945   for (i = 0; i < nargs; ++i)
3946     {
3947       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms, i));
3948       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
3949       tree packed_args = NULL_TREE;
3950       int j, len = 1;
3951
3952       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3953         {
3954           /* Extract the arguments from the argument pack. We'll be
3955              iterating over these in the following loop.  */
3956           packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
3957           len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
3958         }
3959
3960       for (j = 0; j < len; j++)
3961         {
3962           if (packed_args)
3963             /* Get the Jth argument in the parameter pack.  */
3964             arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, j);
3965
3966           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
3967             {
3968               /* Pack expansions must come at the end of the
3969                  argument list.  */
3970               if ((packed_args && j < len - 1)
3971                   || (!packed_args && i < nargs - 1))
3972                 {
3973                   if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3974                     error ("parameter pack argument %qE must be at the "
3975                            "end of the template argument list", arg);
3976                   else
3977                     error ("parameter pack argument %qT must be at the "
3978                            "end of the template argument list", arg);
3979                 }
3980             }
3981
3982           if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3983             /* We only care about the pattern.  */
3984             arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
3985
3986           if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
3987               !TYPE_P (arg)
3988               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
3989               /* This next line is the `argument expression is not just a
3990                  simple identifier' condition and also the `specialized
3991                  non-type argument' bit.  */
3992               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
3993             {
3994               if ((!packed_args && tpd.arg_uses_template_parms[i])
3995                   || (packed_args && uses_template_parms (arg)))
3996                 error ("template argument %qE involves template parameter(s)",
3997                        arg);
3998               else 
3999                 {
4000                   /* Look at the corresponding template parameter,
4001                      marking which template parameters its type depends
4002                      upon.  */
4003                   tree type = TREE_TYPE (parm);
4004
4005                   if (!tpd2.parms)
4006                     {
4007                       /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
4008                       tpd2.arg_uses_template_parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
4009                       /* The number of parameters here is the number in the
4010                          main template, which, as checked in the assertion
4011                          above, is NARGS.  */
4012                       tpd2.parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
4013                       tpd2.level = 
4014                         TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
4015                     }
4016
4017                   /* Mark the template parameters.  But this time, we're
4018                      looking for the template parameters of the main
4019                      template, not in the specialization.  */
4020                   tpd2.current_arg = i;
4021                   tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
4022                   memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
4023                   for_each_template_parm (type,
4024                                           &mark_template_parm,
4025                                           &tpd2,
4026                                           NULL,
4027                                           /*include_nondeduced_p=*/false);
4028
4029                   if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
4030                     {
4031                       /* The type depended on some template parameters.
4032                          If they are fully specialized in the
4033                          specialization, that's OK.  */
4034                       int j;
4035                       int count = 0;
4036                       for (j = 0; j < nargs; ++j)
4037                         if (tpd2.parms[j] != 0
4038                             && tpd.arg_uses_template_parms [j])
4039                           ++count;
4040                       if (count != 0)
4041                         error_n (input_location, count,
4042                                  "type %qT of template argument %qE depends "
4043                                  "on a template parameter",
4044                                  "type %qT of template argument %qE depends "
4045                                  "on template parameters",
4046                                  type,
4047                                  arg);
4048                     }
4049                 }
4050             }
4051         }
4052     }
4053
4054   /* We should only get here once.  */
4055   gcc_assert (!COMPLETE_TYPE_P (type));
4056
4057   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
4058     = tree_cons (specargs, inner_parms,
4059                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
4060   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
4061
4062   for (inst = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (maintmpl); inst;
4063        inst = TREE_CHAIN (inst))
4064     {
4065       tree inst_type = TREE_VALUE (inst);
4066       if (COMPLETE_TYPE_P (inst_type)
4067           && CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (inst_type))
4068         {
4069           tree spec = most_specialized_class (inst_type, maintmpl, tf_none);
4070           if (spec && TREE_TYPE (spec) == type)
4071             permerror (input_location,
4072                        "partial specialization of %qT after instantiation "
4073                        "of %qT", type, inst_type);
4074         }
4075     }
4076
4077   return decl;
4078 }
4079
4080 /* Check that a template declaration's use of default arguments and
4081    parameter packs is not invalid.  Here, PARMS are the template
4082    parameters.  IS_PRIMARY is nonzero if DECL is the thing declared by
4083    a primary template.  IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial
4084    specialization.
4085    
4086
4087    IS_FRIEND_DECL is nonzero if DECL is a friend function template
4088    declaration (but not a definition); 1 indicates a declaration, 2
4089    indicates a redeclaration. When IS_FRIEND_DECL=2, no errors are
4090    emitted for extraneous default arguments.
4091
4092    Returns TRUE if there were no errors found, FALSE otherwise. */
4093
4094 bool
4095 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, 
4096                          int is_partial, int is_friend_decl)
4097 {
4098   const char *msg;
4099   int last_level_to_check;
4100   tree parm_level;
4101   bool no_errors = true;
4102
4103   /* [temp.param]
4104
4105      A default template-argument shall not be specified in a
4106      function template declaration or a function template definition, nor
4107      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
4108      class template.  */
4109
4110   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
4111     /* You can't have a function template declaration in a local
4112        scope, nor you can you define a member of a class template in a
4113        local scope.  */
4114     return true;
4115
4116   if (current_class_type
4117       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
4118       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4119       && DECL_DECLARES_FUNCTION_P (decl)
4120       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
4121          or a member function.  */
4122       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
4123           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
4124           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
4125           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
4126           : false)
4127       /* And, if it was a member function, it really was defined in
4128          the scope of the class.  */
4129       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
4130           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
4131     /* We already checked these parameters when the template was
4132        declared, so there's no need to do it again now.  This function
4133        was defined in class scope, but we're processing it's body now
4134        that the class is complete.  */
4135     return true;
4136
4137   /* Core issue 226 (C++0x only): the following only applies to class
4138      templates.  */
4139   if ((cxx_dialect == cxx98) || TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
4140     {
4141       /* [temp.param]
4142
4143          If a template-parameter has a default template-argument, all
4144          subsequent template-parameters shall have a default
4145          template-argument supplied.  */
4146       for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
4147         {
4148           tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
4149           int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4150           int seen_def_arg_p = 0;
4151           int i;
4152
4153           for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4154             {
4155               tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
4156
4157               if (parm == error_mark_node)
4158                 continue;
4159
4160               if (TREE_PURPOSE (parm))
4161                 seen_def_arg_p = 1;
4162               else if (seen_def_arg_p
4163                        && !template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
4164                 {
4165                   error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
4166                   /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
4167                      there should have been a default argument.  */
4168                   TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
4169                   no_errors = false;
4170                 }
4171               else if (is_primary
4172                        && !is_partial
4173                        && !is_friend_decl
4174                        /* Don't complain about an enclosing partial
4175                           specialization.  */
4176                        && parm_level == parms
4177                        && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4178                        && i < ntparms - 1
4179                        && template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
4180                 {
4181                   /* A primary class template can only have one
4182                      parameter pack, at the end of the template
4183                      parameter list.  */
4184
4185                   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL)
4186                     error ("parameter pack %qE must be at the end of the"
4187                            " template parameter list", TREE_VALUE (parm));
4188                   else
4189                     error ("parameter pack %qT must be at the end of the"
4190                            " template parameter list", 
4191                            TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
4192
4193                   TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) 
4194                     = error_mark_node;
4195                   no_errors = false;
4196                 }
4197             }
4198         }
4199     }
4200
4201   if (((cxx_dialect == cxx98) && TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
4202       || is_partial 
4203       || !is_primary
4204       || is_friend_decl)
4205     /* For an ordinary class template, default template arguments are
4206        allowed at the innermost level, e.g.:
4207          template <class T = int>
4208          struct S {};
4209        but, in a partial specialization, they're not allowed even
4210        there, as we have in [temp.class.spec]:
4211
4212          The template parameter list of a specialization shall not
4213          contain default template argument values.
4214
4215        So, for a partial specialization, or for a function template
4216        (in C++98/C++03), we look at all of them.  */
4217     ;
4218   else
4219     /* But, for a primary class template that is not a partial
4220        specialization we look at all template parameters except the
4221        innermost ones.  */
4222     parms = TREE_CHAIN (parms);
4223
4224   /* Figure out what error message to issue.  */
4225   if (is_friend_decl == 2)
4226     msg = G_("default template arguments may not be used in function template "
4227              "friend re-declaration");
4228   else if (is_friend_decl)
4229     msg = G_("default template arguments may not be used in function template "
4230              "friend declarations");
4231   else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && (cxx_dialect == cxx98))
4232     msg = G_("default template arguments may not be used in function templates "
4233              "without -std=c++0x or -std=gnu++0x");
4234   else if (is_partial)
4235     msg = G_("default template arguments may not be used in "
4236              "partial specializations");
4237   else
4238     msg = G_("default argument for template parameter for class enclosing %qD");
4239
4240   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
4241     /* If we're inside a class definition, there's no need to
4242        examine the parameters to the class itself.  On the one
4243        hand, they will be checked when the class is defined, and,
4244        on the other, default arguments are valid in things like:
4245          template <class T = double>
4246          struct S { template <class U> void f(U); };
4247        Here the default argument for `S' has no bearing on the
4248        declaration of `f'.  */
4249     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
4250   else
4251     /* Check everything.  */
4252     last_level_to_check = 0;
4253
4254   for (parm_level = parms;
4255        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check;
4256        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
4257     {
4258       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
4259       int i;
4260       int ntparms;
4261
4262       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4263       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4264         {
4265           if (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i) == error_mark_node)
4266             continue;
4267
4268           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
4269             {
4270               if (msg)
4271                 {
4272                   no_errors = false;
4273                   if (is_friend_decl == 2)
4274                     return no_errors;
4275
4276                   error (msg, decl);
4277                   msg = 0;
4278                 }
4279
4280               /* Clear out the default argument so that we are not
4281                  confused later.  */
4282               TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
4283             }
4284         }
4285
4286       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
4287          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
4288       if (msg)
4289         msg = G_("default argument for template parameter for class "
4290                  "enclosing %qD");
4291     }
4292
4293   return no_errors;
4294 }
4295
4296 /* Worker for push_template_decl_real, called via
4297    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
4298    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
4299    parameter of that level, return nonzero.  */
4300
4301 static int
4302 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
4303 {
4304   int this_level = *(int *)data;
4305   int level;
4306
4307   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
4308     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
4309   else
4310     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
4311   return level == this_level;
4312 }
4313
4314 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
4315    parameters given by current_template_args, or reuses a
4316    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
4317    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.
4318
4319    If IS_FRIEND is true, DECL is a friend declaration.  */
4320
4321 tree
4322 push_template_decl_real (tree decl, bool is_friend)
4323 {
4324   tree tmpl;
4325   tree args;
4326   tree info;
4327   tree ctx;
4328   int primary;
4329   int is_partial;
4330   int new_template_p = 0;
4331   /* True if the template is a member template, in the sense of
4332      [temp.mem].  */
4333   bool member_template_p = false;
4334
4335   if (decl == error_mark_node || !current_template_parms)
4336     return error_mark_node;
4337
4338   /* See if this is a partial specialization.  */
4339   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4340                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
4341                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
4342
4343   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl))
4344     is_friend = true;
4345
4346   if (is_friend)
4347     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
4348        the type of which it is a friend.  */
4349     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
4350   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
4351            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
4352     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
4353        it is defined.  */
4354     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
4355   else
4356     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
4357        is assumed to be a member of the class.  */
4358     ctx = current_scope ();
4359
4360   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
4361     ctx = NULL_TREE;
4362
4363   if (!DECL_CONTEXT (decl))
4364     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
4365
4366   /* See if this is a primary template.  */
4367   if (is_friend && ctx)
4368     /* A friend template that specifies a class context, i.e.
4369          template <typename T> friend void A<T>::f();
4370        is not primary.  */
4371     primary = 0;
4372   else
4373     primary = template_parm_scope_p ();
4374
4375   if (primary)
4376     {
4377       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
4378         member_template_p = true;
4379       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4380           && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl)))
4381         {
4382           error ("template class without a name");
4383           return error_mark_node;
4384         }
4385       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4386         {
4387           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
4388             {
4389               /* [temp.mem]
4390
4391                  A destructor shall not be a member template.  */
4392               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
4393               return error_mark_node;
4394             }
4395           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
4396               && (!TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl))
4397                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
4398                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
4399                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
4400                       == void_list_node)))
4401             {
4402               /* [basic.stc.dynamic.allocation]
4403
4404                  An allocation function can be a function
4405                  template. ... Template allocation functions shall
4406                  have two or more parameters.  */
4407               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
4408               return error_mark_node;
4409             }
4410         }
4411       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4412                && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
4413         /* OK */;
4414       else
4415         {
4416           error ("template declaration of %q#D", decl);
4417           return error_mark_node;
4418         }
4419     }
4420
4421   /* Check to see that the rules regarding the use of default
4422      arguments are not being violated.  */
4423   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms,
4424                            primary, is_partial, /*is_friend_decl=*/0);
4425
4426   /* Ensure that there are no parameter packs in the type of this
4427      declaration that have not been expanded.  */
4428   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4429     {
4430       /* Check each of the arguments individually to see if there are
4431          any bare parameter packs.  */
4432       tree type = TREE_TYPE (decl);
4433       tree arg = DECL_ARGUMENTS (decl);
4434       tree argtype = TYPE_ARG_TYPES (type);
4435
4436       while (arg && argtype)
4437         {
4438           if (!FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (arg)
4439               && check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (arg)))
4440             {
4441             /* This is a PARM_DECL that contains unexpanded parameter
4442                packs. We have already complained about this in the
4443                check_for_bare_parameter_packs call, so just replace
4444                these types with ERROR_MARK_NODE.  */
4445               TREE_TYPE (arg) = error_mark_node;
4446               TREE_VALUE (argtype) = error_mark_node;
4447             }
4448
4449           arg = DECL_CHAIN (arg);
4450           argtype = TREE_CHAIN (argtype);
4451         }
4452
4453       /* Check for bare parameter packs in the return type and the
4454          exception specifiers.  */
4455       if (check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (type)))
4456         /* Errors were already issued, set return type to int
4457            as the frontend doesn't expect error_mark_node as
4458            the return type.  */
4459         TREE_TYPE (type) = integer_type_node;
4460       if (check_for_bare_parameter_packs (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type)))
4461         TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type) = NULL_TREE;
4462     }
4463   else if (check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (decl)))
4464     {
4465       TREE_TYPE (decl) = error_mark_node;
4466       return error_mark_node;
4467     }
4468
4469   if (is_partial)
4470     return process_partial_specialization (decl);
4471
4472   args = current_template_args ();
4473
4474   if (!ctx
4475       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
4476       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
4477       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
4478     {
4479       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4480           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
4481           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
4482         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
4483       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
4484          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
4485          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
4486       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4487                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
4488                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
4489         {
4490           /* Since a template declaration already existed for this
4491              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
4492              that the redeclaration is valid.  */
4493           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
4494                                     current_template_parms);
4495           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
4496              one we already had.  */
4497           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
4498         }
4499       else
4500         {
4501           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4502                                       member_template_p);
4503           new_template_p = 1;
4504
4505           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4506               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
4507             {
4508               /* A specialization of a member template of a template
4509                  class.  */
4510               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
4511               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
4512               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
4513             }
4514         }
4515     }
4516   else
4517     {
4518       tree a, t, current, parms;
4519       int i;
4520       tree tinfo = get_template_info (decl);
4521
4522       if (!tinfo)
4523         {
4524           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
4525           return error_mark_node;
4526         }
4527
4528       tmpl = TI_TEMPLATE (tinfo);
4529
4530       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
4531           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl)
4532           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
4533           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
4534         {
4535           tree new_tmpl;
4536
4537           /* The declaration is a specialization of a member
4538              template, declared outside the class.  Therefore, the
4539              innermost template arguments will be NULL, so we
4540              replace them with the arguments determined by the
4541              earlier call to check_explicit_specialization.  */
4542           args = DECL_TI_ARGS (decl);
4543
4544           new_tmpl
4545             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4546                                    member_template_p);
4547           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
4548           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
4549           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
4550           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
4551           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl)
4552             = build_template_info (tmpl, args);
4553
4554           register_specialization (new_tmpl,
4555                                    most_general_template (tmpl),
4556                                    args,
4557                                    is_friend, 0);
4558           return decl;
4559         }
4560
4561       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
4562
4563       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4564       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
4565       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
4566         {
4567           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
4568                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
4569         }
4570       else
4571         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
4572           {
4573             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
4574             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4575
4576             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
4577               {
4578                 if (current == decl)
4579                   error ("got %d template parameters for %q#D",
4580                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
4581                 else
4582                   error ("got %d template parameters for %q#T",
4583                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
4584                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
4585                 return error_mark_node;
4586               }
4587
4588             if (current == decl)
4589               current = ctx;
4590             else if (current == NULL_TREE)
4591               /* Can happen in erroneous input.  */
4592               break;
4593             else
4594               current = (TYPE_P (current)
4595                          ? TYPE_CONTEXT (current)
4596                          : DECL_CONTEXT (current));
4597           }
4598
4599       /* Check that the parms are used in the appropriate qualifying scopes
4600          in the declarator.  */
4601       if (!comp_template_args
4602           (TI_ARGS (tinfo),
4603            TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)))))
4604         {
4605           error ("\
4606 template arguments to %qD do not match original template %qD",
4607                  decl, DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
4608           if (!uses_template_parms (TI_ARGS (tinfo)))
4609             inform (input_location, "use template<> for an explicit specialization");
4610           /* Avoid crash in import_export_decl.  */
4611           DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
4612           return error_mark_node;
4613         }
4614     }
4615
4616   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
4617   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
4618
4619   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
4620      that we do not try to push a global template friend declared in a
4621      template class; such a thing may well depend on the template
4622      parameters of the class.  */
4623   if (new_template_p && !ctx
4624       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
4625     {
4626       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl, is_friend);
4627       if (tmpl == error_mark_node)
4628         return error_mark_node;
4629
4630       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
4631       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
4632         {
4633           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
4634           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
4635         }
4636     }
4637
4638   if (primary)
4639     {
4640       tree parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4641       int i;
4642
4643       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
4644       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
4645         {
4646           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
4647
4648           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
4649              depends on innermost template operands.  */
4650
4651           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
4652                                          depth))
4653             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
4654         }
4655
4656       /* Give template template parms a DECL_CONTEXT of the template
4657          for which they are a parameter.  */
4658       parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4659       for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
4660         {
4661           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4662           if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4663             DECL_CONTEXT (parm) = tmpl;
4664         }
4665     }
4666
4667   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
4668      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
4669      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
4670      argument levels if necessary.  */
4671   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
4672     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
4673
4674   info = build_template_info (tmpl, args);
4675
4676   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
4677     SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
4678   else if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
4679     DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
4680
4681   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
4682 }
4683
4684 tree
4685 push_template_decl (tree decl)
4686 {
4687   return push_template_decl_real (decl, false);
4688 }
4689
4690 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
4691    template PARMS, e.g.:
4692
4693      template <class T> struct S;
4694      template <class T> struct S {};  */
4695
4696 bool
4697 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
4698 {
4699   tree tmpl;
4700   tree tmpl_parms;
4701   int i;
4702
4703   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4704     {
4705       error ("%qT is not a template type", type);
4706       return false;
4707     }
4708
4709   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
4710   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4711     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
4712        about here; there are no new template parameters for the nested
4713        type.  */
4714     return true;
4715
4716   if (!parms)
4717     {
4718       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
4719              tmpl);
4720       return false;
4721     }
4722
4723   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4724   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4725
4726   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
4727     {
4728       error_n (input_location, TREE_VEC_LENGTH (parms),
4729                "redeclared with %d template parameter",
4730                "redeclared with %d template parameters",
4731                TREE_VEC_LENGTH (parms));
4732       inform_n (input_location, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms),
4733                 "previous declaration %q+D used %d template parameter",
4734                 "previous declaration %q+D used %d template parameters",
4735                 tmpl, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms));
4736       return false;
4737     }
4738
4739   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
4740     {
4741       tree tmpl_parm;
4742       tree parm;
4743       tree tmpl_default;
4744       tree parm_default;
4745
4746       if (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i) == error_mark_node
4747           || TREE_VEC_ELT (parms, i) == error_mark_node)
4748         continue;
4749
4750       tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
4751       if (tmpl_parm == error_mark_node)
4752         return false;
4753
4754       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4755       tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
4756       parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4757
4758       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
4759          TEMPLATE_DECL.  */
4760       if (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
4761           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
4762               && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm)))
4763           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != PARM_DECL
4764               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (tmpl_parm))
4765                   != TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm))))
4766           || (TREE_CODE (tmpl_parm) == PARM_DECL
4767               && (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (tmpl_parm))
4768                   != TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))))
4769         {
4770           error ("template parameter %q+#D", tmpl_parm);
4771           error ("redeclared here as %q#D", parm);
4772           return false;
4773         }
4774
4775       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
4776         {
4777           /* We have in [temp.param]:
4778
4779              A template-parameter may not be given default arguments
4780              by two different declarations in the same scope.  */
4781           error_at (input_location, "redefinition of default argument for %q#D", parm);
4782           inform (DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl_parm),
4783                   "original definition appeared here");
4784           return false;
4785         }
4786
4787       if (parm_default != NULL_TREE)
4788         /* Update the previous template parameters (which are the ones
4789            that will really count) with the new default value.  */
4790         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
4791       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
4792         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
4793            parameters for any members.  */
4794         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
4795     }
4796
4797     return true;
4798 }
4799
4800 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
4801    (possibly simplified) expression.  */
4802
4803 static tree
4804 fold_non_dependent_expr_sfinae (tree expr, tsubst_flags_t complain)
4805 {
4806   if (expr == NULL_TREE)
4807     return NULL_TREE;
4808
4809   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
4810      it.  We're supposed to treat:
4811
4812        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
4813        template <typename T> void f(T[2]);
4814
4815      as two declarations of the same function, for example.  */
4816   if (processing_template_decl
4817       && !type_dependent_expression_p (expr)
4818       && !value_dependent_expression_p (expr))
4819     {
4820       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
4821
4822       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
4823       processing_template_decl = 0;
4824       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
4825                                     /*args=*/NULL_TREE,
4826                                     complain,
4827                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
4828                                     /*function_p=*/false,
4829                                     /*integral_constant_expression_p=*/true);
4830       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
4831     }
4832   return expr;
4833 }
4834
4835 tree
4836 fold_non_dependent_expr (tree expr)
4837 {
4838   return fold_non_dependent_expr_sfinae (expr, tf_error);
4839 }
4840
4841 /* EXPR is an expression which is used in a constant-expression context.
4842    For instance, it could be a VAR_DECL with a constant initializer.
4843    Extract the innermost constant expression.
4844
4845    This is basically a more powerful version of
4846    integral_constant_value, which can be used also in templates where
4847    initializers can maintain a syntactic rather than semantic form
4848    (even if they are non-dependent, for access-checking purposes).  */
4849
4850 static tree
4851 fold_decl_constant_value (tree expr)
4852 {
4853   tree const_expr = expr;
4854   do
4855     {
4856       expr = fold_non_dependent_expr (const_expr);
4857       const_expr = integral_constant_value (expr);
4858     }
4859   while (expr != const_expr);
4860
4861   return expr;
4862 }
4863
4864 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
4865    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
4866    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
4867    and check that the resulting function has external linkage.  */
4868
4869 static tree
4870 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
4871 {
4872   tree fns = expr;
4873   tree fn, fn_no_ptr;
4874
4875   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
4876   if (fn == error_mark_node)
4877     return error_mark_node;
4878
4879   fn_no_ptr = fn;
4880   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
4881     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
4882   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == BASELINK)
4883     fn_no_ptr = BASELINK_FUNCTIONS (fn_no_ptr);
4884  
4885   /* [temp.arg.nontype]/1
4886
4887      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
4888      shall be one of:
4889      [...]
4890      -- the address of an object or function with external linkage.  */
4891   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
4892     {
4893       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4894              "because function %qD has not external linkage",
4895              expr, type, fn_no_ptr);
4896       return NULL_TREE;
4897     }
4898
4899   return fn;
4900 }
4901
4902 /* Subroutine of convert_nontype_argument.
4903    Check if EXPR of type TYPE is a valid pointer-to-member constant.
4904    Emit an error otherwise.  */
4905
4906 static bool
4907 check_valid_ptrmem_cst_expr (tree type, tree expr)
4908 {
4909   STRIP_NOPS (expr);
4910   if (expr && (null_ptr_cst_p (expr) || TREE_CODE (expr) == PTRMEM_CST))
4911     return true;
4912   error ("%qE is not a valid template argument for type %qT",
4913          expr, type);
4914   error ("it must be a pointer-to-member of the form `&X::Y'");
4915   return false;
4916 }
4917
4918 /* Returns TRUE iff the address of OP is value-dependent.
4919
4920    14.6.2.4 [temp.dep.temp]:
4921    A non-integral non-type template-argument is dependent if its type is
4922    dependent or it has either of the following forms
4923      qualified-id
4924      & qualified-id
4925    and contains a nested-name-specifier which specifies a class-name that
4926    names a dependent type.
4927
4928    We generalize this to just say that the address of a member of a
4929    dependent class is value-dependent; the above doesn't cover the
4930    address of a static data member named with an unqualified-id.  */
4931
4932 static bool
4933 has_value_dependent_address (tree op)
4934 {
4935   /* We could use get_inner_reference here, but there's no need;
4936      this is only relevant for template non-type arguments, which
4937      can only be expressed as &id-expression.  */
4938   if (DECL_P (op))
4939     {
4940       tree ctx = CP_DECL_CONTEXT (op);
4941       if (TYPE_P (ctx) && dependent_type_p (ctx))
4942         return true;
4943     }
4944
4945   return false;
4946 }
4947
4948 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
4949    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
4950    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
4951    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
4952    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
4953    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
4954    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
4955    must be non-dependent.
4956
4957    The conversion follows the special rules described in
4958    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
4959    conversion.
4960
4961    This function is called twice for each template argument (see
4962    lookup_template_class for a more accurate description of this
4963    problem). This means that we need to handle expressions which
4964    are not valid in a C++ source, but can be created from the
4965    first call (for instance, casts to perform conversions). These
4966    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
4967
4968 static tree
4969 convert_nontype_argument (tree type, tree expr, tsubst_flags_t complain)
4970 {
4971   tree expr_type;
4972
4973   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
4974      This special-case is not needed for correctness (we would easily
4975      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
4976      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
4977      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
4978   /* FIXME we're making this OK.  */
4979   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
4980     {
4981       if (complain & tf_error)
4982         error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4983                "because string literals can never be used in this context",
4984                expr, type);
4985       return NULL_TREE;
4986     }
4987
4988   /* Add the ADDR_EXPR now for the benefit of
4989      value_dependent_expression_p.  */
4990   if (TYPE_PTROBV_P (type))
4991     expr = decay_conversion (expr);
4992
4993   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
4994      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
4995      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
4996      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
4997      so that access checking can be performed when the template is
4998      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
4999      convert the argument.  */
5000   if (TYPE_REF_OBJ_P (type)
5001       && has_value_dependent_address (expr))
5002     /* If we want the address and it's value-dependent, don't fold.  */;
5003   else if (!type_unknown_p (expr))
5004     expr = fold_non_dependent_expr_sfinae (expr, complain);
5005   if (error_operand_p (expr))
5006     return error_mark_node;
5007   expr_type = TREE_TYPE (expr);
5008   if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
5009     expr = mark_lvalue_use (expr);
5010   else
5011     expr = mark_rvalue_use (expr);
5012
5013   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
5014      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
5015      which is the tree that we built on the first call (see
5016      below when coercing to reference to object or to reference to
5017      function). We just strip everything and get to the arg.
5018      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
5019      for examples.  */
5020   if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR)
5021     {
5022       if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
5023         {
5024           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
5025              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
5026              could actually change the type to something more cv-qualified,
5027              and this is not folded by convert_from_reference.  */
5028           tree addr = TREE_OPERAND (expr, 0);
5029           gcc_assert (TREE_CODE (expr_type) == REFERENCE_TYPE);
5030           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
5031           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
5032           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
5033                       (TREE_TYPE (expr_type),
5034                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
5035
5036           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
5037           expr_type = TREE_TYPE (expr);
5038         }
5039
5040       /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
5041          parameter is a pointer to object, through decay and
5042          qualification conversion. Let's strip everything.  */
5043       else if (TYPE_PTROBV_P (type))
5044         {
5045           STRIP_NOPS (expr);
5046           gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
5047           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
5048           /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
5049              an array. Otherwise, it is part of the original argument
5050              in the source code.  */
5051           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
5052             expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
5053           expr_type = TREE_TYPE (expr);
5054         }
5055     }
5056
5057   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
5058
5059      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
5060      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
5061      (_conv.integral_) are applied.  */
5062   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
5063     {
5064       if (!INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (expr_type))
5065         return error_mark_node;
5066
5067       expr = fold_decl_constant_value (expr);
5068       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
5069          do not fold into integer constants.  */
5070       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
5071         {
5072           if (complain & tf_error)
5073             error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5074                    "because it is a non-constant expression", expr, type);
5075           return NULL_TREE;
5076         }
5077
5078       /* At this point, an implicit conversion does what we want,
5079          because we already know that the expression is of integral
5080          type.  */
5081       expr = perform_implicit_conversion (type, expr, complain);
5082       if (expr == error_mark_node)
5083         return error_mark_node;
5084
5085       /* Conversion was allowed: fold it to a bare integer constant.  */
5086       expr = fold (expr);
5087     }
5088   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
5089
5090      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
5091      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
5092      conversion (_conv.array_) are applied.  */
5093   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
5094     {
5095       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
5096
5097          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5098          shall be one of: [...]
5099
5100          -- the name of a non-type template-parameter;
5101          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
5102             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
5103             refers to a function or array, or if the corresponding
5104             template-parameter is a reference.
5105
5106         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
5107         for a parameter of type pointer-to-object.  */
5108
5109       if (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr))
5110         /* Non-type template parameters are OK.  */
5111         ;
5112       else if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR
5113                && TREE_CODE (expr_type) != ARRAY_TYPE)
5114         {
5115           if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
5116             {
5117               error ("%qD is not a valid template argument "
5118                      "because %qD is a variable, not the address of "
5119                      "a variable",
5120                      expr, expr);
5121               return NULL_TREE;
5122             }
5123           /* Other values, like integer constants, might be valid
5124              non-type arguments of some other type.  */
5125           return error_mark_node;
5126         }
5127       else
5128         {
5129           tree decl;
5130
5131           decl = ((TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
5132                   ? TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
5133           if (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL)
5134             {
5135               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5136                      "because %qE is not a variable",
5137                      expr, type, decl);
5138               return NULL_TREE;
5139             }
5140           else if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (decl))
5141             {
5142               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5143                      "because %qD does not have external linkage",
5144                      expr, type, decl);
5145               return NULL_TREE;
5146             }
5147         }
5148
5149       expr = decay_conversion (expr);
5150       if (expr == error_mark_node)
5151         return error_mark_node;
5152
5153       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
5154       if (expr == error_mark_node)
5155         return error_mark_node;
5156     }
5157   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
5158
5159      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
5160      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
5161      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
5162      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
5163      template-argument, which must be an lvalue.  */
5164   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
5165     {
5166       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
5167                                                       expr_type))
5168         return error_mark_node;
5169
5170       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
5171         {
5172           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5173                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
5174           return NULL_TREE;
5175         }
5176
5177       if (!real_lvalue_p (expr))
5178         {
5179           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5180                  "because it is not an lvalue", expr, type);
5181           return NULL_TREE;
5182         }
5183
5184       /* [temp.arg.nontype]/1
5185
5186          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5187          shall be one of: [...]
5188
5189          -- the address of an object or function with external linkage.  */
5190       if (TREE_CODE (expr) == INDIRECT_REF
5191           && TYPE_REF_OBJ_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))))
5192         {
5193           expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
5194           if (DECL_P (expr))
5195             {
5196               error ("%q#D is not a valid template argument for type %qT "
5197                      "because a reference variable does not have a constant "
5198                      "address", expr, type);
5199               return NULL_TREE;
5200             }
5201         }
5202
5203       if (!DECL_P (expr))
5204         {
5205           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5206                  "because it is not an object with external linkage",
5207                  expr, type);
5208           return NULL_TREE;
5209         }
5210
5211       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
5212         {
5213           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5214                  "because object %qD has not external linkage",
5215                  expr, type, expr);
5216           return NULL_TREE;
5217         }
5218
5219       expr = build_nop (type, build_address (expr));
5220     }
5221   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
5222
5223      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
5224      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
5225      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
5226      pointer to such), the matching function is selected from the set
5227      (_over.over_).  */
5228   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
5229     {
5230       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
5231          context information to decay the pointer.  */
5232       if (!type_unknown_p (expr_type))
5233         {
5234           expr = decay_conversion (expr);
5235           if (expr == error_mark_node)
5236             return error_mark_node;
5237         }
5238
5239       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
5240       if (!expr || expr == error_mark_node)
5241         return expr;
5242
5243       if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR)
5244         {
5245           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT", expr, type);
5246           error ("it must be the address of a function with external linkage");
5247           return NULL_TREE;
5248         }
5249     }
5250   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
5251
5252      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
5253      conversions apply. If the template-argument represents a set of
5254      overloaded functions, the matching function is selected from the set
5255      (_over.over_).  */
5256   else if (TYPE_REFFN_P (type))
5257     {
5258       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
5259         {
5260           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5261                  "because it is a pointer", expr, type);
5262           inform (input_location, "try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
5263           return NULL_TREE;
5264         }
5265
5266       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
5267       if (!expr || expr == error_mark_node)
5268         return expr;
5269
5270       expr = build_nop (type, build_address (expr));
5271     }
5272   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
5273
5274      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
5275      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
5276      overloaded member functions, the matching member function is selected
5277      from the set (_over.over_).  */
5278   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
5279     {
5280       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
5281       if (expr == error_mark_node)
5282         return error_mark_node;
5283
5284       /* [temp.arg.nontype] bullet 1 says the pointer to member
5285          expression must be a pointer-to-member constant.  */
5286       if (!check_valid_ptrmem_cst_expr (type, expr))
5287         return error_mark_node;
5288
5289       /* There is no way to disable standard conversions in
5290          resolve_address_of_overloaded_function (called by
5291          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
5292          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
5293          to reject this conversion here.
5294
5295          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
5296          it would still be better to reject them here so that we can
5297          provide a superior diagnostic.  */
5298       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
5299         {
5300           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5301                  "because it is of type %qT", expr, type,
5302                  TREE_TYPE (expr));
5303           /* If we are just one standard conversion off, explain.  */
5304           if (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)))
5305             inform (input_location,
5306                     "standard conversions are not allowed in this context");
5307           return NULL_TREE;
5308         }
5309     }
5310   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
5311
5312      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
5313      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
5314   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
5315     {
5316       /* [temp.arg.nontype] bullet 1 says the pointer to member
5317          expression must be a pointer-to-member constant.  */
5318       if (!check_valid_ptrmem_cst_expr (type, expr))
5319         return error_mark_node;
5320
5321       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
5322       if (expr == error_mark_node)
5323         return expr;
5324     }
5325   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
5326   else
5327     gcc_unreachable ();
5328
5329   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
5330      right type?  */
5331   gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
5332               (type, TREE_TYPE (expr)));
5333   return expr;
5334 }
5335
5336 /* Subroutine of coerce_template_template_parms, which returns 1 if
5337    PARM_PARM and ARG_PARM match using the rule for the template
5338    parameters of template template parameters. Both PARM and ARG are
5339    template parameters; the rest of the arguments are the same as for
5340    coerce_template_template_parms.
5341  */
5342 static int
5343 coerce_template_template_parm (tree parm,
5344                               tree arg,
5345                               tsubst_flags_t complain,
5346                               tree in_decl,
5347                               tree outer_args)
5348 {
5349   if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
5350       || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
5351     return 0;
5352   
5353   if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
5354     return 0;
5355   
5356   switch (TREE_CODE (parm))
5357     {
5358     case TEMPLATE_DECL:
5359       /* We encounter instantiations of templates like
5360          template <template <template <class> class> class TT>
5361          class C;  */
5362       {
5363         tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
5364         tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
5365         
5366         if (!coerce_template_template_parms
5367             (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
5368           return 0;
5369       }
5370       /* Fall through.  */
5371       
5372     case TYPE_DECL:
5373       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (arg))
5374           && !TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
5375         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
5376         return 0;
5377       break;
5378       
5379     case PARM_DECL:
5380       /* The tsubst call is used to handle cases such as
5381          
5382            template <int> class C {};
5383            template <class T, template <T> class TT> class D {};
5384            D<int, C> d;
5385
5386          i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
5387       if (!uses_template_parms (TREE_TYPE (arg))
5388           && !same_type_p
5389                 (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
5390                  TREE_TYPE (arg)))
5391         return 0;
5392       
5393       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (arg))
5394           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
5395         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
5396         return 0;
5397       
5398       break;
5399
5400     default:
5401       gcc_unreachable ();
5402     }
5403
5404   return 1;
5405 }
5406
5407
5408 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
5409    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
5410    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
5411    or PARM_DECL.
5412
5413    Consider the example:
5414      template <class T> class A;
5415      template<template <class U> class TT> class B;
5416
5417    For B<A>, PARM_PARMS are the parameters to TT, while ARG_PARMS are
5418    the parameters to A, and OUTER_ARGS contains A.  */
5419
5420 static int
5421 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
5422                                 tree arg_parms,
5423                                 tsubst_flags_t complain,
5424                                 tree in_decl,
5425                                 tree outer_args)
5426 {
5427   int nparms, nargs, i;
5428   tree parm, arg;
5429   int variadic_p = 0;
5430
5431   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
5432   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
5433
5434   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
5435   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
5436
5437   /* Determine whether we have a parameter pack at the end of the
5438      template template parameter's template parameter list.  */
5439   if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1) != error_mark_node)
5440     {
5441       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1));
5442       
5443       if (parm == error_mark_node)
5444         return 0;
5445
5446       switch (TREE_CODE (parm))
5447         {
5448         case TEMPLATE_DECL:
5449         case TYPE_DECL:
5450           if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
5451             variadic_p = 1;
5452           break;
5453           
5454         case PARM_DECL:
5455           if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
5456             variadic_p = 1;
5457           break;
5458           
5459         default:
5460           gcc_unreachable ();
5461         }
5462     }
5463  
5464   if (nargs != nparms
5465       && !(variadic_p && nargs >= nparms - 1))
5466     return 0;
5467
5468   /* Check all of the template parameters except the parameter pack at
5469      the end (if any).  */
5470   for (i = 0; i < nparms - variadic_p; ++i)
5471     {
5472       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node
5473           || TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
5474         continue;
5475
5476       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
5477       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
5478
5479       if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
5480                                           outer_args))
5481         return 0;
5482
5483     }
5484
5485   if (variadic_p)
5486     {
5487       /* Check each of the template parameters in the template
5488          argument against the template parameter pack at the end of
5489          the template template parameter.  */
5490       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node)
5491         return 0;
5492
5493       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
5494
5495       for (; i < nargs; ++i)
5496         {
5497           if (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
5498             continue;
5499  
5500           arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
5501  
5502           if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
5503                                               outer_args))
5504             return 0;
5505         }
5506     }
5507
5508   return 1;
5509 }
5510
5511 /* Verifies that the deduced template arguments (in TARGS) for the
5512    template template parameters (in TPARMS) represent valid bindings,
5513    by comparing the template parameter list of each template argument
5514    to the template parameter list of its corresponding template
5515    template parameter, in accordance with DR150. This
5516    routine can only be called after all template arguments have been
5517    deduced. It will return TRUE if all of the template template
5518    parameter bindings are okay, FALSE otherwise.  */
5519 bool 
5520 template_template_parm_bindings_ok_p (tree tparms, tree targs)
5521 {
5522   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
5523   bool ret = true;
5524
5525   /* We're dealing with template parms in this process.  */
5526   ++processing_template_decl;
5527
5528   targs = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs);
5529
5530   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
5531     {
5532       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
5533       tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
5534
5535       if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_DECL && targ)
5536         {
5537           tree packed_args = NULL_TREE;
5538           int idx, len = 1;
5539
5540           if (ARGUMENT_PACK_P (targ))
5541             {
5542               /* Look inside the argument pack.  */
5543               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
5544               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
5545             }
5546
5547           for (idx = 0; idx < len; ++idx)
5548             {
5549               tree targ_parms = NULL_TREE;
5550
5551               if (packed_args)
5552                 /* Extract the next argument from the argument
5553                    pack.  */
5554                 targ = TREE_VEC_ELT (packed_args, idx);
5555
5556               if (PACK_EXPANSION_P (targ))
5557                 /* Look at the pattern of the pack expansion.  */
5558                 targ = PACK_EXPANSION_PATTERN (targ);
5559
5560               /* Extract the template parameters from the template
5561                  argument.  */
5562               if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_DECL)
5563                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (targ);
5564               else if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
5565                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (targ));
5566
5567               /* Verify that we can coerce the template template
5568                  parameters from the template argument to the template
5569                  parameter.  This requires an exact match.  */
5570               if (targ_parms
5571                   && !coerce_template_template_parms
5572                        (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tparm),
5573                         targ_parms,
5574                         tf_none,
5575                         tparm,
5576                         targs))
5577                 {
5578                   ret = false;
5579                   goto out;
5580                 }
5581             }
5582         }
5583     }
5584
5585  out:
5586
5587   --processing_template_decl;
5588   return ret;
5589 }
5590
5591 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
5592    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
5593    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
5594    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
5595    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
5596    the full set of template arguments deduced so far.  */
5597
5598 static tree
5599 convert_template_argument (tree parm,
5600                            tree arg,
5601                            tree args,
5602                            tsubst_flags_t complain,
5603                            int i,
5604                            tree in_decl)
5605 {
5606   tree orig_arg;
5607   tree val;
5608   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
5609
5610   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
5611       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
5612     {
5613       /* The template argument was the name of some
5614          member function.  That's usually
5615          invalid, but static members are OK.  In any
5616          case, grab the underlying fields/functions
5617          and issue an error later if required.  */
5618       orig_arg = TREE_VALUE (arg);
5619       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
5620     }
5621
5622   orig_arg = arg;
5623
5624   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
5625   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
5626                    || requires_tmpl_type);
5627
5628   /* When determining whether an argument pack expansion is a template,
5629      look at the pattern.  */
5630   if (TREE_CODE (arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
5631     arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
5632
5633   /* Deal with an injected-class-name used as a template template arg.  */
5634   if (requires_tmpl_type && CLASS_TYPE_P (arg))
5635     {
5636       tree t = maybe_get_template_decl_from_type_decl (TYPE_NAME (arg));
5637       if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5638         {
5639           if (complain & tf_warning_or_error)
5640             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, "injected-class-name %qD"
5641                      " used as template template argument", TYPE_NAME (arg));
5642           else if (flag_pedantic_errors)
5643             t = arg;
5644
5645           arg = t;
5646         }
5647     }
5648
5649   is_tmpl_type = 
5650     ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
5651       && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
5652      || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
5653      || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
5654
5655   if (is_tmpl_type
5656       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
5657           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
5658     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
5659
5660   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
5661
5662   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
5663       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
5664     {
5665       permerror (input_location, "to refer to a type member of a template parameter, "
5666                  "use %<typename %E%>", orig_arg);
5667
5668       orig_arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
5669                                      TREE_OPERAND (arg, 1),
5670                                      typename_type,
5671                                      complain & tf_error);
5672       arg = orig_arg;
5673       is_type = 1;
5674     }
5675   if (is_type != requires_type)
5676     {
5677       if (in_decl)
5678         {
5679           if (complain & tf_error)
5680             {
5681               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
5682                      "parameter list for %qD",
5683                      i + 1, in_decl);
5684               if (is_type)
5685                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
5686                        TREE_TYPE (parm),
5687                        (DECL_P (arg) ? DECL_NAME (arg) : orig_arg));
5688               else if (requires_tmpl_type)
5689                 error ("  expected a class template, got %qE", orig_arg);
5690               else
5691                 error ("  expected a type, got %qE", orig_arg);
5692             }
5693         }
5694       return error_mark_node;
5695     }
5696   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
5697     {
5698       if (in_decl && (complain & tf_error))
5699         {
5700           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
5701                  "parameter list for %qD",
5702                  i + 1, in_decl);
5703           if (is_tmpl_type)
5704             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
5705           else
5706             error ("  expected a class template, got %qT", orig_arg);
5707         }
5708       return error_mark_node;
5709     }
5710
5711   if (is_type)
5712     {
5713       if (requires_tmpl_type)
5714         {
5715           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5716             /* The number of argument required is not known yet.
5717                Just accept it for now.  */
5718             val = TREE_TYPE (arg);
5719           else
5720             {
5721               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
5722               tree argparm;
5723
5724               argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
5725
5726               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
5727                                                   complain, in_decl,
5728                                                   args))
5729                 {
5730                   val = arg;
5731
5732                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
5733                      TEMPLATE_DECL.  */
5734                   if (val != error_mark_node)
5735                     {
5736                       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
5737                         val = TREE_TYPE (val);
5738                       if (TREE_CODE (orig_arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
5739                         val = make_pack_expansion (val);
5740                     }
5741                 }
5742               else
5743                 {
5744                   if (in_decl && (complain & tf_error))
5745                     {
5746                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
5747                              "template parameter list for %qD",
5748                              i + 1, in_decl);
5749                       error ("  expected a template of type %qD, got %qT",
5750                              parm, orig_arg);
5751                     }
5752
5753                   val = error_mark_node;
5754                 }
5755             }
5756         }
5757       else
5758         val = orig_arg;
5759       /* We only form one instance of each template specialization.
5760          Therefore, if we use a non-canonical variant (i.e., a
5761          typedef), any future messages referring to the type will use
5762          the typedef, which is confusing if those future uses do not
5763          themselves also use the typedef.  */
5764       if (TYPE_P (val))
5765         val = strip_typedefs (val);
5766     }
5767   else
5768     {
5769       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
5770
5771       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
5772         return error_mark_node;
5773
5774       if (template_parameter_pack_p (parm) && ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
5775         {
5776           if (same_type_p (t, TREE_TYPE (orig_arg)))
5777             val = orig_arg;
5778           else
5779             {
5780               /* Not sure if this is reachable, but it doesn't hurt
5781                  to be robust.  */
5782               error ("type mismatch in nontype parameter pack");
5783               val = error_mark_node;
5784             }
5785         }
5786       else if (!uses_template_parms (orig_arg) && !uses_template_parms (t))
5787         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
5788            will report errors, which we don't want when complain
5789            is zero.  More importantly, digest_init will try too
5790            hard to convert things: for example, `0' should not be
5791            converted to pointer type at this point according to
5792            the standard.  Accepting this is not merely an
5793            extension, since deciding whether or not these
5794            conversions can occur is part of determining which
5795            function template to call, or whether a given explicit
5796            argument specification is valid.  */
5797         val = convert_nontype_argument (t, orig_arg, complain);
5798       else
5799         val = orig_arg;
5800
5801       if (val == NULL_TREE)
5802         val = error_mark_node;
5803       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
5804         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  orig_arg, t);
5805
5806       if (TREE_CODE (val) == SCOPE_REF)
5807         {
5808           /* Strip typedefs from the SCOPE_REF.  */
5809           tree type = strip_typedefs (TREE_TYPE (val));
5810           tree scope = strip_typedefs (TREE_OPERAND (val, 0));
5811           val = build_qualified_name (type, scope, TREE_OPERAND (val, 1),
5812                                       QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (val));
5813         }
5814     }
5815
5816   return val;
5817 }
5818
5819 /* Coerces the remaining template arguments in INNER_ARGS (from
5820    ARG_IDX to the end) into the parameter pack at PARM_IDX in PARMS.
5821    Returns the coerced argument pack. PARM_IDX is the position of this
5822    parameter in the template parameter list. ARGS is the original
5823    template argument list.  */
5824 static tree
5825 coerce_template_parameter_pack (tree parms,
5826                                 int parm_idx,
5827                                 tree args,
5828                                 tree inner_args,
5829                                 int arg_idx,
5830                                 tree new_args,
5831                                 int* lost,
5832                                 tree in_decl,
5833                                 tsubst_flags_t complain)
5834 {
5835   tree parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
5836   int nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
5837   tree packed_args;
5838   tree argument_pack;
5839   tree packed_types = NULL_TREE;
5840
5841   if (arg_idx > nargs)
5842     arg_idx = nargs;
5843
5844   packed_args = make_tree_vec (nargs - arg_idx);
5845
5846   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL
5847       && uses_parameter_packs (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm))))
5848     {
5849       /* When the template parameter is a non-type template
5850          parameter pack whose type uses parameter packs, we need
5851          to look at each of the template arguments
5852          separately. Build a vector of the types for these
5853          non-type template parameters in PACKED_TYPES.  */
5854       tree expansion 
5855         = make_pack_expansion (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
5856       packed_types = tsubst_pack_expansion (expansion, args,
5857                                             complain, in_decl);
5858
5859       if (packed_types == error_mark_node)
5860         return error_mark_node;
5861
5862       /* Check that we have the right number of arguments.  */
5863       if (arg_idx < nargs
5864           && !PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx))
5865           && nargs - arg_idx != TREE_VEC_LENGTH (packed_types))
5866         {
5867           int needed_parms 
5868             = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1 + TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
5869           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
5870                  nargs, needed_parms);
5871           return error_mark_node;
5872         }
5873
5874       /* If we aren't able to check the actual arguments now
5875          (because they haven't been expanded yet), we can at least
5876          verify that all of the types used for the non-type
5877          template parameter pack are, in fact, valid for non-type
5878          template parameters.  */
5879       if (arg_idx < nargs 
5880           && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx)))
5881         {
5882           int j, len = TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
5883           for (j = 0; j < len; ++j)
5884             {
5885               tree t = TREE_VEC_ELT (packed_types, j);
5886               if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
5887                 return error_mark_node;
5888             }
5889         }
5890     }
5891
5892   /* Convert the remaining arguments, which will be a part of the
5893      parameter pack "parm".  */
5894   for (; arg_idx < nargs; ++arg_idx)
5895     {
5896       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
5897       tree actual_parm = TREE_VALUE (parm);
5898
5899       if (packed_types && !PACK_EXPANSION_P (arg))
5900         {
5901           /* When we have a vector of types (corresponding to the
5902              non-type template parameter pack that uses parameter
5903              packs in its type, as mention above), and the
5904              argument is not an expansion (which expands to a
5905              currently unknown number of arguments), clone the
5906              parm and give it the next type in PACKED_TYPES.  */
5907           actual_parm = copy_node (actual_parm);
5908           TREE_TYPE (actual_parm) = 
5909             TREE_VEC_ELT (packed_types, arg_idx - parm_idx);
5910         }
5911
5912       if (arg != error_mark_node)
5913         arg = convert_template_argument (actual_parm, 
5914                                          arg, new_args, complain, parm_idx,
5915                                          in_decl);
5916       if (arg == error_mark_node)
5917         (*lost)++;
5918       TREE_VEC_ELT (packed_args, arg_idx - parm_idx) = arg; 
5919     }
5920
5921   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TYPE_DECL
5922       || TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TEMPLATE_DECL)
5923     argument_pack = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
5924   else
5925     {
5926       argument_pack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
5927       TREE_TYPE (argument_pack) 
5928         = tsubst (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)), new_args, complain, in_decl);
5929       TREE_CONSTANT (argument_pack) = 1;
5930     }
5931
5932   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argument_pack, packed_args);
5933 #ifdef ENABLE_CHECKING
5934   SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (packed_args,
5935                                        TREE_VEC_LENGTH (packed_args));
5936 #endif
5937   return argument_pack;
5938 }
5939
5940 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
5941    return a vector containing the innermost resulting template
5942    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
5943    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
5944
5945    If REQUIRE_ALL_ARGS is false, argument deduction will be performed
5946    for arguments not specified in ARGS.  Otherwise, if
5947    USE_DEFAULT_ARGS is true, default arguments will be used to fill in
5948    unspecified arguments.  If REQUIRE_ALL_ARGS is true, but
5949    USE_DEFAULT_ARGS is false, then all arguments must be specified in
5950    ARGS.  */
5951
5952 static tree
5953 coerce_template_parms (tree parms,
5954                        tree args,
5955                        tree in_decl,
5956                        tsubst_flags_t complain,
5957                        bool require_all_args,
5958                        bool use_default_args)
5959 {
5960   int nparms, nargs, parm_idx, arg_idx, lost = 0;
5961   tree inner_args;
5962   tree new_args;
5963   tree new_inner_args;
5964   int saved_unevaluated_operand;
5965   int saved_inhibit_evaluation_warnings;
5966
5967   /* When used as a boolean value, indicates whether this is a
5968      variadic template parameter list. Since it's an int, we can also
5969      subtract it from nparms to get the number of non-variadic
5970      parameters.  */
5971   int variadic_p = 0;
5972
5973   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
5974
5975   /* Determine if there are any parameter packs.  */
5976   for (parm_idx = 0; parm_idx < nparms; ++parm_idx)
5977     {
5978       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx));
5979       if (template_parameter_pack_p (tparm))
5980         ++variadic_p;
5981     }
5982
5983   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
5984   /* If there are 0 or 1 parameter packs, we need to expand any argument
5985      packs so that we can deduce a parameter pack from some non-packed args
5986      followed by an argument pack, as in variadic85.C.  If there are more
5987      than that, we need to leave argument packs intact so the arguments are
5988      assigned to the right parameter packs.  This should only happen when
5989      dealing with a nested class inside a partial specialization of a class
5990      template, as in variadic92.C.  */
5991   if (variadic_p <= 1)
5992     inner_args = expand_template_argument_pack (inner_args);
5993
5994   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
5995   if ((nargs > nparms && !variadic_p)
5996       || (nargs < nparms - variadic_p
5997           && require_all_args
5998           && (!use_default_args
5999               || (TREE_VEC_ELT (parms, nargs) != error_mark_node
6000                   && !TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs))))))
6001     {
6002       if (complain & tf_error)
6003         {
6004           if (variadic_p)
6005             {
6006               --nparms;
6007               error ("wrong number of template arguments "
6008                      "(%d, should be %d or more)", nargs, nparms);
6009             }
6010           else
6011              error ("wrong number of template arguments "
6012                     "(%d, should be %d)", nargs, nparms);
6013
6014           if (in_decl)
6015             error ("provided for %q+D", in_decl);
6016         }
6017
6018       return error_mark_node;
6019     }
6020
6021   /* We need to evaluate the template arguments, even though this
6022      template-id may be nested within a "sizeof".  */
6023   saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
6024   cp_unevaluated_operand = 0;
6025   saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
6026   c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
6027   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
6028   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
6029   for (parm_idx = 0, arg_idx = 0; parm_idx < nparms; parm_idx++, arg_idx++)
6030     {
6031       tree arg;
6032       tree parm;
6033
6034       /* Get the Ith template parameter.  */
6035       parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
6036  
6037       if (parm == error_mark_node)
6038       {
6039         TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = error_mark_node;
6040         continue;
6041       }
6042
6043       /* Calculate the next argument.  */
6044       if (arg_idx < nargs)
6045         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
6046       else
6047         arg = NULL_TREE;
6048
6049       if (template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm))
6050           && !(arg && ARGUMENT_PACK_P (arg)))
6051         {
6052           /* All remaining arguments will be placed in the
6053              template parameter pack PARM.  */
6054           arg = coerce_template_parameter_pack (parms, parm_idx, args, 
6055                                                 inner_args, arg_idx,
6056                                                 new_args, &lost,
6057                                                 in_decl, complain);
6058
6059           /* Store this argument.  */
6060           if (arg == error_mark_node)
6061             lost++;
6062           TREE_VEC_ELT (new_inner_args, parm_idx) = arg;
6063
6064           /* We are done with all of the arguments.  */
6065           arg_idx = nargs;
6066           
6067           continue;
6068         }
6069       else if (arg)
6070         {
6071           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
6072             {
6073               if (complain & tf_error)
6074                 {
6075                   /* FIXME this restriction was removed by N2555; see
6076                      bug 35722.  */
6077                   /* If ARG is a pack expansion, but PARM is not a
6078                      template parameter pack (if it were, we would have
6079                      handled it above), we're trying to expand into a
6080                      fixed-length argument list.  */
6081                   if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
6082                     sorry ("cannot expand %<%E%> into a fixed-length "
6083                            "argument list", arg);
6084                   else
6085                     sorry ("cannot expand %<%T%> into a fixed-length "
6086                            "argument list", arg);
6087                 }
6088               return error_mark_node;
6089             }
6090         }
6091       else if (require_all_args)
6092         {
6093           /* There must be a default arg in this case.  */
6094           arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
6095                                      complain, in_decl);
6096           /* The position of the first default template argument,
6097              is also the number of non-defaulted arguments in NEW_INNER_ARGS.
6098              Record that.  */
6099           if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args))
6100             SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args, arg_idx);
6101         }
6102       else
6103         break;
6104
6105       if (arg == error_mark_node)
6106         {
6107           if (complain & tf_error)
6108             error ("template argument %d is invalid", arg_idx + 1);
6109         }
6110       else if (!arg)
6111         /* This only occurs if there was an error in the template
6112            parameter list itself (which we would already have
6113            reported) that we are trying to recover from, e.g., a class
6114            template with a parameter list such as
6115            template<typename..., typename>.  */
6116         return error_mark_node;
6117       else
6118         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
6119                                          arg, new_args, complain, 
6120                                          parm_idx, in_decl);
6121
6122       if (arg == error_mark_node)
6123         lost++;
6124       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = arg;
6125     }
6126   cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
6127   c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
6128
6129   if (lost)
6130     return error_mark_node;
6131
6132 #ifdef ENABLE_CHECKING
6133   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args))
6134     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args,
6135                                          TREE_VEC_LENGTH (new_inner_args));
6136 #endif
6137
6138   return new_inner_args;
6139 }
6140
6141 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
6142
6143 static int
6144 template_args_equal (tree ot, tree nt)
6145 {
6146   if (nt == ot)
6147     return 1;
6148
6149   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
6150     /* For member templates */
6151     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
6152   else if (PACK_EXPANSION_P (ot))
6153     return PACK_EXPANSION_P (nt) 
6154       && template_args_equal (PACK_EXPANSION_PATTERN (ot),
6155                               PACK_EXPANSION_PATTERN (nt));
6156   else if (ARGUMENT_PACK_P (ot))
6157     {
6158       int i, len;
6159       tree opack, npack;
6160
6161       if (!ARGUMENT_PACK_P (nt))
6162         return 0;
6163
6164       opack = ARGUMENT_PACK_ARGS (ot);
6165       npack = ARGUMENT_PACK_ARGS (nt);
6166       len = TREE_VEC_LENGTH (opack);
6167       if (TREE_VEC_LENGTH (npack) != len)
6168         return 0;
6169       for (i = 0; i < len; ++i)
6170         if (!template_args_equal (TREE_VEC_ELT (opack, i),
6171                                   TREE_VEC_ELT (npack, i)))
6172           return 0;
6173       return 1;
6174     }
6175   else if (ot && TREE_CODE (ot) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
6176     {
6177       /* We get here probably because we are in the middle of substituting
6178          into the pattern of a pack expansion. In that case the
6179          ARGUMENT_PACK_SELECT temporarily replaces the pack argument we are
6180          interested in. So we want to use the initial pack argument for
6181          the comparison.  */
6182       ot = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (ot);
6183       if (nt && TREE_CODE (nt) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
6184         nt = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (nt);
6185       return template_args_equal (ot, nt);
6186     }
6187   else if (TYPE_P (nt))
6188     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
6189   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
6190     return 0;
6191   else
6192     return cp_tree_equal (ot, nt);
6193 }
6194
6195 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
6196    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
6197
6198 int
6199 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
6200 {
6201   int i;
6202
6203   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
6204     return 0;
6205
6206   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
6207     {
6208       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
6209       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
6210
6211       if (! template_args_equal (ot, nt))
6212         return 0;
6213     }
6214   return 1;
6215 }
6216
6217 static void
6218 add_pending_template (tree d)
6219 {
6220   tree ti = (TYPE_P (d)
6221              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
6222              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
6223   struct pending_template *pt;
6224   int level;
6225
6226   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
6227     return;
6228
6229   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
6230      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
6231      Compensate.  */
6232   level = !current_tinst_level || current_tinst_level->decl != d;
6233
6234   if (level)
6235     push_tinst_level (d);
6236
6237   pt = ggc_alloc_pending_template ();
6238   pt->next = NULL;
6239   pt->tinst = current_tinst_level;
6240   if (last_pending_template)
6241     last_pending_template->next = pt;
6242   else
6243     pending_templates = pt;
6244
6245   last_pending_template = pt;
6246
6247   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
6248
6249   if (level)
6250     pop_tinst_level ();
6251 }
6252
6253
6254 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
6255    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
6256    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
6257
6258 tree
6259 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
6260 {
6261   tree type;
6262
6263   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
6264     return error_mark_node;
6265
6266   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
6267   gcc_assert (fns && (is_overloaded_fn (fns)
6268                       || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE));
6269
6270   if (BASELINK_P (fns))
6271     {
6272       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
6273                                          unknown_type_node,
6274                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
6275                                          arglist);
6276       return fns;
6277     }
6278
6279   type = TREE_TYPE (fns);
6280   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
6281     type = unknown_type_node;
6282
6283   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
6284 }
6285
6286 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
6287    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
6288    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
6289    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
6290    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
6291    DECL is returned.
6292
6293    Also handle the case when DECL is a TREE_LIST of ambiguous
6294    injected-class-names from different bases.  */
6295
6296 tree
6297 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
6298 {
6299   if (decl == NULL_TREE)
6300     return decl;
6301
6302   /* DR 176: A lookup that finds an injected-class-name (10.2
6303      [class.member.lookup]) can result in an ambiguity in certain cases
6304      (for example, if it is found in more than one base class). If all of
6305      the injected-class-names that are found refer to specializations of
6306      the same class template, and if the name is followed by a
6307      template-argument-list, the reference refers to the class template
6308      itself and not a specialization thereof, and is not ambiguous.  */
6309   if (TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
6310     {
6311       tree t, tmpl = NULL_TREE;
6312       for (t = decl; t; t = TREE_CHAIN (t))
6313         {
6314           tree elt = maybe_get_template_decl_from_type_decl (TREE_VALUE (t));
6315           if (!tmpl)
6316             tmpl = elt;
6317           else if (tmpl != elt)
6318             break;
6319         }
6320       if (tmpl && t == NULL_TREE)
6321         return tmpl;
6322       else
6323         return decl;
6324     }
6325
6326   return (decl != NULL_TREE
6327           && DECL_SELF_REFERENCE_P (decl)
6328           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
6329     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
6330 }
6331
6332 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
6333    parameters, find the desired type.
6334
6335    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
6336
6337    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
6338    instantiate.
6339
6340    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
6341    the class we are looking up.
6342
6343    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
6344
6345    If the template class is really a local class in a template
6346    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
6347    being instantiated.
6348
6349    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
6350    template-id: the first time from the parser, while creating the
6351    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
6352    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
6353    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
6354    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
6355
6356 tree
6357 lookup_template_class (tree d1,
6358                        tree arglist,
6359                        tree in_decl,
6360                        tree context,
6361                        int entering_scope,
6362                        tsubst_flags_t complain)
6363 {
6364   tree templ = NULL_TREE, parmlist;
6365   tree t;
6366   spec_entry **slot;
6367   spec_entry *entry;
6368   spec_entry elt;
6369   hashval_t hash;
6370
6371   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
6372
6373   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
6374     {
6375       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
6376       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
6377         templ = value;
6378       else
6379         {
6380           if (context)
6381             push_decl_namespace (context);
6382           templ = lookup_name (d1);
6383           templ = maybe_get_template_decl_from_type_decl (templ);
6384           if (context)
6385             pop_decl_namespace ();
6386         }
6387       if (templ)
6388         context = DECL_CONTEXT (templ);
6389     }
6390   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && MAYBE_CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (d1)))
6391     {
6392       tree type = TREE_TYPE (d1);
6393
6394       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
6395          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
6396       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
6397         type = TREE_TYPE (type);
6398
6399       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
6400         {
6401           templ = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
6402           d1 = DECL_NAME (templ);
6403         }
6404     }
6405   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
6406            || (TYPE_P (d1) && MAYBE_CLASS_TYPE_P (d1)))
6407     {
6408       templ = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
6409       d1 = DECL_NAME (templ);
6410     }
6411   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
6412            && DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)
6413            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
6414     {
6415       templ = d1;
6416       d1 = DECL_NAME (templ);
6417       context = DECL_CONTEXT (templ);
6418     }
6419
6420   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
6421   if (! templ)
6422     {
6423       if (complain & tf_error)
6424         error ("%qT is not a template", d1);
6425       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6426     }
6427
6428   if (TREE_CODE (templ) != TEMPLATE_DECL
6429          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
6430             the user.  */
6431       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (templ)
6432           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (templ)))
6433     {
6434       if (complain & tf_error)
6435         {
6436           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
6437           if (in_decl)
6438             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
6439         }
6440       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6441     }
6442
6443   complain &= ~tf_user;
6444
6445   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (templ))
6446     {
6447       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
6448          template arguments */
6449
6450       tree parm;
6451       tree arglist2;
6452       tree outer;
6453
6454       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (templ);
6455
6456       /* Consider an example where a template template parameter declared as
6457
6458            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
6459
6460          The template parameter level of T and U are one level larger than
6461          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
6462          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
6463          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
6464          available when not appearing as default template argument, can be
6465          obtained from the arguments of the enclosing template.
6466
6467          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
6468          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
6469          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
6470          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
6471
6472       outer = DECL_CONTEXT (templ);
6473       if (outer)
6474         outer = TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (outer)));
6475       else if (current_template_parms)
6476         /* This is an argument of the current template, so we haven't set
6477            DECL_CONTEXT yet.  */
6478         outer = current_template_args ();
6479
6480       if (outer)
6481         arglist = add_to_template_args (outer, arglist);
6482
6483       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, templ,
6484                                         complain,
6485                                         /*require_all_args=*/true,
6486                                         /*use_default_args=*/true);
6487       if (arglist2 == error_mark_node
6488           || (!uses_template_parms (arglist2)
6489               && check_instantiated_args (templ, arglist2, complain)))
6490         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6491
6492       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (templ), arglist2);
6493       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
6494     }
6495   else
6496     {
6497       tree template_type = TREE_TYPE (templ);
6498       tree gen_tmpl;
6499       tree type_decl;
6500       tree found = NULL_TREE;
6501       int arg_depth;
6502       int parm_depth;
6503       int is_dependent_type;
6504       int use_partial_inst_tmpl = false;
6505
6506       gen_tmpl = most_general_template (templ);
6507       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
6508       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
6509       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6510
6511       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
6512         {
6513           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
6514              For example, given:
6515
6516                template <class T> struct S1 {
6517                  template <class U> struct S2 {};
6518                  template <class U> struct S2<U*> {};
6519                 };
6520
6521              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
6522              TEMPLATE will be `template <class T> template
6523              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
6524              arguments.  */
6525           arglist
6526             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (templ)),
6527                                            arglist);
6528           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6529         }
6530
6531       /* Now we should have enough arguments.  */
6532       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
6533
6534       /* From here on, we're only interested in the most general
6535          template.  */
6536
6537       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
6538          actually tsubst'd into the definition to create the
6539          instantiation.  */
6540       if (parm_depth > 1)
6541         {
6542           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
6543           int i;
6544           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6545
6546           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
6547
6548           for (i = saved_depth,
6549                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
6550                i > 0 && t != NULL_TREE;
6551                --i, t = TREE_CHAIN (t))
6552             {
6553               tree a;
6554               if (i == saved_depth)
6555                 a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
6556                                            arglist, gen_tmpl,
6557                                            complain,
6558                                            /*require_all_args=*/true,
6559                                            /*use_default_args=*/true);
6560               else
6561                 /* Outer levels should have already been coerced.  */
6562                 a = TMPL_ARGS_LEVEL (arglist, i);
6563
6564               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
6565               if (a == error_mark_node)
6566                 {
6567                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
6568                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
6569                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6570                 }
6571
6572               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
6573
6574               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
6575                  that coerce_template_parms will see only the arguments
6576                  corresponding to the template parameters it is
6577                  examining.  */
6578               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
6579             }
6580
6581           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
6582           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
6583
6584           arglist = bound_args;
6585         }
6586       else
6587         arglist
6588           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
6589                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
6590                                    gen_tmpl,
6591                                    complain,
6592                                    /*require_all_args=*/true,
6593                                    /*use_default_args=*/true);
6594
6595       if (arglist == error_mark_node)
6596         /* We were unable to bind the arguments.  */
6597         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6598
6599       /* In the scope of a template class, explicit references to the
6600          template class refer to the type of the template, not any
6601          instantiation of it.  For example, in:
6602
6603            template <class T> class C { void f(C<T>); }
6604
6605          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
6606          class, however, such a reference is an instantiation.  */
6607       if ((entering_scope
6608            || !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6609            || currently_open_class (template_type))
6610           /* comp_template_args is expensive, check it last.  */
6611           && comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
6612                                  arglist))
6613         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, template_type);
6614
6615       /* If we already have this specialization, return it.  */
6616       elt.tmpl = gen_tmpl;
6617       elt.args = arglist;
6618       hash = hash_specialization (&elt);
6619       entry = (spec_entry *) htab_find_with_hash (type_specializations,
6620                                                   &elt, hash);
6621
6622       if (entry)
6623         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, entry->spec);
6624
6625       is_dependent_type = uses_template_parms (arglist);
6626
6627       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
6628          failed.  */
6629       if (!is_dependent_type
6630           && check_instantiated_args (gen_tmpl,
6631                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
6632                                       complain))
6633         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6634
6635       if (!is_dependent_type
6636           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6637           && !LAMBDA_TYPE_P (TREE_TYPE (gen_tmpl))
6638           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (gen_tmpl)) == NAMESPACE_DECL)
6639         {
6640           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (gen_tmpl),
6641                                       DECL_NAME (gen_tmpl),
6642                                       /*tag_scope=*/ts_global);
6643           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
6644         }
6645
6646       context = tsubst (DECL_CONTEXT (gen_tmpl), arglist,
6647                         complain, in_decl);
6648       if (!context)
6649         context = global_namespace;
6650
6651       /* Create the type.  */
6652       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
6653         {
6654           if (!is_dependent_type)
6655             {
6656               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
6657               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type),
6658                               tsubst (ENUM_UNDERLYING_TYPE (template_type),
6659                                       arglist, complain, in_decl),
6660                               SCOPED_ENUM_P (template_type));
6661             }
6662           else
6663             {
6664               /* We don't want to call start_enum for this type, since
6665                  the values for the enumeration constants may involve
6666                  template parameters.  And, no one should be interested
6667                  in the enumeration constants for such a type.  */
6668               t = cxx_make_type (ENUMERAL_TYPE);
6669               SET_SCOPED_ENUM_P (t, SCOPED_ENUM_P (template_type));
6670             }
6671         }
6672       else
6673         {
6674           t = make_class_type (TREE_CODE (template_type));
6675           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
6676             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
6677           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
6678           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
6679
6680           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
6681           if (context == current_function_decl)
6682             pushtag (DECL_NAME (gen_tmpl), t, /*tag_scope=*/ts_current);
6683
6684           if (comp_template_args (CLASSTYPE_TI_ARGS (template_type), arglist))
6685             /* This instantiation is another name for the primary
6686                template type. Set the TYPE_CANONICAL field
6687                appropriately. */
6688             TYPE_CANONICAL (t) = template_type;
6689           else if (any_template_arguments_need_structural_equality_p (arglist))
6690             /* Some of the template arguments require structural
6691                equality testing, so this template class requires
6692                structural equality testing. */
6693             SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (t);
6694         }
6695
6696       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
6697          will already be set up.  */
6698       if (!TYPE_NAME (t))
6699         {
6700           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
6701
6702           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (gen_tmpl), t);
6703           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
6704           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
6705             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6706         }
6707       else
6708         type_decl = TYPE_NAME (t);
6709
6710       TREE_PRIVATE (type_decl)
6711         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6712       TREE_PROTECTED (type_decl)
6713         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6714       if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
6715         {
6716           DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
6717           DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
6718         }
6719
6720       /* Let's consider the explicit specialization of a member
6721          of a class template specialization that is implicitely instantiated,
6722          e.g.:
6723              template<class T>
6724              struct S
6725              {
6726                template<class U> struct M {}; //#0
6727              };
6728
6729              template<>
6730              template<>
6731              struct S<int>::M<char> //#1
6732              {
6733                int i;
6734              };
6735         [temp.expl.spec]/4 says this is valid.
6736
6737         In this case, when we write:
6738         S<int>::M<char> m;
6739
6740         M is instantiated from the CLASSTYPE_TI_TEMPLATE of #1, not from
6741         the one of #0.
6742
6743         When we encounter #1, we want to store the partial instantiation
6744         of M (template<class T> S<int>::M<T>) in it's CLASSTYPE_TI_TEMPLATE.
6745
6746         For all cases other than this "explicit specialization of member of a
6747         class template", we just want to store the most general template into
6748         the CLASSTYPE_TI_TEMPLATE of M.
6749
6750         This case of "explicit specialization of member of a class template"
6751         only happens when:
6752         1/ the enclosing class is an instantiation of, and therefore not
6753         the same as, the context of the most general template, and
6754         2/ we aren't looking at the partial instantiation itself, i.e.
6755         the innermost arguments are not the same as the innermost parms of
6756         the most general template.
6757
6758         So it's only when 1/ and 2/ happens that we want to use the partial
6759         instantiation of the member template in lieu of its most general
6760         template.  */
6761
6762       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6763           && TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (arglist)
6764           /* the enclosing class must be an instantiation...  */
6765           && CLASS_TYPE_P (context)
6766           && !same_type_p (context, DECL_CONTEXT (gen_tmpl)))
6767         {
6768           tree partial_inst_args;
6769           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
6770           ++processing_template_decl;
6771           partial_inst_args =
6772             tsubst (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS
6773                         (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (gen_tmpl))),
6774                     arglist, complain, NULL_TREE);
6775           --processing_template_decl;
6776           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
6777           use_partial_inst_tmpl =
6778             /*...and we must not be looking at the partial instantiation
6779              itself. */
6780             !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
6781                                  partial_inst_args);
6782         }
6783
6784       if (!use_partial_inst_tmpl)
6785         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
6786         found = gen_tmpl;
6787       else
6788         {
6789           /* This is a full instantiation of a member template.  Find
6790              the partial instantiation of which this is an instance.  */
6791
6792           /* Temporarily reduce by one the number of levels in the ARGLIST
6793              so as to avoid comparing the last set of arguments.  */
6794           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
6795           found = tsubst (gen_tmpl, arglist, complain, NULL_TREE);
6796           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
6797           found = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (found);
6798         }
6799
6800       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, build_template_info (found, arglist));
6801
6802       elt.spec = t;
6803       slot = (spec_entry **) htab_find_slot_with_hash (type_specializations,
6804                                                        &elt, hash, INSERT);
6805       *slot = ggc_alloc_spec_entry ();
6806       **slot = elt;
6807
6808       /* Note this use of the partial instantiation so we can check it
6809          later in maybe_process_partial_specialization.  */
6810       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ)
6811         = tree_cons (arglist, t,
6812                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ));
6813
6814       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE && !is_dependent_type)
6815         /* Now that the type has been registered on the instantiations
6816            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
6817            constants may involve the enumeration type itself, we make
6818            sure to register the type first, and then create the
6819            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
6820            constants won't result in recursive calls here; we'll find
6821            the instantiation and exit above.  */
6822         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
6823
6824       if (is_dependent_type)
6825         /* If the type makes use of template parameters, the
6826            code that generates debugging information will crash.  */
6827         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
6828
6829       /* Possibly limit visibility based on template args.  */
6830       TREE_PUBLIC (type_decl) = 1;
6831       determine_visibility (type_decl);
6832
6833       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
6834     }
6835   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
6836 }
6837 \f
6838 struct pair_fn_data
6839 {
6840   tree_fn_t fn;
6841   void *data;
6842   /* True when we should also visit template parameters that occur in
6843      non-deduced contexts.  */
6844   bool include_nondeduced_p;
6845   struct pointer_set_t *visited;
6846 };
6847
6848 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
6849
6850 static tree
6851 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
6852 {
6853   tree t = *tp;
6854   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
6855   tree_fn_t fn = pfd->fn;
6856   void *data = pfd->data;
6857
6858   if (TYPE_P (t)
6859       && (pfd->include_nondeduced_p || TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE)
6860       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited,
6861                                  pfd->include_nondeduced_p))
6862     return error_mark_node;
6863
6864   switch (TREE_CODE (t))
6865     {
6866     case RECORD_TYPE:
6867       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6868         break;
6869       /* Fall through.  */
6870
6871     case UNION_TYPE:
6872     case ENUMERAL_TYPE:
6873       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6874         *walk_subtrees = 0;
6875       else if (for_each_template_parm (TI_ARGS (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
6876                                        fn, data, pfd->visited, 
6877                                        pfd->include_nondeduced_p))
6878         return error_mark_node;
6879       break;
6880
6881     case INTEGER_TYPE:
6882       if (for_each_template_parm (TYPE_MIN_VALUE (t),
6883                                   fn, data, pfd->visited, 
6884                                   pfd->include_nondeduced_p)
6885           || for_each_template_parm (TYPE_MAX_VALUE (t),
6886                                      fn, data, pfd->visited,
6887                                      pfd->include_nondeduced_p))
6888         return error_mark_node;
6889       break;
6890
6891     case METHOD_TYPE:
6892       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
6893          explicitly here.  */
6894       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
6895                                   pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6896         return error_mark_node;
6897       /* Fall through.  */
6898
6899     case FUNCTION_TYPE:
6900       /* Check the return type.  */
6901       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
6902                                   pfd->include_nondeduced_p))
6903         return error_mark_node;
6904
6905       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
6906          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
6907          contain expressions that involve template parameters.  But,
6908          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
6909          instantiated, they don't contain template parameters, so
6910          there's no point in looking at them then, either.  */
6911       {
6912         tree parm;
6913
6914         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
6915           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
6916                                       pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6917             return error_mark_node;
6918
6919         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
6920            want walk_tree walking into them itself.  */
6921         *walk_subtrees = 0;
6922       }
6923       break;
6924
6925     case TYPEOF_TYPE:
6926       if (pfd->include_nondeduced_p
6927           && for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
6928                                      pfd->visited, 
6929                                      pfd->include_nondeduced_p))
6930         return error_mark_node;
6931       break;
6932
6933     case FUNCTION_DECL:
6934     case VAR_DECL:
6935       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
6936           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
6937                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6938         return error_mark_node;
6939       /* Fall through.  */
6940
6941     case PARM_DECL:
6942     case CONST_DECL:
6943       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
6944           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
6945                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6946         return error_mark_node;
6947       if (DECL_CONTEXT (t)
6948           && pfd->include_nondeduced_p
6949           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
6950                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6951         return error_mark_node;
6952       break;
6953
6954     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
6955       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
6956       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited,
6957                                   pfd->include_nondeduced_p))
6958         return error_mark_node;
6959       /* Fall through.  */
6960
6961     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
6962     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
6963     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
6964       if (fn && (*fn)(t, data))
6965         return error_mark_node;
6966       else if (!fn)
6967         return error_mark_node;
6968       break;
6969
6970     case TEMPLATE_DECL:
6971       /* A template template parameter is encountered.  */
6972       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
6973           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
6974                                      pfd->include_nondeduced_p))
6975         return error_mark_node;
6976
6977       /* Already substituted template template parameter */
6978       *walk_subtrees = 0;
6979       break;
6980
6981     case TYPENAME_TYPE:
6982       if (!fn
6983           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
6984                                      data, pfd->visited, 
6985                                      pfd->include_nondeduced_p))
6986         return error_mark_node;
6987       break;
6988
6989     case CONSTRUCTOR:
6990       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
6991           && pfd->include_nondeduced_p
6992           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
6993                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
6994                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6995         return error_mark_node;
6996       break;
6997
6998     case INDIRECT_REF:
6999     case COMPONENT_REF:
7000       /* If there's no type, then this thing must be some expression
7001          involving template parameters.  */
7002       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
7003         return error_mark_node;
7004       break;
7005
7006     case MODOP_EXPR:
7007     case CAST_EXPR:
7008     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
7009     case CONST_CAST_EXPR:
7010     case STATIC_CAST_EXPR:
7011     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
7012     case ARROW_EXPR:
7013     case DOTSTAR_EXPR:
7014     case TYPEID_EXPR:
7015     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
7016       if (!fn)
7017         return error_mark_node;
7018       break;
7019
7020     default:
7021       break;
7022     }
7023
7024   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
7025   return NULL_TREE;
7026 }
7027
7028 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
7029    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
7030    call FN with the parameter and the DATA.
7031    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
7032    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
7033    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
7034    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
7035    considered to be the function which always returns 1.
7036
7037    If INCLUDE_NONDEDUCED_P, then this routine will also visit template
7038    parameters that occur in non-deduced contexts.  When false, only
7039    visits those template parameters that can be deduced.  */
7040
7041 static int
7042 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
7043                         struct pointer_set_t *visited,
7044                         bool include_nondeduced_p)
7045 {
7046   struct pair_fn_data pfd;
7047   int result;
7048
7049   /* Set up.  */
7050   pfd.fn = fn;
7051   pfd.data = data;
7052   pfd.include_nondeduced_p = include_nondeduced_p;
7053
7054   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
7055      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
7056      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
7057      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
7058      visited list.)  */
7059   if (visited)
7060     pfd.visited = visited;
7061   else
7062     pfd.visited = pointer_set_create ();
7063   result = cp_walk_tree (&t,
7064                          for_each_template_parm_r,
7065                          &pfd,
7066                          pfd.visited) != NULL_TREE;
7067
7068   /* Clean up.  */
7069   if (!visited)
7070     {
7071       pointer_set_destroy (pfd.visited);
7072       pfd.visited = 0;
7073     }
7074
7075   return result;
7076 }
7077
7078 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
7079
7080 int
7081 uses_template_parms (tree t)
7082 {
7083   bool dependent_p;
7084   int saved_processing_template_decl;
7085
7086   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
7087   if (!saved_processing_template_decl)
7088     processing_template_decl = 1;
7089   if (TYPE_P (t))
7090     dependent_p = dependent_type_p (t);
7091   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
7092     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
7093   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
7094     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
7095                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
7096   else if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
7097     dependent_p = dependent_type_p (TREE_TYPE (t));
7098   else if (DECL_P (t)
7099            || EXPR_P (t)
7100            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
7101            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
7102            || TREE_CODE (t) == BASELINK
7103            || TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE
7104            || TREE_CODE (t) == TRAIT_EXPR
7105            || TREE_CODE (t) == CONSTRUCTOR
7106            || CONSTANT_CLASS_P (t))
7107     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
7108                    || value_dependent_expression_p (t));
7109   else
7110     {
7111       gcc_assert (t == error_mark_node);
7112       dependent_p = false;
7113     }
7114
7115   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
7116
7117   return dependent_p;
7118 }
7119
7120 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
7121
7122 int
7123 uses_template_parms_level (tree t, int level)
7124 {
7125   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL,
7126                                  /*include_nondeduced_p=*/true);
7127 }
7128
7129 static int tinst_depth;
7130 extern int max_tinst_depth;
7131 #ifdef GATHER_STATISTICS
7132 int depth_reached;
7133 #endif
7134 static int tinst_level_tick;
7135 static int last_template_error_tick;
7136
7137 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
7138    for diagnostics and to restore it later.  */
7139
7140 int
7141 push_tinst_level (tree d)
7142 {
7143   struct tinst_level *new_level;
7144
7145   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
7146     {
7147       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
7148          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
7149          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
7150       if (uses_template_parms (d))
7151         return 0;
7152
7153       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
7154       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
7155              "-ftemplate-depth= to increase the maximum) instantiating %qD",
7156              max_tinst_depth, d);
7157
7158       print_instantiation_context ();
7159
7160       return 0;
7161     }
7162
7163   new_level = ggc_alloc_tinst_level ();
7164   new_level->decl = d;
7165   new_level->locus = input_location;
7166   new_level->in_system_header_p = in_system_header;
7167   new_level->next = current_tinst_level;
7168   current_tinst_level = new_level;
7169
7170   ++tinst_depth;
7171 #ifdef GATHER_STATISTICS
7172   if (tinst_depth > depth_reached)
7173     depth_reached = tinst_depth;
7174 #endif
7175
7176   ++tinst_level_tick;
7177   return 1;
7178 }
7179
7180 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
7181    context.  */
7182
7183 void
7184 pop_tinst_level (void)
7185 {
7186   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
7187      this instantiation.  */
7188   input_location = current_tinst_level->locus;
7189   current_tinst_level = current_tinst_level->next;
7190   --tinst_depth;
7191   ++tinst_level_tick;
7192 }
7193
7194 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
7195    instantiation context in which the instantiation was requested, which
7196    is one step out from LEVEL.  Return the corresponding DECL or TYPE.  */
7197
7198 static tree
7199 reopen_tinst_level (struct tinst_level *level)
7200 {
7201   struct tinst_level *t;
7202
7203   tinst_depth = 0;
7204   for (t = level; t; t = t->next)
7205     ++tinst_depth;
7206
7207   current_tinst_level = level;
7208   pop_tinst_level ();
7209   return level->decl;
7210 }
7211
7212 /* Returns the TINST_LEVEL which gives the original instantiation
7213    context.  */
7214
7215 struct tinst_level *
7216 outermost_tinst_level (void)
7217 {
7218   struct tinst_level *level = current_tinst_level;
7219   if (level)
7220     while (level->next)
7221       level = level->next;
7222   return level;
7223 }
7224
7225 /* Returns TRUE if PARM is a parameter of the template TEMPL.  */
7226
7227 bool
7228 parameter_of_template_p (tree parm, tree templ)
7229 {
7230   tree parms;
7231   int i;
7232
7233   if (!parm || !templ)
7234     return false;
7235
7236   gcc_assert (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm));
7237   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
7238
7239   parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (templ);
7240   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
7241
7242   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
7243     if (parm == TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i)))
7244       return true;
7245
7246   return false;
7247 }
7248
7249 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
7250    vector of template arguments, as for tsubst.
7251
7252    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
7253
7254 static tree
7255 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
7256 {
7257   tree new_friend;
7258
7259   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
7260       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
7261       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
7262     /* This was a friend declared with an explicit template
7263        argument list, e.g.:
7264
7265        friend void f<>(T);
7266
7267        to indicate that f was a template instantiation, not a new
7268        function declaration.  Now, we have to figure out what
7269        instantiation of what template.  */
7270     {
7271       tree template_id, arglist, fns;
7272       tree new_args;
7273       tree tmpl;
7274       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
7275
7276       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
7277          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
7278          current class with same name.  */
7279       push_nested_namespace (ns);
7280       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
7281                          tf_warning_or_error, NULL_TREE,
7282                          /*integral_constant_expression_p=*/false);
7283       pop_nested_namespace (ns);
7284       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
7285                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7286       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
7287
7288       new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7289       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
7290                                        &new_args,
7291                                        /*need_member_template=*/0,
7292                                        TREE_VEC_LENGTH (args),
7293                                        tsk_none);
7294       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
7295     }
7296
7297   new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7298
7299   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
7300      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
7301      the language.  For example, we might have had:
7302
7303      template <class T> struct S {
7304        template <class U> friend void f(T, U);
7305      };
7306
7307      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
7308      instantiation of anything.  */
7309   if (new_friend == error_mark_node)
7310     return error_mark_node;
7311
7312   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
7313   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
7314     {
7315       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
7316       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
7317         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
7318     }
7319
7320   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
7321      is not a template instantiation and should not be mangled like
7322      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
7323      later if we need it.  */
7324   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
7325     {
7326       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL);
7327       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
7328     }
7329
7330   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
7331     {
7332       tree old_decl;
7333       tree new_friend_template_info;
7334       tree new_friend_result_template_info;
7335       tree ns;
7336       int  new_friend_is_defn;
7337
7338       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
7339          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
7340          possible.  */
7341       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
7342       new_friend_is_defn =
7343             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
7344                            (template_for_substitution (new_friend)))
7345              != NULL_TREE);
7346       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
7347         {
7348           /* This declaration is a `primary' template.  */
7349           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
7350
7351           new_friend_result_template_info
7352             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
7353         }
7354       else
7355         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
7356
7357       /* Make the init_value nonzero so pushdecl knows this is a defn.  */
7358       if (new_friend_is_defn)
7359         DECL_INITIAL (new_friend) = error_mark_node;
7360
7361       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
7362          current namespace. However, the friend function should go
7363          into the namespace of the template.  */
7364       ns = decl_namespace_context (new_friend);
7365       push_nested_namespace (ns);
7366       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend, /*is_friend=*/true);
7367       pop_nested_namespace (ns);
7368
7369       if (old_decl == error_mark_node)
7370         return error_mark_node;
7371
7372       if (old_decl != new_friend)
7373         {
7374           /* This new friend declaration matched an existing
7375              declaration.  For example, given:
7376
7377                template <class T> void f(T);
7378                template <class U> class C {
7379                  template <class T> friend void f(T) {}
7380                };
7381
7382              the friend declaration actually provides the definition
7383              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
7384              old_decl will be the out-of-class template declaration,
7385              while new_friend is the in-class definition.
7386
7387              But, if `f' was called before this point, the
7388              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
7389              to `T' but not to `U', references to which might appear
7390              in the definition of `f'.  Previously, the most general
7391              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
7392              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
7393              run through all specialization of `f', adding to their
7394              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
7395              new set of outer arguments, corresponding to the
7396              arguments for this class instantiation.
7397
7398              The same situation can arise with something like this:
7399
7400                friend void f(int);
7401                template <class T> class C {
7402                  friend void f(T) {}
7403                };
7404
7405              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
7406              in the class.  */
7407
7408           if (!new_friend_is_defn)
7409             /* On the other hand, if the in-class declaration does
7410                *not* provide a definition, then we don't want to alter
7411                existing definitions.  We can just leave everything
7412                alone.  */
7413             ;
7414           else
7415             {
7416               tree new_template = TI_TEMPLATE (new_friend_template_info);
7417               tree new_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
7418
7419               /* Overwrite whatever template info was there before, if
7420                  any, with the new template information pertaining to
7421                  the declaration.  */
7422               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
7423
7424               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
7425                 {
7426                   /* We should have called reregister_specialization in
7427                      duplicate_decls.  */
7428                   gcc_assert (retrieve_specialization (new_template,
7429                                                        new_args, 0)
7430                               == old_decl);
7431
7432                   /* Instantiate it if the global has already been used.  */
7433                   if (DECL_ODR_USED (old_decl))
7434                     instantiate_decl (old_decl, /*defer_ok=*/true,
7435                                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
7436                 }
7437               else
7438                 {
7439                   tree t;
7440
7441                   /* Indicate that the old function template is a partial
7442                      instantiation.  */
7443                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
7444                     = new_friend_result_template_info;
7445
7446                   gcc_assert (new_template
7447                               == most_general_template (new_template));
7448                   gcc_assert (new_template != old_decl);
7449
7450                   /* Reassign any specializations already in the hash table
7451                      to the new more general template, and add the
7452                      additional template args.  */
7453                   for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl);
7454                        t != NULL_TREE;
7455                        t = TREE_CHAIN (t))
7456                     {
7457                       tree spec = TREE_VALUE (t);
7458                       spec_entry elt;
7459
7460                       elt.tmpl = old_decl;
7461                       elt.args = DECL_TI_ARGS (spec);
7462                       elt.spec = NULL_TREE;
7463
7464                       htab_remove_elt (decl_specializations, &elt);
7465
7466                       DECL_TI_ARGS (spec)
7467                         = add_outermost_template_args (new_args,
7468                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
7469
7470                       register_specialization
7471                         (spec, new_template, DECL_TI_ARGS (spec), true, 0);
7472
7473                     }
7474                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
7475                 }
7476             }
7477
7478           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
7479              by duplicate_decls.  */
7480           new_friend = old_decl;
7481         }
7482     }
7483   else
7484     {
7485       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
7486       bool dependent_p;
7487
7488       /* In the code
7489            template <class T> class C {
7490              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
7491              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
7492            };
7493          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
7494          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
7495          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
7496          this isn't true for case 2.  */
7497       ++processing_template_decl;
7498       dependent_p = dependent_type_p (context);
7499       --processing_template_decl;
7500
7501       if (!dependent_p
7502           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
7503         return error_mark_node;
7504
7505       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
7506         {
7507           /* Check to see that the declaration is really present, and,
7508              possibly obtain an improved declaration.  */
7509           tree fn = check_classfn (context,
7510                                    new_friend, NULL_TREE);
7511
7512           if (fn)
7513             new_friend = fn;
7514         }
7515     }
7516
7517   return new_friend;
7518 }
7519
7520 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
7521    template arguments, as for tsubst.
7522
7523    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
7524    failure.  */
7525
7526 static tree
7527 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
7528 {
7529   tree friend_type;
7530   tree tmpl;
7531   tree context;
7532
7533   context = CP_DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
7534
7535   if (context != global_namespace)
7536     {
7537       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
7538         push_nested_namespace (context);
7539       else
7540         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
7541     }
7542
7543   /* Look for a class template declaration.  We look for hidden names
7544      because two friend declarations of the same template are the
7545      same.  For example, in:
7546
7547        struct A { 
7548          template <typename> friend class F;
7549        };
7550        template <typename> struct B { 
7551          template <typename> friend class F;
7552        };
7553
7554      both F templates are the same.  */
7555   tmpl = lookup_name_real (DECL_NAME (friend_tmpl), 0, 0,
7556                            /*block_p=*/true, 0, 
7557                            LOOKUP_COMPLAIN | LOOKUP_HIDDEN);
7558
7559   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
7560      situation like this:
7561
7562        template <class T>
7563        struct S {
7564          template <class U>
7565          friend struct S;
7566        };
7567
7568      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
7569      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
7570   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
7571     {
7572       tmpl = lookup_name_prefer_type (DECL_NAME (friend_tmpl), 1);
7573       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
7574     }
7575
7576   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
7577     {
7578       /* The friend template has already been declared.  Just
7579          check to see that the declarations match, and install any new
7580          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
7581          of course.  We only need the innermost template parameters
7582          because that is all that redeclare_class_template will look
7583          at.  */
7584       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
7585           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
7586         {
7587           tree parms;
7588           location_t saved_input_location;
7589           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
7590                                          args, tf_warning_or_error);
7591
7592           saved_input_location = input_location;
7593           input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (friend_tmpl);
7594           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
7595           input_location = saved_input_location;
7596           
7597         }
7598
7599       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
7600     }
7601   else
7602     {
7603       /* The friend template has not already been declared.  In this
7604          case, the instantiation of the template class will cause the
7605          injection of this template into the global scope.  */
7606       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7607       if (tmpl == error_mark_node)
7608         return error_mark_node;
7609
7610       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
7611          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
7612          the new type because that is supposed to be the corresponding
7613          template decl, i.e., TMPL.  */
7614       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
7615       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
7616       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
7617       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
7618         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
7619
7620       /* Inject this template into the global scope.  */
7621       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level_maybe_friend (tmpl, true));
7622     }
7623
7624   if (context != global_namespace)
7625     {
7626       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
7627         pop_nested_namespace (context);
7628       else
7629         pop_nested_class ();
7630     }
7631
7632   return friend_type;
7633 }
7634
7635 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
7636    Otherwise returns one.  */
7637
7638 static int
7639 can_complete_type_without_circularity (tree type)
7640 {
7641   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
7642     return 0;
7643   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
7644     return 1;
7645   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
7646     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
7647   else if (CLASS_TYPE_P (type)
7648            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
7649     return 0;
7650   else
7651     return 1;
7652 }
7653
7654 /* Apply any attributes which had to be deferred until instantiation
7655    time.  DECL_P, ATTRIBUTES and ATTR_FLAGS are as cplus_decl_attributes;
7656    ARGS, COMPLAIN, IN_DECL are as tsubst.  */
7657
7658 static void
7659 apply_late_template_attributes (tree *decl_p, tree attributes, int attr_flags,
7660                                 tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7661 {
7662   tree last_dep = NULL_TREE;
7663   tree t;
7664   tree *p;
7665
7666   for (t = attributes; t; t = TREE_CHAIN (t))
7667     if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
7668       {
7669         last_dep = t;
7670         attributes = copy_list (attributes);
7671         break;
7672       }
7673
7674   if (DECL_P (*decl_p))
7675     {
7676       if (TREE_TYPE (*decl_p) == error_mark_node)
7677         return;
7678       p = &DECL_ATTRIBUTES (*decl_p);
7679     }
7680   else
7681     p = &TYPE_ATTRIBUTES (*decl_p);
7682
7683   if (last_dep)
7684     {
7685       tree late_attrs = NULL_TREE;
7686       tree *q = &late_attrs;
7687
7688       for (*p = attributes; *p; )
7689         {
7690           t = *p;
7691           if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
7692             {
7693               *p = TREE_CHAIN (t);
7694               TREE_CHAIN (t) = NULL_TREE;
7695               /* If the first attribute argument is an identifier, don't
7696                  pass it through tsubst.  Attributes like mode, format,
7697                  cleanup and several target specific attributes expect it
7698                  unmodified.  */
7699               if (TREE_VALUE (t)
7700                   && TREE_CODE (TREE_VALUE (t)) == TREE_LIST
7701                   && TREE_VALUE (TREE_VALUE (t))
7702                   && (TREE_CODE (TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)))
7703                       == IDENTIFIER_NODE))
7704                 {
7705                   tree chain
7706                     = tsubst_expr (TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)), args, complain,
7707                                    in_decl,
7708                                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
7709                   if (chain != TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)))
7710                     TREE_VALUE (t)
7711                       = tree_cons (NULL_TREE, TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)),
7712                                    chain);
7713                 }
7714               else
7715                 TREE_VALUE (t)
7716                   = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), args, complain, in_decl,
7717                                  /*integral_constant_expression_p=*/false);
7718               *q = t;
7719               q = &TREE_CHAIN (t);
7720             }
7721           else
7722             p = &TREE_CHAIN (t);
7723         }
7724
7725       cplus_decl_attributes (decl_p, late_attrs, attr_flags);
7726     }
7727 }
7728
7729 /* Perform (or defer) access check for typedefs that were referenced
7730    from within the template TMPL code.
7731    This is a subroutine of instantiate_template and instantiate_class_template.
7732    TMPL is the template to consider and TARGS is the list of arguments of
7733    that template.  */
7734
7735 static void
7736 perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs)
7737 {
7738   location_t saved_location;
7739   int i;
7740   qualified_typedef_usage_t *iter;
7741
7742   if (!tmpl
7743       || (!CLASS_TYPE_P (tmpl)
7744           && TREE_CODE (tmpl) != FUNCTION_DECL))
7745     return;
7746
7747   saved_location = input_location;
7748   FOR_EACH_VEC_ELT (qualified_typedef_usage_t,
7749                     get_types_needing_access_check (tmpl),
7750                     i, iter)
7751     {
7752       tree type_decl = iter->typedef_decl;
7753       tree type_scope = iter->context;
7754
7755       if (!type_decl || !type_scope || !CLASS_TYPE_P (type_scope))
7756         continue;
7757
7758       if (uses_template_parms (type_decl))
7759         type_decl = tsubst (type_decl, targs, tf_error, NULL_TREE);
7760       if (uses_template_parms (type_scope))
7761         type_scope = tsubst (type_scope, targs, tf_error, NULL_TREE);
7762
7763       /* Make access check error messages point to the location
7764          of the use of the typedef.  */
7765       input_location = iter->locus;
7766       perform_or_defer_access_check (TYPE_BINFO (type_scope),
7767                                      type_decl, type_decl);
7768     }
7769     input_location = saved_location;
7770 }
7771
7772 tree
7773 instantiate_class_template (tree type)
7774 {
7775   tree templ, args, pattern, t, member;
7776   tree typedecl;
7777   tree pbinfo;
7778   tree base_list;
7779   unsigned int saved_maximum_field_alignment;
7780
7781   if (type == error_mark_node)
7782     return error_mark_node;
7783
7784   if (COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (type)
7785       || uses_template_parms (type))
7786     return type;
7787
7788   /* Figure out which template is being instantiated.  */
7789   templ = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
7790   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
7791
7792   /* Determine what specialization of the original template to
7793      instantiate.  */
7794   t = most_specialized_class (type, templ, tf_warning_or_error);
7795   if (t == error_mark_node)
7796     {
7797       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
7798       return error_mark_node;
7799     }
7800   else if (t)
7801     {
7802       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
7803          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
7804          the arguments appropriate for substitution.  For example,
7805          given:
7806
7807            template <class T> struct S {};
7808            template <class T> struct S<T*> {};
7809
7810          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
7811          presently be {int*} -- but we need {int}.  */
7812       pattern = TREE_TYPE (t);
7813       args = TREE_PURPOSE (t);
7814     }
7815   else
7816     {
7817       pattern = TREE_TYPE (templ);
7818       args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
7819     }
7820
7821   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
7822      there's nothing we can do.  */
7823   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
7824     return type;
7825
7826   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
7827   if (! push_tinst_level (type))
7828     return type;
7829
7830   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
7831      the process of being defined.  */
7832   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
7833
7834   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
7835      it now.  */
7836   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
7837
7838   push_to_top_level ();
7839   /* Use #pragma pack from the template context.  */
7840   saved_maximum_field_alignment = maximum_field_alignment;
7841   maximum_field_alignment = TYPE_PRECISION (pattern);
7842
7843   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
7844
7845   /* Set the input location to the most specialized template definition.
7846      This is needed if tsubsting causes an error.  */
7847   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (pattern);
7848   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (type)) =
7849     DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
7850
7851   TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (pattern);
7852   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
7853   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
7854   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
7855   TYPE_HAS_COPY_ASSIGN (type) = TYPE_HAS_COPY_ASSIGN (pattern);
7856   TYPE_HAS_CONST_COPY_ASSIGN (type) = TYPE_HAS_CONST_COPY_ASSIGN (pattern);
7857   TYPE_HAS_COPY_CTOR (type) = TYPE_HAS_COPY_CTOR (pattern);
7858   TYPE_HAS_CONST_COPY_CTOR (type) = TYPE_HAS_CONST_COPY_CTOR (pattern);
7859   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
7860   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
7861   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
7862   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
7863   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
7864   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
7865   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
7866     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
7867   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
7868     {
7869       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
7870       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
7871     }
7872
7873   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
7874
7875   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
7876      class; we need to look up the nested class by name before we can
7877      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
7878      class.  */
7879   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
7880               || COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type)));
7881
7882   base_list = NULL_TREE;
7883   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
7884     {
7885       tree pbase_binfo;
7886       tree pushed_scope;
7887       int i;
7888
7889       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
7890          the accessibility of types named in dependent bases are
7891          looked up from.  */
7892       pushed_scope = push_scope (CP_TYPE_CONTEXT (type));
7893
7894       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
7895          basetypes.  */
7896       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
7897         {
7898           tree base;
7899           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
7900           tree expanded_bases = NULL_TREE;
7901           int idx, len = 1;
7902
7903           if (PACK_EXPANSION_P (BINFO_TYPE (pbase_binfo)))
7904             {
7905               expanded_bases = 
7906                 tsubst_pack_expansion (BINFO_TYPE (pbase_binfo),
7907                                        args, tf_error, NULL_TREE);
7908               if (expanded_bases == error_mark_node)
7909                 continue;
7910
7911               len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
7912             }
7913
7914           for (idx = 0; idx < len; idx++)
7915             {
7916               if (expanded_bases)
7917                 /* Extract the already-expanded base class.  */
7918                 base = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, idx);
7919               else
7920                 /* Substitute to figure out the base class.  */
7921                 base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, 
7922                                NULL_TREE);
7923
7924               if (base == error_mark_node)
7925                 continue;
7926
7927               base_list = tree_cons (access, base, base_list);
7928               if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
7929                 TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
7930             }
7931         }
7932
7933       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
7934       base_list = nreverse (base_list);
7935
7936       if (pushed_scope)
7937         pop_scope (pushed_scope);
7938     }
7939   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
7940      information.  */
7941   xref_basetypes (type, base_list);
7942
7943   apply_late_template_attributes (&type, TYPE_ATTRIBUTES (pattern),
7944                                   (int) ATTR_FLAG_TYPE_IN_PLACE,
7945                                   args, tf_error, NULL_TREE);
7946
7947   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
7948      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
7949      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
7950      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
7951      class, except we also need to push the enclosing classes.  */
7952   push_nested_class (type);
7953
7954   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
7955   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
7956        member; member = TREE_CHAIN (member))
7957     {
7958       tree t = TREE_VALUE (member);
7959
7960       if (TREE_PURPOSE (member))
7961         {
7962           if (TYPE_P (t))
7963             {
7964               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
7965
7966               tree newtag;
7967               bool class_template_p;
7968
7969               class_template_p = (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE
7970                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
7971                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (t));
7972               /* If the member is a class template, then -- even after
7973                  substitution -- there may be dependent types in the
7974                  template argument list for the class.  We increment
7975                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
7976                  that function will assume that no types are dependent
7977                  when outside of a template.  */
7978               if (class_template_p)
7979                 ++processing_template_decl;
7980               newtag = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
7981               if (class_template_p)
7982                 --processing_template_decl;
7983               if (newtag == error_mark_node)
7984                 continue;
7985
7986               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
7987                 {
7988                   tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7989
7990                   if (class_template_p)
7991                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
7992                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
7993                        instantiation (i.e., for the type of a member
7994                        template class nested within a template class.)
7995                        This behavior is required for
7996                        maybe_process_partial_specialization to work
7997                        correctly, but is not accurate in this case;
7998                        the TAG is not an instantiation of anything.
7999                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
8000                        instantiation, but the TYPE is not.) */
8001                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
8002
8003                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
8004                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
8005                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
8006                      this for enums because it will already have been done in
8007                      tsubst_enum.  */
8008                   if (name)
8009                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
8010                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
8011                 }
8012             }
8013           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
8014                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
8015             {
8016               /* Build new TYPE_METHODS.  */
8017               tree r;
8018
8019               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8020                 ++processing_template_decl;
8021               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
8022               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8023                 --processing_template_decl;
8024               set_current_access_from_decl (r);
8025               finish_member_declaration (r);
8026             }
8027           else
8028             {
8029               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
8030               if (TREE_CODE (t) == STATIC_ASSERT)
8031                 {
8032                   tree condition = 
8033                     tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), args, 
8034                                  tf_warning_or_error, NULL_TREE,
8035                                  /*integral_constant_expression_p=*/true);
8036                   finish_static_assert (condition,
8037                                         STATIC_ASSERT_MESSAGE (t), 
8038                                         STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
8039                                         /*member_p=*/true);
8040                 }
8041               else if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
8042                 {
8043                   tree r;
8044
8045                   /* The file and line for this declaration, to
8046                      assist in error message reporting.  Since we
8047                      called push_tinst_level above, we don't need to
8048                      restore these.  */
8049                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
8050
8051                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8052                     ++processing_template_decl;
8053                   r = tsubst (t, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8054                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8055                     --processing_template_decl;
8056                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
8057                     {
8058                       /* In [temp.inst]:
8059
8060                            [t]he initialization (and any associated
8061                            side-effects) of a static data member does
8062                            not occur unless the static data member is
8063                            itself used in a way that requires the
8064                            definition of the static data member to
8065                            exist.
8066
8067                          Therefore, we do not substitute into the
8068                          initialized for the static data member here.  */
8069                       finish_static_data_member_decl
8070                         (r,
8071                          /*init=*/NULL_TREE,
8072                          /*init_const_expr_p=*/false,
8073                          /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
8074                          /*flags=*/0);
8075                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
8076                         check_static_variable_definition (r, TREE_TYPE (r));
8077                     }
8078                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
8079                     {
8080                       /* Determine whether R has a valid type and can be
8081                          completed later.  If R is invalid, then it is
8082                          replaced by error_mark_node so that it will not be
8083                          added to TYPE_FIELDS.  */
8084                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
8085                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
8086                         complete_type (rtype);
8087
8088                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
8089                         {
8090                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
8091                           r = error_mark_node;
8092                         }
8093                     }
8094
8095                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
8096                      such a thing will already have been added to the field
8097                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
8098                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
8099                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
8100                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
8101                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
8102                     {
8103                       set_current_access_from_decl (r);
8104                       finish_member_declaration (r);
8105                     }
8106                 }
8107             }
8108         }
8109       else
8110         {
8111           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
8112             {
8113               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
8114
8115               tree friend_type = t;
8116               bool adjust_processing_template_decl = false;
8117
8118               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
8119                 {
8120                   /* template <class T> friend class C;  */
8121                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
8122                   adjust_processing_template_decl = true;
8123                 }
8124               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
8125                 {
8126                   /* template <class T> friend class C::D;  */
8127                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
8128                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8129                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
8130                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
8131                   adjust_processing_template_decl = true;
8132                 }
8133               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
8134                 {
8135                   /* This could be either
8136
8137                        friend class T::C;
8138
8139                      when dependent_type_p is false or
8140
8141                        template <class U> friend class T::C;
8142
8143                      otherwise.  */
8144                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
8145                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8146                   /* Bump processing_template_decl for correct
8147                      dependent_type_p calculation.  */
8148                   ++processing_template_decl;
8149                   if (dependent_type_p (friend_type))
8150                     adjust_processing_template_decl = true;
8151                   --processing_template_decl;
8152                 }
8153               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
8154                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
8155                 {
8156                   /* friend class C;
8157
8158                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
8159                      from namespace scope directly, bypassing any name that
8160                      come from dependent base class.  */
8161                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
8162
8163                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
8164                      classes.  */
8165                   push_nested_namespace (ns);
8166                   friend_type =
8167                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
8168                                         /*tag_scope=*/ts_current);
8169                   pop_nested_namespace (ns);
8170                 }
8171               else if (uses_template_parms (friend_type))
8172                 /* friend class C<T>;  */
8173                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
8174                                       tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8175               /* Otherwise it's
8176
8177                    friend class C;
8178
8179                  where C is already declared or
8180
8181                    friend class C<int>;
8182
8183                  We don't have to do anything in these cases.  */
8184
8185               if (adjust_processing_template_decl)
8186                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
8187                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
8188                    important that we use make_friend_class since it will
8189                    perform some error-checking and output cross-reference
8190                    information.  */
8191                 ++processing_template_decl;
8192
8193               if (friend_type != error_mark_node)
8194                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
8195
8196               if (adjust_processing_template_decl)
8197                 --processing_template_decl;
8198             }
8199           else
8200             {
8201               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
8202               tree r;
8203
8204               /* The file and line for this declaration, to
8205                  assist in error message reporting.  Since we
8206                  called push_tinst_level above, we don't need to
8207                  restore these.  */
8208               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
8209
8210               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8211                 {
8212                   ++processing_template_decl;
8213                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
8214                 }
8215
8216               r = tsubst_friend_function (t, args);
8217               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
8218               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8219                 {
8220                   pop_deferring_access_checks ();
8221                   --processing_template_decl;
8222                 }
8223             }
8224         }
8225     }
8226
8227   /* Set the file and line number information to whatever is given for
8228      the class itself.  This puts error messages involving generated
8229      implicit functions at a predictable point, and the same point
8230      that would be used for non-template classes.  */
8231   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
8232
8233   unreverse_member_declarations (type);
8234   finish_struct_1 (type);
8235   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
8236
8237   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
8238      any member functions.  We don't do this earlier because the
8239      default arguments may reference members of the class.  */
8240   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (templ))
8241     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = DECL_CHAIN (t))
8242       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
8243           /* Implicitly generated member functions will not have template
8244              information; they are not instantiations, but instead are
8245              created "fresh" for each instantiation.  */
8246           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
8247         tsubst_default_arguments (t);
8248
8249   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
8250      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
8251      added to the template at parsing time. Let's get those and perform
8252      the access checks then.  */
8253   perform_typedefs_access_check (pattern, args);
8254   perform_deferred_access_checks ();
8255   pop_nested_class ();
8256   maximum_field_alignment = saved_maximum_field_alignment;
8257   pop_from_top_level ();
8258   pop_deferring_access_checks ();
8259   pop_tinst_level ();
8260
8261   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
8262      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
8263      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
8264      the keyed_classes list.  */
8265   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
8266     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
8267
8268   return type;
8269 }
8270
8271 static tree
8272 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8273 {
8274   tree r;
8275
8276   if (!t)
8277     r = t;
8278   else if (TYPE_P (t))
8279     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
8280   else
8281     {
8282       if (!(complain & tf_warning))
8283         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
8284       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl,
8285                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
8286       if (!(complain & tf_warning))
8287         --c_inhibit_evaluation_warnings;
8288     }
8289   return r;
8290 }
8291
8292 /* Give a chain SPEC_PARM of PARM_DECLs, pack them into a
8293    NONTYPE_ARGUMENT_PACK.  */
8294
8295 static tree
8296 make_fnparm_pack (tree spec_parm)
8297 {
8298   /* Collect all of the extra "packed" parameters into an
8299      argument pack.  */
8300   tree parmvec;
8301   tree parmtypevec;
8302   tree argpack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
8303   tree argtypepack = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
8304   int i, len = list_length (spec_parm);
8305
8306   /* Fill in PARMVEC and PARMTYPEVEC with all of the parameters.  */
8307   parmvec = make_tree_vec (len);
8308   parmtypevec = make_tree_vec (len);
8309   for (i = 0; i < len; i++, spec_parm = DECL_CHAIN (spec_parm))
8310     {
8311       TREE_VEC_ELT (parmvec, i) = spec_parm;
8312       TREE_VEC_ELT (parmtypevec, i) = TREE_TYPE (spec_parm);
8313     }
8314
8315   /* Build the argument packs.  */
8316   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argpack, parmvec);
8317   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argtypepack, parmtypevec);
8318   TREE_TYPE (argpack) = argtypepack;
8319
8320   return argpack;
8321 }        
8322
8323 /* Substitute ARGS into T, which is an pack expansion
8324    (i.e. TYPE_PACK_EXPANSION or EXPR_PACK_EXPANSION). Returns a
8325    TREE_VEC with the substituted arguments, a PACK_EXPANSION_* node
8326    (if only a partial substitution could be performed) or
8327    ERROR_MARK_NODE if there was an error.  */
8328 tree
8329 tsubst_pack_expansion (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
8330                        tree in_decl)
8331 {
8332   tree pattern;
8333   tree pack, packs = NULL_TREE, unsubstituted_packs = NULL_TREE;
8334   int i, len = -1;
8335   tree result;
8336   int incomplete = 0;
8337   htab_t saved_local_specializations = NULL;
8338
8339   gcc_assert (PACK_EXPANSION_P (t));
8340   pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (t);
8341
8342   /* Determine the argument packs that will instantiate the parameter
8343      packs used in the expansion expression. While we're at it,
8344      compute the number of arguments to be expanded and make sure it
8345      is consistent.  */
8346   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (t); pack; 
8347        pack = TREE_CHAIN (pack))
8348     {
8349       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
8350       tree arg_pack = NULL_TREE;
8351       tree orig_arg = NULL_TREE;
8352
8353       if (TREE_CODE (parm_pack) == PARM_DECL)
8354         {
8355           if (!cp_unevaluated_operand)
8356             arg_pack = retrieve_local_specialization (parm_pack);
8357           else
8358             {
8359               /* We can't rely on local_specializations for a parameter
8360                  name used later in a function declaration (such as in a
8361                  late-specified return type).  Even if it exists, it might
8362                  have the wrong value for a recursive call.  Just make a
8363                  dummy decl, since it's only used for its type.  */
8364               arg_pack = tsubst_decl (parm_pack, args, complain);
8365               arg_pack = make_fnparm_pack (arg_pack);
8366             }
8367         }
8368       else
8369         {
8370           int level, idx, levels;
8371           template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
8372
8373           levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
8374           if (level <= levels)
8375             arg_pack = TMPL_ARG (args, level, idx);
8376         }
8377
8378       orig_arg = arg_pack;
8379       if (arg_pack && TREE_CODE (arg_pack) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
8380         arg_pack = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg_pack);
8381       
8382       if (arg_pack && !ARGUMENT_PACK_P (arg_pack))
8383         /* This can only happen if we forget to expand an argument
8384            pack somewhere else. Just return an error, silently.  */
8385         {
8386           result = make_tree_vec (1);
8387           TREE_VEC_ELT (result, 0) = error_mark_node;
8388           return result;
8389         }
8390
8391       if (arg_pack
8392           && TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack)) == 1
8393           && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0)))
8394         {
8395           tree expansion = TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0);
8396           tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (expansion);
8397           if ((TYPE_P (pattern) && same_type_p (pattern, parm_pack))
8398               || (!TYPE_P (pattern) && cp_tree_equal (parm_pack, pattern)))
8399             /* The argument pack that the parameter maps to is just an
8400                expansion of the parameter itself, such as one would
8401                find in the implicit typedef of a class inside the
8402                class itself.  Consider this parameter "unsubstituted",
8403                so that we will maintain the outer pack expansion.  */
8404             arg_pack = NULL_TREE;
8405         }
8406           
8407       if (arg_pack)
8408         {
8409           int my_len = 
8410             TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack));
8411
8412           /* It's all-or-nothing with incomplete argument packs.  */
8413           if (incomplete && !ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg_pack))
8414             return error_mark_node;
8415           
8416           if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg_pack))
8417             incomplete = 1;
8418
8419           if (len < 0)
8420             len = my_len;
8421           else if (len != my_len)
8422             {
8423               if (incomplete)
8424                 /* We got explicit args for some packs but not others;
8425                    do nothing now and try again after deduction.  */
8426                 return t;
8427               if (TREE_CODE (t) == TYPE_PACK_EXPANSION)
8428                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
8429                        "%<%T%>",
8430                        pattern);
8431               else
8432                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
8433                        "%<%E%>",
8434                        pattern);
8435               return error_mark_node;
8436             }
8437
8438           /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
8439              argument packs.  */
8440           packs = tree_cons (parm_pack, arg_pack, packs);
8441           TREE_TYPE (packs) = orig_arg;
8442         }
8443       else
8444         /* We can't substitute for this parameter pack.  */
8445         unsubstituted_packs = tree_cons (TREE_PURPOSE (pack),
8446                                          TREE_VALUE (pack),
8447                                          unsubstituted_packs);
8448     }
8449
8450   /* We cannot expand this expansion expression, because we don't have
8451      all of the argument packs we need. Substitute into the pattern
8452      and return a PACK_EXPANSION_*. The caller will need to deal with
8453      that.  */
8454   if (unsubstituted_packs)
8455     {
8456       tree new_pat;
8457       if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
8458         new_pat = tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
8459                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
8460       else
8461         new_pat = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
8462       return make_pack_expansion (new_pat);
8463     }
8464
8465   /* We could not find any argument packs that work.  */
8466   if (len < 0)
8467     return error_mark_node;
8468
8469   if (cp_unevaluated_operand)
8470     {
8471       /* We're in a late-specified return type, so create our own local
8472          specializations table; the current table is either NULL or (in the
8473          case of recursive unification) might have bindings that we don't
8474          want to use or alter.  */
8475       saved_local_specializations = local_specializations;
8476       local_specializations = htab_create (37,
8477                                            hash_local_specialization,
8478                                            eq_local_specializations,
8479                                            NULL);
8480     }
8481
8482   /* For each argument in each argument pack, substitute into the
8483      pattern.  */
8484   result = make_tree_vec (len + incomplete);
8485   for (i = 0; i < len + incomplete; ++i)
8486     {
8487       /* For parameter pack, change the substitution of the parameter
8488          pack to the ith argument in its argument pack, then expand
8489          the pattern.  */
8490       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
8491         {
8492           tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
8493
8494           if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
8495             {
8496               /* Select the Ith argument from the pack.  */
8497               tree arg = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
8498               ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg) = TREE_VALUE (pack);
8499               ARGUMENT_PACK_SELECT_INDEX (arg) = i;
8500               mark_used (parm);
8501               register_local_specialization (arg, parm);
8502             }
8503           else
8504             {
8505               tree value = parm;
8506               int idx, level;
8507               template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
8508               
8509               if (i < len) 
8510                 {
8511                   /* Select the Ith argument from the pack. */
8512                   value = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
8513                   ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (value) = TREE_VALUE (pack);
8514                   ARGUMENT_PACK_SELECT_INDEX (value) = i;
8515                 }
8516
8517               /* Update the corresponding argument.  */
8518               TMPL_ARG (args, level, idx) = value;
8519             }
8520         }
8521
8522       /* Substitute into the PATTERN with the altered arguments.  */
8523       if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
8524         TREE_VEC_ELT (result, i) = 
8525           tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
8526                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
8527       else
8528         TREE_VEC_ELT (result, i) = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
8529
8530       if (i == len)
8531         /* When we have incomplete argument packs, the last "expanded"
8532            result is itself a pack expansion, which allows us
8533            to deduce more arguments.  */
8534         TREE_VEC_ELT (result, i) = 
8535           make_pack_expansion (TREE_VEC_ELT (result, i));
8536
8537       if (TREE_VEC_ELT (result, i) == error_mark_node)
8538         {
8539           result = error_mark_node;
8540           break;
8541         }
8542     }
8543
8544   /* Update ARGS to restore the substitution from parameter packs to
8545      their argument packs.  */
8546   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
8547     {
8548       tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
8549
8550       if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
8551         register_local_specialization (TREE_TYPE (pack), parm);
8552       else
8553         {
8554           int idx, level;
8555           template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
8556           
8557           /* Update the corresponding argument.  */
8558           if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
8559             TREE_VEC_ELT (TREE_VEC_ELT (args, level -1 ), idx) =
8560               TREE_TYPE (pack);
8561           else
8562             TREE_VEC_ELT (args, idx) = TREE_TYPE (pack);
8563         }
8564     }
8565
8566   if (saved_local_specializations)
8567     {
8568       htab_delete (local_specializations);
8569       local_specializations = saved_local_specializations;
8570     }
8571   
8572   return result;
8573 }
8574
8575 /* Given PARM_DECL PARM, find the corresponding PARM_DECL in the template
8576    TMPL.  We do this using DECL_PARM_INDEX, which should work even with
8577    parameter packs; all parms generated from a function parameter pack will
8578    have the same DECL_PARM_INDEX.  */
8579
8580 tree
8581 get_pattern_parm (tree parm, tree tmpl)
8582 {
8583   tree pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
8584   tree patparm;
8585
8586   if (DECL_ARTIFICIAL (parm))
8587     {
8588       for (patparm = DECL_ARGUMENTS (pattern);
8589            patparm; patparm = DECL_CHAIN (patparm))
8590         if (DECL_ARTIFICIAL (patparm)
8591             && DECL_NAME (parm) == DECL_NAME (patparm))
8592           break;
8593     }
8594   else
8595     {
8596       patparm = FUNCTION_FIRST_USER_PARM (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
8597       patparm = chain_index (DECL_PARM_INDEX (parm)-1, patparm);
8598       gcc_assert (DECL_PARM_INDEX (patparm)
8599                   == DECL_PARM_INDEX (parm));
8600     }
8601
8602   return patparm;
8603 }
8604
8605 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
8606
8607 static tree
8608 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8609 {
8610   tree orig_t = t;
8611   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
8612   int need_new = 0, i, expanded_len_adjust = 0, out;
8613   tree *elts = XALLOCAVEC (tree, len);
8614
8615   for (i = 0; i < len; i++)
8616     {
8617       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
8618       tree new_arg;
8619
8620       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
8621         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
8622       else if (PACK_EXPANSION_P (orig_arg))
8623         {
8624           /* Substitute into an expansion expression.  */
8625           new_arg = tsubst_pack_expansion (orig_arg, args, complain, in_decl);
8626
8627           if (TREE_CODE (new_arg) == TREE_VEC)
8628             /* Add to the expanded length adjustment the number of
8629                expanded arguments. We subtract one from this
8630                measurement, because the argument pack expression
8631                itself is already counted as 1 in
8632                LEN. EXPANDED_LEN_ADJUST can actually be negative, if
8633                the argument pack is empty.  */
8634             expanded_len_adjust += TREE_VEC_LENGTH (new_arg) - 1;
8635         }
8636       else if (ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
8637         {
8638           /* Substitute into each of the arguments.  */
8639           new_arg = TYPE_P (orig_arg)
8640             ? cxx_make_type (TREE_CODE (orig_arg))
8641             : make_node (TREE_CODE (orig_arg));
8642           
8643           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (
8644             new_arg,
8645             tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (orig_arg),
8646                                   args, complain, in_decl));
8647
8648           if (ARGUMENT_PACK_ARGS (new_arg) == error_mark_node)
8649             new_arg = error_mark_node;
8650
8651           if (TREE_CODE (new_arg) == NONTYPE_ARGUMENT_PACK) {
8652             TREE_TYPE (new_arg) = tsubst (TREE_TYPE (orig_arg), args,
8653                                           complain, in_decl);
8654             TREE_CONSTANT (new_arg) = TREE_CONSTANT (orig_arg);
8655
8656             if (TREE_TYPE (new_arg) == error_mark_node)
8657               new_arg = error_mark_node;
8658           }
8659         }
8660       else
8661         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
8662
8663       if (new_arg == error_mark_node)
8664         return error_mark_node;
8665
8666       elts[i] = new_arg;
8667       if (new_arg != orig_arg)
8668         need_new = 1;
8669     }
8670
8671   if (!need_new)
8672     return t;
8673
8674   /* Make space for the expanded arguments coming from template
8675      argument packs.  */
8676   t = make_tree_vec (len + expanded_len_adjust);
8677   /* ORIG_T can contain TREE_VECs. That happens if ORIG_T contains the
8678      arguments for a member template.
8679      In that case each TREE_VEC in ORIG_T represents a level of template
8680      arguments, and ORIG_T won't carry any non defaulted argument count.
8681      It will rather be the nested TREE_VECs that will carry one.
8682      In other words, ORIG_T carries a non defaulted argument count only
8683      if it doesn't contain any nested TREE_VEC.  */
8684   if (NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (orig_t))
8685     {
8686       int count = GET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (orig_t);
8687       count += expanded_len_adjust;
8688       SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (t, count);
8689     }
8690   for (i = 0, out = 0; i < len; i++)
8691     {
8692       if ((PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i))
8693            || ARGUMENT_PACK_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i)))
8694           && TREE_CODE (elts[i]) == TREE_VEC)
8695         {
8696           int idx;
8697
8698           /* Now expand the template argument pack "in place".  */
8699           for (idx = 0; idx < TREE_VEC_LENGTH (elts[i]); idx++, out++)
8700             TREE_VEC_ELT (t, out) = TREE_VEC_ELT (elts[i], idx);
8701         }
8702       else
8703         {
8704           TREE_VEC_ELT (t, out) = elts[i];
8705           out++;
8706         }
8707     }
8708
8709   return t;
8710 }
8711
8712 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
8713    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
8714    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
8715    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
8716    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
8717    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
8718
8719 static tree
8720 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
8721 {
8722   tree r = NULL_TREE;
8723   tree* new_parms;
8724
8725   /* When substituting into a template, we must set
8726      PROCESSING_TEMPLATE_DECL as the template parameters may be
8727      dependent if they are based on one-another, and the dependency
8728      predicates are short-circuit outside of templates.  */
8729   ++processing_template_decl;
8730
8731   for (new_parms = &r;
8732        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
8733        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
8734          parms = TREE_CHAIN (parms))
8735     {
8736       tree new_vec =
8737         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
8738       int i;
8739
8740       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
8741         {
8742           tree tuple;
8743           tree default_value;
8744           tree parm_decl;
8745
8746           if (parms == error_mark_node)
8747             continue;
8748
8749           tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
8750
8751           if (tuple == error_mark_node)
8752             continue;
8753
8754           default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
8755           parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
8756
8757           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
8758           if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
8759               && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
8760             parm_decl = error_mark_node;
8761           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
8762                                                complain, NULL_TREE);
8763
8764           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
8765           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
8766         }
8767
8768       *new_parms =
8769         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
8770                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
8771                    new_vec, NULL_TREE);
8772     }
8773
8774   --processing_template_decl;
8775
8776   return r;
8777 }
8778
8779 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
8780    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
8781    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
8782    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
8783    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
8784
8785 static tree
8786 tsubst_aggr_type (tree t,
8787                   tree args,
8788                   tsubst_flags_t complain,
8789                   tree in_decl,
8790                   int entering_scope)
8791 {
8792   if (t == NULL_TREE)
8793     return NULL_TREE;
8794
8795   switch (TREE_CODE (t))
8796     {
8797     case RECORD_TYPE:
8798       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
8799         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8800
8801       /* Else fall through.  */
8802     case ENUMERAL_TYPE:
8803     case UNION_TYPE:
8804       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t) && uses_template_parms (t))
8805         {
8806           tree argvec;
8807           tree context;
8808           tree r;
8809           int saved_unevaluated_operand;
8810           int saved_inhibit_evaluation_warnings;
8811
8812           /* In "sizeof(X<I>)" we need to evaluate "I".  */
8813           saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
8814           cp_unevaluated_operand = 0;
8815           saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
8816           c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
8817
8818           /* First, determine the context for the type we are looking
8819              up.  */
8820           context = TYPE_CONTEXT (t);
8821           if (context)
8822             {
8823               context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
8824                                           in_decl, /*entering_scope=*/1);
8825               /* If context is a nested class inside a class template,
8826                  it may still need to be instantiated (c++/33959).  */
8827               if (TYPE_P (context))
8828                 context = complete_type (context);
8829             }
8830
8831           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
8832              type we are trying to find.  For example, given:
8833
8834                template <class T> struct S;
8835                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
8836
8837              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
8838              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
8839              S we only want {double}.  */
8840           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
8841                                          complain, in_decl);
8842           if (argvec == error_mark_node)
8843             r = error_mark_node;
8844           else
8845             {
8846               r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
8847                                          entering_scope, complain);
8848               r = cp_build_qualified_type_real (r, cp_type_quals (t), complain);
8849             }
8850
8851           cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
8852           c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
8853
8854           return r;
8855         }
8856       else
8857         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
8858         return t;
8859
8860     default:
8861       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
8862     }
8863 }
8864
8865 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
8866    FN), which has the indicated TYPE.  */
8867
8868 tree
8869 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
8870 {
8871   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
8872   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
8873
8874   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
8875      default argument here, not in tsubst.  In the case of
8876      something like:
8877
8878        template <class T>
8879        struct S {
8880          static T t();
8881          void f(T = t());
8882        };
8883
8884      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
8885      rather than in the current class.  */
8886   push_access_scope (fn);
8887   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
8888   if (cfun)
8889     {
8890       saved_class_ptr = current_class_ptr;
8891       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
8892       saved_class_ref = current_class_ref;
8893       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
8894     }
8895
8896   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
8897   /* The default argument expression may cause implicitly defined
8898      member functions to be synthesized, which will result in garbage
8899      collection.  We must treat this situation as if we were within
8900      the body of function so as to avoid collecting live data on the
8901      stack.  */
8902   ++function_depth;
8903   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
8904                      tf_warning_or_error, NULL_TREE,
8905                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
8906   --function_depth;
8907   pop_deferring_access_checks();
8908
8909   /* Restore the "this" pointer.  */
8910   if (cfun)
8911     {
8912       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
8913       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
8914     }
8915
8916   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
8917   arg = check_default_argument (type, arg);
8918
8919   pop_access_scope (fn);
8920
8921   return arg;
8922 }
8923
8924 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
8925
8926 static void
8927 tsubst_default_arguments (tree fn)
8928 {
8929   tree arg;
8930   tree tmpl_args;
8931
8932   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
8933
8934   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
8935      its default arguments.  */
8936   if (uses_template_parms (tmpl_args))
8937     return;
8938
8939   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
8940        arg;
8941        arg = TREE_CHAIN (arg))
8942     if (TREE_PURPOSE (arg))
8943       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
8944                                                     TREE_VALUE (arg),
8945                                                     TREE_PURPOSE (arg));
8946 }
8947
8948 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
8949    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
8950    control of COMPLAIN.  */
8951
8952 static tree
8953 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
8954 {
8955 #define RETURN(EXP) do { r = (EXP); goto out; } while(0)
8956   location_t saved_loc;
8957   tree r = NULL_TREE;
8958   tree in_decl = t;
8959   hashval_t hash = 0;
8960
8961   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
8962   saved_loc = input_location;
8963   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
8964
8965   switch (TREE_CODE (t))
8966     {
8967     case TEMPLATE_DECL:
8968       {
8969         /* We can get here when processing a member function template,
8970            member class template, or template template parameter.  */
8971         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
8972         tree spec;
8973         tree tmpl_args;
8974         tree full_args;
8975
8976         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
8977           {
8978             /* Template template parameter is treated here.  */
8979             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8980             if (new_type == error_mark_node)
8981               RETURN (error_mark_node);
8982
8983             r = copy_decl (t);
8984             DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
8985             TREE_TYPE (r) = new_type;
8986             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
8987               = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (decl),
8988                             TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
8989             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
8990               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
8991                                        complain);
8992             TYPE_NAME (new_type) = r;
8993             break;
8994           }
8995
8996         /* We might already have an instance of this template.
8997            The ARGS are for the surrounding class type, so the
8998            full args contain the tsubst'd args for the context,
8999            plus the innermost args from the template decl.  */
9000         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
9001           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
9002           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
9003         /* Because this is a template, the arguments will still be
9004            dependent, even after substitution.  If
9005            PROCESSING_TEMPLATE_DECL is not set, the dependency
9006            predicates will short-circuit.  */
9007         ++processing_template_decl;
9008         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
9009                                           complain, in_decl);
9010         --processing_template_decl;
9011         if (full_args == error_mark_node)
9012           RETURN (error_mark_node);
9013
9014         /* If this is a default template template argument,
9015            tsubst might not have changed anything.  */
9016         if (full_args == tmpl_args)
9017           RETURN (t);
9018
9019         hash = hash_tmpl_and_args (t, full_args);
9020         spec = retrieve_specialization (t, full_args, hash);
9021         if (spec != NULL_TREE)
9022           {
9023             r = spec;
9024             break;
9025           }
9026
9027         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
9028            original, but will record the current template arguments.
9029            We also create a new function declaration, which is just
9030            like the old one, but points to this new template, rather
9031            than the old one.  */
9032         r = copy_decl (t);
9033         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
9034         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9035
9036         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (t, args);
9037
9038         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
9039           {
9040             tree new_type;
9041             ++processing_template_decl;
9042             new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9043             --processing_template_decl;
9044             if (new_type == error_mark_node)
9045               RETURN (error_mark_node);
9046
9047             TREE_TYPE (r) = new_type;
9048             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
9049             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
9050             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
9051             DECL_CONTEXT (r) = TYPE_CONTEXT (new_type);
9052           }
9053         else
9054           {
9055             tree new_decl;
9056             ++processing_template_decl;
9057             new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
9058             --processing_template_decl;
9059             if (new_decl == error_mark_node)
9060               RETURN (error_mark_node);
9061
9062             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
9063             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
9064             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
9065             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
9066             DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (new_decl);
9067           }
9068
9069         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
9070         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
9071         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
9072
9073         /* The template parameters for this new template are all the
9074            template parameters for the old template, except the
9075            outermost level of parameters.  */
9076         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
9077           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
9078                                    complain);
9079
9080         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
9081           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
9082
9083         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
9084           /* Record this non-type partial instantiation.  */
9085           register_specialization (r, t,
9086                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)),
9087                                    false, hash);
9088       }
9089       break;
9090
9091     case FUNCTION_DECL:
9092       {
9093         tree ctx;
9094         tree argvec = NULL_TREE;
9095         tree *friends;
9096         tree gen_tmpl;
9097         tree type;
9098         int member;
9099         int args_depth;
9100         int parms_depth;
9101
9102         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
9103         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
9104
9105         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
9106           {
9107             tree spec;
9108             bool dependent_p;
9109
9110             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
9111                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
9112                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
9113                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
9114             ++processing_template_decl;
9115             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
9116             --processing_template_decl;
9117             if (!dependent_p)
9118               RETURN (t);
9119
9120             /* Calculate the most general template of which R is a
9121                specialization, and the complete set of arguments used to
9122                specialize R.  */
9123             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
9124             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
9125                                           (DECL_TEMPLATE_RESULT
9126                                                  (DECL_TI_TEMPLATE (t))),
9127                                            args, complain, in_decl);
9128
9129             /* Check to see if we already have this specialization.  */
9130             hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
9131             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
9132
9133             if (spec)
9134               {
9135                 r = spec;
9136                 break;
9137               }
9138
9139             /* We can see more levels of arguments than parameters if
9140                there was a specialization of a member template, like
9141                this:
9142
9143                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
9144                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
9145
9146                Here, we'll be substituting into the specialization,
9147                because that's where we can find the code we actually
9148                want to generate, but we'll have enough arguments for
9149                the most general template.
9150
9151                We also deal with the peculiar case:
9152
9153                  template <class T> struct S {
9154                    template <class U> friend void f();
9155                  };
9156                  template <class U> void f() {}
9157                  template S<int>;
9158                  template void f<double>();
9159
9160                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
9161                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
9162                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
9163                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
9164                situations like:
9165
9166                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
9167                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
9168
9169                which we can spot because the pattern will be a
9170                specialization in this case.  */
9171             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
9172             parms_depth =
9173               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
9174             if (args_depth > parms_depth
9175                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
9176               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
9177           }
9178         else
9179           {
9180             /* This special case arises when we have something like this:
9181
9182                  template <class T> struct S {
9183                    friend void f<int>(int, double);
9184                  };
9185
9186                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
9187                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
9188                tsubst_friend_function, and we want only to create a
9189                new decl (R) with appropriate types so that we can call
9190                determine_specialization.  */
9191             gen_tmpl = NULL_TREE;
9192           }
9193
9194         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
9195           {
9196             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
9197               member = 2;
9198             else
9199               member = 1;
9200             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
9201                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
9202           }
9203         else
9204           {
9205             member = 0;
9206             ctx = DECL_CONTEXT (t);
9207           }
9208         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9209         if (type == error_mark_node)
9210           RETURN (error_mark_node);
9211
9212         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
9213            point, as they may not represent instantiations of this
9214            template, and in any case are considered separate under the
9215            discrete model.  */
9216         r = copy_decl (t);
9217         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
9218         TREE_TYPE (r) = type;
9219         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
9220         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
9221         SET_DECL_RTL (r, NULL);
9222         /* Leave DECL_INITIAL set on deleted instantiations.  */
9223         if (!DECL_DELETED_FN (r))
9224           DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
9225         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
9226
9227         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
9228           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
9229              case it's the name of one of the template's parameters.  */
9230           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
9231
9232         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
9233                                      complain, t);
9234         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
9235
9236         TREE_STATIC (r) = 0;
9237         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
9238         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
9239         /* If this is an instantiation of a function with internal
9240            linkage, we already know what object file linkage will be
9241            assigned to the instantiation.  */
9242         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
9243         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
9244         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9245         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
9246         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
9247         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
9248         DECL_STRUCT_FUNCTION (r) = NULL;
9249         TREE_USED (r) = 0;
9250         /* We'll re-clone as appropriate in instantiate_template.  */
9251         DECL_CLONED_FUNCTION (r) = NULL_TREE;
9252
9253         /* If we aren't complaining now, return on error before we register
9254            the specialization so that we'll complain eventually.  */
9255         if ((complain & tf_error) == 0
9256             && IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
9257             && !grok_op_properties (r, /*complain=*/false))
9258           RETURN (error_mark_node);
9259
9260         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
9261            this in the special friend case mentioned above where
9262            GEN_TMPL is NULL.  */
9263         if (gen_tmpl)
9264           {
9265             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
9266               = build_template_info (gen_tmpl, argvec);
9267             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
9268             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
9269
9270             /* We're not supposed to instantiate default arguments
9271                until they are called, for a template.  But, for a
9272                declaration like:
9273
9274                  template <class T> void f ()
9275                  { extern void g(int i = T()); }
9276
9277                we should do the substitution when the template is
9278                instantiated.  We handle the member function case in
9279                instantiate_class_template since the default arguments
9280                might refer to other members of the class.  */
9281             if (!member
9282                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
9283                 && !uses_template_parms (argvec))
9284               tsubst_default_arguments (r);
9285           }
9286         else
9287           DECL_TEMPLATE_INFO (r) = NULL_TREE;
9288
9289         /* Copy the list of befriending classes.  */
9290         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
9291              *friends;
9292              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
9293           {
9294             *friends = copy_node (*friends);
9295             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
9296                                             args, complain,
9297                                             in_decl);
9298           }
9299
9300         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
9301           {
9302             maybe_retrofit_in_chrg (r);
9303             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
9304               grok_ctor_properties (ctx, r);
9305             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
9306                If it isn't, that'll be handled by
9307                clone_constructors_and_destructors.  */
9308             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
9309               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
9310           }
9311         else if ((complain & tf_error) != 0
9312                  && IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
9313                  && !grok_op_properties (r, /*complain=*/true))
9314           RETURN (error_mark_node);
9315
9316         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
9317           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
9318                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
9319                                             args, complain, in_decl));
9320
9321         /* Possibly limit visibility based on template args.  */
9322         DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
9323         if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
9324           {
9325             DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
9326             DECL_ATTRIBUTES (r)
9327               = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
9328           }
9329         determine_visibility (r);
9330         if (DECL_DEFAULTED_OUTSIDE_CLASS_P (r)
9331             && !processing_template_decl)
9332           defaulted_late_check (r);
9333
9334         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
9335                                         args, complain, in_decl);
9336       }
9337       break;
9338
9339     case PARM_DECL:
9340       {
9341         tree type = NULL_TREE;
9342         int i, len = 1;
9343         tree expanded_types = NULL_TREE;
9344         tree prev_r = NULL_TREE;
9345         tree first_r = NULL_TREE;
9346
9347         if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
9348           {
9349             /* If there is a local specialization that isn't a
9350                parameter pack, it means that we're doing a "simple"
9351                substitution from inside tsubst_pack_expansion. Just
9352                return the local specialization (which will be a single
9353                parm).  */
9354             tree spec = retrieve_local_specialization (t);
9355             if (spec 
9356                 && TREE_CODE (spec) == PARM_DECL
9357                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (spec)) != TYPE_PACK_EXPANSION)
9358               RETURN (spec);
9359
9360             /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
9361                the parameters in this function parameter pack.  */
9362             expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (t), args,
9363                                                     complain, in_decl);
9364             if (TREE_CODE (expanded_types) == TREE_VEC)
9365               {
9366                 len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
9367
9368                 /* Zero-length parameter packs are boring. Just substitute
9369                    into the chain.  */
9370                 if (len == 0)
9371                   RETURN (tsubst (TREE_CHAIN (t), args, complain,
9372                                   TREE_CHAIN (t)));
9373               }
9374             else
9375               {
9376                 /* All we did was update the type. Make a note of that.  */
9377                 type = expanded_types;
9378                 expanded_types = NULL_TREE;
9379               }
9380           }
9381
9382         /* Loop through all of the parameter's we'll build. When T is
9383            a function parameter pack, LEN is the number of expanded
9384            types in EXPANDED_TYPES; otherwise, LEN is 1.  */
9385         r = NULL_TREE;
9386         for (i = 0; i < len; ++i)
9387           {
9388             prev_r = r;
9389             r = copy_node (t);
9390             if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
9391               SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
9392
9393             /* An argument of a function parameter pack is not a parameter
9394                pack.  */
9395             FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (r) = false;
9396
9397             if (expanded_types)
9398               /* We're on the Ith parameter of the function parameter
9399                  pack.  */
9400               {
9401                 /* Get the Ith type.  */
9402                 type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
9403
9404                 if (DECL_NAME (r))
9405                   /* Rename the parameter to include the index.  */
9406                   DECL_NAME (r) =
9407                     make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (r), i);
9408               }
9409             else if (!type)
9410               /* We're dealing with a normal parameter.  */
9411               type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9412
9413             type = type_decays_to (type);
9414             TREE_TYPE (r) = type;
9415             cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
9416
9417             if (DECL_INITIAL (r))
9418               {
9419                 if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
9420                   DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
9421                 else
9422                   DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
9423                                              complain, in_decl);
9424               }
9425
9426             DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
9427
9428             if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
9429               DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
9430
9431             apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
9432                                             args, complain, in_decl);
9433
9434             /* Keep track of the first new parameter we
9435                generate. That's what will be returned to the
9436                caller.  */
9437             if (!first_r)
9438               first_r = r;
9439
9440             /* Build a proper chain of parameters when substituting
9441                into a function parameter pack.  */
9442             if (prev_r)
9443               DECL_CHAIN (prev_r) = r;
9444           }
9445
9446         if (DECL_CHAIN (t))
9447           DECL_CHAIN (r) = tsubst (DECL_CHAIN (t), args,
9448                                    complain, DECL_CHAIN (t));
9449
9450         /* FIRST_R contains the start of the chain we've built.  */
9451         r = first_r;
9452       }
9453       break;
9454
9455     case FIELD_DECL:
9456       {
9457         tree type;
9458
9459         r = copy_decl (t);
9460         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9461         if (type == error_mark_node)
9462           RETURN (error_mark_node);
9463         TREE_TYPE (r) = type;
9464         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
9465
9466         /* DECL_INITIAL gives the number of bits in a bit-field.  */
9467         DECL_INITIAL (r)
9468           = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
9469                          complain, in_decl,
9470                          /*integral_constant_expression_p=*/true);
9471         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
9472            finish_member_declaration.  */
9473         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9474         if (VOID_TYPE_P (type))
9475           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
9476
9477         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
9478                                         args, complain, in_decl);
9479       }
9480       break;
9481
9482     case USING_DECL:
9483       /* We reach here only for member using decls.  */
9484       if (DECL_DEPENDENT_P (t))
9485         {
9486           r = do_class_using_decl
9487             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
9488              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
9489           if (!r)
9490             r = error_mark_node;
9491           else
9492             {
9493               TREE_PROTECTED (r) = TREE_PROTECTED (t);
9494               TREE_PRIVATE (r) = TREE_PRIVATE (t);
9495             }
9496         }
9497       else
9498         {
9499           r = copy_node (t);
9500           DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9501         }
9502       break;
9503
9504     case TYPE_DECL:
9505     case VAR_DECL:
9506       {
9507         tree argvec = NULL_TREE;
9508         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
9509         tree spec;
9510         tree tmpl = NULL_TREE;
9511         tree ctx;
9512         tree type = NULL_TREE;
9513         bool local_p;
9514
9515         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
9516             && t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
9517           {
9518             /* If this is the canonical decl, we don't have to
9519                mess with instantiations, and often we can't (for
9520                typename, template type parms and such).  Note that
9521                TYPE_NAME is not correct for the above test if
9522                we've copied the type for a typedef.  */
9523             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9524             if (type == error_mark_node)
9525               RETURN (error_mark_node);
9526             r = TYPE_NAME (type);
9527             break;
9528           }
9529
9530         /* Check to see if we already have the specialization we
9531            need.  */
9532         spec = NULL_TREE;
9533         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t) || DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
9534           {
9535             /* T is a static data member or namespace-scope entity.
9536                We have to substitute into namespace-scope variables
9537                (even though such entities are never templates) because
9538                of cases like:
9539                
9540                  template <class T> void f() { extern T t; }
9541
9542                where the entity referenced is not known until
9543                instantiation time.  */
9544             local_p = false;
9545             ctx = DECL_CONTEXT (t);
9546             if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
9547               {
9548                 ctx = tsubst_aggr_type (ctx, args,
9549                                         complain,
9550                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
9551                 /* If CTX is unchanged, then T is in fact the
9552                    specialization we want.  That situation occurs when
9553                    referencing a static data member within in its own
9554                    class.  We can use pointer equality, rather than
9555                    same_type_p, because DECL_CONTEXT is always
9556                    canonical.  */
9557                 if (ctx == DECL_CONTEXT (t))
9558                   spec = t;
9559               }
9560
9561             if (!spec)
9562               {
9563                 tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
9564                 gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
9565                 argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
9566                 hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
9567                 spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
9568               }
9569           }
9570         else
9571           {
9572             /* A local variable.  */
9573             local_p = true;
9574             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
9575             ctx = NULL_TREE;
9576             spec = retrieve_local_specialization (t);
9577           }
9578         /* If we already have the specialization we need, there is
9579            nothing more to do.  */ 
9580         if (spec)
9581           {
9582             r = spec;
9583             break;
9584           }
9585
9586         /* Create a new node for the specialization we need.  */
9587         r = copy_decl (t);
9588         if (type == NULL_TREE)
9589           {
9590             if (is_typedef_decl (t))
9591               type = DECL_ORIGINAL_TYPE (t);
9592             else
9593               type = TREE_TYPE (t);
9594             if (TREE_CODE (t) == VAR_DECL && VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (t))
9595               type = strip_array_domain (type);
9596             type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
9597           }
9598         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
9599           {
9600             /* Even if the original location is out of scope, the
9601                newly substituted one is not.  */
9602             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
9603             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
9604             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (r) = 0;
9605             if (type == error_mark_node)
9606               RETURN (error_mark_node);
9607             if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
9608               {
9609                 /* It may seem that this case cannot occur, since:
9610
9611                      typedef void f();
9612                      void g() { f x; }
9613
9614                    declares a function, not a variable.  However:
9615       
9616                      typedef void f();
9617                      template <typename T> void g() { T t; }
9618                      template void g<f>();
9619
9620                    is an attempt to declare a variable with function
9621                    type.  */
9622                 error ("variable %qD has function type",
9623                        /* R is not yet sufficiently initialized, so we
9624                           just use its name.  */
9625                        DECL_NAME (r));
9626                 RETURN (error_mark_node);
9627               }
9628             type = complete_type (type);
9629             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
9630               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
9631             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
9632
9633             if (DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (t))
9634               {
9635                 tree ve = DECL_VALUE_EXPR (t);
9636                 ve = tsubst_expr (ve, args, complain, in_decl,
9637                                   /*constant_expression_p=*/false);
9638                 SET_DECL_VALUE_EXPR (r, ve);
9639               }
9640           }
9641         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
9642           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
9643         TREE_TYPE (r) = type;
9644         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
9645         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
9646         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
9647         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
9648         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
9649           SET_DECL_RTL (r, NULL);
9650         /* The initializer must not be expanded until it is required;
9651            see [temp.inst].  */
9652         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
9653         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
9654           SET_DECL_RTL (r, NULL);
9655         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
9656         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
9657           {
9658             /* Possibly limit visibility based on template args.  */
9659             DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
9660             if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
9661               {
9662                 DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
9663                 DECL_ATTRIBUTES (r)
9664                   = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
9665               }
9666             determine_visibility (r);
9667           }
9668
9669         if (!local_p)
9670           {
9671             /* A static data member declaration is always marked
9672                external when it is declared in-class, even if an
9673                initializer is present.  We mimic the non-template
9674                processing here.  */
9675             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
9676
9677             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
9678             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (tmpl, argvec);
9679             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
9680           }
9681         else if (cp_unevaluated_operand)
9682           {
9683             /* We're substituting this var in a decltype outside of its
9684                scope, such as for a lambda return type.  Don't add it to
9685                local_specializations, do perform auto deduction.  */
9686             tree auto_node = type_uses_auto (type);
9687             tree init
9688               = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl,
9689                              /*constant_expression_p=*/false);
9690
9691             if (auto_node && init && describable_type (init))
9692               {
9693                 type = do_auto_deduction (type, init, auto_node);
9694                 TREE_TYPE (r) = type;
9695               }
9696           }
9697         else
9698           register_local_specialization (r, t);
9699
9700         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9701
9702         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r),
9703                                         /*flags=*/0,
9704                                         args, complain, in_decl);
9705
9706         /* Preserve a typedef that names a type.  */
9707         if (is_typedef_decl (r))
9708           {
9709             DECL_ORIGINAL_TYPE (r) = NULL_TREE;
9710             set_underlying_type (r);
9711           }
9712
9713         layout_decl (r, 0);
9714       }
9715       break;
9716
9717     default:
9718       gcc_unreachable ();
9719     }
9720 #undef RETURN
9721
9722  out:
9723   /* Restore the file and line information.  */
9724   input_location = saved_loc;
9725
9726   return r;
9727 }
9728
9729 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
9730
9731 static tree
9732 tsubst_arg_types (tree arg_types,
9733                   tree args,
9734                   tsubst_flags_t complain,
9735                   tree in_decl)
9736 {
9737   tree remaining_arg_types;
9738   tree type = NULL_TREE;
9739   int i = 1;
9740   tree expanded_args = NULL_TREE;
9741   tree default_arg;
9742
9743   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
9744     return arg_types;
9745
9746   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
9747                                           args, complain, in_decl);
9748   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
9749     return error_mark_node;
9750
9751   if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (arg_types)))
9752     {
9753       /* For a pack expansion, perform substitution on the
9754          entire expression. Later on, we'll handle the arguments
9755          one-by-one.  */
9756       expanded_args = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (arg_types),
9757                                             args, complain, in_decl);
9758
9759       if (TREE_CODE (expanded_args) == TREE_VEC)
9760         /* So that we'll spin through the parameters, one by one.  */
9761         i = TREE_VEC_LENGTH (expanded_args);
9762       else
9763         {
9764           /* We only partially substituted into the parameter
9765              pack. Our type is TYPE_PACK_EXPANSION.  */
9766           type = expanded_args;
9767           expanded_args = NULL_TREE;
9768         }
9769     }
9770
9771   while (i > 0) {
9772     --i;
9773     
9774     if (expanded_args)
9775       type = TREE_VEC_ELT (expanded_args, i);
9776     else if (!type)
9777       type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
9778
9779     if (type == error_mark_node)
9780       return error_mark_node;
9781     if (VOID_TYPE_P (type))
9782       {
9783         if (complain & tf_error)
9784           {
9785             error ("invalid parameter type %qT", type);
9786             if (in_decl)
9787               error ("in declaration %q+D", in_decl);
9788           }
9789         return error_mark_node;
9790     }
9791     
9792     /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
9793        top-level qualifiers as required.  */
9794     type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
9795
9796     /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
9797        mandates that they be instantiated only when needed, which is
9798        done in build_over_call.  */
9799     default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
9800
9801     if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
9802       {
9803         /* We've instantiated a template before its default arguments
9804            have been parsed.  This can happen for a nested template
9805            class, and is not an error unless we require the default
9806            argument in a call of this function.  */
9807         remaining_arg_types = 
9808           tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
9809         VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), 
9810                        remaining_arg_types);
9811       }
9812     else
9813       remaining_arg_types = 
9814         hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
9815   }
9816         
9817   return remaining_arg_types;
9818 }
9819
9820 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
9821    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
9822    initial substitution of explicitly provided template parameters
9823    during argument deduction forbids substitution into the
9824    exception-specification:
9825
9826      [temp.deduct]
9827
9828      All references in the function type of the function template to  the
9829      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
9830      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
9831      in  the function type of the function template results in an invalid
9832      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
9833      exception specifications is done only when the function is instanti-
9834      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
9835      results in an invalid type.]  */
9836
9837 static tree
9838 tsubst_function_type (tree t,
9839                       tree args,
9840                       tsubst_flags_t complain,
9841                       tree in_decl)
9842 {
9843   tree return_type;
9844   tree arg_types;
9845   tree fntype;
9846
9847   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
9848   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
9849
9850   /* Substitute the return type.  */
9851   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9852   if (return_type == error_mark_node)
9853     return error_mark_node;
9854   /* The standard does not presently indicate that creation of a
9855      function type with an invalid return type is a deduction failure.
9856      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
9857      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
9858   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
9859       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
9860     {
9861       if (complain & tf_error)
9862         {
9863           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
9864             error ("function returning an array");
9865           else
9866             error ("function returning a function");
9867         }
9868       return error_mark_node;
9869     }
9870
9871   /* Substitute the argument types.  */
9872   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
9873                                 complain, in_decl);
9874   if (arg_types == error_mark_node)
9875     return error_mark_node;
9876
9877   /* Construct a new type node and return it.  */
9878   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
9879     {
9880       fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
9881       fntype = apply_memfn_quals (fntype, type_memfn_quals (t));
9882     }
9883   else
9884     {
9885       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
9886       if (! MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
9887         {
9888           /* [temp.deduct]
9889
9890              Type deduction may fail for any of the following
9891              reasons:
9892
9893              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
9894              is not a class type.  */
9895           if (complain & tf_error)
9896             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
9897                       r);
9898           return error_mark_node;
9899         }
9900
9901       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
9902                                            TREE_CHAIN (arg_types));
9903     }
9904   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
9905
9906   return fntype;
9907 }
9908
9909 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
9910    ARGS into that specification, and return the substituted
9911    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
9912
9913 static tree
9914 tsubst_exception_specification (tree fntype,
9915                                 tree args,
9916                                 tsubst_flags_t complain,
9917                                 tree in_decl)
9918 {
9919   tree specs;
9920   tree new_specs;
9921
9922   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
9923   new_specs = NULL_TREE;
9924   if (specs && TREE_PURPOSE (specs))
9925     {
9926       /* A noexcept-specifier.  */
9927       new_specs = tsubst_copy_and_build
9928         (TREE_PURPOSE (specs), args, complain, in_decl, /*function_p=*/false,
9929          /*integral_constant_expression_p=*/true);
9930       new_specs = build_noexcept_spec (new_specs, complain);
9931     }
9932   else if (specs)
9933     {
9934       if (! TREE_VALUE (specs))
9935         new_specs = specs;
9936       else
9937         while (specs)
9938           {
9939             tree spec;
9940             int i, len = 1;
9941             tree expanded_specs = NULL_TREE;
9942
9943             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (specs)))
9944               {
9945                 /* Expand the pack expansion type.  */
9946                 expanded_specs = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (specs),
9947                                                        args, complain,
9948                                                        in_decl);
9949
9950                 if (expanded_specs == error_mark_node)
9951                   return error_mark_node;
9952                 else if (TREE_CODE (expanded_specs) == TREE_VEC)
9953                   len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_specs);
9954                 else
9955                   {
9956                     /* We're substituting into a member template, so
9957                        we got a TYPE_PACK_EXPANSION back.  Add that
9958                        expansion and move on.  */
9959                     gcc_assert (TREE_CODE (expanded_specs) 
9960                                 == TYPE_PACK_EXPANSION);
9961                     new_specs = add_exception_specifier (new_specs,
9962                                                          expanded_specs,
9963                                                          complain);
9964                     specs = TREE_CHAIN (specs);
9965                     continue;
9966                   }
9967               }
9968
9969             for (i = 0; i < len; ++i)
9970               {
9971                 if (expanded_specs)
9972                   spec = TREE_VEC_ELT (expanded_specs, i);
9973                 else
9974                   spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
9975                 if (spec == error_mark_node)
9976                   return spec;
9977                 new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, 
9978                                                      complain);
9979               }
9980
9981             specs = TREE_CHAIN (specs);
9982           }
9983     }
9984   return new_specs;
9985 }
9986
9987 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
9988    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
9989    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
9990    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
9991    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
9992    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
9993    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
9994    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
9995    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
9996    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
9997    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
9998    yet.
9999
10000    This function is used for dealing with types, decls and the like;
10001    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
10002
10003 tree
10004 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
10005 {
10006   enum tree_code code;
10007   tree type, r;
10008
10009   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
10010       || t == integer_type_node
10011       || t == void_type_node
10012       || t == char_type_node
10013       || t == unknown_type_node
10014       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL
10015       || TREE_CODE (t) == TRANSLATION_UNIT_DECL)
10016     return t;
10017
10018   if (DECL_P (t))
10019     return tsubst_decl (t, args, complain);
10020
10021   if (args == NULL_TREE)
10022     return t;
10023
10024   code = TREE_CODE (t);
10025
10026   if (code == IDENTIFIER_NODE)
10027     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
10028   else
10029     type = TREE_TYPE (t);
10030
10031   gcc_assert (type != unknown_type_node);
10032
10033   /* Reuse typedefs.  We need to do this to handle dependent attributes,
10034      such as attribute aligned.  */
10035   if (TYPE_P (t)
10036       && TYPE_NAME (t)
10037       && TYPE_NAME (t) != TYPE_MAIN_DECL (t))
10038     {
10039       tree decl = TYPE_NAME (t);
10040       
10041       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
10042           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
10043           && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (decl)))
10044         {
10045           tree tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
10046           tree gen_args = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args, complain, in_decl);
10047           r = retrieve_specialization (tmpl, gen_args, 0);
10048         }
10049       else if (DECL_FUNCTION_SCOPE_P (decl)
10050                && DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
10051                && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (DECL_CONTEXT (decl))))
10052         r = retrieve_local_specialization (decl);
10053       else
10054         /* The typedef is from a non-template context.  */
10055         return t;
10056
10057       if (r)
10058         {
10059           r = TREE_TYPE (r);
10060           r = cp_build_qualified_type_real
10061             (r, cp_type_quals (t) | cp_type_quals (r),
10062              complain | tf_ignore_bad_quals);
10063           return r;
10064         }
10065       /* Else we must be instantiating the typedef, so fall through.  */
10066     }
10067
10068   if (type
10069       && code != TYPENAME_TYPE
10070       && code != TEMPLATE_TYPE_PARM
10071       && code != IDENTIFIER_NODE
10072       && code != FUNCTION_TYPE
10073       && code != METHOD_TYPE)
10074     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
10075   if (type == error_mark_node)
10076     return error_mark_node;
10077
10078   switch (code)
10079     {
10080     case RECORD_TYPE:
10081     case UNION_TYPE:
10082     case ENUMERAL_TYPE:
10083       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
10084                                /*entering_scope=*/0);
10085
10086     case ERROR_MARK:
10087     case IDENTIFIER_NODE:
10088     case VOID_TYPE:
10089     case REAL_TYPE:
10090     case COMPLEX_TYPE:
10091     case VECTOR_TYPE:
10092     case BOOLEAN_TYPE:
10093     case INTEGER_CST:
10094     case REAL_CST:
10095     case STRING_CST:
10096       return t;
10097
10098     case INTEGER_TYPE:
10099       if (t == integer_type_node)
10100         return t;
10101
10102       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
10103           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
10104         return t;
10105
10106       {
10107         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
10108
10109         max = tsubst_expr (omax, args, complain, in_decl,
10110                            /*integral_constant_expression_p=*/false);
10111
10112         /* Fix up type of the magic NOP_EXPR with TREE_SIDE_EFFECTS if
10113            needed.  */
10114         if (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR
10115             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax)
10116             && !TREE_TYPE (max))
10117           TREE_TYPE (max) = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (max, 0));
10118
10119         max = mark_rvalue_use (max);
10120         max = fold_decl_constant_value (max);
10121
10122         /* If we're in a partial instantiation, preserve the magic NOP_EXPR
10123            with TREE_SIDE_EFFECTS that indicates this is not an integral
10124            constant expression.  */
10125         if (processing_template_decl
10126             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax) && TREE_CODE (omax) == NOP_EXPR)
10127           {
10128             gcc_assert (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR);
10129             TREE_SIDE_EFFECTS (max) = 1;
10130           }
10131
10132         if (TREE_CODE (max) != INTEGER_CST
10133             && !at_function_scope_p ()
10134             && !TREE_SIDE_EFFECTS (max)
10135             && !value_dependent_expression_p (max))
10136           {
10137             if (complain & tf_error)
10138               error ("array bound is not an integer constant");
10139             return error_mark_node;
10140           }
10141
10142         /* [temp.deduct]
10143
10144            Type deduction may fail for any of the following
10145            reasons:
10146
10147              Attempting to create an array with a size that is
10148              zero or negative.  */
10149         if (integer_zerop (max) && !(complain & tf_error))
10150           /* We must fail if performing argument deduction (as
10151              indicated by the state of complain), so that
10152              another substitution can be found.  */
10153           return error_mark_node;
10154         else if (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST
10155                  && INT_CST_LT (max, integer_zero_node))
10156           {
10157             if (complain & tf_error)
10158               error ("creating array with negative size (%qE)", max);
10159
10160             return error_mark_node;
10161           }
10162
10163         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
10164       }
10165
10166     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
10167     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10168     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10169     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10170       {
10171         int idx;
10172         int level;
10173         int levels;
10174         tree arg = NULL_TREE;
10175
10176         r = NULL_TREE;
10177
10178         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
10179         template_parm_level_and_index (t, &level, &idx); 
10180
10181         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
10182         if (level <= levels)
10183           {
10184             arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
10185
10186             if (arg && TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
10187               /* See through ARGUMENT_PACK_SELECT arguments. */
10188               arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (arg);
10189           }
10190
10191         if (arg == error_mark_node)
10192           return error_mark_node;
10193         else if (arg != NULL_TREE)
10194           {
10195             if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
10196               /* If ARG is an argument pack, we don't actually want to
10197                  perform a substitution here, because substitutions
10198                  for argument packs are only done
10199                  element-by-element. We can get to this point when
10200                  substituting the type of a non-type template
10201                  parameter pack, when that type actually contains
10202                  template parameter packs from an outer template, e.g.,
10203
10204                  template<typename... Types> struct A {
10205                    template<Types... Values> struct B { };
10206                  };  */
10207               return t;
10208
10209             if (code == TEMPLATE_TYPE_PARM)
10210               {
10211                 int quals;
10212                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
10213
10214                 quals = cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t);
10215                   
10216                 return cp_build_qualified_type_real
10217                   (arg, quals, complain | tf_ignore_bad_quals);
10218               }
10219             else if (code == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10220               {
10221                 /* We are processing a type constructed from a
10222                    template template parameter.  */
10223                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
10224                                       args, complain, in_decl);
10225                 if (argvec == error_mark_node)
10226                   return error_mark_node;
10227
10228                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
10229                    are resolving nested-types in the signature of a
10230                    member function templates.  Otherwise ARG is a
10231                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
10232                    instantiated.  */
10233                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10234                   arg = TYPE_NAME (arg);
10235
10236                 r = lookup_template_class (arg,
10237                                            argvec, in_decl,
10238                                            DECL_CONTEXT (arg),
10239                                             /*entering_scope=*/0,
10240                                            complain);
10241                 return cp_build_qualified_type_real
10242                   (r, cp_type_quals (t), complain);
10243               }
10244             else
10245               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
10246               return unshare_expr (arg);
10247           }
10248
10249         if (level == 1)
10250           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
10251              unify.  This means that we don't yet have any information
10252              about the template parameter in question.  */
10253           return t;
10254
10255         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
10256            more deeply nested template.  Make a new version of this
10257            template parameter, but with a lower level.  */
10258         switch (code)
10259           {
10260           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
10261           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10262           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10263             if (cp_type_quals (t))
10264               {
10265                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
10266                 r = cp_build_qualified_type_real
10267                   (r, cp_type_quals (t),
10268                    complain | (code == TEMPLATE_TYPE_PARM
10269                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
10270               }
10271             else
10272               {
10273                 r = copy_type (t);
10274                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
10275                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
10276                                                 r, levels, args, complain);
10277                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
10278                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
10279                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
10280                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
10281
10282                 if (TREE_CODE (r) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10283                   /* We have reduced the level of the template
10284                      template parameter, but not the levels of its
10285                      template parameters, so canonical_type_parameter
10286                      will not be able to find the canonical template
10287                      template parameter for this level. Thus, we
10288                      require structural equality checking to compare
10289                      TEMPLATE_TEMPLATE_PARMs. */
10290                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
10291                 else if (TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (t))
10292                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
10293                 else
10294                   TYPE_CANONICAL (r) = canonical_type_parameter (r);
10295
10296                 if (code == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10297                   {
10298                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
10299                                           complain, in_decl);
10300                     if (argvec == error_mark_node)
10301                       return error_mark_node;
10302
10303                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
10304                       = build_template_info (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec);
10305                   }
10306               }
10307             break;
10308
10309           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10310             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels, args, complain);
10311             break;
10312
10313           default:
10314             gcc_unreachable ();
10315           }
10316
10317         return r;
10318       }
10319
10320     case TREE_LIST:
10321       {
10322         tree purpose, value, chain;
10323
10324         if (t == void_list_node)
10325           return t;
10326
10327         purpose = TREE_PURPOSE (t);
10328         if (purpose)
10329           {
10330             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
10331             if (purpose == error_mark_node)
10332               return error_mark_node;
10333           }
10334         value = TREE_VALUE (t);
10335         if (value)
10336           {
10337             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
10338             if (value == error_mark_node)
10339               return error_mark_node;
10340           }
10341         chain = TREE_CHAIN (t);
10342         if (chain && chain != void_type_node)
10343           {
10344             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
10345             if (chain == error_mark_node)
10346               return error_mark_node;
10347           }
10348         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
10349             && value == TREE_VALUE (t)
10350             && chain == TREE_CHAIN (t))
10351           return t;
10352         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
10353       }
10354
10355     case TREE_BINFO:
10356       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
10357       gcc_unreachable ();
10358
10359     case TREE_VEC:
10360       /* A vector of template arguments.  */
10361       gcc_assert (!type);
10362       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
10363
10364     case POINTER_TYPE:
10365     case REFERENCE_TYPE:
10366       {
10367         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
10368           return t;
10369
10370         /* [temp.deduct]
10371
10372            Type deduction may fail for any of the following
10373            reasons:
10374
10375            -- Attempting to create a pointer to reference type.
10376            -- Attempting to create a reference to a reference type or
10377               a reference to void.
10378
10379           Core issue 106 says that creating a reference to a reference
10380           during instantiation is no longer a cause for failure. We
10381           only enforce this check in strict C++98 mode.  */
10382         if ((TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
10383              && (((cxx_dialect == cxx98) && flag_iso) || code != REFERENCE_TYPE))
10384             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
10385           {
10386             static location_t last_loc;
10387
10388             /* We keep track of the last time we issued this error
10389                message to avoid spewing a ton of messages during a
10390                single bad template instantiation.  */
10391             if (complain & tf_error
10392                 && last_loc != input_location)
10393               {
10394                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
10395                   error ("forming reference to void");
10396                else if (code == POINTER_TYPE)
10397                  error ("forming pointer to reference type %qT", type);
10398                else
10399                   error ("forming reference to reference type %qT", type);
10400                 last_loc = input_location;
10401               }
10402
10403             return error_mark_node;
10404           }
10405         else if (code == POINTER_TYPE)
10406           {
10407             r = build_pointer_type (type);
10408             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
10409               r = build_ptrmemfunc_type (r);
10410           }
10411         else if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
10412           /* In C++0x, during template argument substitution, when there is an
10413              attempt to create a reference to a reference type, reference
10414              collapsing is applied as described in [14.3.1/4 temp.arg.type]:
10415
10416              "If a template-argument for a template-parameter T names a type
10417              that is a reference to a type A, an attempt to create the type
10418              'lvalue reference to cv T' creates the type 'lvalue reference to
10419              A,' while an attempt to create the type type rvalue reference to
10420              cv T' creates the type T"
10421           */
10422           r = cp_build_reference_type
10423               (TREE_TYPE (type),
10424                TYPE_REF_IS_RVALUE (t) && TYPE_REF_IS_RVALUE (type));
10425         else
10426           r = cp_build_reference_type (type, TYPE_REF_IS_RVALUE (t));
10427         r = cp_build_qualified_type_real (r, cp_type_quals (t), complain);
10428
10429         if (r != error_mark_node)
10430           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
10431           layout_type (r);
10432
10433         return r;
10434       }
10435     case OFFSET_TYPE:
10436       {
10437         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
10438         if (r == error_mark_node || !MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
10439           {
10440             /* [temp.deduct]
10441
10442                Type deduction may fail for any of the following
10443                reasons:
10444
10445                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
10446                   is not a class type.  */
10447             if (complain & tf_error)
10448               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
10449             return error_mark_node;
10450           }
10451         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
10452           {
10453             if (complain & tf_error)
10454               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
10455             return error_mark_node;
10456           }
10457         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
10458           {
10459             if (complain & tf_error)
10460               error ("creating pointer to member of type void");
10461             return error_mark_node;
10462           }
10463         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
10464         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
10465           {
10466             /* The type of the implicit object parameter gets its
10467                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
10468             tree memptr;
10469             tree method_type = build_memfn_type (type, r, type_memfn_quals (type));
10470             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
10471             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
10472                                                  complain);
10473           }
10474         else
10475           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
10476                                                cp_type_quals (t),
10477                                                complain);
10478       }
10479     case FUNCTION_TYPE:
10480     case METHOD_TYPE:
10481       {
10482         tree fntype;
10483         tree specs;
10484         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
10485         if (fntype == error_mark_node)
10486           return error_mark_node;
10487
10488         /* Substitute the exception specification.  */
10489         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
10490                                                 in_decl);
10491         if (specs == error_mark_node)
10492           return error_mark_node;
10493         if (specs)
10494           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
10495         return fntype;
10496       }
10497     case ARRAY_TYPE:
10498       {
10499         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
10500         if (domain == error_mark_node)
10501           return error_mark_node;
10502
10503         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
10504            it will obviously be the same as T.  */
10505         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
10506           return t;
10507
10508         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
10509
10510            [temp.deduct]
10511
10512            The deduction may fail for any of the following reasons:
10513
10514            -- Attempting to create an array with an element type that
10515               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
10516               an abstract class type.  */
10517         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
10518             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
10519             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
10520           {
10521             if (complain & tf_error)
10522               error ("creating array of %qT", type);
10523             return error_mark_node;
10524           }
10525         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
10526           {
10527             if (complain & tf_error)
10528               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
10529                      type);
10530             return error_mark_node;
10531           }
10532
10533         r = build_cplus_array_type (type, domain);
10534
10535         if (TYPE_USER_ALIGN (t))
10536           {
10537             TYPE_ALIGN (r) = TYPE_ALIGN (t);
10538             TYPE_USER_ALIGN (r) = 1;
10539           }
10540
10541         return r;
10542       }
10543
10544     case PLUS_EXPR:
10545     case MINUS_EXPR:
10546       {
10547         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10548         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
10549
10550         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
10551           return error_mark_node;
10552
10553         return fold_build2_loc (input_location,
10554                                 code, TREE_TYPE (t), e1, e2);
10555       }
10556
10557     case NEGATE_EXPR:
10558     case NOP_EXPR:
10559       {
10560         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10561         if (e == error_mark_node)
10562           return error_mark_node;
10563
10564         return fold_build1_loc (input_location, code, TREE_TYPE (t), e);
10565       }
10566
10567     case TYPENAME_TYPE:
10568       {
10569         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
10570                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
10571         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
10572                               complain, in_decl);
10573
10574         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
10575           return error_mark_node;
10576
10577         if (!MAYBE_CLASS_TYPE_P (ctx))
10578           {
10579             if (complain & tf_error)
10580               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
10581             return error_mark_node;
10582           }
10583         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
10584           {
10585             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
10586                have complete type in order to allow things like:
10587
10588                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
10589
10590                But, such constructs have already been resolved by this
10591                point, so here CTX really should have complete type, unless
10592                it's a partial instantiation.  */
10593             if (!(complain & tf_no_class_instantiations))
10594               ctx = complete_type (ctx);
10595             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
10596               {
10597                 if (complain & tf_error)
10598                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
10599                 return error_mark_node;
10600               }
10601           }
10602
10603         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
10604                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
10605         if (f == error_mark_node)
10606           return f;
10607         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
10608           {
10609             complain |= tf_ignore_bad_quals;
10610             f = TREE_TYPE (f);
10611           }
10612
10613         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
10614           {
10615             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
10616               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
10617                      t, f);
10618             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
10619               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
10620                      t, f);
10621           }
10622
10623         return cp_build_qualified_type_real
10624           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
10625       }
10626
10627     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
10628       {
10629         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
10630                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
10631         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
10632         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
10633
10634         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
10635           return error_mark_node;
10636
10637         if (parm_list)
10638           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
10639         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
10640       }
10641
10642     case INDIRECT_REF:
10643     case ADDR_EXPR:
10644     case CALL_EXPR:
10645       gcc_unreachable ();
10646
10647     case ARRAY_REF:
10648       {
10649         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10650         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl,
10651                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
10652         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
10653           return error_mark_node;
10654
10655         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
10656       }
10657
10658     case SCOPE_REF:
10659       {
10660         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10661         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
10662         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
10663           return error_mark_node;
10664
10665         return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
10666                                      e1, e2, QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
10667       }
10668
10669     case TYPEOF_TYPE:
10670       {
10671         tree type;
10672
10673         ++cp_unevaluated_operand;
10674         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
10675
10676         type = tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
10677                             complain, in_decl,
10678                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
10679
10680         --cp_unevaluated_operand;
10681         --c_inhibit_evaluation_warnings;
10682
10683         type = finish_typeof (type);
10684         return cp_build_qualified_type_real (type,
10685                                              cp_type_quals (t)
10686                                              | cp_type_quals (type),
10687                                              complain);
10688       }
10689
10690     case DECLTYPE_TYPE:
10691       {
10692         tree type;
10693
10694         ++cp_unevaluated_operand;
10695         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
10696
10697         type = tsubst_expr (DECLTYPE_TYPE_EXPR (t), args,
10698                             complain, in_decl,
10699                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
10700
10701         --cp_unevaluated_operand;
10702         --c_inhibit_evaluation_warnings;
10703
10704         if (DECLTYPE_FOR_LAMBDA_CAPTURE (t))
10705           type = lambda_capture_field_type (type);
10706         else if (DECLTYPE_FOR_LAMBDA_RETURN (t))
10707           type = lambda_return_type (type);
10708         else
10709           type = finish_decltype_type
10710             (type, DECLTYPE_TYPE_ID_EXPR_OR_MEMBER_ACCESS_P (t));
10711         return cp_build_qualified_type_real (type,
10712                                              cp_type_quals (t)
10713                                              | cp_type_quals (type),
10714                                              complain);
10715       }
10716
10717     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
10718     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
10719       {
10720         tree r = TYPE_P (t) ? cxx_make_type (code) : make_node (code);
10721         tree packed_out = 
10722           tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (t), 
10723                                 args,
10724                                 complain,
10725                                 in_decl);
10726         SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (r, packed_out);
10727
10728         /* For template nontype argument packs, also substitute into
10729            the type.  */
10730         if (code == NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
10731           TREE_TYPE (r) = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10732
10733         return r;
10734       }
10735       break;
10736
10737     default:
10738       sorry ("use of %qs in template", tree_code_name [(int) code]);
10739       return error_mark_node;
10740     }
10741 }
10742
10743 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
10744    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
10745    operator.  */
10746
10747 static tree
10748 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
10749                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
10750 {
10751     tree name;
10752     tree qualifying_scope;
10753     tree fns;
10754     tree optype;
10755     tree template_args = 0;
10756     bool template_id_p = false;
10757
10758     /* A baselink indicates a function from a base class.  Both the
10759        BASELINK_ACCESS_BINFO and the base class referenced may
10760        indicate bases of the template class, rather than the
10761        instantiated class.  In addition, lookups that were not
10762        ambiguous before may be ambiguous now.  Therefore, we perform
10763        the lookup again.  */
10764     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
10765     qualifying_scope = tsubst (qualifying_scope, args,
10766                                complain, in_decl);
10767     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
10768     optype = tsubst (BASELINK_OPTYPE (baselink), args, complain, in_decl);
10769     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
10770       {
10771         template_id_p = true;
10772         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
10773         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
10774         if (template_args)
10775           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
10776                                                 complain, in_decl);
10777       }
10778     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
10779     if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (name))
10780       name = mangle_conv_op_name_for_type (optype);
10781     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
10782     if (!baselink)
10783       return error_mark_node;
10784
10785     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
10786        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
10787        later by overload resolution will be marked as used at that
10788        point.)  */
10789     if (BASELINK_P (baselink))
10790       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
10791     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
10792       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
10793
10794     /* Add back the template arguments, if present.  */
10795     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
10796       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
10797         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
10798                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
10799                     template_args);
10800     /* Update the conversion operator type.  */
10801     BASELINK_OPTYPE (baselink) = optype;
10802
10803     if (!object_type)
10804       object_type = current_class_type;
10805     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
10806                                                    qualifying_scope,
10807                                                    object_type);
10808 }
10809
10810 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
10811    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
10812    itself; false if more of the postfix-expression follows the
10813    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
10814    of "&".  */
10815
10816 static tree
10817 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
10818                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
10819                      bool done, bool address_p)
10820 {
10821   tree expr;
10822   tree scope;
10823   tree name;
10824   bool is_template;
10825   tree template_args;
10826
10827   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
10828
10829   /* Figure out what name to look up.  */
10830   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
10831   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
10832     {
10833       is_template = true;
10834       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
10835       if (template_args)
10836         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
10837                                               complain, in_decl);
10838       name = TREE_OPERAND (name, 0);
10839     }
10840   else
10841     {
10842       is_template = false;
10843       template_args = NULL_TREE;
10844     }
10845
10846   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
10847      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
10848      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
10849      substituting will not help.  */
10850   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
10851   if (args)
10852     {
10853       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
10854       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
10855     }
10856   else
10857     expr = name;
10858
10859   if (dependent_scope_p (scope))
10860     return build_qualified_name (NULL_TREE, scope, expr,
10861                                  QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id));
10862
10863   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
10864     {
10865       if (TREE_CODE (expr) == BIT_NOT_EXPR)
10866         {
10867           /* A BIT_NOT_EXPR is used to represent a destructor.  */
10868           if (!check_dtor_name (scope, TREE_OPERAND (expr, 0)))
10869             {
10870               error ("qualifying type %qT does not match destructor name ~%qT",
10871                      scope, TREE_OPERAND (expr, 0));
10872               expr = error_mark_node;
10873             }
10874           else
10875             expr = lookup_qualified_name (scope, complete_dtor_identifier,
10876                                           /*is_type_p=*/0, false);
10877         }
10878       else
10879         expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
10880       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
10881                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
10882         {
10883           if (complain & tf_error)
10884             {
10885               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
10886                      "instantiation yields a type", qualified_id);
10887               inform (input_location, "say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
10888             }
10889           return error_mark_node;
10890         }
10891     }
10892
10893   if (DECL_P (expr))
10894     {
10895       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
10896                                            scope);
10897       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
10898       mark_used (expr);
10899     }
10900
10901   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
10902     {
10903       if (complain & tf_error)
10904         qualified_name_lookup_error (scope,
10905                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
10906                                      expr, input_location);
10907       return error_mark_node;
10908     }
10909
10910   if (is_template)
10911     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
10912
10913   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
10914     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
10915                                  expr, input_location);
10916   else if (TYPE_P (scope))
10917     {
10918       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
10919               (expr, scope, current_class_type));
10920       expr = (finish_qualified_id_expr
10921               (scope, expr, done, address_p,
10922                QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id),
10923                /*template_arg_p=*/false));
10924     }
10925
10926   /* Expressions do not generally have reference type.  */
10927   if (TREE_CODE (expr) != SCOPE_REF
10928       /* However, if we're about to form a pointer-to-member, we just
10929          want the referenced member referenced.  */
10930       && TREE_CODE (expr) != OFFSET_REF)
10931     expr = convert_from_reference (expr);
10932
10933   return expr;
10934 }
10935
10936 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
10937    template parms; to finish processing the resultant expression, use
10938    tsubst_expr.  */
10939
10940 static tree
10941 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
10942 {
10943   enum tree_code code;
10944   tree r;
10945
10946   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node || args == NULL_TREE)
10947     return t;
10948
10949   code = TREE_CODE (t);
10950
10951   switch (code)
10952     {
10953     case PARM_DECL:
10954       r = retrieve_local_specialization (t);
10955
10956       if (r == NULL)
10957         {
10958           tree c;
10959           /* This can happen for a parameter name used later in a function
10960              declaration (such as in a late-specified return type).  Just
10961              make a dummy decl, since it's only used for its type.  */
10962           gcc_assert (cp_unevaluated_operand != 0);
10963           /* We copy T because want to tsubst the PARM_DECL only,
10964              not the following PARM_DECLs that are chained to T.  */
10965           c = copy_node (t);
10966           r = tsubst_decl (c, args, complain);
10967           /* Give it the template pattern as its context; its true context
10968              hasn't been instantiated yet and this is good enough for
10969              mangling.  */
10970           DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (t);
10971         }
10972       
10973       if (TREE_CODE (r) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
10974         r = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (r);
10975       mark_used (r);
10976       return r;
10977
10978     case CONST_DECL:
10979       {
10980         tree enum_type;
10981         tree v;
10982
10983         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
10984           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
10985         /* There is no need to substitute into namespace-scope
10986            enumerators.  */
10987         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
10988           return t;
10989         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
10990         if (args == NULL_TREE)
10991           return integral_constant_value (t);
10992
10993         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
10994            Consider:
10995
10996              template <int I> int f() {
10997              enum E { a = I };
10998              struct S { void g() { E e = a; } };
10999              };
11000
11001            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
11002            clever enough to find f<7>::a.  */
11003         enum_type
11004           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
11005                               /*entering_scope=*/0);
11006
11007         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
11008              v != NULL_TREE;
11009              v = TREE_CHAIN (v))
11010           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
11011             return TREE_VALUE (v);
11012
11013           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
11014              name-lookup found it during preliminary parsing, we
11015              should find it again here during instantiation.  */
11016         gcc_unreachable ();
11017       }
11018       return t;
11019
11020     case FIELD_DECL:
11021       if (DECL_CONTEXT (t))
11022         {
11023           tree ctx;
11024
11025           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
11026                                   /*entering_scope=*/1);
11027           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
11028             {
11029               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
11030               if (!r)
11031                 {
11032                   if (complain & tf_error)
11033                     error ("using invalid field %qD", t);
11034                   return error_mark_node;
11035                 }
11036               return r;
11037             }
11038         }
11039
11040       return t;
11041
11042     case VAR_DECL:
11043     case FUNCTION_DECL:
11044       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
11045           || local_variable_p (t))
11046         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
11047       mark_used (t);
11048       return t;
11049
11050     case BASELINK:
11051       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
11052
11053     case TEMPLATE_DECL:
11054       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
11055         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
11056                        args, complain, in_decl);
11057       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
11058         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
11059       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
11060                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
11061         {
11062           /* Template template argument like the following example need
11063              special treatment:
11064
11065                template <template <class> class TT> struct C {};
11066                template <class T> struct D {
11067                  template <class U> struct E {};
11068                  C<E> c;                                // #1
11069                };
11070                D<int> d;                                // #2
11071
11072              We are processing the template argument `E' in #1 for
11073              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
11074              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
11075              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
11076
11077           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
11078           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
11079         }
11080       else
11081         /* Ordinary template template argument.  */
11082         return t;
11083
11084     case CAST_EXPR:
11085     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
11086     case CONST_CAST_EXPR:
11087     case STATIC_CAST_EXPR:
11088     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
11089     case NOP_EXPR:
11090       return build1
11091         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
11092          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
11093
11094     case SIZEOF_EXPR:
11095       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
11096         {
11097           /* We only want to compute the number of arguments.  */
11098           tree expanded = tsubst_pack_expansion (TREE_OPERAND (t, 0), args,
11099                                                 complain, in_decl);
11100           int len = 0;
11101
11102           if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
11103             len = TREE_VEC_LENGTH (expanded);
11104
11105           if (expanded == error_mark_node)
11106             return error_mark_node;
11107           else if (PACK_EXPANSION_P (expanded)
11108                    || (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC
11109                        && len > 0
11110                        && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (expanded, len-1))))
11111             {
11112               if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
11113                 expanded = TREE_VEC_ELT (expanded, len - 1);
11114
11115               if (TYPE_P (expanded))
11116                 return cxx_sizeof_or_alignof_type (expanded, SIZEOF_EXPR, 
11117                                                    complain & tf_error);
11118               else
11119                 return cxx_sizeof_or_alignof_expr (expanded, SIZEOF_EXPR,
11120                                                    complain & tf_error);
11121             }
11122           else
11123             return build_int_cst (size_type_node, len);
11124         }
11125       /* Fall through */
11126
11127     case INDIRECT_REF:
11128     case NEGATE_EXPR:
11129     case TRUTH_NOT_EXPR:
11130     case BIT_NOT_EXPR:
11131     case ADDR_EXPR:
11132     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
11133     case ALIGNOF_EXPR:
11134     case AT_ENCODE_EXPR:
11135     case ARROW_EXPR:
11136     case THROW_EXPR:
11137     case TYPEID_EXPR:
11138     case REALPART_EXPR:
11139     case IMAGPART_EXPR:
11140       return build1
11141         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
11142          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
11143
11144     case COMPONENT_REF:
11145       {
11146         tree object;
11147         tree name;
11148
11149         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
11150         name = TREE_OPERAND (t, 1);
11151         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
11152           {
11153             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
11154                                 complain, in_decl);
11155             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
11156           }
11157         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
11158                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
11159           {
11160             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
11161                                      complain, in_decl);
11162             name = TREE_OPERAND (name, 1);
11163             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
11164                                 complain, in_decl);
11165             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
11166             name = build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
11167                                          base, name,
11168                                          /*template_p=*/false);
11169           }
11170         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
11171           name = tsubst_baselink (name,
11172                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
11173                                   args, complain,
11174                                   in_decl);
11175         else
11176           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
11177         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
11178       }
11179
11180     case PLUS_EXPR:
11181     case MINUS_EXPR:
11182     case MULT_EXPR:
11183     case TRUNC_DIV_EXPR:
11184     case CEIL_DIV_EXPR:
11185     case FLOOR_DIV_EXPR:
11186     case ROUND_DIV_EXPR:
11187     case EXACT_DIV_EXPR:
11188     case BIT_AND_EXPR:
11189     case BIT_IOR_EXPR:
11190     case BIT_XOR_EXPR:
11191     case TRUNC_MOD_EXPR:
11192     case FLOOR_MOD_EXPR:
11193     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
11194     case TRUTH_ORIF_EXPR:
11195     case TRUTH_AND_EXPR:
11196     case TRUTH_OR_EXPR:
11197     case RSHIFT_EXPR:
11198     case LSHIFT_EXPR:
11199     case RROTATE_EXPR:
11200     case LROTATE_EXPR:
11201     case EQ_EXPR:
11202     case NE_EXPR:
11203     case MAX_EXPR:
11204     case MIN_EXPR:
11205     case LE_EXPR:
11206     case GE_EXPR:
11207     case LT_EXPR:
11208     case GT_EXPR:
11209     case COMPOUND_EXPR:
11210     case DOTSTAR_EXPR:
11211     case MEMBER_REF:
11212     case PREDECREMENT_EXPR:
11213     case PREINCREMENT_EXPR:
11214     case POSTDECREMENT_EXPR:
11215     case POSTINCREMENT_EXPR:
11216       return build_nt
11217         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11218          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
11219
11220     case SCOPE_REF:
11221       return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
11222                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0),
11223                                                 args, complain, in_decl),
11224                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1),
11225                                                 args, complain, in_decl),
11226                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
11227
11228     case ARRAY_REF:
11229       return build_nt
11230         (ARRAY_REF,
11231          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11232          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
11233          NULL_TREE, NULL_TREE);
11234
11235     case CALL_EXPR:
11236       {
11237         int n = VL_EXP_OPERAND_LENGTH (t);
11238         tree result = build_vl_exp (CALL_EXPR, n);
11239         int i;
11240         for (i = 0; i < n; i++)
11241           TREE_OPERAND (t, i) = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, i), args,
11242                                              complain, in_decl);
11243         return result;
11244       }
11245
11246     case COND_EXPR:
11247     case MODOP_EXPR:
11248     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
11249       {
11250         r = build_nt
11251           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11252            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
11253            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
11254         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
11255         return r;
11256       }
11257
11258     case NEW_EXPR:
11259       {
11260         r = build_nt
11261         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11262          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
11263          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
11264         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
11265         return r;
11266       }
11267
11268     case DELETE_EXPR:
11269       {
11270         r = build_nt
11271         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11272          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
11273         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
11274         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
11275         return r;
11276       }
11277
11278     case TEMPLATE_ID_EXPR:
11279       {
11280         /* Substituted template arguments */
11281         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
11282         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
11283
11284         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
11285         if (targs)
11286           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
11287
11288         return lookup_template_function (fn, targs);
11289       }
11290
11291     case TREE_LIST:
11292       {
11293         tree purpose, value, chain;
11294
11295         if (t == void_list_node)
11296           return t;
11297
11298         purpose = TREE_PURPOSE (t);
11299         if (purpose)
11300           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
11301         value = TREE_VALUE (t);
11302         if (value)
11303           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
11304         chain = TREE_CHAIN (t);
11305         if (chain && chain != void_type_node)
11306           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
11307         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
11308             && value == TREE_VALUE (t)
11309             && chain == TREE_CHAIN (t))
11310           return t;
11311         return tree_cons (purpose, value, chain);
11312       }
11313
11314     case RECORD_TYPE:
11315     case UNION_TYPE:
11316     case ENUMERAL_TYPE:
11317     case INTEGER_TYPE:
11318     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
11319     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11320     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11321     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
11322     case POINTER_TYPE:
11323     case REFERENCE_TYPE:
11324     case OFFSET_TYPE:
11325     case FUNCTION_TYPE:
11326     case METHOD_TYPE:
11327     case ARRAY_TYPE:
11328     case TYPENAME_TYPE:
11329     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
11330     case TYPEOF_TYPE:
11331     case DECLTYPE_TYPE:
11332     case TYPE_DECL:
11333       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
11334
11335     case IDENTIFIER_NODE:
11336       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
11337         {
11338           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
11339           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
11340         }
11341       else
11342         return t;
11343
11344     case CONSTRUCTOR:
11345       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
11346       gcc_unreachable ();
11347
11348     case VA_ARG_EXPR:
11349       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
11350                                           in_decl),
11351                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
11352
11353     case CLEANUP_POINT_EXPR:
11354       /* We shouldn't have built any of these during initial template
11355          generation.  Instead, they should be built during instantiation
11356          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
11357       gcc_unreachable ();
11358
11359     case OFFSET_REF:
11360       r = build2
11361         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
11362          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11363          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
11364       PTRMEM_OK_P (r) = PTRMEM_OK_P (t);
11365       mark_used (TREE_OPERAND (r, 1));
11366       return r;
11367
11368     case EXPR_PACK_EXPANSION:
11369       error ("invalid use of pack expansion expression");
11370       return error_mark_node;
11371
11372     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
11373       error ("use %<...%> to expand argument pack");
11374       return error_mark_node;
11375
11376     default:
11377       return t;
11378     }
11379 }
11380
11381 /* Like tsubst_copy, but specifically for OpenMP clauses.  */
11382
11383 static tree
11384 tsubst_omp_clauses (tree clauses, tree args, tsubst_flags_t complain,
11385                     tree in_decl)
11386 {
11387   tree new_clauses = NULL, nc, oc;
11388
11389   for (oc = clauses; oc ; oc = OMP_CLAUSE_CHAIN (oc))
11390     {
11391       nc = copy_node (oc);
11392       OMP_CLAUSE_CHAIN (nc) = new_clauses;
11393       new_clauses = nc;
11394
11395       switch (OMP_CLAUSE_CODE (nc))
11396         {
11397         case OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE:
11398           if (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc))
11399             {
11400               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc) = push_stmt_list ();
11401               tsubst_expr (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc), args, complain,
11402                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
11403               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc)
11404                 = pop_stmt_list (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc));
11405             }
11406           /* FALLTHRU */
11407         case OMP_CLAUSE_PRIVATE:
11408         case OMP_CLAUSE_SHARED:
11409         case OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE:
11410         case OMP_CLAUSE_REDUCTION:
11411         case OMP_CLAUSE_COPYIN:
11412         case OMP_CLAUSE_COPYPRIVATE:
11413         case OMP_CLAUSE_IF:
11414         case OMP_CLAUSE_NUM_THREADS:
11415         case OMP_CLAUSE_SCHEDULE:
11416         case OMP_CLAUSE_COLLAPSE:
11417           OMP_CLAUSE_OPERAND (nc, 0)
11418             = tsubst_expr (OMP_CLAUSE_OPERAND (oc, 0), args, complain, 
11419                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
11420           break;
11421         case OMP_CLAUSE_NOWAIT:
11422         case OMP_CLAUSE_ORDERED:
11423         case OMP_CLAUSE_DEFAULT:
11424         case OMP_CLAUSE_UNTIED:
11425           break;
11426         default:
11427           gcc_unreachable ();
11428         }
11429     }
11430
11431   return finish_omp_clauses (nreverse (new_clauses));
11432 }
11433
11434 /* Like tsubst_copy_and_build, but unshare TREE_LIST nodes.  */
11435
11436 static tree
11437 tsubst_copy_asm_operands (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
11438                           tree in_decl)
11439 {
11440 #define RECUR(t) tsubst_copy_asm_operands (t, args, complain, in_decl)
11441
11442   tree purpose, value, chain;
11443
11444   if (t == NULL)
11445     return t;
11446
11447   if (TREE_CODE (t) != TREE_LIST)
11448     return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
11449                                   /*function_p=*/false,
11450                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
11451
11452   if (t == void_list_node)
11453     return t;
11454
11455   purpose = TREE_PURPOSE (t);
11456   if (purpose)
11457     purpose = RECUR (purpose);
11458   value = TREE_VALUE (t);
11459   if (value && TREE_CODE (value) != LABEL_DECL)
11460     value = RECUR (value);
11461   chain = TREE_CHAIN (t);
11462   if (chain && chain != void_type_node)
11463     chain = RECUR (chain);
11464   return tree_cons (purpose, value, chain);
11465 #undef RECUR
11466 }
11467
11468 /* Substitute one OMP_FOR iterator.  */
11469
11470 static void
11471 tsubst_omp_for_iterator (tree t, int i, tree declv, tree initv,
11472                          tree condv, tree incrv, tree *clauses,
11473                          tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
11474                          bool integral_constant_expression_p)
11475 {
11476 #define RECUR(NODE)                             \
11477   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
11478                integral_constant_expression_p)
11479   tree decl, init, cond, incr, auto_node;
11480
11481   init = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INIT (t), i);
11482   gcc_assert (TREE_CODE (init) == MODIFY_EXPR);
11483   decl = RECUR (TREE_OPERAND (init, 0));
11484   init = TREE_OPERAND (init, 1);
11485   auto_node = type_uses_auto (TREE_TYPE (decl));
11486   if (auto_node && init)
11487     {
11488       tree init_expr = init;
11489       if (TREE_CODE (init_expr) == DECL_EXPR)
11490         init_expr = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (init_expr));
11491       init_expr = RECUR (init_expr);
11492       TREE_TYPE (decl)
11493         = do_auto_deduction (TREE_TYPE (decl), init_expr, auto_node);
11494     }
11495   gcc_assert (!type_dependent_expression_p (decl));
11496
11497   if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
11498     {
11499       cond = RECUR (TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i));
11500       incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
11501       if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
11502         incr = build_x_modify_expr (RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NOP_EXPR,
11503                                     RECUR (TREE_OPERAND (incr, 1)),
11504                                     complain);
11505       else
11506         incr = RECUR (incr);
11507       TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
11508       TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
11509       TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
11510       TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
11511       return;
11512     }
11513
11514   if (init && TREE_CODE (init) != DECL_EXPR)
11515     {
11516       tree c;
11517       for (c = *clauses; c ; c = OMP_CLAUSE_CHAIN (c))
11518         {
11519           if ((OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_PRIVATE
11520                || OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE)
11521               && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
11522             break;
11523           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE
11524                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
11525             error ("iteration variable %qD should not be firstprivate", decl);
11526           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_REDUCTION
11527                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
11528             error ("iteration variable %qD should not be reduction", decl);
11529         }
11530       if (c == NULL)
11531         {
11532           c = build_omp_clause (input_location, OMP_CLAUSE_PRIVATE);
11533           OMP_CLAUSE_DECL (c) = decl;
11534           c = finish_omp_clauses (c);
11535           if (c)
11536             {
11537               OMP_CLAUSE_CHAIN (c) = *clauses;
11538               *clauses = c;
11539             }
11540         }
11541     }
11542   cond = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i);
11543   if (COMPARISON_CLASS_P (cond))
11544     cond = build2 (TREE_CODE (cond), boolean_type_node,
11545                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 0)),
11546                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 1)));
11547   else
11548     cond = RECUR (cond);
11549   incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
11550   switch (TREE_CODE (incr))
11551     {
11552     case PREINCREMENT_EXPR:
11553     case PREDECREMENT_EXPR:
11554     case POSTINCREMENT_EXPR:
11555     case POSTDECREMENT_EXPR:
11556       incr = build2 (TREE_CODE (incr), TREE_TYPE (decl),
11557                      RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NULL_TREE);
11558       break;
11559     case MODIFY_EXPR:
11560       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
11561           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
11562         {
11563           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 1);
11564           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
11565                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
11566                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
11567                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
11568                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
11569         }
11570       else
11571         incr = RECUR (incr);
11572       break;
11573     case MODOP_EXPR:
11574       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
11575           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
11576         {
11577           tree lhs = RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0));
11578           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl), lhs,
11579                          build2 (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)),
11580                                  TREE_TYPE (decl), lhs,
11581                                  RECUR (TREE_OPERAND (incr, 2))));
11582         }
11583       else if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == NOP_EXPR
11584                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == PLUS_EXPR
11585                    || (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == MINUS_EXPR)))
11586         {
11587           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 2);
11588           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
11589                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
11590                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
11591                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
11592                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
11593         }
11594       else
11595         incr = RECUR (incr);
11596       break;
11597     default:
11598       incr = RECUR (incr);
11599       break;
11600     }
11601
11602   TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
11603   TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
11604   TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
11605   TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
11606 #undef RECUR
11607 }
11608
11609 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
11610    processing.  */
11611
11612 static tree
11613 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
11614              bool integral_constant_expression_p)
11615 {
11616 #define RECUR(NODE)                             \
11617   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
11618                integral_constant_expression_p)
11619
11620   tree stmt, tmp;
11621
11622   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
11623     return t;
11624
11625   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
11626     input_location = EXPR_LOCATION (t);
11627   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
11628     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
11629
11630   switch (TREE_CODE (t))
11631     {
11632     case STATEMENT_LIST:
11633       {
11634         tree_stmt_iterator i;
11635         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
11636           RECUR (tsi_stmt (i));
11637         break;
11638       }
11639
11640     case CTOR_INITIALIZER:
11641       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
11642                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
11643       break;
11644
11645     case RETURN_EXPR:
11646       finish_return_stmt (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
11647       break;
11648
11649     case EXPR_STMT:
11650       tmp = RECUR (EXPR_STMT_EXPR (t));
11651       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
11652         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
11653       else
11654         finish_expr_stmt (tmp);
11655       break;
11656
11657     case USING_STMT:
11658       do_using_directive (RECUR (USING_STMT_NAMESPACE (t)));
11659       break;
11660
11661     case DECL_EXPR:
11662       {
11663         tree decl;
11664         tree init;
11665
11666         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
11667         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
11668           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
11669         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
11670           {
11671             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
11672             tree name = DECL_NAME (decl);
11673             tree decl;
11674
11675             scope = RECUR (scope);
11676             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
11677                                           /*is_type_p=*/false,
11678                                           /*complain=*/false);
11679             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
11680               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl, input_location);
11681             else
11682               do_local_using_decl (decl, scope, name);
11683           }
11684         else
11685           {
11686             init = DECL_INITIAL (decl);
11687             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
11688             if (decl != error_mark_node)
11689               {
11690                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
11691                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
11692                    handle local variables, and since we've already done
11693                    all that needs to be done, that's the right thing to
11694                    do.  */
11695                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11696                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
11697                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
11698                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
11699                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
11700                   finish_anon_union (decl);
11701                 else
11702                   {
11703                     maybe_push_decl (decl);
11704                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
11705                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
11706                       {
11707                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
11708                            initializer.  */
11709                         const char *const name
11710                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
11711                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
11712                       }
11713                     else
11714                       {
11715                         tree t = RECUR (init);
11716
11717                         if (init && !t)
11718                           {
11719                             /* If we had an initializer but it
11720                                instantiated to nothing,
11721                                value-initialize the object.  This will
11722                                only occur when the initializer was a
11723                                pack expansion where the parameter packs
11724                                used in that expansion were of length
11725                                zero.  */
11726                             init = build_value_init (TREE_TYPE (decl),
11727                                                      complain);
11728                             if (TREE_CODE (init) == AGGR_INIT_EXPR)
11729                               init = get_target_expr (init);
11730                           }
11731                         else
11732                           init = t;
11733                       }
11734
11735                     cp_finish_decl (decl, init, false, NULL_TREE, 0);
11736                   }
11737               }
11738           }
11739
11740         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
11741            clause of an if/for/while construct.  */
11742         return decl;
11743       }
11744
11745     case FOR_STMT:
11746       stmt = begin_for_stmt ();
11747       RECUR (FOR_INIT_STMT (t));
11748       finish_for_init_stmt (stmt);
11749       tmp = RECUR (FOR_COND (t));
11750       finish_for_cond (tmp, stmt);
11751       tmp = RECUR (FOR_EXPR (t));
11752       finish_for_expr (tmp, stmt);
11753       RECUR (FOR_BODY (t));
11754       finish_for_stmt (stmt);
11755       break;
11756
11757     case RANGE_FOR_STMT:
11758       {
11759         tree decl, expr;
11760         stmt = begin_for_stmt ();
11761         decl = RANGE_FOR_DECL (t);
11762         decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
11763         maybe_push_decl (decl);
11764         expr = RECUR (RANGE_FOR_EXPR (t));
11765         stmt = cp_convert_range_for (stmt, decl, expr);
11766         RECUR (RANGE_FOR_BODY (t));
11767         finish_for_stmt (stmt);
11768       }
11769       break;
11770
11771     case WHILE_STMT:
11772       stmt = begin_while_stmt ();
11773       tmp = RECUR (WHILE_COND (t));
11774       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
11775       RECUR (WHILE_BODY (t));
11776       finish_while_stmt (stmt);
11777       break;
11778
11779     case DO_STMT:
11780       stmt = begin_do_stmt ();
11781       RECUR (DO_BODY (t));
11782       finish_do_body (stmt);
11783       tmp = RECUR (DO_COND (t));
11784       finish_do_stmt (tmp, stmt);
11785       break;
11786
11787     case IF_STMT:
11788       stmt = begin_if_stmt ();
11789       tmp = RECUR (IF_COND (t));
11790       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
11791       RECUR (THEN_CLAUSE (t));
11792       finish_then_clause (stmt);
11793
11794       if (ELSE_CLAUSE (t))
11795         {
11796           begin_else_clause (stmt);
11797           RECUR (ELSE_CLAUSE (t));
11798           finish_else_clause (stmt);
11799         }
11800
11801       finish_if_stmt (stmt);
11802       break;
11803
11804     case BIND_EXPR:
11805       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
11806         stmt = begin_function_body ();
11807       else
11808         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
11809                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
11810
11811       RECUR (BIND_EXPR_BODY (t));
11812
11813       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
11814         finish_function_body (stmt);
11815       else
11816         finish_compound_stmt (stmt);
11817       break;
11818
11819     case BREAK_STMT:
11820       finish_break_stmt ();
11821       break;
11822
11823     case CONTINUE_STMT:
11824       finish_continue_stmt ();
11825       break;
11826
11827     case SWITCH_STMT:
11828       stmt = begin_switch_stmt ();
11829       tmp = RECUR (SWITCH_STMT_COND (t));
11830       finish_switch_cond (tmp, stmt);
11831       RECUR (SWITCH_STMT_BODY (t));
11832       finish_switch_stmt (stmt);
11833       break;
11834
11835     case CASE_LABEL_EXPR:
11836       finish_case_label (EXPR_LOCATION (t),
11837                          RECUR (CASE_LOW (t)),
11838                          RECUR (CASE_HIGH (t)));
11839       break;
11840
11841     case LABEL_EXPR:
11842       {
11843         tree decl = LABEL_EXPR_LABEL (t);
11844         tree label;
11845
11846         label = finish_label_stmt (DECL_NAME (decl));
11847         if (DECL_ATTRIBUTES (decl) != NULL_TREE)
11848           cplus_decl_attributes (&label, DECL_ATTRIBUTES (decl), 0);
11849       }
11850       break;
11851
11852     case GOTO_EXPR:
11853       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
11854       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
11855         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
11856            non-computed gotos must not be; the identifier in question
11857            will have no binding.  */
11858         tmp = RECUR (tmp);
11859       else
11860         tmp = DECL_NAME (tmp);
11861       finish_goto_stmt (tmp);
11862       break;
11863
11864     case ASM_EXPR:
11865       tmp = finish_asm_stmt
11866         (ASM_VOLATILE_P (t),
11867          RECUR (ASM_STRING (t)),
11868          tsubst_copy_asm_operands (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
11869          tsubst_copy_asm_operands (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
11870          tsubst_copy_asm_operands (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl),
11871          tsubst_copy_asm_operands (ASM_LABELS (t), args, complain, in_decl));
11872       {
11873         tree asm_expr = tmp;
11874         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
11875           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
11876         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
11877       }
11878       break;
11879
11880     case TRY_BLOCK:
11881       if (CLEANUP_P (t))
11882         {
11883           stmt = begin_try_block ();
11884           RECUR (TRY_STMTS (t));
11885           finish_cleanup_try_block (stmt);
11886           finish_cleanup (RECUR (TRY_HANDLERS (t)), stmt);
11887         }
11888       else
11889         {
11890           tree compound_stmt = NULL_TREE;
11891
11892           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11893             stmt = begin_function_try_block (&compound_stmt);
11894           else
11895             stmt = begin_try_block ();
11896
11897           RECUR (TRY_STMTS (t));
11898
11899           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11900             finish_function_try_block (stmt);
11901           else
11902             finish_try_block (stmt);
11903
11904           RECUR (TRY_HANDLERS (t));
11905           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11906             finish_function_handler_sequence (stmt, compound_stmt);
11907           else
11908             finish_handler_sequence (stmt);
11909         }
11910       break;
11911
11912     case HANDLER:
11913       {
11914         tree decl = HANDLER_PARMS (t);
11915
11916         if (decl)
11917           {
11918             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
11919             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
11920                this variable.  We've already done all that needs to be
11921                done.  */
11922             if (decl != error_mark_node)
11923               DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
11924           }
11925         stmt = begin_handler ();
11926         finish_handler_parms (decl, stmt);
11927         RECUR (HANDLER_BODY (t));
11928         finish_handler (stmt);
11929       }
11930       break;
11931
11932     case TAG_DEFN:
11933       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
11934       break;
11935
11936     case STATIC_ASSERT:
11937       {
11938         tree condition = 
11939           tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), 
11940                        args,
11941                        complain, in_decl,
11942                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
11943         finish_static_assert (condition,
11944                               STATIC_ASSERT_MESSAGE (t),
11945                               STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
11946                               /*member_p=*/false);
11947       }
11948       break;
11949
11950     case OMP_PARALLEL:
11951       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_PARALLEL_CLAUSES (t),
11952                                 args, complain, in_decl);
11953       stmt = begin_omp_parallel ();
11954       RECUR (OMP_PARALLEL_BODY (t));
11955       OMP_PARALLEL_COMBINED (finish_omp_parallel (tmp, stmt))
11956         = OMP_PARALLEL_COMBINED (t);
11957       break;
11958
11959     case OMP_TASK:
11960       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_TASK_CLAUSES (t),
11961                                 args, complain, in_decl);
11962       stmt = begin_omp_task ();
11963       RECUR (OMP_TASK_BODY (t));
11964       finish_omp_task (tmp, stmt);
11965       break;
11966
11967     case OMP_FOR:
11968       {
11969         tree clauses, body, pre_body;
11970         tree declv, initv, condv, incrv;
11971         int i;
11972
11973         clauses = tsubst_omp_clauses (OMP_FOR_CLAUSES (t),
11974                                       args, complain, in_decl);
11975         declv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11976         initv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11977         condv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11978         incrv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11979
11980         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)); i++)
11981           tsubst_omp_for_iterator (t, i, declv, initv, condv, incrv,
11982                                    &clauses, args, complain, in_decl,
11983                                    integral_constant_expression_p);
11984
11985         stmt = begin_omp_structured_block ();
11986
11987         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (initv); i++)
11988           if (TREE_VEC_ELT (initv, i) == NULL
11989               || TREE_CODE (TREE_VEC_ELT (initv, i)) != DECL_EXPR)
11990             TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
11991           else if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_VEC_ELT (initv, i))))
11992             {
11993               tree init = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
11994               gcc_assert (init == TREE_VEC_ELT (declv, i));
11995               TREE_VEC_ELT (initv, i) = NULL_TREE;
11996             }
11997           else
11998             {
11999               tree decl_expr = TREE_VEC_ELT (initv, i);
12000               tree init = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr));
12001               gcc_assert (init != NULL);
12002               TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (init);
12003               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = NULL;
12004               RECUR (decl_expr);
12005               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = init;
12006             }
12007
12008         pre_body = push_stmt_list ();
12009         RECUR (OMP_FOR_PRE_BODY (t));
12010         pre_body = pop_stmt_list (pre_body);
12011
12012         body = push_stmt_list ();
12013         RECUR (OMP_FOR_BODY (t));
12014         body = pop_stmt_list (body);
12015
12016         t = finish_omp_for (EXPR_LOCATION (t), declv, initv, condv, incrv,
12017                             body, pre_body, clauses);
12018
12019         add_stmt (finish_omp_structured_block (stmt));
12020       }
12021       break;
12022
12023     case OMP_SECTIONS:
12024     case OMP_SINGLE:
12025       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_CLAUSES (t), args, complain, in_decl);
12026       stmt = push_stmt_list ();
12027       RECUR (OMP_BODY (t));
12028       stmt = pop_stmt_list (stmt);
12029
12030       t = copy_node (t);
12031       OMP_BODY (t) = stmt;
12032       OMP_CLAUSES (t) = tmp;
12033       add_stmt (t);
12034       break;
12035
12036     case OMP_SECTION:
12037     case OMP_CRITICAL:
12038     case OMP_MASTER:
12039     case OMP_ORDERED:
12040       stmt = push_stmt_list ();
12041       RECUR (OMP_BODY (t));
12042       stmt = pop_stmt_list (stmt);
12043
12044       t = copy_node (t);
12045       OMP_BODY (t) = stmt;
12046       add_stmt (t);
12047       break;
12048
12049     case OMP_ATOMIC:
12050       gcc_assert (OMP_ATOMIC_DEPENDENT_P (t));
12051       {
12052         tree op1 = TREE_OPERAND (t, 1);
12053         tree lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
12054         tree rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 1));
12055         finish_omp_atomic (TREE_CODE (op1), lhs, rhs);
12056       }
12057       break;
12058
12059     case EXPR_PACK_EXPANSION:
12060       error ("invalid use of pack expansion expression");
12061       return error_mark_node;
12062
12063     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
12064       error ("use %<...%> to expand argument pack");
12065       return error_mark_node;
12066
12067     default:
12068       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
12069
12070       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
12071                                     /*function_p=*/false,
12072                                     integral_constant_expression_p);
12073     }
12074
12075   return NULL_TREE;
12076 #undef RECUR
12077 }
12078
12079 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
12080    call.  Return the substituted version of T.  */
12081
12082 static tree
12083 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
12084                                     tsubst_flags_t complain,
12085                                     tree in_decl)
12086 {
12087   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
12088     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
12089                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
12090   else
12091     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
12092                                /*function_p=*/false,
12093                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
12094
12095   return t;
12096 }
12097
12098 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
12099    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
12100
12101 tree
12102 tsubst_copy_and_build (tree t,
12103                        tree args,
12104                        tsubst_flags_t complain,
12105                        tree in_decl,
12106                        bool function_p,
12107                        bool integral_constant_expression_p)
12108 {
12109 #define RECUR(NODE)                                             \
12110   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl,         \
12111                          /*function_p=*/false,                  \
12112                          integral_constant_expression_p)
12113
12114   tree op1;
12115
12116   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
12117     return t;
12118
12119   switch (TREE_CODE (t))
12120     {
12121     case USING_DECL:
12122       t = DECL_NAME (t);
12123       /* Fall through.  */
12124     case IDENTIFIER_NODE:
12125       {
12126         tree decl;
12127         cp_id_kind idk;
12128         bool non_integral_constant_expression_p;
12129         const char *error_msg;
12130
12131         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
12132           {
12133             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12134             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
12135           }
12136
12137         /* Look up the name.  */
12138         decl = lookup_name (t);
12139
12140         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
12141            failure, not NULL_TREE.  */
12142         if (decl == NULL_TREE)
12143           decl = error_mark_node;
12144
12145         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
12146                                      &idk,
12147                                      integral_constant_expression_p,
12148                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
12149                                      &non_integral_constant_expression_p,
12150                                      /*template_p=*/false,
12151                                      /*done=*/true,
12152                                      /*address_p=*/false,
12153                                      /*template_arg_p=*/false,
12154                                      &error_msg,
12155                                      input_location);
12156         if (error_msg)
12157           error (error_msg);
12158         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
12159           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
12160         return decl;
12161       }
12162
12163     case TEMPLATE_ID_EXPR:
12164       {
12165         tree object;
12166         tree templ = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12167         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
12168
12169         if (targs)
12170           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
12171
12172         if (TREE_CODE (templ) == COMPONENT_REF)
12173           {
12174             object = TREE_OPERAND (templ, 0);
12175             templ = TREE_OPERAND (templ, 1);
12176           }
12177         else
12178           object = NULL_TREE;
12179         templ = lookup_template_function (templ, targs);
12180
12181         if (object)
12182           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (templ),
12183                          object, templ, NULL_TREE);
12184         else
12185           return baselink_for_fns (templ);
12186       }
12187
12188     case INDIRECT_REF:
12189       {
12190         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12191
12192         if (REFERENCE_REF_P (t))
12193           {
12194             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
12195                such an indirect ref, but the substitution of the cast
12196                will have also added such an indirect ref.  */
12197             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
12198               r = convert_from_reference (r);
12199           }
12200         else
12201           r = build_x_indirect_ref (r, RO_UNARY_STAR, complain);
12202         return r;
12203       }
12204
12205     case NOP_EXPR:
12206       return build_nop
12207         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
12208          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12209
12210     case CAST_EXPR:
12211     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12212     case CONST_CAST_EXPR:
12213     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12214     case STATIC_CAST_EXPR:
12215       {
12216         tree type;
12217         tree op;
12218
12219         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12220         if (integral_constant_expression_p
12221             && !cast_valid_in_integral_constant_expression_p (type))
12222           {
12223             if (complain & tf_error)
12224               error ("a cast to a type other than an integral or "
12225                      "enumeration type cannot appear in a constant-expression");
12226             return error_mark_node; 
12227           }
12228
12229         op = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12230
12231         switch (TREE_CODE (t))
12232           {
12233           case CAST_EXPR:
12234             return build_functional_cast (type, op, complain);
12235           case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12236             return build_reinterpret_cast (type, op, complain);
12237           case CONST_CAST_EXPR:
12238             return build_const_cast (type, op, complain);
12239           case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12240             return build_dynamic_cast (type, op, complain);
12241           case STATIC_CAST_EXPR:
12242             return build_static_cast (type, op, complain);
12243           default:
12244             gcc_unreachable ();
12245           }
12246       }
12247
12248     case POSTDECREMENT_EXPR:
12249     case POSTINCREMENT_EXPR:
12250       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12251                                                 args, complain, in_decl);
12252       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1, complain);
12253
12254     case PREDECREMENT_EXPR:
12255     case PREINCREMENT_EXPR:
12256     case NEGATE_EXPR:
12257     case BIT_NOT_EXPR:
12258     case ABS_EXPR:
12259     case TRUTH_NOT_EXPR:
12260     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
12261     case REALPART_EXPR:
12262     case IMAGPART_EXPR:
12263       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12264                                complain);
12265
12266     case ADDR_EXPR:
12267       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
12268       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
12269         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
12270                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
12271       else
12272         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
12273                                                   in_decl);
12274       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
12275         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1),
12276                                           EXPR_LOCATION (op1));
12277       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1, complain);
12278
12279     case PLUS_EXPR:
12280     case MINUS_EXPR:
12281     case MULT_EXPR:
12282     case TRUNC_DIV_EXPR:
12283     case CEIL_DIV_EXPR:
12284     case FLOOR_DIV_EXPR:
12285     case ROUND_DIV_EXPR:
12286     case EXACT_DIV_EXPR:
12287     case BIT_AND_EXPR:
12288     case BIT_IOR_EXPR:
12289     case BIT_XOR_EXPR:
12290     case TRUNC_MOD_EXPR:
12291     case FLOOR_MOD_EXPR:
12292     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
12293     case TRUTH_ORIF_EXPR:
12294     case TRUTH_AND_EXPR:
12295     case TRUTH_OR_EXPR:
12296     case RSHIFT_EXPR:
12297     case LSHIFT_EXPR:
12298     case RROTATE_EXPR:
12299     case LROTATE_EXPR:
12300     case EQ_EXPR:
12301     case NE_EXPR:
12302     case MAX_EXPR:
12303     case MIN_EXPR:
12304     case LE_EXPR:
12305     case GE_EXPR:
12306     case LT_EXPR:
12307     case GT_EXPR:
12308     case MEMBER_REF:
12309     case DOTSTAR_EXPR:
12310       return build_x_binary_op
12311         (TREE_CODE (t),
12312          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12313          (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 0))
12314           ? ERROR_MARK
12315           : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 0))),
12316          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12317          (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 1))
12318           ? ERROR_MARK
12319           : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1))),
12320          /*overloaded_p=*/NULL,
12321          complain);
12322
12323     case SCOPE_REF:
12324       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
12325                                   /*address_p=*/false);
12326     case ARRAY_REF:
12327       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12328                                                 args, complain, in_decl);
12329       return build_x_array_ref (op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)), complain);
12330
12331     case SIZEOF_EXPR:
12332       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
12333         return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12334       /* Fall through */
12335       
12336     case ALIGNOF_EXPR:
12337       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
12338       if (!args)
12339         {
12340           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
12341              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
12342              the substitutions may not work.  */
12343           if (!TYPE_P (op1))
12344             op1 = TREE_TYPE (op1);
12345         }
12346       else
12347         {
12348           ++cp_unevaluated_operand;
12349           ++c_inhibit_evaluation_warnings;
12350           op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
12351                                        /*function_p=*/false,
12352                                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
12353           --cp_unevaluated_operand;
12354           --c_inhibit_evaluation_warnings;
12355         }
12356       if (TYPE_P (op1))
12357         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), 
12358                                            complain & tf_error);
12359       else
12360         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t), 
12361                                            complain & tf_error);
12362
12363     case AT_ENCODE_EXPR:
12364       {
12365         op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
12366         ++cp_unevaluated_operand;
12367         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
12368         op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
12369                                      /*function_p=*/false,
12370                                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
12371         --cp_unevaluated_operand;
12372         --c_inhibit_evaluation_warnings;
12373         return objc_build_encode_expr (op1);
12374       }
12375
12376     case NOEXCEPT_EXPR:
12377       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
12378       ++cp_unevaluated_operand;
12379       ++c_inhibit_evaluation_warnings;
12380       op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
12381                                    /*function_p=*/false,
12382                                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
12383       --cp_unevaluated_operand;
12384       --c_inhibit_evaluation_warnings;
12385       return finish_noexcept_expr (op1, complain);
12386
12387     case MODOP_EXPR:
12388       {
12389         tree r = build_x_modify_expr
12390           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12391            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
12392            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
12393            complain);
12394         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
12395            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
12396            than plain assignment.  In the former case, it was already
12397            set and must be copied.  In the latter case,
12398            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
12399            here.  */
12400         if (TREE_NO_WARNING (t))
12401           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
12402         return r;
12403       }
12404
12405     case ARROW_EXPR:
12406       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12407                                                 args, complain, in_decl);
12408       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
12409       if (DECL_P (op1))
12410         mark_used (op1);
12411       return build_x_arrow (op1);
12412
12413     case NEW_EXPR:
12414       {
12415         tree placement = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12416         tree init = RECUR (TREE_OPERAND (t, 3));
12417         VEC(tree,gc) *placement_vec;
12418         VEC(tree,gc) *init_vec;
12419         tree ret;
12420
12421         if (placement == NULL_TREE)
12422           placement_vec = NULL;
12423         else
12424           {
12425             placement_vec = make_tree_vector ();
12426             for (; placement != NULL_TREE; placement = TREE_CHAIN (placement))
12427               VEC_safe_push (tree, gc, placement_vec, TREE_VALUE (placement));
12428           }
12429
12430         /* If there was an initializer in the original tree, but it
12431            instantiated to an empty list, then we should pass a
12432            non-NULL empty vector to tell build_new that it was an
12433            empty initializer() rather than no initializer.  This can
12434            only happen when the initializer is a pack expansion whose
12435            parameter packs are of length zero.  */
12436         if (init == NULL_TREE && TREE_OPERAND (t, 3) == NULL_TREE)
12437           init_vec = NULL;
12438         else
12439           {
12440             init_vec = make_tree_vector ();
12441             if (init == void_zero_node)
12442               gcc_assert (init_vec != NULL);
12443             else
12444               {
12445                 for (; init != NULL_TREE; init = TREE_CHAIN (init))
12446                   VEC_safe_push (tree, gc, init_vec, TREE_VALUE (init));
12447               }
12448           }
12449
12450         ret = build_new (&placement_vec,
12451                          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12452                          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
12453                          &init_vec,
12454                          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t),
12455                          complain);
12456
12457         if (placement_vec != NULL)
12458           release_tree_vector (placement_vec);
12459         if (init_vec != NULL)
12460           release_tree_vector (init_vec);
12461
12462         return ret;
12463       }
12464
12465     case DELETE_EXPR:
12466      return delete_sanity
12467        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12468         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12469         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
12470         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
12471
12472     case COMPOUND_EXPR:
12473       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12474                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12475                                     complain);
12476
12477     case CALL_EXPR:
12478       {
12479         tree function;
12480         VEC(tree,gc) *call_args;
12481         unsigned int nargs, i;
12482         bool qualified_p;
12483         bool koenig_p;
12484         tree ret;
12485
12486         function = CALL_EXPR_FN (t);
12487         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
12488            not Koenig lookup should be performed.  */
12489         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
12490         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
12491           {
12492             qualified_p = true;
12493             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
12494                                             /*done=*/false,
12495                                             /*address_p=*/false);
12496           }
12497         else
12498           {
12499             if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
12500               {
12501                 tree op = TREE_OPERAND (function, 1);
12502
12503                 qualified_p = (TREE_CODE (op) == SCOPE_REF
12504                                || (BASELINK_P (op)
12505                                    && BASELINK_QUALIFIED_P (op)));
12506               }
12507             else
12508               qualified_p = false;
12509
12510             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
12511                                               in_decl,
12512                                               !qualified_p,
12513                                               integral_constant_expression_p);
12514
12515             if (BASELINK_P (function))
12516               qualified_p = true;
12517           }
12518
12519         nargs = call_expr_nargs (t);
12520         call_args = make_tree_vector ();
12521         for (i = 0; i < nargs; ++i)
12522           {
12523             tree arg = CALL_EXPR_ARG (t, i);
12524
12525             if (!PACK_EXPANSION_P (arg))
12526               VEC_safe_push (tree, gc, call_args,
12527                              RECUR (CALL_EXPR_ARG (t, i)));
12528             else
12529               {
12530                 /* Expand the pack expansion and push each entry onto
12531                    CALL_ARGS.  */
12532                 arg = tsubst_pack_expansion (arg, args, complain, in_decl);
12533                 if (TREE_CODE (arg) == TREE_VEC)
12534                   {
12535                     unsigned int len, j;
12536
12537                     len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
12538                     for (j = 0; j < len; ++j)
12539                       {
12540                         tree value = TREE_VEC_ELT (arg, j);
12541                         if (value != NULL_TREE)
12542                           value = convert_from_reference (value);
12543                         VEC_safe_push (tree, gc, call_args, value);
12544                       }
12545                   }
12546                 else
12547                   {
12548                     /* A partial substitution.  Add one entry.  */
12549                     VEC_safe_push (tree, gc, call_args, arg);
12550                   }
12551               }
12552           }
12553
12554         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
12555            lookup finds a non-function, in accordance with the
12556            expected resolution of DR 218.  */
12557         if (koenig_p
12558             && ((is_overloaded_fn (function)
12559                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
12560                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
12561                     to denote the function.  */
12562                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
12563                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
12564             /* Only do this when substitution turns a dependent call
12565                into a non-dependent call.  */
12566             && type_dependent_expression_p_push (t)
12567             && !any_type_dependent_arguments_p (call_args))
12568           function = perform_koenig_lookup (function, call_args, false);
12569
12570         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
12571           {
12572             unqualified_name_lookup_error (function);
12573             release_tree_vector (call_args);
12574             return error_mark_node;
12575           }
12576
12577         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
12578         if (DECL_P (function))
12579           mark_used (function);
12580
12581         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
12582           ret = build_offset_ref_call_from_tree (function, &call_args);
12583         else if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
12584           {
12585             tree instance = TREE_OPERAND (function, 0);
12586             tree fn = TREE_OPERAND (function, 1);
12587
12588             if (processing_template_decl
12589                 && (type_dependent_expression_p (instance)
12590                     || (!BASELINK_P (fn)
12591                         && TREE_CODE (fn) != FIELD_DECL)
12592                     || type_dependent_expression_p (fn)
12593                     || any_type_dependent_arguments_p (call_args)))
12594               ret = build_nt_call_vec (function, call_args);
12595             else if (!BASELINK_P (fn))
12596               ret = finish_call_expr (function, &call_args,
12597                                        /*disallow_virtual=*/false,
12598                                        /*koenig_p=*/false,
12599                                        complain);
12600             else
12601               ret = (build_new_method_call
12602                       (instance, fn,
12603                        &call_args, NULL_TREE,
12604                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL,
12605                        /*fn_p=*/NULL,
12606                        complain));
12607           }
12608         else
12609           ret = finish_call_expr (function, &call_args,
12610                                   /*disallow_virtual=*/qualified_p,
12611                                   koenig_p,
12612                                   complain);
12613
12614         release_tree_vector (call_args);
12615
12616         return ret;
12617       }
12618
12619     case COND_EXPR:
12620       return build_x_conditional_expr
12621         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12622          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12623          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
12624          complain);
12625
12626     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
12627       return finish_pseudo_destructor_expr
12628         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12629          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12630          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
12631
12632     case TREE_LIST:
12633       {
12634         tree purpose, value, chain;
12635
12636         if (t == void_list_node)
12637           return t;
12638
12639         if ((TREE_PURPOSE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_PURPOSE (t)))
12640             || (TREE_VALUE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (t))))
12641           {
12642             /* We have pack expansions, so expand those and
12643                create a new list out of it.  */
12644             tree purposevec = NULL_TREE;
12645             tree valuevec = NULL_TREE;
12646             tree chain;
12647             int i, len = -1;
12648
12649             /* Expand the argument expressions.  */
12650             if (TREE_PURPOSE (t))
12651               purposevec = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), args,
12652                                                  complain, in_decl);
12653             if (TREE_VALUE (t))
12654               valuevec = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (t), args,
12655                                                complain, in_decl);
12656
12657             /* Build the rest of the list.  */
12658             chain = TREE_CHAIN (t);
12659             if (chain && chain != void_type_node)
12660               chain = RECUR (chain);
12661
12662             /* Determine the number of arguments.  */
12663             if (purposevec && TREE_CODE (purposevec) == TREE_VEC)
12664               {
12665                 len = TREE_VEC_LENGTH (purposevec);
12666                 gcc_assert (!valuevec || len == TREE_VEC_LENGTH (valuevec));
12667               }
12668             else if (TREE_CODE (valuevec) == TREE_VEC)
12669               len = TREE_VEC_LENGTH (valuevec);
12670             else
12671               {
12672                 /* Since we only performed a partial substitution into
12673                    the argument pack, we only return a single list
12674                    node.  */
12675                 if (purposevec == TREE_PURPOSE (t)
12676                     && valuevec == TREE_VALUE (t)
12677                     && chain == TREE_CHAIN (t))
12678                   return t;
12679
12680                 return tree_cons (purposevec, valuevec, chain);
12681               }
12682             
12683             /* Convert the argument vectors into a TREE_LIST */
12684             i = len;
12685             while (i > 0)
12686               {
12687                 /* Grab the Ith values.  */
12688                 i--;
12689                 purpose = purposevec ? TREE_VEC_ELT (purposevec, i) 
12690                                      : NULL_TREE;
12691                 value 
12692                   = valuevec ? convert_from_reference (TREE_VEC_ELT (valuevec, i)) 
12693                              : NULL_TREE;
12694
12695                 /* Build the list (backwards).  */
12696                 chain = tree_cons (purpose, value, chain);
12697               }
12698
12699             return chain;
12700           }
12701
12702         purpose = TREE_PURPOSE (t);
12703         if (purpose)
12704           purpose = RECUR (purpose);
12705         value = TREE_VALUE (t);
12706         if (value)
12707           value = RECUR (value);
12708         chain = TREE_CHAIN (t);
12709         if (chain && chain != void_type_node)
12710           chain = RECUR (chain);
12711         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
12712             && value == TREE_VALUE (t)
12713             && chain == TREE_CHAIN (t))
12714           return t;
12715         return tree_cons (purpose, value, chain);
12716       }
12717
12718     case COMPONENT_REF:
12719       {
12720         tree object;
12721         tree object_type;
12722         tree member;
12723
12724         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12725                                                      args, complain, in_decl);
12726         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
12727         if (DECL_P (object))
12728           mark_used (object);
12729         object_type = TREE_TYPE (object);
12730
12731         member = TREE_OPERAND (t, 1);
12732         if (BASELINK_P (member))
12733           member = tsubst_baselink (member,
12734                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
12735                                     args, complain, in_decl);
12736         else
12737           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
12738         if (member == error_mark_node)
12739           return error_mark_node;
12740
12741         if (object_type && !CLASS_TYPE_P (object_type))
12742           {
12743             if (SCALAR_TYPE_P (object_type))
12744               {
12745                 tree s = NULL_TREE;
12746                 tree dtor = member;
12747
12748                 if (TREE_CODE (dtor) == SCOPE_REF)
12749                   {
12750                     s = TREE_OPERAND (dtor, 0);
12751                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 1);
12752                   }
12753                 if (TREE_CODE (dtor) == BIT_NOT_EXPR)
12754                   {
12755                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 0);
12756                     if (TYPE_P (dtor))
12757                       return finish_pseudo_destructor_expr (object, s, dtor);
12758                   }
12759               }
12760           }
12761         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
12762                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12763           {
12764             tree tmpl;
12765             tree args;
12766
12767             /* Lookup the template functions now that we know what the
12768                scope is.  */
12769             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
12770             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
12771             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl,
12772                                             /*is_type_p=*/false,
12773                                             /*complain=*/false);
12774             if (BASELINK_P (member))
12775               {
12776                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
12777                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
12778                               args);
12779                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
12780                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
12781                            object_type));
12782               }
12783             else
12784               {
12785                 qualified_name_lookup_error (object_type, tmpl, member,
12786                                              input_location);
12787                 return error_mark_node;
12788               }
12789           }
12790         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
12791                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
12792                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
12793           {
12794             if (complain & tf_error)
12795               {
12796                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
12797                   error ("%qT is not a class or namespace",
12798                          TREE_OPERAND (member, 0));
12799                 else
12800                   error ("%qD is not a class or namespace",
12801                          TREE_OPERAND (member, 0));
12802               }
12803             return error_mark_node;
12804           }
12805         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
12806           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
12807
12808         return finish_class_member_access_expr (object, member,
12809                                                 /*template_p=*/false,
12810                                                 complain);
12811       }
12812
12813     case THROW_EXPR:
12814       return build_throw
12815         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12816
12817     case CONSTRUCTOR:
12818       {
12819         VEC(constructor_elt,gc) *n;
12820         constructor_elt *ce;
12821         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
12822         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12823         bool process_index_p;
12824         int newlen;
12825         bool need_copy_p = false;
12826         tree r;
12827
12828         if (type == error_mark_node)
12829           return error_mark_node;
12830
12831         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
12832         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
12833           return t;
12834
12835         /* We do not want to process the index of aggregate
12836            initializers as they are identifier nodes which will be
12837            looked up by digest_init.  */
12838         process_index_p = !(type && MAYBE_CLASS_TYPE_P (type));
12839
12840         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
12841         newlen = VEC_length (constructor_elt, n);
12842         FOR_EACH_VEC_ELT (constructor_elt, n, idx, ce)
12843           {
12844             if (ce->index && process_index_p)
12845               ce->index = RECUR (ce->index);
12846
12847             if (PACK_EXPANSION_P (ce->value))
12848               {
12849                 /* Substitute into the pack expansion.  */
12850                 ce->value = tsubst_pack_expansion (ce->value, args, complain,
12851                                                   in_decl);
12852
12853                 if (ce->value == error_mark_node)
12854                   ;
12855                 else if (TREE_VEC_LENGTH (ce->value) == 1)
12856                   /* Just move the argument into place.  */
12857                   ce->value = TREE_VEC_ELT (ce->value, 0);
12858                 else
12859                   {
12860                     /* Update the length of the final CONSTRUCTOR
12861                        arguments vector, and note that we will need to
12862                        copy.*/
12863                     newlen = newlen + TREE_VEC_LENGTH (ce->value) - 1;
12864                     need_copy_p = true;
12865                   }
12866               }
12867             else
12868               ce->value = RECUR (ce->value);
12869           }
12870
12871         if (need_copy_p)
12872           {
12873             VEC(constructor_elt,gc) *old_n = n;
12874
12875             n = VEC_alloc (constructor_elt, gc, newlen);
12876             FOR_EACH_VEC_ELT (constructor_elt, old_n, idx, ce)
12877               {
12878                 if (TREE_CODE (ce->value) == TREE_VEC)
12879                   {
12880                     int i, len = TREE_VEC_LENGTH (ce->value);
12881                     for (i = 0; i < len; ++i)
12882                       CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0,
12883                                               TREE_VEC_ELT (ce->value, i));
12884                   }
12885                 else
12886                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0, ce->value);
12887               }
12888           }
12889
12890         r = build_constructor (init_list_type_node, n);
12891         CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (r) = CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (t);
12892
12893         if (TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t))
12894           return finish_compound_literal (type, r);
12895
12896         return r;
12897       }
12898
12899     case TYPEID_EXPR:
12900       {
12901         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12902         if (TYPE_P (operand_0))
12903           return get_typeid (operand_0);
12904         return build_typeid (operand_0);
12905       }
12906
12907     case VAR_DECL:
12908       if (!args)
12909         return t;
12910       /* Fall through */
12911
12912     case PARM_DECL:
12913       {
12914         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12915
12916         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
12917           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
12918              the appropriate INDIRECT_REF.  */
12919           r = convert_from_reference (r);
12920         return r;
12921       }
12922
12923     case VA_ARG_EXPR:
12924       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12925                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain,
12926                                           in_decl));
12927
12928     case OFFSETOF_EXPR:
12929       return finish_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12930
12931     case TRAIT_EXPR:
12932       {
12933         tree type1 = tsubst_copy (TRAIT_EXPR_TYPE1 (t), args,
12934                                   complain, in_decl);
12935
12936         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (t);
12937         if (type2)
12938           type2 = tsubst_copy (type2, args, complain, in_decl);
12939         
12940         return finish_trait_expr (TRAIT_EXPR_KIND (t), type1, type2);
12941       }
12942
12943     case STMT_EXPR:
12944       {
12945         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
12946         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
12947
12948         cur_stmt_expr = stmt_expr;
12949         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl,
12950                      integral_constant_expression_p);
12951         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
12952         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
12953
12954         /* If the resulting list of expression statement is empty,
12955            fold it further into void_zero_node.  */
12956         if (empty_expr_stmt_p (stmt_expr))
12957           stmt_expr = void_zero_node;
12958
12959         return stmt_expr;
12960       }
12961
12962     case CONST_DECL:
12963       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12964       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
12965          to their underlying values.  */
12966       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
12967         {
12968           used_types_insert (TREE_TYPE (t));
12969           return DECL_INITIAL (t);
12970         }
12971       return t;
12972
12973     case LAMBDA_EXPR:
12974       {
12975         tree r = build_lambda_expr ();
12976
12977         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
12978         TREE_TYPE (r) = type;
12979         CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (type) = r;
12980
12981         LAMBDA_EXPR_LOCATION (r)
12982           = LAMBDA_EXPR_LOCATION (t);
12983         LAMBDA_EXPR_DEFAULT_CAPTURE_MODE (r)
12984           = LAMBDA_EXPR_DEFAULT_CAPTURE_MODE (t);
12985         LAMBDA_EXPR_MUTABLE_P (r) = LAMBDA_EXPR_MUTABLE_P (t);
12986         LAMBDA_EXPR_DISCRIMINATOR (r)
12987           = (LAMBDA_EXPR_DISCRIMINATOR (t));
12988         LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (r)
12989           = RECUR (LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (t));
12990         LAMBDA_EXPR_THIS_CAPTURE (r)
12991           = RECUR (LAMBDA_EXPR_THIS_CAPTURE (t));
12992         LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE (r)
12993           = RECUR (LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE (t));
12994
12995         /* Do this again now that LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE is set.  */
12996         determine_visibility (TYPE_NAME (type));
12997         /* Now that we know visibility, instantiate the type so we have a
12998            declaration of the op() for later calls to lambda_function.  */
12999         complete_type (type);
13000
13001         type = tsubst (LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
13002         if (type)
13003           apply_lambda_return_type (r, type);
13004
13005         return build_lambda_object (r);
13006       }
13007
13008     default:
13009       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
13010       {
13011         tree subst
13012           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
13013                                          in_decl, /*function_p=*/false);
13014         if (subst)
13015           return subst;
13016       }
13017       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
13018     }
13019
13020 #undef RECUR
13021 }
13022
13023 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
13024    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
13025    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
13026    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
13027
13028 static bool
13029 check_instantiated_arg (tree tmpl, tree t, tsubst_flags_t complain)
13030 {
13031   if (ARGUMENT_PACK_P (t))
13032     {
13033       tree vec = ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
13034       int len = TREE_VEC_LENGTH (vec);
13035       bool result = false;
13036       int i;
13037
13038       for (i = 0; i < len; ++i)
13039         if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (vec, i), complain))
13040           result = true;
13041       return result;
13042     }
13043   else if (TYPE_P (t))
13044     {
13045       /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
13046          of a class or enumeration declared in a local scope)
13047          shall not be used to declare an entity with linkage.
13048          This implies that names with no linkage cannot be used as
13049          template arguments
13050
13051          DR 757 relaxes this restriction for C++0x.  */
13052       tree nt = (cxx_dialect > cxx98 ? NULL_TREE
13053                  : no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false));
13054
13055       if (nt)
13056         {
13057           /* DR 488 makes use of a type with no linkage cause
13058              type deduction to fail.  */
13059           if (complain & tf_error)
13060             {
13061               if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
13062                 error ("%qT is/uses anonymous type", t);
13063               else
13064                 error ("template argument for %qD uses local type %qT",
13065                        tmpl, t);
13066             }
13067           return true;
13068         }
13069       /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
13070          allow variably-modified types as template arguments.  */
13071       else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
13072         {
13073           if (complain & tf_error)
13074             error ("%qT is a variably modified type", t);
13075           return true;
13076         }
13077     }
13078   /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
13079      constant.  */
13080   else if (TREE_TYPE (t)
13081            && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
13082            && !TREE_CONSTANT (t))
13083     {
13084       if (complain & tf_error)
13085         error ("integral expression %qE is not constant", t);
13086       return true;
13087     }
13088   return false;
13089 }
13090
13091 static bool
13092 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
13093 {
13094   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
13095   bool result = false;
13096
13097   for (ix = 0; ix != len; ix++)
13098     {
13099       if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (args, ix), complain))
13100         result = true;
13101     }
13102   if (result && (complain & tf_error))
13103     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
13104   return result;
13105 }
13106
13107 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
13108    the template arguments in TARG_PTR.  */
13109
13110 tree
13111 instantiate_template (tree tmpl, tree orig_args, tsubst_flags_t complain)
13112 {
13113   tree targ_ptr = orig_args;
13114   tree fndecl;
13115   tree gen_tmpl;
13116   tree spec;
13117   HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
13118
13119   if (tmpl == error_mark_node)
13120     return error_mark_node;
13121
13122   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
13123
13124   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
13125   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
13126     {
13127       tree spec;
13128       tree clone;
13129
13130       /* Use DECL_ABSTRACT_ORIGIN because only FUNCTION_DECLs have
13131          DECL_CLONED_FUNCTION.  */
13132       spec = instantiate_template (DECL_ABSTRACT_ORIGIN (tmpl),
13133                                    targ_ptr, complain);
13134       if (spec == error_mark_node)
13135         return error_mark_node;
13136
13137       /* Look for the clone.  */
13138       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
13139         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
13140           return clone;
13141       /* We should always have found the clone by now.  */
13142       gcc_unreachable ();
13143       return NULL_TREE;
13144     }
13145
13146   /* Check to see if we already have this specialization.  */
13147   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
13148   if (tmpl != gen_tmpl)
13149     /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
13150        arguments we must add the arguments used to perform the
13151        partial instantiation.  */
13152     targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
13153                                             targ_ptr);
13154
13155   /* It would be nice to avoid hashing here and then again in tsubst_decl,
13156      but it doesn't seem to be on the hot path.  */
13157   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr, 0);
13158
13159   gcc_assert (tmpl == gen_tmpl
13160               || ((fndecl = retrieve_specialization (tmpl, orig_args, 0))
13161                   == spec)
13162               || fndecl == NULL_TREE);
13163
13164   if (spec != NULL_TREE)
13165     return spec;
13166
13167   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
13168                                complain))
13169     return error_mark_node;
13170
13171   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
13172      parameters and return types have to be checked.  However this
13173      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
13174      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
13175      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
13176   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
13177
13178   /* Although PROCESSING_TEMPLATE_DECL may be true at this point
13179      (because, for example, we have encountered a non-dependent
13180      function call in the body of a template function and must now
13181      determine which of several overloaded functions will be called),
13182      within the instantiation itself we are not processing a
13183      template.  */  
13184   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
13185   processing_template_decl = 0;
13186   /* Substitute template parameters to obtain the specialization.  */
13187   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
13188                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
13189   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
13190   if (fndecl == error_mark_node)
13191     return error_mark_node;
13192
13193   /* Now we know the specialization, compute access previously
13194      deferred.  */
13195   push_access_scope (fndecl);
13196
13197   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
13198      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
13199      added to the template at parsing time. Let's get those and perfom
13200      the acces checks then.  */
13201   perform_typedefs_access_check (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl), targ_ptr);
13202   perform_deferred_access_checks ();
13203   pop_access_scope (fndecl);
13204   pop_deferring_access_checks ();
13205
13206   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
13207      template, not the most general template.  */
13208   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
13209
13210   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
13211      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
13212      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
13213      instantiating the template clones.  */
13214   if (DECL_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (DECL_CHAIN (gen_tmpl)))
13215     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
13216
13217   return fndecl;
13218 }
13219
13220 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  ARGS is an array with
13221    NARGS elements of the arguments that are being used when calling
13222    it.  TARGS is a vector into which the deduced template arguments
13223    are placed.
13224
13225    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
13226    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
13227    printed only for an incomplete match.
13228
13229    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
13230    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
13231
13232    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
13233    template-id.
13234
13235    The parameter STRICT is one of:
13236
13237    DEDUCE_CALL:
13238      We are deducing arguments for a function call, as in
13239      [temp.deduct.call].
13240
13241    DEDUCE_CONV:
13242      We are deducing arguments for a conversion function, as in
13243      [temp.deduct.conv].
13244
13245    DEDUCE_EXACT:
13246      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
13247      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
13248      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
13249      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
13250
13251 int
13252 fn_type_unification (tree fn,
13253                      tree explicit_targs,
13254                      tree targs,
13255                      const tree *args,
13256                      unsigned int nargs,
13257                      tree return_type,
13258                      unification_kind_t strict,
13259                      int flags)
13260 {
13261   tree parms;
13262   tree fntype;
13263   int result;
13264   bool incomplete_argument_packs_p = false;
13265
13266   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
13267
13268   fntype = TREE_TYPE (fn);
13269   if (explicit_targs)
13270     {
13271       /* [temp.deduct]
13272
13273          The specified template arguments must match the template
13274          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
13275          must not be more arguments than there are parameters;
13276          otherwise type deduction fails.
13277
13278          Nontype arguments must match the types of the corresponding
13279          nontype template parameters, or must be convertible to the
13280          types of the corresponding nontype parameters as specified in
13281          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
13282
13283          All references in the function type of the function template
13284          to the corresponding template parameters are replaced by the
13285          specified template argument values.  If a substitution in a
13286          template parameter or in the function type of the function
13287          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
13288       tree tparms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn);
13289       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
13290       tree converted_args;
13291       bool incomplete = false;
13292
13293       if (explicit_targs == error_mark_node)
13294         return 1;
13295
13296       converted_args
13297         = (coerce_template_parms (tparms, explicit_targs, NULL_TREE, tf_none,
13298                                   /*require_all_args=*/false,
13299                                   /*use_default_args=*/false));
13300       if (converted_args == error_mark_node)
13301         return 1;
13302
13303       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
13304          necessary so that, for instance, explicitly declared function
13305          arguments can match null pointed constants.  If we were given
13306          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
13307          processing during substitution as we could create partial
13308          instantiations.  */
13309       for (i = 0; i < len; i++)
13310         {
13311           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
13312           bool parameter_pack = false;
13313
13314           /* Dig out the actual parm.  */
13315           if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
13316               || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
13317             {
13318               parm = TREE_TYPE (parm);
13319               parameter_pack = TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm);
13320             }
13321           else if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
13322             {
13323               parm = DECL_INITIAL (parm);
13324               parameter_pack = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm);
13325             }
13326
13327           if (parameter_pack)
13328             {
13329               int level, idx;
13330               tree targ;
13331               template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
13332
13333               /* Mark the argument pack as "incomplete". We could
13334                  still deduce more arguments during unification.  */
13335               targ = TMPL_ARG (converted_args, level, idx);
13336               if (targ)
13337                 {
13338                   ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P(targ) = 1;
13339                   ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (targ) 
13340                     = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
13341                 }
13342
13343               /* We have some incomplete argument packs.  */
13344               incomplete_argument_packs_p = true;
13345             }
13346         }
13347
13348       if (incomplete_argument_packs_p)
13349         /* Any substitution is guaranteed to be incomplete if there
13350            are incomplete argument packs, because we can still deduce
13351            more arguments.  */
13352         incomplete = 1;
13353       else
13354         incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
13355
13356       processing_template_decl += incomplete;
13357       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
13358       processing_template_decl -= incomplete;
13359
13360       if (fntype == error_mark_node)
13361         return 1;
13362
13363       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
13364       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
13365         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
13366     }
13367
13368   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
13369   parms = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (fntype));
13370
13371   if (return_type)
13372     {
13373       tree *new_args;
13374
13375       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
13376       new_args = XALLOCAVEC (tree, nargs + 1);
13377       new_args[0] = return_type;
13378       memcpy (new_args + 1, args, nargs * sizeof (tree));
13379       args = new_args;
13380       ++nargs;
13381     }
13382
13383   /* We allow incomplete unification without an error message here
13384      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
13385      callers must be ready to deal with unification failures in any
13386      event.  */
13387   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
13388                                   targs, parms, args, nargs, /*subr=*/0,
13389                                   strict, flags);
13390
13391   if (result == 0 && incomplete_argument_packs_p)
13392     {
13393       int i, len = NUM_TMPL_ARGS (targs);
13394
13395       /* Clear the "incomplete" flags on all argument packs.  */
13396       for (i = 0; i < len; i++)
13397         {
13398           tree arg = TREE_VEC_ELT (targs, i);
13399           if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
13400             {
13401               ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg) = 0;
13402               ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (arg) = NULL_TREE;
13403             }
13404         }
13405     }
13406
13407   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
13408      ensure that the arguments deduced for the template template
13409      parameters have compatible template parameter lists.  We cannot
13410      check this property before we have deduced all template
13411      arguments, because the template parameter types of a template
13412      template parameter might depend on prior template parameters
13413      deduced after the template template parameter.  The following
13414      ill-formed example illustrates this issue:
13415
13416        template<typename T, template<T> class C> void f(C<5>, T);
13417
13418        template<int N> struct X {};
13419
13420        void g() {
13421          f(X<5>(), 5l); // error: template argument deduction fails
13422        }
13423
13424      The template parameter list of 'C' depends on the template type
13425      parameter 'T', but 'C' is deduced to 'X' before 'T' is deduced to
13426      'long'.  Thus, we can't check that 'C' cannot bind to 'X' at the
13427      time that we deduce 'C'.  */
13428   if (result == 0
13429       && !template_template_parm_bindings_ok_p 
13430            (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), targs))
13431     return 1;
13432
13433   if (result == 0)
13434     /* All is well so far.  Now, check:
13435
13436        [temp.deduct]
13437
13438        When all template arguments have been deduced, all uses of
13439        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
13440        the corresponding deduced argument values.  If the
13441        substitution results in an invalid type, as described above,
13442        type deduction fails.  */
13443     {
13444       tree substed = tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE);
13445       if (substed == error_mark_node)
13446         return 1;
13447
13448       /* If we're looking for an exact match, check that what we got
13449          is indeed an exact match.  It might not be if some template
13450          parameters are used in non-deduced contexts.  */
13451       if (strict == DEDUCE_EXACT)
13452         {
13453           unsigned int i;
13454
13455           tree sarg
13456             = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (substed));
13457           if (return_type)
13458             sarg = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (substed), sarg);
13459           for (i = 0; i < nargs && sarg; ++i, sarg = TREE_CHAIN (sarg))
13460             if (!same_type_p (args[i], TREE_VALUE (sarg)))
13461               return 1;
13462         }
13463     }
13464
13465   return result;
13466 }
13467
13468 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
13469    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
13470    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
13471    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
13472    the argument passed to the call, or the type of the value
13473    initialized with the result of the conversion function.
13474    ARG_EXPR is the original argument expression, which may be null.  */
13475
13476 static int
13477 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
13478                                   tree* parm,
13479                                   tree* arg,
13480                                   tree arg_expr)
13481 {
13482   int result = 0;
13483
13484   switch (strict)
13485     {
13486     case DEDUCE_CALL:
13487       break;
13488
13489     case DEDUCE_CONV:
13490       {
13491         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
13492            function; the handling is precisely symmetric since PARM
13493            will initialize ARG rather than vice versa.  */
13494         tree* temp = parm;
13495         parm = arg;
13496         arg = temp;
13497         break;
13498       }
13499
13500     case DEDUCE_EXACT:
13501       /* Core issue #873: Do the DR606 thing (see below) for these cases,
13502          too, but here handle it by stripping the reference from PARM
13503          rather than by adding it to ARG.  */
13504       if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
13505           && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
13506           && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
13507           && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
13508           && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE
13509           && !TYPE_REF_IS_RVALUE (*arg))
13510         *parm = TREE_TYPE (*parm);
13511       /* Nothing else to do in this case.  */
13512       return 0;
13513
13514     default:
13515       gcc_unreachable ();
13516     }
13517
13518   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
13519     {
13520       /* [temp.deduct.call]
13521
13522          If P is not a reference type:
13523
13524          --If A is an array type, the pointer type produced by the
13525          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
13526          used in place of A for type deduction; otherwise,
13527
13528          --If A is a function type, the pointer type produced by
13529          the function-to-pointer standard conversion
13530          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
13531          otherwise,
13532
13533          --If A is a cv-qualified type, the top level
13534          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
13535          deduction.  */
13536       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
13537         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
13538       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
13539         *arg = build_pointer_type (*arg);
13540       else
13541         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
13542     }
13543
13544   /* From C++0x [14.8.2.1/3 temp.deduct.call] (after DR606), "If P is
13545      of the form T&&, where T is a template parameter, and the argument
13546      is an lvalue, T is deduced as A& */
13547   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
13548       && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
13549       && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
13550       && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
13551       && arg_expr && real_lvalue_p (arg_expr))
13552     *arg = build_reference_type (*arg);
13553
13554   /* [temp.deduct.call]
13555
13556      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
13557      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
13558      reference type, the type referred to by P is used for
13559      type deduction.  */
13560   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
13561   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
13562     {
13563       *parm = TREE_TYPE (*parm);
13564       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
13565     }
13566
13567   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
13568      too (which has been swapped into ARG).  */
13569   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
13570     *arg = TREE_TYPE (*arg);
13571
13572   return result;
13573 }
13574
13575 /* Most parms like fn_type_unification.
13576
13577    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
13578    arguments of a function or method parameter of a function
13579    template). */
13580
13581 static int
13582 type_unification_real (tree tparms,
13583                        tree targs,
13584                        tree xparms,
13585                        const tree *xargs,
13586                        unsigned int xnargs,
13587                        int subr,
13588                        unification_kind_t strict,
13589                        int flags)
13590 {
13591   tree parm, arg, arg_expr;
13592   int i;
13593   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
13594   int sub_strict;
13595   int saw_undeduced = 0;
13596   tree parms;
13597   const tree *args;
13598   unsigned int nargs;
13599   unsigned int ia;
13600
13601   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
13602   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
13603   gcc_assert (ntparms > 0);
13604
13605   /* Reset the number of non-defaulted template arguments contained
13606      in in TARGS.  */
13607   NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs) = NULL_TREE;
13608
13609   switch (strict)
13610     {
13611     case DEDUCE_CALL:
13612       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
13613                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
13614       break;
13615
13616     case DEDUCE_CONV:
13617       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
13618       break;
13619
13620     case DEDUCE_EXACT:
13621       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
13622       break;
13623
13624     default:
13625       gcc_unreachable ();
13626     }
13627
13628  again:
13629   parms = xparms;
13630   args = xargs;
13631   nargs = xnargs;
13632
13633   ia = 0;
13634   while (parms && parms != void_list_node
13635          && ia < nargs)
13636     {
13637       if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parms)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
13638         break;
13639
13640       parm = TREE_VALUE (parms);
13641       parms = TREE_CHAIN (parms);
13642       arg = args[ia];
13643       ++ia;
13644       arg_expr = NULL;
13645
13646       if (arg == error_mark_node)
13647         return 1;
13648       if (arg == unknown_type_node)
13649         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
13650            template args from other function args.  */
13651         continue;
13652
13653       /* Conversions will be performed on a function argument that
13654          corresponds with a function parameter that contains only
13655          non-deducible template parameters and explicitly specified
13656          template parameters.  */
13657       if (!uses_template_parms (parm))
13658         {
13659           tree type;
13660
13661           if (!TYPE_P (arg))
13662             type = TREE_TYPE (arg);
13663           else
13664             type = arg;
13665
13666           if (same_type_p (parm, type))
13667             continue;
13668           if (strict != DEDUCE_EXACT
13669               && can_convert_arg (parm, type, TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg,
13670                                   flags))
13671             continue;
13672
13673           return 1;
13674         }
13675
13676       if (!TYPE_P (arg))
13677         {
13678           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
13679           if (type_unknown_p (arg))
13680             {
13681               /* [temp.deduct.type] 
13682
13683                  A template-argument can be deduced from a pointer to
13684                  function or pointer to member function argument if
13685                  the set of overloaded functions does not contain
13686                  function templates and at most one of a set of
13687                  overloaded functions provides a unique match.  */
13688               if (resolve_overloaded_unification
13689                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict))
13690                 continue;
13691
13692               return 1;
13693             }
13694           arg_expr = arg;
13695           arg = unlowered_expr_type (arg);
13696           if (arg == error_mark_node)
13697             return 1;
13698         }
13699
13700       {
13701         int arg_strict = sub_strict;
13702
13703         if (!subr)
13704           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg,
13705                                                           arg_expr);
13706
13707         if (arg == init_list_type_node && arg_expr)
13708           arg = arg_expr;
13709         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
13710           return 1;
13711       }
13712     }
13713
13714
13715   if (parms 
13716       && parms != void_list_node
13717       && TREE_CODE (TREE_VALUE (parms)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
13718     {
13719       /* Unify the remaining arguments with the pack expansion type.  */
13720       tree argvec;
13721       tree parmvec = make_tree_vec (1);
13722
13723       /* Allocate a TREE_VEC and copy in all of the arguments */ 
13724       argvec = make_tree_vec (nargs - ia);
13725       for (i = 0; ia < nargs; ++ia, ++i)
13726         TREE_VEC_ELT (argvec, i) = args[ia];
13727
13728       /* Copy the parameter into parmvec.  */
13729       TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = TREE_VALUE (parms);
13730       if (unify_pack_expansion (tparms, targs, parmvec, argvec, strict,
13731                                 /*call_args_p=*/true, /*subr=*/subr))
13732         return 1;
13733
13734       /* Advance to the end of the list of parameters.  */
13735       parms = TREE_CHAIN (parms);
13736     }
13737
13738   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
13739      are present, and the parm list isn't variadic.  */
13740   if (ia < nargs && parms == void_list_node)
13741     return 1;
13742   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
13743   if (parms && parms != void_list_node
13744       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
13745     return 1;
13746
13747   if (!subr)
13748     for (i = 0; i < ntparms; i++)
13749       if (!TREE_VEC_ELT (targs, i))
13750         {
13751           tree tparm;
13752
13753           if (TREE_VEC_ELT (tparms, i) == error_mark_node)
13754             continue;
13755
13756           tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
13757
13758           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
13759              a type parameter, try another pass; its type may have been
13760              deduced from a later argument than the one from which
13761              this parameter can be deduced.  */
13762           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
13763               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
13764               && !saw_undeduced++)
13765             goto again;
13766
13767           /* Core issue #226 (C++0x) [temp.deduct]:
13768
13769                If a template argument has not been deduced, its
13770                default template argument, if any, is used. 
13771
13772              When we are in C++98 mode, TREE_PURPOSE will either
13773              be NULL_TREE or ERROR_MARK_NODE, so we do not need
13774              to explicitly check cxx_dialect here.  */
13775           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i)))
13776             {
13777               tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
13778               tree arg = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
13779               arg = tsubst_template_arg (arg, targs, tf_none, NULL_TREE);
13780               arg = convert_template_argument (parm, arg, targs, tf_none,
13781                                                i, NULL_TREE);
13782               if (arg == error_mark_node)
13783                 return 1;
13784               else
13785                 {
13786                   TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
13787                   /* The position of the first default template argument,
13788                      is also the number of non-defaulted arguments in TARGS.
13789                      Record that.  */
13790                   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs))
13791                     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs, i);
13792                   continue;
13793                 }
13794             }
13795
13796           /* If the type parameter is a parameter pack, then it will
13797              be deduced to an empty parameter pack.  */
13798           if (template_parameter_pack_p (tparm))
13799             {
13800               tree arg;
13801
13802               if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
13803                 {
13804                   arg = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
13805                   TREE_TYPE (arg)  = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (tparm));
13806                   TREE_CONSTANT (arg) = 1;
13807                 }
13808               else
13809                 arg = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
13810
13811               SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (arg, make_tree_vec (0));
13812
13813               TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
13814               continue;
13815             }
13816
13817           return 2;
13818         }
13819 #ifdef ENABLE_CHECKING
13820   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs))
13821     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs, TREE_VEC_LENGTH (targs));
13822 #endif
13823
13824   return 0;
13825 }
13826
13827 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables
13828    at the call site.  ARG is an overloaded function (or template-id);
13829    we try deducing template args from each of the overloads, and if
13830    only one succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns
13831    true on success.  */
13832
13833 static bool
13834 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
13835                                 tree targs,
13836                                 tree parm,
13837                                 tree arg,
13838                                 unification_kind_t strict,
13839                                 int sub_strict)
13840 {
13841   tree tempargs = copy_node (targs);
13842   int good = 0;
13843   tree goodfn = NULL_TREE;
13844   bool addr_p;
13845
13846   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
13847     {
13848       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
13849       addr_p = true;
13850     }
13851   else
13852     addr_p = false;
13853
13854   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
13855     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
13856        function name.  */
13857     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
13858
13859   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
13860     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
13861
13862   /* Strip baselink information.  */
13863   if (BASELINK_P (arg))
13864     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
13865
13866   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
13867     {
13868       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
13869          the affected templates before we try to unify, in case the
13870          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
13871
13872       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
13873       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
13874
13875       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
13876         {
13877           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
13878           tree subargs, elem;
13879
13880           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
13881             continue;
13882
13883           ++processing_template_decl;
13884           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
13885                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
13886           if (subargs)
13887             {
13888               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
13889               if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
13890                                     elem, strict, sub_strict, addr_p)
13891                   && (!goodfn || !decls_match (goodfn, elem)))
13892                 {
13893                   goodfn = elem;
13894                   ++good;
13895                 }
13896             }
13897           --processing_template_decl;
13898         }
13899     }
13900   else if (TREE_CODE (arg) != OVERLOAD
13901            && TREE_CODE (arg) != FUNCTION_DECL)
13902     /* If ARG is, for example, "(0, &f)" then its type will be unknown
13903        -- but the deduction does not succeed because the expression is
13904        not just the function on its own.  */
13905     return false;
13906   else
13907     for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
13908       if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
13909                             TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
13910                             strict, sub_strict, addr_p)
13911           && (!goodfn || !decls_match (goodfn, OVL_CURRENT (arg))))
13912         {
13913           goodfn = OVL_CURRENT (arg);
13914           ++good;
13915         }
13916
13917   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
13918      to function or pointer to member function argument if the set of
13919      overloaded functions does not contain function templates and at most
13920      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
13921
13922      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
13923      deduce anything.  */
13924
13925   if (good == 1)
13926     {
13927       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
13928       for (; i--; )
13929         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
13930           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
13931     }
13932   if (good)
13933     return true;
13934
13935   return false;
13936 }
13937
13938 /* Core DR 115: In contexts where deduction is done and fails, or in
13939    contexts where deduction is not done, if a template argument list is
13940    specified and it, along with any default template arguments, identifies
13941    a single function template specialization, then the template-id is an
13942    lvalue for the function template specialization.  */
13943
13944 tree
13945 resolve_nondeduced_context (tree orig_expr)
13946 {
13947   tree expr, offset, baselink;
13948   bool addr;
13949
13950   if (!type_unknown_p (orig_expr))
13951     return orig_expr;
13952
13953   expr = orig_expr;
13954   addr = false;
13955   offset = NULL_TREE;
13956   baselink = NULL_TREE;
13957
13958   if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
13959     {
13960       expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
13961       addr = true;
13962     }
13963   if (TREE_CODE (expr) == OFFSET_REF)
13964     {
13965       offset = expr;
13966       expr = TREE_OPERAND (expr, 1);
13967     }
13968   if (TREE_CODE (expr) == BASELINK)
13969     {
13970       baselink = expr;
13971       expr = BASELINK_FUNCTIONS (expr);
13972     }
13973
13974   if (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_ID_EXPR)
13975     {
13976       int good = 0;
13977       tree goodfn = NULL_TREE;
13978
13979       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
13980          the affected templates before we try to unify, in case the
13981          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
13982
13983       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (expr, 1);
13984       tree arg = TREE_OPERAND (expr, 0);
13985       tree badfn = NULL_TREE;
13986       tree badargs = NULL_TREE;
13987
13988       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
13989         {
13990           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
13991           tree subargs, elem;
13992
13993           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
13994             continue;
13995
13996           ++processing_template_decl;
13997           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
13998                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
13999           if (subargs && !any_dependent_template_arguments_p (subargs))
14000             {
14001               elem = instantiate_template (fn, subargs, tf_none);
14002               if (elem == error_mark_node)
14003                 {
14004                   badfn = fn;
14005                   badargs = subargs;
14006                 }
14007               else if (elem && (!goodfn || !decls_match (goodfn, elem)))
14008                 {
14009                   goodfn = elem;
14010                   ++good;
14011                 }
14012             }
14013           --processing_template_decl;
14014         }
14015       if (good == 1)
14016         {
14017           expr = goodfn;
14018           if (baselink)
14019             expr = build_baselink (BASELINK_BINFO (baselink),
14020                                    BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink),
14021                                    expr, BASELINK_OPTYPE (baselink));
14022           if (offset)
14023             expr = build2 (OFFSET_REF, TREE_TYPE (expr),
14024                            TREE_OPERAND (offset, 0), expr);
14025           if (addr)
14026             expr = build_address (expr);
14027           return expr;
14028         }
14029       else if (good == 0 && badargs)
14030         /* There were no good options and at least one bad one, so let the
14031            user know what the problem is.  */
14032         instantiate_template (badfn, badargs, tf_warning_or_error);
14033     }
14034   return orig_expr;
14035 }
14036
14037 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
14038    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
14039    different overloads deduce different arguments for a given parm.
14040    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
14041    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
14042
14043    Returns 1 on success.  */
14044
14045 static int
14046 try_one_overload (tree tparms,
14047                   tree orig_targs,
14048                   tree targs,
14049                   tree parm,
14050                   tree arg,
14051                   unification_kind_t strict,
14052                   int sub_strict,
14053                   bool addr_p)
14054 {
14055   int nargs;
14056   tree tempargs;
14057   int i;
14058
14059   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
14060      to function or pointer to member function argument if the set of
14061      overloaded functions does not contain function templates and at most
14062      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
14063
14064      So if this is a template, just return success.  */
14065
14066   if (uses_template_parms (arg))
14067     return 1;
14068
14069   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
14070     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
14071   else if (addr_p)
14072     arg = build_pointer_type (arg);
14073
14074   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg, NULL);
14075
14076   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
14077      some template args from previous args, unify would complain when we
14078      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
14079      there isn't really a conflict.  */
14080   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
14081   tempargs = make_tree_vec (nargs);
14082
14083   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
14084     return 0;
14085
14086   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
14087      explicitly specified args.  */
14088   for (i = nargs; i--; )
14089     {
14090       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
14091       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
14092
14093       if (!elt)
14094         /*NOP*/;
14095       else if (uses_template_parms (elt))
14096         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
14097            template args used in the function parm list with our own
14098            template parms.  Discard them.  */
14099         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
14100       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
14101         return 0;
14102     }
14103
14104   for (i = nargs; i--; )
14105     {
14106       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
14107
14108       if (elt)
14109         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
14110     }
14111
14112   return 1;
14113 }
14114
14115 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
14116    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
14117    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
14118    TARGS are as for unify.  */
14119
14120 static tree
14121 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
14122 {
14123   tree copy_of_targs;
14124
14125   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
14126       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
14127           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
14128     return NULL_TREE;
14129
14130   /* We need to make a new template argument vector for the call to
14131      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
14132      the attempted unification, even if this class didn't work out.
14133      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
14134      we've already done, since unification is supposed to be done on
14135      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
14136      following pathological case:
14137
14138        template <int I, int J, int K>
14139        struct S {};
14140
14141        template <int I, int J>
14142        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
14143
14144        template <int I, int J, int K>
14145        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
14146
14147        void g() {
14148          S<0, 0, 0> s0;
14149          S<0, 1, 2> s2;
14150
14151          f(s0, s2);
14152        }
14153
14154      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
14155      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
14156      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
14157      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
14158      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
14159      would reject the possibility I=1.  */
14160   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
14161
14162   /* If unification failed, we're done.  */
14163   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
14164              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
14165     return NULL_TREE;
14166
14167   return arg;
14168 }
14169
14170 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
14171    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
14172    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
14173    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
14174    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
14175    by unify.  */
14176
14177 static tree
14178 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
14179 {
14180   tree rval = NULL_TREE;
14181   tree binfo;
14182
14183   gcc_assert (RECORD_OR_UNION_CODE_P (TREE_CODE (arg)));
14184
14185   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
14186   if (!binfo)
14187     /* The type could not be completed.  */
14188     return NULL_TREE;
14189
14190   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
14191      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
14192   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
14193     {
14194       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
14195
14196       if (r)
14197         {
14198           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
14199
14200                [temp.deduct.call]
14201
14202               If they yield more than one possible deduced A, the type
14203               deduction fails.
14204
14205              applies.  */
14206           if (rval && !same_type_p (r, rval))
14207             return NULL_TREE;
14208
14209           rval = r;
14210         }
14211     }
14212
14213   return rval;
14214 }
14215
14216 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
14217
14218 static int
14219 template_decl_level (tree decl)
14220 {
14221   switch (TREE_CODE (decl))
14222     {
14223     case TYPE_DECL:
14224     case TEMPLATE_DECL:
14225       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
14226
14227     case PARM_DECL:
14228       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
14229
14230     default:
14231       gcc_unreachable ();
14232     }
14233   return 0;
14234 }
14235
14236 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
14237    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
14238    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
14239
14240 static int
14241 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
14242 {
14243   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
14244   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
14245
14246   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14247       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
14248     {
14249       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
14250           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
14251           does not allow us to unify "const T" with "int&" because both
14252           types are not of the form "cv-list T" [14.8.2.5 temp.deduct.type].
14253           It is ok when we're allowing additional CV qualifiers
14254           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
14255       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
14256            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
14257            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
14258           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
14259         return 0;
14260
14261       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
14262           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
14263         return 0;
14264     }
14265
14266   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
14267       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
14268     return 0;
14269
14270   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
14271       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
14272     return 0;
14273
14274   return 1;
14275 }
14276
14277 /* Determines the LEVEL and INDEX for the template parameter PARM.  */
14278 void 
14279 template_parm_level_and_index (tree parm, int* level, int* index)
14280 {
14281   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14282       || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
14283       || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
14284     {
14285       *index = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
14286       *level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm);
14287     }
14288   else
14289     {
14290       *index = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
14291       *level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm);
14292     }
14293 }
14294
14295 /* Unifies the remaining arguments in PACKED_ARGS with the pack
14296    expansion at the end of PACKED_PARMS. Returns 0 if the type
14297    deduction succeeds, 1 otherwise. STRICT is the same as in
14298    unify. CALL_ARGS_P is true iff PACKED_ARGS is actually a function
14299    call argument list. We'll need to adjust the arguments to make them
14300    types. SUBR tells us if this is from a recursive call to
14301    type_unification_real.  */
14302 int
14303 unify_pack_expansion (tree tparms, tree targs, tree packed_parms, 
14304                       tree packed_args, int strict, bool call_args_p,
14305                       bool subr)
14306 {
14307   tree parm 
14308     = TREE_VEC_ELT (packed_parms, TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1);
14309   tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (parm);
14310   tree pack, packs = NULL_TREE;
14311   int i, start = TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1;
14312   int len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
14313
14314   /* Determine the parameter packs we will be deducing from the
14315      pattern, and record their current deductions.  */
14316   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (parm); 
14317        pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
14318     {
14319       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
14320       int idx, level;
14321
14322       /* Determine the index and level of this parameter pack.  */
14323       template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
14324
14325       /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
14326          argument packs.  */
14327       packs = tree_cons (parm_pack, TMPL_ARG (targs, level, idx), packs);
14328       TREE_TYPE (packs) = make_tree_vec (len - start);
14329     }
14330   
14331   /* Loop through all of the arguments that have not yet been
14332      unified and unify each with the pattern.  */
14333   for (i = start; i < len; i++)
14334     {
14335       tree parm = pattern;
14336
14337       /* For each parameter pack, clear out the deduced value so that
14338          we can deduce it again.  */
14339       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
14340         {
14341           int idx, level;
14342           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
14343
14344           TMPL_ARG (targs, level, idx) = NULL_TREE;
14345         }
14346
14347       /* Unify the pattern with the current argument.  */
14348       {
14349         tree arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, i);
14350         tree arg_expr = NULL_TREE;
14351         int arg_strict = strict;
14352         bool skip_arg_p = false;
14353
14354         if (call_args_p)
14355           {
14356             int sub_strict;
14357
14358             /* This mirrors what we do in type_unification_real.  */
14359             switch (strict)
14360               {
14361               case DEDUCE_CALL:
14362                 sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 
14363                               | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
14364                               | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
14365                 break;
14366                 
14367               case DEDUCE_CONV:
14368                 sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
14369                 break;
14370                 
14371               case DEDUCE_EXACT:
14372                 sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
14373                 break;
14374                 
14375               default:
14376                 gcc_unreachable ();
14377               }
14378
14379             if (!TYPE_P (arg))
14380               {
14381                 gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
14382                 if (type_unknown_p (arg))
14383                   {
14384                     /* [temp.deduct.type] A template-argument can be
14385                        deduced from a pointer to function or pointer
14386                        to member function argument if the set of
14387                        overloaded functions does not contain function
14388                        templates and at most one of a set of
14389                        overloaded functions provides a unique
14390                        match.  */
14391
14392                     if (resolve_overloaded_unification
14393                         (tparms, targs, parm, arg,
14394                          (unification_kind_t) strict,
14395                          sub_strict)
14396                         != 0)
14397                       return 1;
14398                     skip_arg_p = true;
14399                   }
14400
14401                 if (!skip_arg_p)
14402                   {
14403                     arg_expr = arg;
14404                     arg = unlowered_expr_type (arg);
14405                     if (arg == error_mark_node)
14406                       return 1;
14407                   }
14408               }
14409       
14410             arg_strict = sub_strict;
14411
14412             if (!subr)
14413               arg_strict |= 
14414                 maybe_adjust_types_for_deduction ((unification_kind_t) strict,
14415                                                   &parm, &arg, arg_expr);
14416           }
14417
14418         if (!skip_arg_p)
14419           {
14420             /* For deduction from an init-list we need the actual list.  */
14421             if (arg_expr && BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg_expr))
14422               arg = arg_expr;
14423             if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
14424               return 1;
14425           }
14426       }
14427
14428       /* For each parameter pack, collect the deduced value.  */
14429       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
14430         {
14431           int idx, level;
14432           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
14433
14434           TREE_VEC_ELT (TREE_TYPE (pack), i - start) = 
14435             TMPL_ARG (targs, level, idx);
14436         }
14437     }
14438
14439   /* Verify that the results of unification with the parameter packs
14440      produce results consistent with what we've seen before, and make
14441      the deduced argument packs available.  */
14442   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
14443     {
14444       tree old_pack = TREE_VALUE (pack);
14445       tree new_args = TREE_TYPE (pack);
14446       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (new_args);
14447       int idx, level;
14448       bool nondeduced_p = false;
14449
14450       /* By default keep the original deduced argument pack.
14451          If necessary, more specific code is going to update the
14452          resulting deduced argument later down in this function.  */
14453       template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
14454       TMPL_ARG (targs, level, idx) = old_pack;
14455
14456       /* If NEW_ARGS contains any NULL_TREE entries, we didn't
14457          actually deduce anything.  */
14458       for (i = 0; i < len && !nondeduced_p; ++i)
14459         if (TREE_VEC_ELT (new_args, i) == NULL_TREE)
14460           nondeduced_p = true;
14461       if (nondeduced_p)
14462         continue;
14463
14464       if (old_pack && ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack))
14465         {
14466           /* Prepend the explicit arguments onto NEW_ARGS.  */
14467           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
14468           tree old_args = new_args;
14469           int i, explicit_len = TREE_VEC_LENGTH (explicit_args);
14470           int len = explicit_len + TREE_VEC_LENGTH (old_args);
14471
14472           /* Copy the explicit arguments.  */
14473           new_args = make_tree_vec (len);
14474           for (i = 0; i < explicit_len; i++)
14475             TREE_VEC_ELT (new_args, i) = TREE_VEC_ELT (explicit_args, i);
14476
14477           /* Copy the deduced arguments.  */
14478           for (; i < len; i++)
14479             TREE_VEC_ELT (new_args, i) =
14480               TREE_VEC_ELT (old_args, i - explicit_len);
14481         }
14482
14483       if (!old_pack)
14484         {
14485           tree result;
14486           /* Build the deduced *_ARGUMENT_PACK.  */
14487           if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (pack)) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
14488             {
14489               result = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
14490               TREE_TYPE (result) = 
14491                 TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (TREE_PURPOSE (pack)));
14492               TREE_CONSTANT (result) = 1;
14493             }
14494           else
14495             result = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
14496
14497           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (result, new_args);
14498
14499           /* Note the deduced argument packs for this parameter
14500              pack.  */
14501           TMPL_ARG (targs, level, idx) = result;
14502         }
14503       else if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack)
14504                && (ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack) 
14505                    == ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack)))
14506         {
14507           /* We only had the explicitly-provided arguments before, but
14508              now we have a complete set of arguments.  */
14509           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
14510
14511           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack, new_args);
14512           ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack) = 1;
14513           ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack) = explicit_args;
14514         }
14515       else if (!comp_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack),
14516                                     new_args))
14517         /* Inconsistent unification of this parameter pack.  */
14518         return 1;
14519     }
14520
14521   return 0;
14522 }
14523
14524 /* Deduce the value of template parameters.  TPARMS is the (innermost)
14525    set of template parameters to a template.  TARGS is the bindings
14526    for those template parameters, as determined thus far; TARGS may
14527    include template arguments for outer levels of template parameters
14528    as well.  PARM is a parameter to a template function, or a
14529    subcomponent of that parameter; ARG is the corresponding argument.
14530    This function attempts to match PARM with ARG in a manner
14531    consistent with the existing assignments in TARGS.  If more values
14532    are deduced, then TARGS is updated.
14533
14534    Returns 0 if the type deduction succeeds, 1 otherwise.  The
14535    parameter STRICT is a bitwise or of the following flags:
14536
14537      UNIFY_ALLOW_NONE:
14538        Require an exact match between PARM and ARG.
14539      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
14540        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
14541        conversion) than ARG.
14542      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
14543        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
14544      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
14545        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
14546        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
14547        ARG.
14548      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
14549        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
14550        case for more information.
14551      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
14552        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
14553        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
14554        have const qualified pointers leading up to the inner type which
14555        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
14556        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
14557        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
14558      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
14559        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
14560        qualified at this point.
14561      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
14562        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
14563        qualified at this point.  */
14564
14565 static int
14566 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
14567 {
14568   int idx;
14569   tree targ;
14570   tree tparm;
14571   int strict_in = strict;
14572
14573   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
14574      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
14575      signedness is the only information lost, and I think that will be
14576      okay.  */
14577   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
14578     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
14579
14580   if (arg == error_mark_node)
14581     return 1;
14582   if (arg == unknown_type_node
14583       || arg == init_list_type_node)
14584     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
14585        template args from other function args.  */
14586     return 0;
14587
14588   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
14589      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
14590      template parameters.  We might need them if we're trying to
14591      figure out which of two things is more specialized.  */
14592   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
14593     return 0;
14594
14595   /* Handle init lists early, so the rest of the function can assume
14596      we're dealing with a type. */
14597   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg))
14598     {
14599       tree elt, elttype;
14600       unsigned i;
14601       tree orig_parm = parm;
14602
14603       /* Replace T with std::initializer_list<T> for deduction.  */
14604       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14605           && flag_deduce_init_list)
14606         parm = listify (parm);
14607
14608       if (!is_std_init_list (parm))
14609         /* We can only deduce from an initializer list argument if the
14610            parameter is std::initializer_list; otherwise this is a
14611            non-deduced context. */
14612         return 0;
14613
14614       elttype = TREE_VEC_ELT (CLASSTYPE_TI_ARGS (parm), 0);
14615
14616       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, elt)
14617         {
14618           int elt_strict = strict;
14619
14620           if (elt == error_mark_node)
14621             return 1;
14622
14623           if (!BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (elt))
14624             {
14625               tree type = TREE_TYPE (elt);
14626               /* It should only be possible to get here for a call.  */
14627               gcc_assert (elt_strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL);
14628               elt_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction
14629                 (DEDUCE_CALL, &elttype, &type, elt);
14630               elt = type;
14631             }
14632
14633           if (unify (tparms, targs, elttype, elt, elt_strict))
14634             return 1;
14635         }
14636
14637       /* If the std::initializer_list<T> deduction worked, replace the
14638          deduced A with std::initializer_list<A>.  */
14639       if (orig_parm != parm)
14640         {
14641           idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (orig_parm);
14642           targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
14643           targ = listify (targ);
14644           TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = targ;
14645         }
14646       return 0;
14647     }
14648
14649   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
14650      cv-qualification mismatches.  */
14651   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
14652       && TYPE_P (arg)
14653       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
14654          type, and the elements might be template type parms. We'll check
14655          when we recurse.  */
14656       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
14657       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
14658          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
14659          PARM `T' for example, when computing which of two templates
14660          is more specialized, for example.  */
14661       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
14662       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
14663     return 1;
14664
14665   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
14666       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
14667     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
14668   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
14669   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
14670   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
14671   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
14672
14673   switch (TREE_CODE (parm))
14674     {
14675     case TYPENAME_TYPE:
14676     case SCOPE_REF:
14677     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
14678       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
14679          argument values cannot be deduced for template parameters used
14680          within the nested-name-specifier.  */
14681       return 0;
14682
14683     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
14684     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
14685     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
14686       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
14687       if (tparm == error_mark_node)
14688         return 1;
14689
14690       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
14691           != template_decl_level (tparm))
14692         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
14693            to see if it matches ARG.  */
14694         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
14695                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
14696       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
14697       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
14698       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
14699
14700       /* Check for mixed types and values.  */
14701       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14702            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
14703           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
14704               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
14705         return 1;
14706
14707       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
14708         {
14709           /* ARG must be constructed from a template class or a template
14710              template parameter.  */
14711           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
14712               && !CLASSTYPE_SPECIALIZATION_OF_PRIMARY_TEMPLATE_P (arg))
14713             return 1;
14714
14715           {
14716             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
14717             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
14718             tree parm_parms 
14719               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
14720                   (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_DECL (parm));
14721             int i, len;
14722             int parm_variadic_p = 0;
14723
14724             /* The resolution to DR150 makes clear that default
14725                arguments for an N-argument may not be used to bind T
14726                to a template template parameter with fewer than N
14727                parameters.  It is not safe to permit the binding of
14728                default arguments as an extension, as that may change
14729                the meaning of a conforming program.  Consider:
14730
14731                   struct Dense { static const unsigned int dim = 1; };
14732
14733                   template <template <typename> class View,
14734                             typename Block>
14735                   void operator+(float, View<Block> const&);
14736
14737                   template <typename Block,
14738                             unsigned int Dim = Block::dim>
14739                   struct Lvalue_proxy { operator float() const; };
14740
14741                   void
14742                   test_1d (void) {
14743                     Lvalue_proxy<Dense> p;
14744                     float b;
14745                     b + p;
14746                   }
14747
14748               Here, if Lvalue_proxy is permitted to bind to View, then
14749               the global operator+ will be used; if they are not, the
14750               Lvalue_proxy will be converted to float.  */
14751             if (coerce_template_parms (parm_parms,
14752                                        argvec,
14753                                        TYPE_TI_TEMPLATE (parm),
14754                                        tf_none,
14755                                        /*require_all_args=*/true,
14756                                        /*use_default_args=*/false)
14757                 == error_mark_node)
14758               return 1;
14759
14760             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
14761                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
14762                rather than the whole TREE_VEC since they can have
14763                different number of elements.  */
14764
14765             parmvec = expand_template_argument_pack (parmvec);
14766             argvec = expand_template_argument_pack (argvec);
14767
14768             len = TREE_VEC_LENGTH (parmvec);
14769
14770             /* Check if the parameters end in a pack, making them
14771                variadic.  */
14772             if (len > 0
14773                 && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (parmvec, len - 1)))
14774               parm_variadic_p = 1;
14775             
14776             if (TREE_VEC_LENGTH (argvec) < len - parm_variadic_p)
14777               return 1;
14778
14779              for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
14780               {
14781                 if (unify (tparms, targs,
14782                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
14783                            TREE_VEC_ELT (argvec, i),
14784                            UNIFY_ALLOW_NONE))
14785                   return 1;
14786               }
14787
14788             if (parm_variadic_p
14789                 && unify_pack_expansion (tparms, targs,
14790                                          parmvec, argvec,
14791                                          UNIFY_ALLOW_NONE,
14792                                          /*call_args_p=*/false,
14793                                          /*subr=*/false))
14794               return 1;
14795           }
14796           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
14797
14798           /* Fall through to deduce template name.  */
14799         }
14800
14801       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
14802           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
14803         {
14804           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
14805
14806           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
14807           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
14808             return 0;
14809           else if (targ)
14810             return 1;
14811         }
14812       else
14813         {
14814           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
14815              a match unless we are allowing additional qualification.
14816              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
14817              that binds `const int' to `T'.  */
14818           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
14819                                          arg, parm))
14820             return 1;
14821
14822           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
14823              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
14824           arg = cp_build_qualified_type_real
14825             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
14826           if (arg == error_mark_node)
14827             return 1;
14828
14829           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
14830           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
14831             return 0;
14832           else if (targ)
14833             return 1;
14834
14835           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
14836              that were talking about variable-sized arrays (like
14837              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
14838              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
14839              the bound of the array will not be computable in an
14840              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
14841              ISO C++, so we can do as we please here.  */
14842           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
14843             return 1;
14844
14845           /* Strip typedefs as in convert_template_argument.  */
14846           arg = strip_typedefs (arg);
14847         }
14848
14849       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
14850          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
14851       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
14852           && !template_parameter_pack_p (parm))
14853         return 1;
14854
14855       /* If the argument deduction results is a METHOD_TYPE,
14856          then there is a problem.
14857          METHOD_TYPE doesn't map to any real C++ type the result of
14858          the deduction can not be of that type.  */
14859       if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
14860         return 1;
14861
14862       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
14863       return 0;
14864
14865     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
14866       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
14867       if (tparm == error_mark_node)
14868         return 1;
14869
14870       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
14871           != template_decl_level (tparm))
14872         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
14873            to see if it matches ARG.  */
14874         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
14875                  && cp_tree_equal (parm, arg));
14876
14877       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
14878       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
14879
14880       if (targ)
14881         return !cp_tree_equal (targ, arg);
14882
14883       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
14884          with a non-type template-parameter, the non-type
14885          template-parameter is used in an expression in the function
14886          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
14887          deduced, the template-argument type shall match the type of the
14888          template-parameter exactly, except that a template-argument
14889          deduced from an array bound may be of any integral type.
14890          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
14891       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
14892       if (!TREE_TYPE (arg))
14893         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
14894            It will later be processed in convert_template_argument.  */
14895         ;
14896       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
14897         /* OK */;
14898       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
14899                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
14900                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
14901         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
14902            template argument must exactly match the types of the
14903            corresponding parameter.  */
14904         arg = fold (build_nop (tparm, arg));
14905       else if (uses_template_parms (tparm))
14906         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
14907            later.  */
14908         return 0;
14909       else
14910         return 1;
14911
14912       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
14913          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
14914       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
14915           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm))
14916         return 1;
14917
14918       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
14919       return 0;
14920
14921     case PTRMEM_CST:
14922      {
14923         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
14924          another constant.  */
14925       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
14926         return 1;
14927
14928       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
14929          wrong, depending on the strict flags) to unify also
14930          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
14931          arg refer to the same variable, even if through different
14932          classes. For instance:
14933
14934          struct A { int x; };
14935          struct B : A { };
14936
14937          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
14938       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
14939                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
14940      }
14941
14942     case POINTER_TYPE:
14943       {
14944         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
14945           return 1;
14946
14947         /* [temp.deduct.call]
14948
14949            A can be another pointer or pointer to member type that can
14950            be converted to the deduced A via a qualification
14951            conversion (_conv.qual_).
14952
14953            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
14954            This will allow for additional cv-qualification of the
14955            pointed-to types if appropriate.  */
14956
14957         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
14958           /* The derived-to-base conversion only persists through one
14959              level of pointers.  */
14960           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
14961
14962         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
14963                       TREE_TYPE (arg), strict);
14964       }
14965
14966     case REFERENCE_TYPE:
14967       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
14968         return 1;
14969       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
14970                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
14971
14972     case ARRAY_TYPE:
14973       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
14974         return 1;
14975       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
14976           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
14977         return 1;
14978       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
14979         {
14980           tree parm_max;
14981           tree arg_max;
14982           bool parm_cst;
14983           bool arg_cst;
14984
14985           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
14986              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
14987              not an integer constant.  We cannot unify arbitrarily
14988              complex expressions, so we eliminate the MINUS_EXPRs
14989              here.  */
14990           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
14991           parm_cst = TREE_CODE (parm_max) == INTEGER_CST;
14992           if (!parm_cst)
14993             {
14994               gcc_assert (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR);
14995               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
14996             }
14997           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
14998           arg_cst = TREE_CODE (arg_max) == INTEGER_CST;
14999           if (!arg_cst)
15000             {
15001               /* The ARG_MAX may not be a simple MINUS_EXPR, if we are
15002                  trying to unify the type of a variable with the type
15003                  of a template parameter.  For example:
15004
15005                    template <unsigned int N>
15006                    void f (char (&) [N]);
15007                    int g(); 
15008                    void h(int i) {
15009                      char a[g(i)];
15010                      f(a); 
15011                    }
15012
15013                 Here, the type of the ARG will be "int [g(i)]", and
15014                 may be a SAVE_EXPR, etc.  */
15015               if (TREE_CODE (arg_max) != MINUS_EXPR)
15016                 return 1;
15017               arg_max = TREE_OPERAND (arg_max, 0);
15018             }
15019
15020           /* If only one of the bounds used a MINUS_EXPR, compensate
15021              by adding one to the other bound.  */
15022           if (parm_cst && !arg_cst)
15023             parm_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
15024                                     integer_type_node,
15025                                     parm_max,
15026                                     integer_one_node);
15027           else if (arg_cst && !parm_cst)
15028             arg_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
15029                                    integer_type_node,
15030                                    arg_max,
15031                                    integer_one_node);
15032
15033           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
15034             return 1;
15035         }
15036       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
15037                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
15038
15039     case REAL_TYPE:
15040     case COMPLEX_TYPE:
15041     case VECTOR_TYPE:
15042     case INTEGER_TYPE:
15043     case BOOLEAN_TYPE:
15044     case ENUMERAL_TYPE:
15045     case VOID_TYPE:
15046       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
15047         return 1;
15048
15049       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
15050          function.  */
15051       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
15052         return 1;
15053
15054       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
15055          will invalidate it if necessary.  */
15056       return 0;
15057
15058       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
15059       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
15060     case INTEGER_CST:
15061       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
15062         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
15063
15064       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
15065         return 1;
15066       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
15067
15068     case TREE_VEC:
15069       {
15070         int i;
15071         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
15072           return 1;
15073         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
15074           return 1;
15075         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
15076           if (unify (tparms, targs,
15077                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
15078                      UNIFY_ALLOW_NONE))
15079             return 1;
15080         return 0;
15081       }
15082
15083     case RECORD_TYPE:
15084     case UNION_TYPE:
15085       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
15086         return 1;
15087
15088       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
15089         {
15090           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
15091             return 1;
15092
15093           return unify (tparms, targs,
15094                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
15095                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
15096                         strict);
15097         }
15098
15099       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
15100         {
15101           tree t = NULL_TREE;
15102
15103           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
15104             {
15105               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
15106               t = try_class_unification (tparms, targs,
15107                                          parm, arg);
15108
15109               if (!t)
15110                 {
15111                   /* Fallback to the special case allowed in
15112                      [temp.deduct.call]:
15113
15114                        If P is a class, and P has the form
15115                        template-id, then A can be a derived class of
15116                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
15117                        a class of the form template-id, A can be a
15118                        pointer to a derived class pointed to by the
15119                        deduced A.  */
15120                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
15121
15122                   if (!t)
15123                     return 1;
15124                 }
15125             }
15126           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
15127                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
15128                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
15129             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
15130                Then, we should unify `int' and `U'.  */
15131             t = arg;
15132           else
15133             /* There's no chance of unification succeeding.  */
15134             return 1;
15135
15136           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
15137                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
15138         }
15139       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
15140         return 1;
15141       return 0;
15142
15143     case METHOD_TYPE:
15144     case FUNCTION_TYPE:
15145       {
15146         unsigned int nargs;
15147         tree *args;
15148         tree a;
15149         unsigned int i;
15150
15151         if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
15152           return 1;
15153
15154         /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
15155            match exactly.  We need to check them explicitly here,
15156            because type_unification_real treats them as any other
15157            cv-qualified parameter.  */
15158         if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
15159             && (!check_cv_quals_for_unify
15160                 (UNIFY_ALLOW_NONE,
15161                  TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (arg))),
15162                  TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (parm))))))
15163           return 1;
15164
15165         if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
15166                    TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
15167           return 1;
15168
15169         nargs = list_length (TYPE_ARG_TYPES (arg));
15170         args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
15171         for (a = TYPE_ARG_TYPES (arg), i = 0;
15172              a != NULL_TREE && a != void_list_node;
15173              a = TREE_CHAIN (a), ++i)
15174           args[i] = TREE_VALUE (a);
15175         nargs = i;
15176
15177         return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
15178                                       args, nargs, 1, DEDUCE_EXACT,
15179                                       LOOKUP_NORMAL);
15180       }
15181
15182     case OFFSET_TYPE:
15183       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
15184          deduces the type of the member as a function type. */
15185       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
15186         {
15187           tree method_type;
15188           tree fntype;
15189
15190           /* Check top-level cv qualifiers */
15191           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
15192             return 1;
15193
15194           if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
15195                      TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
15196             return 1;
15197
15198           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
15199           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
15200           fntype =
15201             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
15202                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
15203
15204           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
15205              implicit object parameter and place them on the function
15206              type to be restored later. */
15207           fntype = apply_memfn_quals (fntype, type_memfn_quals (method_type));
15208           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict);
15209         }
15210
15211       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
15212         return 1;
15213       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
15214                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
15215         return 1;
15216       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
15217                     strict);
15218
15219     case CONST_DECL:
15220       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
15221         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
15222       if (arg != integral_constant_value (parm))
15223         return 1;
15224       return 0;
15225
15226     case FIELD_DECL:
15227     case TEMPLATE_DECL:
15228       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
15229       return 1;
15230
15231     case VAR_DECL:
15232       /* A non-type template parameter that is a variable should be a
15233          an integral constant, in which case, it whould have been
15234          folded into its (constant) value. So we should not be getting
15235          a variable here.  */
15236       gcc_unreachable ();
15237
15238     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
15239     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
15240       {
15241         tree packed_parms = ARGUMENT_PACK_ARGS (parm);
15242         tree packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
15243         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (packed_parms);
15244         int argslen = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
15245         int parm_variadic_p = 0;
15246
15247         for (i = 0; i < len; ++i)
15248           {
15249             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (packed_parms, i)))
15250               {
15251                 if (i == len - 1)
15252                   /* We can unify against something with a trailing
15253                      parameter pack.  */
15254                   parm_variadic_p = 1;
15255                 else
15256                   /* Since there is something following the pack
15257                      expansion, we cannot unify this template argument
15258                      list.  */
15259                   return 0;
15260               }
15261           }
15262           
15263
15264         /* If we don't have enough arguments to satisfy the parameters
15265            (not counting the pack expression at the end), or we have
15266            too many arguments for a parameter list that doesn't end in
15267            a pack expression, we can't unify.  */
15268         if (argslen < (len - parm_variadic_p)
15269             || (argslen > len && !parm_variadic_p))
15270           return 1;
15271
15272         /* Unify all of the parameters that precede the (optional)
15273            pack expression.  */
15274         for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
15275           {
15276             if (unify (tparms, targs, TREE_VEC_ELT (packed_parms, i),
15277                        TREE_VEC_ELT (packed_args, i), strict))
15278               return 1;
15279           }
15280
15281         if (parm_variadic_p)
15282           return unify_pack_expansion (tparms, targs, 
15283                                        packed_parms, packed_args,
15284                                        strict, /*call_args_p=*/false,
15285                                        /*subr=*/false);
15286         return 0;
15287       }
15288
15289       break;
15290
15291     case TYPEOF_TYPE:
15292     case DECLTYPE_TYPE:
15293       /* Cannot deduce anything from TYPEOF_TYPE or DECLTYPE_TYPE
15294          nodes.  */
15295       return 0;
15296
15297     case ERROR_MARK:
15298       /* Unification fails if we hit an error node.  */
15299       return 1;
15300
15301     default:
15302       gcc_assert (EXPR_P (parm));
15303
15304       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
15305          something like:
15306
15307            template <int I>
15308            void foo(S<I>, S<I + 2>);
15309
15310          This is a "nondeduced context":
15311
15312            [deduct.type]
15313
15314            The nondeduced contexts are:
15315
15316            --A type that is a template-id in which one or more of
15317              the template-arguments is an expression that references
15318              a template-parameter.
15319
15320          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
15321          actually infer any unifications.  */
15322
15323       if (!uses_template_parms (parm)
15324           && !template_args_equal (parm, arg))
15325         return 1;
15326       else
15327         return 0;
15328     }
15329 }
15330 \f
15331 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
15332    required.  */
15333
15334 static void
15335 mark_definable (tree decl)
15336 {
15337   tree clone;
15338   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
15339   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
15340     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
15341 }
15342
15343 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
15344    explicitly instantiated class.  */
15345
15346 void
15347 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
15348 {
15349   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
15350
15351   /* If this entity has already been written out, it's too late to
15352      make any modifications.  */
15353   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
15354     return;
15355
15356   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
15357     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
15358        set correctly by tsubst.  */
15359     TREE_PUBLIC (result) = 1;
15360
15361   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
15362   DECL_COMDAT (result) = 0;
15363
15364   if (extern_p)
15365     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
15366   else
15367     {
15368       mark_definable (result);
15369       /* Always make artificials weak.  */
15370       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
15371         comdat_linkage (result);
15372       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
15373          linkonce sections.  */
15374       else if (TREE_PUBLIC (result))
15375         maybe_make_one_only (result);
15376     }
15377
15378   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
15379      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
15380      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
15381      emitted here.  In neither circumstance do we want
15382      import_export_decl to adjust the linkage.  */
15383   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
15384 }
15385
15386 /* Subroutine of more_specialized_fn: check whether TARGS is missing any
15387    important template arguments.  If any are missing, we check whether
15388    they're important by using error_mark_node for substituting into any
15389    args that were used for partial ordering (the ones between ARGS and END)
15390    and seeing if it bubbles up.  */
15391
15392 static bool
15393 check_undeduced_parms (tree targs, tree args, tree end)
15394 {
15395   bool found = false;
15396   int i;
15397   for (i = TREE_VEC_LENGTH (targs) - 1; i >= 0; --i)
15398     if (TREE_VEC_ELT (targs, i) == NULL_TREE)
15399       {
15400         found = true;
15401         TREE_VEC_ELT (targs, i) = error_mark_node;
15402       }
15403   if (found)
15404     {
15405       for (; args != end; args = TREE_CHAIN (args))
15406         {
15407           tree substed = tsubst (TREE_VALUE (args), targs, tf_none, NULL_TREE);
15408           if (substed == error_mark_node)
15409             return true;
15410         }
15411     }
15412   return false;
15413 }
15414
15415 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
15416
15417    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
15418    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
15419    0 if neither is more specialized.
15420
15421    LEN indicates the number of parameters we should consider
15422    (defaulted parameters should not be considered).
15423
15424    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
15425    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
15426    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
15427    the templates will be more specialized if all the *other*
15428    template's arguments deduce against its arguments and at least one
15429    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
15430    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
15431    The arguments used in deduction have reference and top level cv
15432    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
15433    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
15434    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
15435    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
15436    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
15437    we do *not* verify the deduced template argument values can be
15438    substituted into non-deduced contexts.
15439
15440    The logic can be a bit confusing here, because we look at deduce1 and
15441    targs1 to see if pat2 is at least as specialized, and vice versa; if we
15442    can find template arguments for pat1 to make arg1 look like arg2, that
15443    means that arg2 is at least as specialized as arg1.  */
15444
15445 int
15446 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
15447 {
15448   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
15449   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
15450   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
15451   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
15452   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
15453   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
15454   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
15455   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
15456   tree origs1, origs2;
15457   bool lose1 = false;
15458   bool lose2 = false;
15459
15460   /* Remove the this parameter from non-static member functions.  If
15461      one is a non-static member function and the other is not a static
15462      member function, remove the first parameter from that function
15463      also.  This situation occurs for operator functions where we
15464      locate both a member function (with this pointer) and non-member
15465      operator (with explicit first operand).  */
15466   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
15467     {
15468       len--; /* LEN is the number of significant arguments for DECL1 */
15469       args1 = TREE_CHAIN (args1);
15470       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl2))
15471         args2 = TREE_CHAIN (args2);
15472     }
15473   else if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
15474     {
15475       args2 = TREE_CHAIN (args2);
15476       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl1))
15477         {
15478           len--;
15479           args1 = TREE_CHAIN (args1);
15480         }
15481     }
15482
15483   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
15484   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
15485     return 0;
15486
15487   /* Consider the return type for a conversion function */
15488   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
15489     {
15490       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
15491       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
15492       len++;
15493     }
15494
15495   processing_template_decl++;
15496
15497   origs1 = args1;
15498   origs2 = args2;
15499
15500   while (len--
15501          /* Stop when an ellipsis is seen.  */
15502          && args1 != NULL_TREE && args2 != NULL_TREE)
15503     {
15504       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
15505       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
15506       int deduce1, deduce2;
15507       int quals1 = -1;
15508       int quals2 = -1;
15509
15510       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
15511           && TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15512         {
15513           /* When both arguments are pack expansions, we need only
15514              unify the patterns themselves.  */
15515           arg1 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg1);
15516           arg2 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg2);
15517
15518           /* This is the last comparison we need to do.  */
15519           len = 0;
15520         }
15521
15522       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
15523         {
15524           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
15525           quals1 = cp_type_quals (arg1);
15526         }
15527
15528       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
15529         {
15530           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
15531           quals2 = cp_type_quals (arg2);
15532         }
15533
15534       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
15535         {
15536           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
15537              array/function pointer decay to it.  This is not part of
15538              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
15539              for the function call itself, and with our earlier
15540              implementation of the underspecified partial ordering
15541              rules.  (nathan).  */
15542           if (quals1 >= 0)
15543             {
15544               switch (TREE_CODE (arg1))
15545                 {
15546                 case ARRAY_TYPE:
15547                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
15548                   /* FALLTHROUGH. */
15549                 case FUNCTION_TYPE:
15550                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
15551                   break;
15552
15553                 default:
15554                   break;
15555                 }
15556             }
15557           else
15558             {
15559               switch (TREE_CODE (arg2))
15560                 {
15561                 case ARRAY_TYPE:
15562                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
15563                   /* FALLTHROUGH. */
15564                 case FUNCTION_TYPE:
15565                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
15566                   break;
15567
15568                 default:
15569                   break;
15570                 }
15571             }
15572         }
15573
15574       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
15575       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
15576
15577       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15578         {
15579           int i, len2 = list_length (args2);
15580           tree parmvec = make_tree_vec (1);
15581           tree argvec = make_tree_vec (len2);
15582           tree ta = args2;
15583
15584           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
15585           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg1;
15586
15587           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
15588              arguments.  */
15589           for (i = 0; i < len2; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
15590             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
15591
15592           deduce1 = !unify_pack_expansion (tparms1, targs1, parmvec, 
15593                                            argvec, UNIFY_ALLOW_NONE, 
15594                                            /*call_args_p=*/false, 
15595                                            /*subr=*/0);
15596
15597           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG1 is
15598              a pack expansion but ARG2 is not.  */
15599           deduce2 = 0;
15600         }
15601       else if (TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15602         {
15603           int i, len1 = list_length (args1);
15604           tree parmvec = make_tree_vec (1);
15605           tree argvec = make_tree_vec (len1);
15606           tree ta = args1;
15607
15608           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
15609           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg2;
15610
15611           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
15612              arguments.  */
15613           for (i = 0; i < len1; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
15614             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
15615
15616           deduce2 = !unify_pack_expansion (tparms2, targs2, parmvec, 
15617                                            argvec, UNIFY_ALLOW_NONE, 
15618                                            /*call_args_p=*/false, 
15619                                            /*subr=*/0);
15620
15621           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG2 is
15622              a pack expansion but ARG1 is not.*/
15623           deduce1 = 0;
15624         }
15625
15626       else
15627         {
15628           /* The normal case, where neither argument is a pack
15629              expansion.  */
15630           deduce1 = !unify (tparms1, targs1, arg1, arg2, UNIFY_ALLOW_NONE);
15631           deduce2 = !unify (tparms2, targs2, arg2, arg1, UNIFY_ALLOW_NONE);
15632         }
15633
15634       /* If we couldn't deduce arguments for tparms1 to make arg1 match
15635          arg2, then arg2 is not as specialized as arg1.  */
15636       if (!deduce1)
15637         lose2 = true;
15638       if (!deduce2)
15639         lose1 = true;
15640
15641       /* "If, for a given type, deduction succeeds in both directions
15642          (i.e., the types are identical after the transformations above)
15643          and if the type from the argument template is more cv-qualified
15644          than the type from the parameter template (as described above)
15645          that type is considered to be more specialized than the other. If
15646          neither type is more cv-qualified than the other then neither type
15647          is more specialized than the other."  */
15648
15649       if (deduce1 && deduce2
15650           && quals1 != quals2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
15651         {
15652           if ((quals1 & quals2) == quals2)
15653             lose2 = true;
15654           if ((quals1 & quals2) == quals1)
15655             lose1 = true;
15656         }
15657
15658       if (lose1 && lose2)
15659         /* We've failed to deduce something in either direction.
15660            These must be unordered.  */
15661         break;
15662
15663       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
15664           || TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15665         /* We have already processed all of the arguments in our
15666            handing of the pack expansion type.  */
15667         len = 0;
15668
15669       args1 = TREE_CHAIN (args1);
15670       args2 = TREE_CHAIN (args2);
15671     }
15672
15673   /* "In most cases, all template parameters must have values in order for
15674      deduction to succeed, but for partial ordering purposes a template
15675      parameter may remain without a value provided it is not used in the
15676      types being used for partial ordering."
15677
15678      Thus, if we are missing any of the targs1 we need to substitute into
15679      origs1, then pat2 is not as specialized as pat1.  This can happen when
15680      there is a nondeduced context.  */
15681   if (!lose2 && check_undeduced_parms (targs1, origs1, args1))
15682     lose2 = true;
15683   if (!lose1 && check_undeduced_parms (targs2, origs2, args2))
15684     lose1 = true;
15685
15686   processing_template_decl--;
15687
15688   /* All things being equal, if the next argument is a pack expansion
15689      for one function but not for the other, prefer the
15690      non-variadic function.  FIXME this is bogus; see c++/41958.  */
15691   if (lose1 == lose2
15692       && args1 && TREE_VALUE (args1)
15693       && args2 && TREE_VALUE (args2))
15694     {
15695       lose1 = TREE_CODE (TREE_VALUE (args1)) == TYPE_PACK_EXPANSION;
15696       lose2 = TREE_CODE (TREE_VALUE (args2)) == TYPE_PACK_EXPANSION;
15697     }
15698
15699   if (lose1 == lose2)
15700     return 0;
15701   else if (!lose1)
15702     return 1;
15703   else
15704     return -1;
15705 }
15706
15707 /* Determine which of two partial specializations is more specialized.
15708
15709    PAT1 is a TREE_LIST whose TREE_TYPE is the _TYPE node corresponding
15710    to the first partial specialization.  The TREE_VALUE is the
15711    innermost set of template parameters for the partial
15712    specialization.  PAT2 is similar, but for the second template.
15713
15714    Return 1 if the first partial specialization is more specialized;
15715    -1 if the second is more specialized; 0 if neither is more
15716    specialized.
15717
15718    See [temp.class.order] for information about determining which of
15719    two templates is more specialized.  */
15720
15721 static int
15722 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2)
15723 {
15724   tree targs;
15725   tree tmpl1, tmpl2;
15726   int winner = 0;
15727   bool any_deductions = false;
15728
15729   tmpl1 = TREE_TYPE (pat1);
15730   tmpl2 = TREE_TYPE (pat2);
15731
15732   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
15733      different class template specializations, we may encounter dependent
15734      types in the arguments, and we need our dependency check functions
15735      to behave correctly.  */
15736   ++processing_template_decl;
15737   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1),
15738                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1),
15739                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2));
15740   if (targs)
15741     {
15742       --winner;
15743       any_deductions = true;
15744     }
15745
15746   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2),
15747                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2),
15748                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1));
15749   if (targs)
15750     {
15751       ++winner;
15752       any_deductions = true;
15753     }
15754   --processing_template_decl;
15755
15756   /* In the case of a tie where at least one of the class templates
15757      has a parameter pack at the end, the template with the most
15758      non-packed parameters wins.  */
15759   if (winner == 0
15760       && any_deductions
15761       && (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1))
15762           || template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2))))
15763     {
15764       tree args1 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat1));
15765       tree args2 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat2));
15766       int len1 = TREE_VEC_LENGTH (args1);
15767       int len2 = TREE_VEC_LENGTH (args2);
15768
15769       /* We don't count the pack expansion at the end.  */
15770       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1)))
15771         --len1;
15772       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2)))
15773         --len2;
15774
15775       if (len1 > len2)
15776         return 1;
15777       else if (len1 < len2)
15778         return -1;
15779     }
15780
15781   return winner;
15782 }
15783
15784 /* Return the template arguments that will produce the function signature
15785    DECL from the function template FN, with the explicit template
15786    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
15787    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
15788    found.  */
15789
15790 static tree
15791 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
15792 {
15793   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
15794   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
15795   tree decl_type;
15796   tree decl_arg_types;
15797   tree *args;
15798   unsigned int nargs, ix;
15799   tree arg;
15800
15801   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
15802      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
15803      FN.  */
15804   decl_type = TREE_TYPE (decl);
15805   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
15806     {
15807       tree tmpl;
15808       tree converted_args;
15809
15810       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
15811         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
15812       else
15813         /* We can get here for some invalid specializations.  */
15814         return NULL_TREE;
15815
15816       converted_args
15817         = coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
15818                                  explicit_args, NULL_TREE,
15819                                  tf_none,
15820                                  /*require_all_args=*/false,
15821                                  /*use_default_args=*/false);
15822       if (converted_args == error_mark_node)
15823         return NULL_TREE;
15824
15825       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
15826       if (decl_type == error_mark_node)
15827         return NULL_TREE;
15828     }
15829
15830   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
15831   decl_arg_types = skip_artificial_parms_for (decl, 
15832                                               TYPE_ARG_TYPES (decl_type));
15833
15834   nargs = list_length (decl_arg_types);
15835   args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
15836   for (arg = decl_arg_types, ix = 0;
15837        arg != NULL_TREE && arg != void_list_node;
15838        arg = TREE_CHAIN (arg), ++ix)
15839     args[ix] = TREE_VALUE (arg);
15840
15841   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
15842                            args, ix,
15843                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
15844                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
15845                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL))
15846     return NULL_TREE;
15847
15848   return targs;
15849 }
15850
15851 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
15852    template specialization whose innermost template parameters are
15853    TPARMS, and whose specialization arguments are SPEC_ARGS, yield the
15854    ARGS.
15855
15856    For example, suppose we have:
15857
15858      template <class T, class U> struct S {};
15859      template <class T> struct S<T*, int> {};
15860
15861    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
15862    {T}, the SPEC_ARGS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
15863    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
15864    is bound to `double'.  */
15865
15866 static tree
15867 get_class_bindings (tree tparms, tree spec_args, tree args)
15868 {
15869   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
15870   tree deduced_args;
15871   tree innermost_deduced_args;
15872
15873   innermost_deduced_args = make_tree_vec (ntparms);
15874   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
15875     {
15876       deduced_args = copy_node (args);
15877       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (deduced_args,
15878                            TMPL_ARGS_DEPTH (deduced_args),
15879                            innermost_deduced_args);
15880     }
15881   else
15882     deduced_args = innermost_deduced_args;
15883
15884   if (unify (tparms, deduced_args,
15885              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
15886              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
15887              UNIFY_ALLOW_NONE))
15888     return NULL_TREE;
15889
15890   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
15891     if (! TREE_VEC_ELT (innermost_deduced_args, i))
15892       return NULL_TREE;
15893
15894   /* Verify that nondeduced template arguments agree with the type
15895      obtained from argument deduction.
15896
15897      For example:
15898
15899        struct A { typedef int X; };
15900        template <class T, class U> struct C {};
15901        template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
15902
15903      Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
15904      `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
15905      is `int'.  */
15906   spec_args = tsubst (spec_args, deduced_args, tf_none, NULL_TREE);
15907   if (spec_args == error_mark_node
15908       /* We only need to check the innermost arguments; the other
15909          arguments will always agree.  */
15910       || !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
15911                               INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args)))
15912     return NULL_TREE;
15913
15914   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
15915      ensure that the arguments deduced for the template template
15916      parameters have compatible template parameter lists.  See the use
15917      of template_template_parm_bindings_ok_p in fn_type_unification
15918      for more information.  */
15919   if (!template_template_parm_bindings_ok_p (tparms, deduced_args))
15920     return NULL_TREE;
15921
15922   return deduced_args;
15923 }
15924
15925 /* TEMPLATES is a TREE_LIST.  Each TREE_VALUE is a TEMPLATE_DECL.
15926    Return the TREE_LIST node with the most specialized template, if
15927    any.  If there is no most specialized template, the error_mark_node
15928    is returned.
15929
15930    Note that this function does not look at, or modify, the
15931    TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of any of the nodes.  Since the node
15932    returned is one of the elements of INSTANTIATIONS, callers may
15933    store information in the TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of the nodes,
15934    and retrieve it from the value returned.  */
15935
15936 tree
15937 most_specialized_instantiation (tree templates)
15938 {
15939   tree fn, champ;
15940
15941   ++processing_template_decl;
15942
15943   champ = templates;
15944   for (fn = TREE_CHAIN (templates); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
15945     {
15946       int fate = 0;
15947
15948       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
15949                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
15950                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
15951         fate--;
15952
15953       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
15954                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
15955                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
15956         fate++;
15957
15958       if (fate == -1)
15959         champ = fn;
15960       else if (!fate)
15961         {
15962           /* Equally specialized, move to next function.  If there
15963              is no next function, nothing's most specialized.  */
15964           fn = TREE_CHAIN (fn);
15965           champ = fn;
15966           if (!fn)
15967             break;
15968         }
15969     }
15970
15971   if (champ)
15972     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
15973        instantiation list.  */
15974     for (fn = templates; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
15975       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
15976                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
15977                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false)
15978           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
15979                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
15980                             NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
15981         {
15982           champ = NULL_TREE;
15983           break;
15984         }
15985
15986   processing_template_decl--;
15987
15988   if (!champ)
15989     return error_mark_node;
15990
15991   return champ;
15992 }
15993
15994 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
15995    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
15996
15997    For example, given:
15998
15999      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
16000
16001    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
16002    the full template.  This function will not trace past partial
16003    specializations, however.  For example, given in addition:
16004
16005      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
16006
16007    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
16008    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
16009
16010 tree
16011 most_general_template (tree decl)
16012 {
16013   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
16014      an immediate specialization.  */
16015   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
16016     {
16017       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
16018         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
16019
16020         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
16021            template friend.  */
16022         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
16023           return NULL_TREE;
16024       } else
16025         return NULL_TREE;
16026     }
16027
16028   /* Look for more and more general templates.  */
16029   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
16030     {
16031       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
16032          (See cp-tree.h for details.)  */
16033       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
16034         break;
16035
16036       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
16037           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
16038         break;
16039
16040       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
16041       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
16042           && DECL_CONTEXT (decl)
16043           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
16044         break;
16045
16046       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
16047     }
16048
16049   return decl;
16050 }
16051
16052 /* Return the most specialized of the class template partial
16053    specializations of TMPL which can produce TYPE, a specialization of
16054    TMPL.  The value returned is actually a TREE_LIST; the TREE_TYPE is
16055    a _TYPE node corresponding to the partial specialization, while the
16056    TREE_PURPOSE is the set of template arguments that must be
16057    substituted into the TREE_TYPE in order to generate TYPE.
16058
16059    If the choice of partial specialization is ambiguous, a diagnostic
16060    is issued, and the error_mark_node is returned.  If there are no
16061    partial specializations of TMPL matching TYPE, then NULL_TREE is
16062    returned.  */
16063
16064 static tree
16065 most_specialized_class (tree type, tree tmpl, tsubst_flags_t complain)
16066 {
16067   tree list = NULL_TREE;
16068   tree t;
16069   tree champ;
16070   int fate;
16071   bool ambiguous_p;
16072   tree args;
16073   tree outer_args = NULL_TREE;
16074
16075   tmpl = most_general_template (tmpl);
16076   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
16077
16078   /* For determining which partial specialization to use, only the
16079      innermost args are interesting.  */
16080   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
16081     {
16082       outer_args = strip_innermost_template_args (args, 1);
16083       args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
16084     }
16085
16086   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
16087     {
16088       tree partial_spec_args;
16089       tree spec_args;
16090       tree parms = TREE_VALUE (t);
16091
16092       partial_spec_args = CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t));
16093
16094       ++processing_template_decl;
16095
16096       if (outer_args)
16097         {
16098           int i;
16099
16100           /* Discard the outer levels of args, and then substitute in the
16101              template args from the enclosing class.  */
16102           partial_spec_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (partial_spec_args);
16103           partial_spec_args = tsubst_template_args
16104             (partial_spec_args, outer_args, tf_none, NULL_TREE);
16105
16106           /* PARMS already refers to just the innermost parms, but the
16107              template parms in partial_spec_args had their levels lowered
16108              by tsubst, so we need to do the same for the parm list.  We
16109              can't just tsubst the TREE_VEC itself, as tsubst wants to
16110              treat a TREE_VEC as an argument vector.  */
16111           parms = copy_node (parms);
16112           for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
16113             TREE_VEC_ELT (parms, i) =
16114               tsubst (TREE_VEC_ELT (parms, i), outer_args, tf_none, NULL_TREE);
16115
16116         }
16117
16118       partial_spec_args =
16119           coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
16120                                  add_to_template_args (outer_args,
16121                                                        partial_spec_args),
16122                                  tmpl, tf_none,
16123                                  /*require_all_args=*/true,
16124                                  /*use_default_args=*/true);
16125
16126       --processing_template_decl;
16127
16128       if (partial_spec_args == error_mark_node)
16129         return error_mark_node;
16130
16131       spec_args = get_class_bindings (parms,
16132                                       partial_spec_args,
16133                                       args);
16134       if (spec_args)
16135         {
16136           if (outer_args)
16137             spec_args = add_to_template_args (outer_args, spec_args);
16138           list = tree_cons (spec_args, TREE_VALUE (t), list);
16139           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
16140         }
16141     }
16142
16143   if (! list)
16144     return NULL_TREE;
16145
16146   ambiguous_p = false;
16147   t = list;
16148   champ = t;
16149   t = TREE_CHAIN (t);
16150   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
16151     {
16152       fate = more_specialized_class (champ, t);
16153       if (fate == 1)
16154         ;
16155       else
16156         {
16157           if (fate == 0)
16158             {
16159               t = TREE_CHAIN (t);
16160               if (! t)
16161                 {
16162                   ambiguous_p = true;
16163                   break;
16164                 }
16165             }
16166           champ = t;
16167         }
16168     }
16169
16170   if (!ambiguous_p)
16171     for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
16172       {
16173         fate = more_specialized_class (champ, t);
16174         if (fate != 1)
16175           {
16176             ambiguous_p = true;
16177             break;
16178           }
16179       }
16180
16181   if (ambiguous_p)
16182     {
16183       const char *str;
16184       char *spaces = NULL;
16185       if (!(complain & tf_error))
16186         return error_mark_node;
16187       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
16188       str = TREE_CHAIN (list) ? _("candidates are:") : _("candidate is:");
16189       for (t = list; t; t = TREE_CHAIN (t))
16190         {
16191           error ("%s %+#T", spaces ? spaces : str, TREE_TYPE (t));
16192           spaces = spaces ? spaces : get_spaces (str);
16193         }
16194       free (spaces);
16195       return error_mark_node;
16196     }
16197
16198   return champ;
16199 }
16200
16201 /* Explicitly instantiate DECL.  */
16202
16203 void
16204 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
16205 {
16206   tree result = NULL_TREE;
16207   int extern_p = 0;
16208
16209   if (!decl || decl == error_mark_node)
16210     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
16211        an appropriate message.  */
16212     return;
16213   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
16214     {
16215       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
16216       return;
16217     }
16218   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
16219     {
16220       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
16221          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
16222          the latter, the DECL we get back will be marked as a
16223          template instantiation, and the appropriate
16224          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
16225          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
16226          should handle VAR_DECLs as it currently handles
16227          FUNCTION_DECLs.  */
16228       if (!DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
16229         {
16230           error ("%qD is not a static data member of a class template", decl);
16231           return;
16232         }
16233       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
16234       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
16235         {
16236           error ("no matching template for %qD found", decl);
16237           return;
16238         }
16239       if (!same_type_p (TREE_TYPE (result), TREE_TYPE (decl)))
16240         {
16241           error ("type %qT for explicit instantiation %qD does not match "
16242                  "declared type %qT", TREE_TYPE (result), decl,
16243                  TREE_TYPE (decl));
16244           return;
16245         }
16246     }
16247   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
16248     {
16249       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
16250       return;
16251     }
16252   else
16253     result = decl;
16254
16255   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
16256      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
16257      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
16258      until we get here.  */
16259
16260   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
16261     {
16262       /* DR 259 [temp.spec].
16263
16264          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
16265          specialization shall not appear in a program unless the explicit
16266          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
16267
16268          For a given set of template parameters, if an explicit
16269          instantiation of a template appears after a declaration of an
16270          explicit specialization for that template, the explicit
16271          instantiation has no effect.  */
16272       return;
16273     }
16274   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
16275     {
16276       /* [temp.spec]
16277
16278          No program shall explicitly instantiate any template more
16279          than once.
16280
16281          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
16282          the first instantiation was `extern' and the second is not,
16283          and EXTERN_P for the opposite case.  */
16284       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
16285         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
16286       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
16287          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
16288       if (extern_p)
16289         return;
16290     }
16291   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
16292     {
16293       error ("no matching template for %qD found", result);
16294       return;
16295     }
16296   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
16297     {
16298       permerror (input_location, "explicit instantiation of non-template %q#D", result);
16299       return;
16300     }
16301
16302   if (storage == NULL_TREE)
16303     ;
16304   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
16305     {
16306       if (!in_system_header && (cxx_dialect == cxx98))
16307         pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
16308                  "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on explicit "
16309                  "instantiations");
16310       extern_p = 1;
16311     }
16312   else
16313     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
16314
16315   check_explicit_instantiation_namespace (result);
16316   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
16317   if (! extern_p)
16318     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1,
16319                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
16320 }
16321
16322 static void
16323 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
16324 {
16325   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
16326   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
16327   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
16328   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
16329   if (! extern_p)
16330     {
16331       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
16332       rest_of_type_compilation (t, 1);
16333     }
16334 }
16335
16336 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
16337    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
16338 static void
16339 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
16340 {
16341   tree storage = *(tree *) data;
16342
16343   if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (entry->type)
16344       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
16345     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
16346 }
16347
16348 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
16349    (a member function or a static member variable) of an
16350    explicitly instantiated class template.  */
16351 static void
16352 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
16353 {
16354   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
16355   if (! extern_p)
16356     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1,
16357                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
16358 }
16359
16360 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
16361    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
16362    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
16363    since the standard is unclear (as detailed below).  */
16364
16365 void
16366 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
16367 {
16368   int extern_p = 0;
16369   int nomem_p = 0;
16370   int static_p = 0;
16371   int previous_instantiation_extern_p = 0;
16372
16373   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
16374     t = TREE_TYPE (t);
16375
16376   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
16377     {
16378       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
16379       return;
16380     }
16381
16382   complete_type (t);
16383
16384   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
16385     {
16386       if (complain & tf_error)
16387         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
16388                t);
16389       return;
16390     }
16391
16392   if (storage != NULL_TREE)
16393     {
16394       if (!in_system_header)
16395         {
16396           if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
16397             {
16398               if (cxx_dialect == cxx98)
16399                 pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
16400                          "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on "
16401                          "explicit instantiations");
16402             }
16403           else
16404             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
16405                      "ISO C++ forbids the use of %qE"
16406                      " on explicit instantiations", storage);
16407         }
16408
16409       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
16410         nomem_p = 1;
16411       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
16412         extern_p = 1;
16413       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
16414         static_p = 1;
16415       else
16416         {
16417           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
16418                  storage);
16419           extern_p = 0;
16420         }
16421     }
16422
16423   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
16424     {
16425       /* DR 259 [temp.spec].
16426
16427          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
16428          specialization shall not appear in a program unless the explicit
16429          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
16430
16431          For a given set of template parameters, if an explicit
16432          instantiation of a template appears after a declaration of an
16433          explicit specialization for that template, the explicit
16434          instantiation has no effect.  */
16435       return;
16436     }
16437   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
16438     {
16439       /* [temp.spec]
16440
16441          No program shall explicitly instantiate any template more
16442          than once.
16443
16444          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
16445          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
16446          These cases are OK.  */
16447       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
16448
16449       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
16450           && (complain & tf_error))
16451         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
16452
16453       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
16454       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
16455         return;
16456     }
16457
16458   check_explicit_instantiation_namespace (TYPE_NAME (t));
16459   mark_class_instantiated (t, extern_p);
16460
16461   if (nomem_p)
16462     return;
16463
16464   {
16465     tree tmp;
16466
16467     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
16468        declarations, and not the definitions, of members are
16469        instantiated, we have here:
16470
16471          [temp.explicit]
16472
16473          The explicit instantiation of a class template specialization
16474          implies the instantiation of all of its members not
16475          previously explicitly specialized in the translation unit
16476          containing the explicit instantiation.
16477
16478        Of course, we can't instantiate member template classes, since
16479        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
16480        is unclear on whether the instantiation of the members are
16481        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
16482        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
16483
16484     if (! static_p)
16485       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = DECL_CHAIN (tmp))
16486         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
16487             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
16488           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
16489
16490     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = DECL_CHAIN (tmp))
16491       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
16492         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
16493
16494     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
16495       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
16496                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
16497   }
16498 }
16499
16500 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
16501    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
16502    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
16503    should occur for DECL, not the most general template.
16504
16505    One reason for doing this is a scenario like this:
16506
16507      template <class T>
16508      void f(const T&, int i);
16509
16510      void g() { f(3, 7); }
16511
16512      template <class T>
16513      void f(const T& t, const int i) { }
16514
16515    Note that when the template is first instantiated, with
16516    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
16517    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
16518    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
16519
16520 static void
16521 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
16522 {
16523   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
16524      template.  */
16525   tree args;
16526   tree code_pattern;
16527
16528   args = DECL_TI_ARGS (decl);
16529   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
16530
16531   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
16532      correctly.  */
16533   push_access_scope (decl);
16534
16535   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
16536     {
16537       tree decl_parm;
16538       tree pattern_parm;
16539       tree specs;
16540       int args_depth;
16541       int parms_depth;
16542
16543       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
16544       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
16545       if (args_depth > parms_depth)
16546         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
16547
16548       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
16549                                               args, tf_error, NULL_TREE);
16550       if (specs)
16551         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
16552                                                     specs);
16553
16554       /* Merge parameter declarations.  */
16555       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
16556                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
16557       pattern_parm
16558         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
16559                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
16560       while (decl_parm && !FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
16561         {
16562           tree parm_type;
16563           tree attributes;
16564           
16565           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
16566             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
16567           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
16568                               NULL_TREE);
16569           parm_type = type_decays_to (parm_type);
16570           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
16571             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
16572           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
16573           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
16574             {
16575               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
16576               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
16577             }
16578           decl_parm = DECL_CHAIN (decl_parm);
16579           pattern_parm = DECL_CHAIN (pattern_parm);
16580         }
16581       /* Merge any parameters that match with the function parameter
16582          pack.  */
16583       if (pattern_parm && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
16584         {
16585           int i, len;
16586           tree expanded_types;
16587           /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
16588              the parameters in this function parameter pack.  */
16589           expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (pattern_parm), 
16590                                                  args, tf_error, NULL_TREE);
16591           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
16592           for (i = 0; i < len; i++)
16593             {
16594               tree parm_type;
16595               tree attributes;
16596           
16597               if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
16598                 /* Rename the parameter to include the index.  */
16599                 DECL_NAME (decl_parm) = 
16600                   make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (pattern_parm), i);
16601               parm_type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
16602               parm_type = type_decays_to (parm_type);
16603               if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
16604                 TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
16605               attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
16606               if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
16607                 {
16608                   DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
16609                   cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
16610                 }
16611               decl_parm = DECL_CHAIN (decl_parm);
16612             }
16613         }
16614       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
16615       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
16616           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
16617         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
16618     }
16619   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
16620     {
16621       DECL_INITIAL (decl) =
16622         tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
16623                      tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl),
16624                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
16625       if (VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (decl))
16626         TREE_TYPE (decl) = tsubst (TREE_TYPE (code_pattern), args,
16627                                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl));
16628     }
16629   else
16630     gcc_unreachable ();
16631
16632   pop_access_scope (decl);
16633 }
16634
16635 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
16636    substituted to get DECL.  */
16637
16638 tree
16639 template_for_substitution (tree decl)
16640 {
16641   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
16642
16643   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
16644      for the instantiation.  This is not always the most general
16645      template.  Consider, for example:
16646
16647         template <class T>
16648         struct S { template <class U> void f();
16649                    template <> void f<int>(); };
16650
16651      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
16652      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
16653   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
16654             more general template.  */
16655          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
16656            /* We must also deal with friend templates.  Given:
16657
16658                 template <class T> struct S {
16659                   template <class U> friend void f() {};
16660                 };
16661
16662               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
16663               so far as the language is concerned, but that's still
16664               where we get the pattern for the instantiation from.  On
16665               other hand, if the definition comes outside the class, say:
16666
16667                 template <class T> struct S {
16668                   template <class U> friend void f();
16669                 };
16670                 template <class U> friend void f() {}
16671
16672               we don't need to look any further.  That's what the check for
16673               DECL_INITIAL is for.  */
16674           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
16675               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
16676               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
16677     {
16678       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
16679          were a definition, we should be using it!  Note that we
16680          cannot restructure the loop to just keep going until we find
16681          a template with a definition, since that might go too far if
16682          a specialization was declared, but not defined.  */
16683       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
16684                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
16685
16686       /* Fetch the more general template.  */
16687       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
16688     }
16689
16690   return tmpl;
16691 }
16692
16693 /* Returns true if we need to instantiate this template instance even if we
16694    know we aren't going to emit it..  */
16695
16696 bool
16697 always_instantiate_p (tree decl)
16698 {
16699   /* We always instantiate inline functions so that we can inline them.  An
16700      explicit instantiation declaration prohibits implicit instantiation of
16701      non-inline functions.  With high levels of optimization, we would
16702      normally inline non-inline functions -- but we're not allowed to do
16703      that for "extern template" functions.  Therefore, we check
16704      DECL_DECLARED_INLINE_P, rather than possibly_inlined_p.  */
16705   return ((TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
16706            && DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
16707           /* And we need to instantiate static data members so that
16708              their initializers are available in integral constant
16709              expressions.  */
16710           || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
16711               && DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (decl)));
16712 }
16713
16714 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
16715    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
16716    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
16717    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
16718    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
16719    explicitly instantiated class template.  */
16720
16721 tree
16722 instantiate_decl (tree d, int defer_ok,
16723                   bool expl_inst_class_mem_p)
16724 {
16725   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
16726   tree gen_args;
16727   tree args;
16728   tree td;
16729   tree code_pattern;
16730   tree spec;
16731   tree gen_tmpl;
16732   bool pattern_defined;
16733   int need_push;
16734   location_t saved_loc = input_location;
16735   bool external_p;
16736
16737   /* This function should only be used to instantiate templates for
16738      functions and static member variables.  */
16739   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
16740               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
16741
16742   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
16743      are instantiated right away.  That allows for better code in the
16744      case that an expression refers to the value of the variable --
16745      if the variable has a constant value the referring expression can
16746      take advantage of that fact.  */
16747   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
16748     defer_ok = 0;
16749
16750   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
16751      functions they cloned.  */
16752   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
16753     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
16754
16755   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d)
16756       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (d))
16757     /* D has already been instantiated or explicitly specialized, so
16758        there's nothing for us to do here.
16759
16760        It might seem reasonable to check whether or not D is an explicit
16761        instantiation, and, if so, stop here.  But when an explicit
16762        instantiation is deferred until the end of the compilation,
16763        DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is set, even though we still need to do
16764        the instantiation.  */
16765     return d;
16766
16767   /* Check to see whether we know that this template will be
16768      instantiated in some other file, as with "extern template"
16769      extension.  */
16770   external_p = (DECL_INTERFACE_KNOWN (d) && DECL_REALLY_EXTERN (d));
16771
16772   /* In general, we do not instantiate such templates.  */
16773   if (external_p && !always_instantiate_p (d))
16774     return d;
16775
16776   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
16777   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
16778
16779   if (tmpl != gen_tmpl)
16780     /* We should already have the extra args.  */
16781     gcc_assert (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl))
16782                 == TMPL_ARGS_DEPTH (gen_args));
16783   /* And what's in the hash table should match D.  */
16784   gcc_assert ((spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args, 0)) == d
16785               || spec == NULL_TREE);
16786
16787   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
16788   if (! push_tinst_level (d))
16789     return d;
16790
16791   timevar_push (TV_PARSE);
16792
16793   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
16794      for the instantiation.  */
16795   td = template_for_substitution (d);
16796   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
16797
16798   /* We should never be trying to instantiate a member of a class
16799      template or partial specialization.  */
16800   gcc_assert (d != code_pattern);
16801
16802   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
16803       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
16804     /* In the case of a friend template whose definition is provided
16805        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
16806        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
16807     args = get_innermost_template_args
16808       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
16809   else
16810     args = gen_args;
16811
16812   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
16813     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
16814   else
16815     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
16816
16817   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
16818   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
16819
16820   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
16821      the linkage of D, remember that a definition is available for
16822      this entity.  */
16823   if (pattern_defined
16824       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
16825       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
16826     mark_definable (d);
16827
16828   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
16829
16830   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
16831      and no definition is available, treat it like an implicit
16832      instantiation.  */
16833   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p
16834       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
16835     {
16836       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
16837       DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
16838       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
16839     }
16840
16841   /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
16842      about ignoring cv qualifiers.  Don't do this for artificial decls,
16843      as it breaks the context-sensitive substitution for lambda op(). */
16844   if (!defer_ok && !DECL_ARTIFICIAL (d))
16845     {
16846       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
16847       tree type = TREE_TYPE (gen);
16848
16849       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
16850          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
16851          right context.  */
16852       push_access_scope (d);
16853
16854       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
16855         {
16856           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_warning_or_error, d);
16857           tsubst_exception_specification (type, gen_args, tf_warning_or_error,
16858                                           d);
16859           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
16860              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
16861              The function arguments are the same as the decl_arguments
16862              without the top level cv qualifiers.  */
16863           type = TREE_TYPE (type);
16864         }
16865       tsubst (type, gen_args, tf_warning_or_error, d);
16866
16867       pop_access_scope (d);
16868     }
16869
16870   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
16871      forbidden from doing so.  */
16872   if (/* If there is no definition, we cannot instantiate the
16873          template.  */
16874       ! pattern_defined
16875       /* If it's OK to postpone instantiation, do so.  */
16876       || defer_ok
16877       /* If this is a static data member that will be defined
16878          elsewhere, we don't want to instantiate the entire data
16879          member, but we do want to instantiate the initializer so that
16880          we can substitute that elsewhere.  */
16881       || (external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
16882     {
16883       /* The definition of the static data member is now required so
16884          we must substitute the initializer.  */
16885       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
16886           && !DECL_INITIAL (d)
16887           && DECL_INITIAL (code_pattern))
16888         {
16889           tree ns;
16890           tree init;
16891
16892           ns = decl_namespace_context (d);
16893           push_nested_namespace (ns);
16894           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
16895           init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern),
16896                               args,
16897                               tf_warning_or_error, NULL_TREE,
16898                               /*integral_constant_expression_p=*/false);
16899           cp_finish_decl (d, init, /*init_const_expr_p=*/false,
16900                           /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
16901                           LOOKUP_ONLYCONVERTING);
16902           pop_nested_class ();
16903           pop_nested_namespace (ns);
16904         }
16905
16906       /* We restore the source position here because it's used by
16907          add_pending_template.  */
16908       input_location = saved_loc;
16909
16910       if (at_eof && !pattern_defined
16911           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d)
16912           && DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
16913         /* [temp.explicit]
16914
16915            The definition of a non-exported function template, a
16916            non-exported member function template, or a non-exported
16917            member function or static data member of a class template
16918            shall be present in every translation unit in which it is
16919            explicitly instantiated.  */
16920         permerror (input_location,  "explicit instantiation of %qD "
16921                    "but no definition available", d);
16922
16923       /* ??? Historically, we have instantiated inline functions, even
16924          when marked as "extern template".  */
16925       if (!(external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
16926         add_pending_template (d);
16927       goto out;
16928     }
16929   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
16930      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
16931   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
16932     {
16933       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
16934          requested instantiation in the PCH it is still possible that
16935          an instantiation will be required in a file that includes the
16936          PCH.  */
16937       if (pch_file)
16938         add_pending_template (d);
16939       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
16940          job, even though we'll not be emitting a copy of this
16941          function.  */
16942       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && possibly_inlined_p (d)))
16943         goto out;
16944     }
16945
16946   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
16947   if (need_push)
16948     push_to_top_level ();
16949
16950   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
16951      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
16952   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
16953
16954   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
16955      by a subsequent redeclaration.  */
16956   regenerate_decl_from_template (d, td);
16957
16958   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
16959      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
16960   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
16961
16962   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
16963     {
16964       tree init;
16965
16966       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
16967          since we've reset the type of the declaration.  */
16968       SET_DECL_RTL (d, NULL);
16969       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
16970
16971       /* The initializer is placed in DECL_INITIAL by
16972          regenerate_decl_from_template.  Pull it out so that
16973          cp_finish_decl can process it.  */
16974       init = DECL_INITIAL (d);
16975       DECL_INITIAL (d) = NULL_TREE;
16976       DECL_INITIALIZED_P (d) = 0;
16977
16978       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
16979          initializer.  That function will defer actual emission until
16980          we have a chance to determine linkage.  */
16981       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
16982
16983       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
16984       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
16985       cp_finish_decl (d, init, false, NULL_TREE, 0);
16986       pop_nested_class ();
16987     }
16988   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
16989     {
16990       htab_t saved_local_specializations;
16991       tree subst_decl;
16992       tree tmpl_parm;
16993       tree spec_parm;
16994
16995       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
16996          template from within the body of another.  */
16997       saved_local_specializations = local_specializations;
16998
16999       /* Set up the list of local specializations.  */
17000       local_specializations = htab_create (37,
17001                                            hash_local_specialization,
17002                                            eq_local_specializations,
17003                                            NULL);
17004
17005       /* Set up context.  */
17006       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
17007
17008       /* Create substitution entries for the parameters.  */
17009       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
17010       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
17011       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
17012       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
17013         {
17014           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
17015           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
17016           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
17017         }
17018       while (tmpl_parm && !FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (tmpl_parm))
17019         {
17020           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
17021           tmpl_parm = DECL_CHAIN (tmpl_parm);
17022           spec_parm = DECL_CHAIN (spec_parm);
17023         }
17024       if (tmpl_parm && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (tmpl_parm))
17025         {
17026           /* Register the (value) argument pack as a specialization of
17027              TMPL_PARM, then move on.  */
17028           tree argpack = make_fnparm_pack (spec_parm);
17029           register_local_specialization (argpack, tmpl_parm);
17030           tmpl_parm = DECL_CHAIN (tmpl_parm);
17031           spec_parm = NULL_TREE;
17032         }
17033       gcc_assert (!spec_parm);
17034
17035       /* Substitute into the body of the function.  */
17036       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
17037                    tf_warning_or_error, tmpl,
17038                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
17039
17040       /* Set the current input_location to the end of the function
17041          so that finish_function knows where we are.  */
17042       input_location = DECL_STRUCT_FUNCTION (code_pattern)->function_end_locus;
17043
17044       /* We don't need the local specializations any more.  */
17045       htab_delete (local_specializations);
17046       local_specializations = saved_local_specializations;
17047
17048       /* Finish the function.  */
17049       d = finish_function (0);
17050       expand_or_defer_fn (d);
17051     }
17052
17053   /* We're not deferring instantiation any more.  */
17054   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
17055
17056   if (need_push)
17057     pop_from_top_level ();
17058
17059 out:
17060   input_location = saved_loc;
17061   pop_deferring_access_checks ();
17062   pop_tinst_level ();
17063
17064   timevar_pop (TV_PARSE);
17065
17066   return d;
17067 }
17068
17069 /* Run through the list of templates that we wish we could
17070    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
17071    number of times we retry pending template instantiation.  */
17072
17073 void
17074 instantiate_pending_templates (int retries)
17075 {
17076   int reconsider;
17077   location_t saved_loc = input_location;
17078
17079   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
17080      may require further template instantiations.  We place a limit here
17081      to avoid infinite loop.  */
17082   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
17083     {
17084       tree decl = pending_templates->tinst->decl;
17085
17086       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
17087              " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
17088              " (use -ftemplate-depth= to increase the maximum)",
17089              max_tinst_depth, decl);
17090       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
17091         /* Pretend that we defined it.  */
17092         DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
17093       return;
17094     }
17095
17096   do
17097     {
17098       struct pending_template **t = &pending_templates;
17099       struct pending_template *last = NULL;
17100       reconsider = 0;
17101       while (*t)
17102         {
17103           tree instantiation = reopen_tinst_level ((*t)->tinst);
17104           bool complete = false;
17105
17106           if (TYPE_P (instantiation))
17107             {
17108               tree fn;
17109
17110               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
17111                 {
17112                   instantiate_class_template (instantiation);
17113                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
17114                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
17115                          fn;
17116                          fn = TREE_CHAIN (fn))
17117                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
17118                         instantiate_decl (fn,
17119                                           /*defer_ok=*/0,
17120                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
17121                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
17122                     reconsider = 1;
17123                 }
17124
17125               complete = COMPLETE_TYPE_P (instantiation);
17126             }
17127           else
17128             {
17129               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
17130                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
17131                 {
17132                   instantiation
17133                     = instantiate_decl (instantiation,
17134                                         /*defer_ok=*/0,
17135                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
17136                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
17137                     reconsider = 1;
17138                 }
17139
17140               complete = (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
17141                           || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation));
17142             }
17143
17144           if (complete)
17145             /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
17146                need to consider it again in the future.  */
17147             *t = (*t)->next;
17148           else
17149             {
17150               last = *t;
17151               t = &(*t)->next;
17152             }
17153           tinst_depth = 0;
17154           current_tinst_level = NULL;
17155         }
17156       last_pending_template = last;
17157     }
17158   while (reconsider);
17159
17160   input_location = saved_loc;
17161 }
17162
17163 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
17164    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
17165    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
17166    instantiate_decl.  */
17167
17168 static tree
17169 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
17170 {
17171   tree inits = NULL_TREE;
17172
17173   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
17174     {
17175       tree decl;
17176       tree init;
17177       tree expanded_bases = NULL_TREE;
17178       tree expanded_arguments = NULL_TREE;
17179       int i, len = 1;
17180
17181       if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (t)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17182         {
17183           tree expr;
17184           tree arg;
17185
17186           /* Expand the base class expansion type into separate base
17187              classes.  */
17188           expanded_bases = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), argvec,
17189                                                  tf_warning_or_error,
17190                                                  NULL_TREE);
17191           if (expanded_bases == error_mark_node)
17192             continue;
17193           
17194           /* We'll be building separate TREE_LISTs of arguments for
17195              each base.  */
17196           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
17197           expanded_arguments = make_tree_vec (len);
17198           for (i = 0; i < len; i++)
17199             TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = NULL_TREE;
17200
17201           /* Build a dummy EXPR_PACK_EXPANSION that will be used to
17202              expand each argument in the TREE_VALUE of t.  */
17203           expr = make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
17204           PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (expr) =
17205             PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (TREE_PURPOSE (t));
17206
17207           if (TREE_VALUE (t) == void_type_node)
17208             /* VOID_TYPE_NODE is used to indicate
17209                value-initialization.  */
17210             {
17211               for (i = 0; i < len; i++)
17212                 TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = void_type_node;
17213             }
17214           else
17215             {
17216               /* Substitute parameter packs into each argument in the
17217                  TREE_LIST.  */
17218               in_base_initializer = 1;
17219               for (arg = TREE_VALUE (t); arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
17220                 {
17221                   tree expanded_exprs;
17222
17223                   /* Expand the argument.  */
17224                   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (expr, TREE_VALUE (arg));
17225                   expanded_exprs 
17226                     = tsubst_pack_expansion (expr, argvec,
17227                                              tf_warning_or_error,
17228                                              NULL_TREE);
17229                   if (expanded_exprs == error_mark_node)
17230                     continue;
17231
17232                   /* Prepend each of the expanded expressions to the
17233                      corresponding TREE_LIST in EXPANDED_ARGUMENTS.  */
17234                   for (i = 0; i < len; i++)
17235                     {
17236                       TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
17237                         tree_cons (NULL_TREE, 
17238                                    TREE_VEC_ELT (expanded_exprs, i),
17239                                    TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
17240                     }
17241                 }
17242               in_base_initializer = 0;
17243
17244               /* Reverse all of the TREE_LISTs in EXPANDED_ARGUMENTS,
17245                  since we built them backwards.  */
17246               for (i = 0; i < len; i++)
17247                 {
17248                   TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
17249                     nreverse (TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
17250                 }
17251             }
17252         }
17253
17254       for (i = 0; i < len; ++i)
17255         {
17256           if (expanded_bases)
17257             {
17258               decl = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, i);
17259               decl = expand_member_init (decl);
17260               init = TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i);
17261             }
17262           else
17263             {
17264               decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, 
17265                                   tf_warning_or_error, NULL_TREE);
17266
17267               decl = expand_member_init (decl);
17268               if (decl && !DECL_P (decl))
17269                 in_base_initializer = 1;
17270
17271               init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, 
17272                                   tf_warning_or_error, NULL_TREE,
17273                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
17274               in_base_initializer = 0;
17275             }
17276
17277           if (decl)
17278             {
17279               init = build_tree_list (decl, init);
17280               TREE_CHAIN (init) = inits;
17281               inits = init;
17282             }
17283         }
17284     }
17285   return inits;
17286 }
17287
17288 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
17289
17290 static void
17291 set_current_access_from_decl (tree decl)
17292 {
17293   if (TREE_PRIVATE (decl))
17294     current_access_specifier = access_private_node;
17295   else if (TREE_PROTECTED (decl))
17296     current_access_specifier = access_protected_node;
17297   else
17298     current_access_specifier = access_public_node;
17299 }
17300
17301 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
17302    is the instantiation (which should have been created with
17303    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
17304
17305 static void
17306 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
17307 {
17308   tree e;
17309
17310   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
17311     {
17312       tree value;
17313       tree decl;
17314
17315       decl = TREE_VALUE (e);
17316       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
17317          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
17318       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
17319                            args, tf_warning_or_error, NULL_TREE,
17320                            /*integral_constant_expression_p=*/true);
17321
17322       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
17323       set_current_access_from_decl (decl);
17324
17325       /* Actually build the enumerator itself.  */
17326       build_enumerator
17327         (DECL_NAME (decl), value, newtag, DECL_SOURCE_LOCATION (decl));
17328     }
17329
17330   finish_enum (newtag);
17331   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
17332     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
17333 }
17334
17335 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
17336    its type -- but without substituting the innermost set of template
17337    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
17338    the type.  */
17339
17340 tree
17341 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
17342 {
17343   tree fn_type;
17344   tree tmpl;
17345   tree targs;
17346   tree tparms;
17347   int parm_depth;
17348
17349   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
17350   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
17351   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
17352   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
17353
17354   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
17355      of parameters.  */
17356   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
17357
17358   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
17359
17360   if (parm_depth == 1)
17361     /* No substitution is necessary.  */
17362     ;
17363   else
17364     {
17365       int i, save_access_control;
17366       tree partial_args;
17367
17368       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
17369          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
17370       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
17371       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
17372         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
17373                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
17374       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
17375                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
17376                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
17377
17378       /* Disable access control as this function is used only during
17379          name-mangling.  */
17380       save_access_control = flag_access_control;
17381       flag_access_control = 0;
17382
17383       ++processing_template_decl;
17384       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
17385          appropriate function type.  */
17386       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
17387       --processing_template_decl;
17388
17389       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
17390          innermost set of parameters.  This step is important if the
17391          innermost set of template parameters contains value
17392          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
17393       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
17394       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
17395
17396       flag_access_control = save_access_control;
17397     }
17398
17399   return fn_type;
17400 }
17401
17402 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
17403    the last one involved in diagnostics.  */
17404 int
17405 problematic_instantiation_changed (void)
17406 {
17407   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
17408 }
17409
17410 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
17411 void
17412 record_last_problematic_instantiation (void)
17413 {
17414   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
17415 }
17416
17417 struct tinst_level *
17418 current_instantiation (void)
17419 {
17420   return current_tinst_level;
17421 }
17422
17423 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
17424    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
17425    warning messages under control of COMPLAIN.  */
17426
17427 static int
17428 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
17429 {
17430   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
17431     return 0;
17432   else if (POINTER_TYPE_P (type))
17433     return 0;
17434   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
17435     return 0;
17436   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
17437     return 0;
17438   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
17439     return 0;
17440
17441   if (complain & tf_error)
17442     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
17443   return 1;
17444 }
17445
17446 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
17447    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
17448
17449 static bool
17450 dependent_type_p_r (tree type)
17451 {
17452   tree scope;
17453
17454   /* [temp.dep.type]
17455
17456      A type is dependent if it is:
17457
17458      -- a template parameter. Template template parameters are types
17459         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
17460         them here.  */
17461   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
17462       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17463     return true;
17464   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
17465         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
17466         names a dependent type.  */
17467   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
17468     return true;
17469   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
17470         dependent.  */
17471   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
17472   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
17473   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
17474     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
17475             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
17476                                            (type)));
17477   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
17478            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
17479     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
17480   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
17481            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
17482     {
17483       tree arg_type;
17484
17485       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
17486         return true;
17487       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
17488            arg_type;
17489            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
17490         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
17491           return true;
17492       return false;
17493     }
17494   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
17495         size is specified by a constant expression that is
17496         value-dependent.
17497
17498         We checked for type- and value-dependence of the bounds in
17499         compute_array_index_type, so TYPE_DEPENDENT_P is already set.  */
17500   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
17501     {
17502       if (TYPE_DOMAIN (type)
17503           && dependent_type_p (TYPE_DOMAIN (type)))
17504         return true;
17505       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
17506     }
17507
17508   /* -- a template-id in which either the template name is a template
17509      parameter ...  */
17510   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17511     return true;
17512   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
17513         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
17514   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
17515            && (any_dependent_template_arguments_p
17516                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
17517     return true;
17518
17519   /* All TYPEOF_TYPEs and DECLTYPE_TYPEs are dependent; if the
17520      argument of the `typeof' expression is not type-dependent, then
17521      it should already been have resolved.  */
17522   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE
17523       || TREE_CODE (type) == DECLTYPE_TYPE)
17524     return true;
17525
17526   /* A template argument pack is dependent if any of its packed
17527      arguments are.  */
17528   if (TREE_CODE (type) == TYPE_ARGUMENT_PACK)
17529     {
17530       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (type);
17531       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
17532       for (i = 0; i < len; ++i)
17533         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
17534           return true;
17535     }
17536
17537   /* All TYPE_PACK_EXPANSIONs are dependent, because parameter packs must
17538      be template parameters.  */
17539   if (TREE_CODE (type) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17540     return true;
17541
17542   /* The standard does not specifically mention types that are local
17543      to template functions or local classes, but they should be
17544      considered dependent too.  For example:
17545
17546        template <int I> void f() {
17547          enum E { a = I };
17548          S<sizeof (E)> s;
17549        }
17550
17551      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
17552      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
17553   scope = TYPE_CONTEXT (type);
17554   if (scope && TYPE_P (scope))
17555     return dependent_type_p (scope);
17556   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
17557     return type_dependent_expression_p (scope);
17558
17559   /* Other types are non-dependent.  */
17560   return false;
17561 }
17562
17563 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
17564    [temp.dep.type].  */
17565
17566 bool
17567 dependent_type_p (tree type)
17568 {
17569   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
17570      any dependent types.  */
17571   if (!processing_template_decl)
17572     {
17573       /* If we are not processing a template, then nobody should be
17574          providing us with a dependent type.  */
17575       gcc_assert (type);
17576       gcc_assert (TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM || is_auto (type));
17577       return false;
17578     }
17579
17580   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
17581      in question; in that case, the type is dependent.  */
17582   if (!type)
17583     return true;
17584
17585   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
17586   if (type == error_mark_node)
17587     return false;
17588
17589   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
17590      do so now.  */
17591   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
17592     {
17593       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
17594       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
17595     }
17596
17597   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
17598 }
17599
17600 /* Returns TRUE if SCOPE is a dependent scope, in which we can't do any
17601    lookup.  In other words, a dependent type that is not the current
17602    instantiation.  */
17603
17604 bool
17605 dependent_scope_p (tree scope)
17606 {
17607   return (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
17608           && !currently_open_class (scope));
17609 }
17610
17611 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
17612    [temp.dep.constexpr].  EXPRESSION is already known to be a constant
17613    expression.  */
17614
17615 bool
17616 value_dependent_expression_p (tree expression)
17617 {
17618   if (!processing_template_decl)
17619     return false;
17620
17621   /* A name declared with a dependent type.  */
17622   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
17623     return true;
17624
17625   switch (TREE_CODE (expression))
17626     {
17627     case IDENTIFIER_NODE:
17628       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
17629       return true;
17630
17631     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
17632       /* A non-type template parm.  */
17633       return true;
17634
17635     case CONST_DECL:
17636       /* A non-type template parm.  */
17637       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
17638         return true;
17639       return value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression));
17640
17641     case VAR_DECL:
17642        /* A constant with integral or enumeration type and is initialized
17643           with an expression that is value-dependent.  */
17644       if (DECL_INITIAL (expression)
17645           && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
17646           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
17647         return true;
17648       return false;
17649
17650     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
17651     case STATIC_CAST_EXPR:
17652     case CONST_CAST_EXPR:
17653     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
17654     case CAST_EXPR:
17655       /* These expressions are value-dependent if the type to which
17656          the cast occurs is dependent or the expression being casted
17657          is value-dependent.  */
17658       {
17659         tree type = TREE_TYPE (expression);
17660
17661         if (dependent_type_p (type))
17662           return true;
17663
17664         /* A functional cast has a list of operands.  */
17665         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
17666         if (!expression)
17667           {
17668             /* If there are no operands, it must be an expression such
17669                as "int()". This should not happen for aggregate types
17670                because it would form non-constant expressions.  */
17671             gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
17672
17673             return false;
17674           }
17675
17676         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
17677           return any_value_dependent_elements_p (expression);
17678
17679         return value_dependent_expression_p (expression);
17680       }
17681
17682     case SIZEOF_EXPR:
17683     case ALIGNOF_EXPR:
17684       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
17685          type-dependent or is a pack expansion.  */
17686       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
17687       if (PACK_EXPANSION_P (expression))
17688         return true;
17689       else if (TYPE_P (expression))
17690         return dependent_type_p (expression);
17691       return type_dependent_expression_p (expression);
17692
17693     case AT_ENCODE_EXPR:
17694       /* An 'encode' expression is value-dependent if the operand is
17695          type-dependent.  */
17696       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
17697       return dependent_type_p (expression);
17698
17699     case NOEXCEPT_EXPR:
17700       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
17701       /* FIXME why check value-dependency?  */
17702       return (type_dependent_expression_p (expression)
17703               || value_dependent_expression_p (expression));
17704
17705     case SCOPE_REF:
17706       {
17707         tree name = TREE_OPERAND (expression, 1);
17708         return value_dependent_expression_p (name);
17709       }
17710
17711     case COMPONENT_REF:
17712       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
17713               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
17714
17715     case CALL_EXPR:
17716       /* A CALL_EXPR may appear in a constant expression if it is a
17717          call to a builtin function, e.g., __builtin_constant_p.  All
17718          such calls are value-dependent.  */
17719       return true;
17720
17721     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
17722       /* A NONTYPE_ARGUMENT_PACK is value-dependent if any packed argument
17723          is value-dependent.  */
17724       {
17725         tree values = ARGUMENT_PACK_ARGS (expression);
17726         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (values);
17727         
17728         for (i = 0; i < len; ++i)
17729           if (value_dependent_expression_p (TREE_VEC_ELT (values, i)))
17730             return true;
17731         
17732         return false;
17733       }
17734
17735     case TRAIT_EXPR:
17736       {
17737         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (expression);
17738         return (dependent_type_p (TRAIT_EXPR_TYPE1 (expression))
17739                 || (type2 ? dependent_type_p (type2) : false));
17740       }
17741
17742     case MODOP_EXPR:
17743       return ((value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
17744               || (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 2))));
17745
17746     case ADDR_EXPR:
17747       {
17748         tree op = TREE_OPERAND (expression, 0);
17749         return (value_dependent_expression_p (op)
17750                 || has_value_dependent_address (op));
17751       }
17752
17753     default:
17754       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
17755          value-dependent.  */
17756       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
17757         {
17758         case tcc_reference:
17759         case tcc_unary:
17760           return (value_dependent_expression_p
17761                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
17762
17763         case tcc_comparison:
17764         case tcc_binary:
17765           return ((value_dependent_expression_p
17766                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
17767                   || (value_dependent_expression_p
17768                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
17769
17770         case tcc_expression:
17771         case tcc_vl_exp:
17772           {
17773             int i;
17774             for (i = 0; i < TREE_OPERAND_LENGTH (expression); ++i)
17775               /* In some cases, some of the operands may be missing.
17776                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
17777                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
17778                  make the expression dependent.  */
17779               if (TREE_OPERAND (expression, i)
17780                   && (value_dependent_expression_p
17781                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
17782                 return true;
17783             return false;
17784           }
17785
17786         default:
17787           break;
17788         }
17789     }
17790
17791   /* The expression is not value-dependent.  */
17792   return false;
17793 }
17794
17795 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
17796    [temp.dep.expr].  */
17797
17798 bool
17799 type_dependent_expression_p (tree expression)
17800 {
17801   if (!processing_template_decl)
17802     return false;
17803
17804   if (expression == error_mark_node)
17805     return false;
17806
17807   /* An unresolved name is always dependent.  */
17808   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE
17809       || TREE_CODE (expression) == USING_DECL)
17810     return true;
17811
17812   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
17813   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
17814       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
17815       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
17816       || TREE_CODE (expression) == AT_ENCODE_EXPR
17817       || TREE_CODE (expression) == NOEXCEPT_EXPR
17818       || TREE_CODE (expression) == TRAIT_EXPR
17819       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
17820       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
17821       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
17822       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
17823     return false;
17824
17825   /* The types of these expressions depends only on the type to which
17826      the cast occurs.  */
17827   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
17828       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
17829       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
17830       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
17831       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
17832     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
17833
17834   /* The types of these expressions depends only on the type created
17835      by the expression.  */
17836   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
17837       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
17838     {
17839       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
17840          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
17841          operand 1.  */
17842       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
17843       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
17844         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
17845            as well.  */
17846         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
17847                || value_dependent_expression_p
17848                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
17849       else
17850         return dependent_type_p (type);
17851     }
17852
17853   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
17854     {
17855       tree scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
17856       tree name = TREE_OPERAND (expression, 1);
17857
17858       /* 14.6.2.2 [temp.dep.expr]: An id-expression is type-dependent if it
17859          contains an identifier associated by name lookup with one or more
17860          declarations declared with a dependent type, or...a
17861          nested-name-specifier or qualified-id that names a member of an
17862          unknown specialization.  */
17863       return (type_dependent_expression_p (name)
17864               || dependent_scope_p (scope));
17865     }
17866
17867   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
17868       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
17869       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
17870       && (any_dependent_template_arguments_p
17871           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
17872     return true;
17873
17874   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
17875       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
17876     return false;
17877
17878   if (TREE_CODE (expression) == STMT_EXPR)
17879     expression = stmt_expr_value_expr (expression);
17880
17881   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (expression))
17882     {
17883       tree elt;
17884       unsigned i;
17885
17886       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (expression), i, elt)
17887         {
17888           if (type_dependent_expression_p (elt))
17889             return true;
17890         }
17891       return false;
17892     }
17893
17894   /* A static data member of the current instantiation with incomplete
17895      array type is type-dependent, as the definition and specializations
17896      can have different bounds.  */
17897   if (TREE_CODE (expression) == VAR_DECL
17898       && DECL_CLASS_SCOPE_P (expression)
17899       && dependent_type_p (DECL_CONTEXT (expression))
17900       && VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (expression))
17901     return true;
17902
17903   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
17904     {
17905       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
17906         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
17907       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
17908           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
17909         {
17910           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
17911             return true;
17912           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
17913           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
17914             return false;
17915         }
17916       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
17917       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
17918         return false;
17919
17920       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
17921         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
17922
17923       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
17924         {
17925           if (any_dependent_template_arguments_p
17926               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
17927             return true;
17928           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
17929         }
17930       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
17931                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
17932
17933       while (expression)
17934         {
17935           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
17936             return true;
17937           expression = OVL_NEXT (expression);
17938         }
17939       return false;
17940     }
17941
17942   gcc_assert (TREE_CODE (expression) != TYPE_DECL);
17943
17944   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
17945 }
17946
17947 /* Like type_dependent_expression_p, but it also works while not processing
17948    a template definition, i.e. during substitution or mangling.  */
17949
17950 bool
17951 type_dependent_expression_p_push (tree expr)
17952 {
17953   bool b;
17954   ++processing_template_decl;
17955   b = type_dependent_expression_p (expr);
17956   --processing_template_decl;
17957   return b;
17958 }
17959
17960 /* Returns TRUE if ARGS contains a type-dependent expression.  */
17961
17962 bool
17963 any_type_dependent_arguments_p (const VEC(tree,gc) *args)
17964 {
17965   unsigned int i;
17966   tree arg;
17967
17968   FOR_EACH_VEC_ELT (tree, args, i, arg)
17969     {
17970       if (type_dependent_expression_p (arg))
17971         return true;
17972     }
17973   return false;
17974 }
17975
17976 /* Returns TRUE if LIST (a TREE_LIST whose TREE_VALUEs are
17977    expressions) contains any value-dependent expressions.  */
17978
17979 bool
17980 any_value_dependent_elements_p (const_tree list)
17981 {
17982   for (; list; list = TREE_CHAIN (list))
17983     if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (list)))
17984       return true;
17985
17986   return false;
17987 }
17988
17989 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
17990
17991 bool
17992 dependent_template_arg_p (tree arg)
17993 {
17994   if (!processing_template_decl)
17995     return false;
17996
17997   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
17998       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17999     return dependent_template_p (arg);
18000   else if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
18001     {
18002       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
18003       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
18004       for (i = 0; i < len; ++i)
18005         {
18006           if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
18007             return true;
18008         }
18009
18010       return false;
18011     }
18012   else if (TYPE_P (arg))
18013     return dependent_type_p (arg);
18014   else
18015     return (type_dependent_expression_p (arg)
18016             || value_dependent_expression_p (arg));
18017 }
18018
18019 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
18020    any types that require structural equality testing.  */
18021
18022 bool
18023 any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree args)
18024 {
18025   int i;
18026   int j;
18027
18028   if (!args)
18029     return false;
18030   if (args == error_mark_node)
18031     return true;
18032
18033   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
18034     {
18035       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
18036       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
18037         {
18038           tree arg = TREE_VEC_ELT (level, j);
18039           tree packed_args = NULL_TREE;
18040           int k, len = 1;
18041
18042           if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
18043             {
18044               /* Look inside the argument pack.  */
18045               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
18046               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
18047             }
18048
18049           for (k = 0; k < len; ++k)
18050             {
18051               if (packed_args)
18052                 arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, k);
18053
18054               if (error_operand_p (arg))
18055                 return true;
18056               else if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
18057                        || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
18058                 continue;
18059               else if (TYPE_P (arg) && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (arg))
18060                 return true;
18061               else if (!TYPE_P (arg) && TREE_TYPE (arg)
18062                        && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (TREE_TYPE (arg)))
18063                 return true;
18064             }
18065         }
18066     }
18067
18068   return false;
18069 }
18070
18071 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
18072    any dependent arguments.  */
18073
18074 bool
18075 any_dependent_template_arguments_p (const_tree args)
18076 {
18077   int i;
18078   int j;
18079
18080   if (!args)
18081     return false;
18082   if (args == error_mark_node)
18083     return true;
18084
18085   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
18086     {
18087       const_tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
18088       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
18089         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
18090           return true;
18091     }
18092
18093   return false;
18094 }
18095
18096 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
18097
18098 bool
18099 dependent_template_p (tree tmpl)
18100 {
18101   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
18102     {
18103       while (tmpl)
18104         {
18105           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
18106             return true;
18107           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
18108         }
18109       return false;
18110     }
18111
18112   /* Template template parameters are dependent.  */
18113   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
18114       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
18115     return true;
18116   /* So are names that have not been looked up.  */
18117   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
18118       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
18119     return true;
18120   /* So are member templates of dependent classes.  */
18121   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
18122     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
18123   return false;
18124 }
18125
18126 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
18127
18128 bool
18129 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
18130 {
18131   return (dependent_template_p (tmpl)
18132           || any_dependent_template_arguments_p (args));
18133 }
18134
18135 /* Returns TRUE if OMP_FOR with DECLV, INITV, CONDV and INCRV vectors
18136    is dependent.  */
18137
18138 bool
18139 dependent_omp_for_p (tree declv, tree initv, tree condv, tree incrv)
18140 {
18141   int i;
18142
18143   if (!processing_template_decl)
18144     return false;
18145
18146   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (declv); i++)
18147     {
18148       tree decl = TREE_VEC_ELT (declv, i);
18149       tree init = TREE_VEC_ELT (initv, i);
18150       tree cond = TREE_VEC_ELT (condv, i);
18151       tree incr = TREE_VEC_ELT (incrv, i);
18152
18153       if (type_dependent_expression_p (decl))
18154         return true;
18155
18156       if (init && type_dependent_expression_p (init))
18157         return true;
18158
18159       if (type_dependent_expression_p (cond))
18160         return true;
18161
18162       if (COMPARISON_CLASS_P (cond)
18163           && (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 0))
18164               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 1))))
18165         return true;
18166
18167       if (TREE_CODE (incr) == MODOP_EXPR)
18168         {
18169           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0))
18170               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 2)))
18171             return true;
18172         }
18173       else if (type_dependent_expression_p (incr))
18174         return true;
18175       else if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
18176         {
18177           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0)))
18178             return true;
18179           else if (BINARY_CLASS_P (TREE_OPERAND (incr, 1)))
18180             {
18181               tree t = TREE_OPERAND (incr, 1);
18182               if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 0))
18183                   || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 1)))
18184                 return true;
18185             }
18186         }
18187     }
18188
18189   return false;
18190 }
18191
18192 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
18193    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns the original TYPENAME_TYPE if
18194    no such TYPE can be found.  Note that this function peers inside
18195    uninstantiated templates and therefore should be used only in
18196    extremely limited situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this
18197    peering to the currently open classes hierarchy (which is required
18198    when comparing types).  */
18199
18200 tree
18201 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
18202 {
18203   tree scope;
18204   tree name;
18205   tree decl;
18206   int quals;
18207   tree pushed_scope;
18208   tree result;
18209
18210   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
18211
18212   scope = TYPE_CONTEXT (type);
18213   /* Usually the non-qualified identifier of a TYPENAME_TYPE is
18214      TYPE_IDENTIFIER (type). But when 'type' is a typedef variant of
18215      a TYPENAME_TYPE node, then TYPE_NAME (type) is set to the TYPE_DECL representing
18216      the typedef. In that case TYPE_IDENTIFIER (type) is not the non-qualified
18217      identifier  of the TYPENAME_TYPE anymore.
18218      So by getting the TYPE_IDENTIFIER of the _main declaration_ of the
18219      TYPENAME_TYPE instead, we avoid messing up with a possible
18220      typedef variant case.  */
18221   name = TYPE_IDENTIFIER (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
18222
18223   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
18224      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
18225   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
18226     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
18227   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
18228      TYPENAME_TYPE.  */
18229   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
18230     return type;
18231   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
18232      resolving the name.  */
18233   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
18234     return type;
18235   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
18236      to look inside it.  */
18237   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
18238     return type;
18239   /* If this is a typedef, we don't want to look inside (c++/11987).  */
18240   if (typedef_variant_p (type))
18241     return type;
18242   /* If SCOPE isn't the template itself, it will not have a valid
18243      TYPE_FIELDS list.  */
18244   if (same_type_p (scope, CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope)))
18245     /* scope is either the template itself or a compatible instantiation
18246        like X<T>, so look up the name in the original template.  */
18247     scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
18248   else
18249     /* scope is a partial instantiation, so we can't do the lookup or we
18250        will lose the template arguments.  */
18251     return type;
18252   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
18253      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
18254      longer be considered a dependent type.  */
18255   pushed_scope = push_scope (scope);
18256   /* Look up the declaration.  */
18257   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
18258
18259   result = NULL_TREE;
18260   
18261   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
18262      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
18263   if (!decl)
18264     /*nop*/;
18265   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
18266            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
18267     {
18268       result = TREE_TYPE (decl);
18269       if (result == error_mark_node)
18270         result = NULL_TREE;
18271     }
18272   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
18273            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
18274     {
18275       tree tmpl;
18276       tree args;
18277       /* Obtain the template and the arguments.  */
18278       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
18279       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
18280       /* Instantiate the template.  */
18281       result = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
18282                                       /*entering_scope=*/0,
18283                                       tf_error | tf_user);
18284       if (result == error_mark_node)
18285         result = NULL_TREE;
18286     }
18287   
18288   /* Leave the SCOPE.  */
18289   if (pushed_scope)
18290     pop_scope (pushed_scope);
18291
18292   /* If we failed to resolve it, return the original typename.  */
18293   if (!result)
18294     return type;
18295   
18296   /* If lookup found a typename type, resolve that too.  */
18297   if (TREE_CODE (result) == TYPENAME_TYPE && !TYPENAME_IS_RESOLVING_P (result))
18298     {
18299       /* Ill-formed programs can cause infinite recursion here, so we
18300          must catch that.  */
18301       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 1;
18302       result = resolve_typename_type (result, only_current_p);
18303       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 0;
18304     }
18305   
18306   /* Qualify the resulting type.  */
18307   quals = cp_type_quals (type);
18308   if (quals)
18309     result = cp_build_qualified_type (result, cp_type_quals (result) | quals);
18310
18311   return result;
18312 }
18313
18314 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
18315    for EXPR that can be used to compute the types of larger
18316    expressions containing EXPR.  */
18317
18318 tree
18319 build_non_dependent_expr (tree expr)
18320 {
18321   tree inner_expr;
18322
18323   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like
18324      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
18325   if (null_ptr_cst_p (expr))
18326     return expr;
18327   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
18328      types.  */
18329   inner_expr = expr;
18330   if (TREE_CODE (inner_expr) == STMT_EXPR)
18331     inner_expr = stmt_expr_value_expr (inner_expr);
18332   if (TREE_CODE (inner_expr) == ADDR_EXPR)
18333     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 0);
18334   if (TREE_CODE (inner_expr) == COMPONENT_REF)
18335     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 1);
18336   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
18337       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
18338     return expr;
18339   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
18340   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
18341     return expr;
18342   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
18343      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
18344      cannot be used to initialize a "char *".  */
18345   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
18346     return expr;
18347   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
18348      reason to create a new node.  */
18349   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
18350     return expr;
18351   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
18352      There is at least one place where we want to know that a
18353      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
18354      expression, there are special rules if the second or third
18355      argument is a throw-expression.  */
18356   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
18357     return expr;
18358
18359   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
18360     return build3 (COND_EXPR,
18361                    TREE_TYPE (expr),
18362                    TREE_OPERAND (expr, 0),
18363                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
18364                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
18365                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
18366                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
18367   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
18368       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
18369     return build2 (COMPOUND_EXPR,
18370                    TREE_TYPE (expr),
18371                    TREE_OPERAND (expr, 0),
18372                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
18373
18374   /* If the type is unknown, it can't really be non-dependent */
18375   gcc_assert (TREE_TYPE (expr) != unknown_type_node);
18376
18377   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.
18378
18379      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
18380      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
18381      example:
18382
18383        template <typename T> void f<T& g>() { g(); }
18384
18385      In the body of "f", the expression for "g" will have
18386      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
18387      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
18388      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
18389      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
18390      stripped here.  */
18391   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
18392 }
18393
18394 /* ARGS is a vector of expressions as arguments to a function call.
18395    Replace the arguments with equivalent non-dependent expressions.
18396    This modifies ARGS in place.  */
18397
18398 void
18399 make_args_non_dependent (VEC(tree,gc) *args)
18400 {
18401   unsigned int ix;
18402   tree arg;
18403
18404   FOR_EACH_VEC_ELT (tree, args, ix, arg)
18405     {
18406       tree newarg = build_non_dependent_expr (arg);
18407       if (newarg != arg)
18408         VEC_replace (tree, args, ix, newarg);
18409     }
18410 }
18411
18412 /* Returns a type which represents 'auto'.  We use a TEMPLATE_TYPE_PARM
18413    with a level one deeper than the actual template parms.  */
18414
18415 tree
18416 make_auto (void)
18417 {
18418   tree au = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
18419   TYPE_NAME (au) = build_decl (BUILTINS_LOCATION,
18420                                TYPE_DECL, get_identifier ("auto"), au);
18421   TYPE_STUB_DECL (au) = TYPE_NAME (au);
18422   TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (au) = build_template_parm_index
18423     (0, processing_template_decl + 1, processing_template_decl + 1,
18424      TYPE_NAME (au), NULL_TREE);
18425   TYPE_CANONICAL (au) = canonical_type_parameter (au);
18426   DECL_ARTIFICIAL (TYPE_NAME (au)) = 1;
18427   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (TYPE_NAME (au));
18428
18429   return au;
18430 }
18431
18432 /* Given type ARG, return std::initializer_list<ARG>.  */
18433
18434 static tree
18435 listify (tree arg)
18436 {
18437   tree std_init_list = namespace_binding
18438     (get_identifier ("initializer_list"), std_node);
18439   tree argvec;
18440   if (!std_init_list || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (std_init_list))
18441     {    
18442       error ("deducing from brace-enclosed initializer list requires "
18443              "#include <initializer_list>");
18444       return error_mark_node;
18445     }
18446   argvec = make_tree_vec (1);
18447   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = arg;
18448   return lookup_template_class (std_init_list, argvec, NULL_TREE,
18449                                 NULL_TREE, 0, tf_warning_or_error);
18450 }
18451
18452 /* Replace auto in TYPE with std::initializer_list<auto>.  */
18453
18454 static tree
18455 listify_autos (tree type, tree auto_node)
18456 {
18457   tree init_auto = listify (auto_node);
18458   tree argvec = make_tree_vec (1);
18459   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = init_auto;
18460   if (processing_template_decl)
18461     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
18462   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
18463 }
18464
18465 /* walk_tree helper for do_auto_deduction.  */
18466
18467 static tree
18468 contains_auto_r (tree *tp, int *walk_subtrees ATTRIBUTE_UNUSED,
18469                  void *type)
18470 {
18471   /* Is this a variable with the type we're looking for?  */
18472   if (DECL_P (*tp)
18473       && TREE_TYPE (*tp) == type)
18474     return *tp;
18475   else
18476     return NULL_TREE;
18477 }
18478
18479 /* Replace occurrences of 'auto' in TYPE with the appropriate type deduced
18480    from INIT.  AUTO_NODE is the TEMPLATE_TYPE_PARM used for 'auto' in TYPE.  */
18481
18482 tree
18483 do_auto_deduction (tree type, tree init, tree auto_node)
18484 {
18485   tree parms, tparms, targs;
18486   tree args[1];
18487   tree decl;
18488   int val;
18489
18490   /* The name of the object being declared shall not appear in the
18491      initializer expression.  */
18492   decl = cp_walk_tree_without_duplicates (&init, contains_auto_r, type);
18493   if (decl)
18494     {
18495       error ("variable %q#D with %<auto%> type used in its own "
18496              "initializer", decl);
18497       return error_mark_node;
18498     }
18499
18500   /* [dcl.spec.auto]: Obtain P from T by replacing the occurrences of auto
18501      with either a new invented type template parameter U or, if the
18502      initializer is a braced-init-list (8.5.4), with
18503      std::initializer_list<U>.  */
18504   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (init))
18505     type = listify_autos (type, auto_node);
18506
18507   parms = build_tree_list (NULL_TREE, type);
18508   args[0] = init;
18509   tparms = make_tree_vec (1);
18510   targs = make_tree_vec (1);
18511   TREE_VEC_ELT (tparms, 0)
18512     = build_tree_list (NULL_TREE, TYPE_NAME (auto_node));
18513   val = type_unification_real (tparms, targs, parms, args, 1, 0,
18514                                DEDUCE_CALL, LOOKUP_NORMAL);
18515   if (val > 0)
18516     {
18517       error ("unable to deduce %qT from %qE", type, init);
18518       return error_mark_node;
18519     }
18520
18521   /* If the list of declarators contains more than one declarator, the type
18522      of each declared variable is determined as described above. If the
18523      type deduced for the template parameter U is not the same in each
18524      deduction, the program is ill-formed.  */
18525   if (TREE_TYPE (auto_node)
18526       && !same_type_p (TREE_TYPE (auto_node), TREE_VEC_ELT (targs, 0)))
18527     {
18528       error ("inconsistent deduction for %qT: %qT and then %qT",
18529              auto_node, TREE_TYPE (auto_node), TREE_VEC_ELT (targs, 0));
18530       return error_mark_node;
18531     }
18532   TREE_TYPE (auto_node) = TREE_VEC_ELT (targs, 0);
18533
18534   if (processing_template_decl)
18535     targs = add_to_template_args (current_template_args (), targs);
18536   return tsubst (type, targs, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
18537 }
18538
18539 /* Substitutes LATE_RETURN_TYPE for 'auto' in TYPE and returns the
18540    result.  */
18541
18542 tree
18543 splice_late_return_type (tree type, tree late_return_type)
18544 {
18545   tree argvec;
18546
18547   if (late_return_type == NULL_TREE)
18548     return type;
18549   argvec = make_tree_vec (1);
18550   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = late_return_type;
18551   if (processing_template_decl)
18552     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
18553   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
18554 }
18555
18556 /* Returns true iff TYPE is a TEMPLATE_TYPE_PARM representing 'auto'.  */
18557
18558 bool
18559 is_auto (const_tree type)
18560 {
18561   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
18562       && TYPE_IDENTIFIER (type) == get_identifier ("auto"))
18563     return true;
18564   else
18565     return false;
18566 }
18567
18568 /* Returns true iff TYPE contains a use of 'auto'.  Since auto can only
18569    appear as a type-specifier for the declaration in question, we don't
18570    have to look through the whole type.  */
18571
18572 tree
18573 type_uses_auto (tree type)
18574 {
18575   enum tree_code code;
18576   if (is_auto (type))
18577     return type;
18578
18579   code = TREE_CODE (type);
18580
18581   if (code == POINTER_TYPE || code == REFERENCE_TYPE
18582       || code == OFFSET_TYPE || code == FUNCTION_TYPE
18583       || code == METHOD_TYPE || code == ARRAY_TYPE)
18584     return type_uses_auto (TREE_TYPE (type));
18585
18586   if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
18587     return type_uses_auto (TREE_TYPE (TREE_TYPE
18588                                    (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (type))));
18589
18590   return NULL_TREE;
18591 }
18592
18593 /* For a given template T, return the vector of typedefs referenced
18594    in T for which access check is needed at T instantiation time.
18595    T is either  a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
18596    Those typedefs were added to T by the function
18597    append_type_to_template_for_access_check.  */
18598
18599 VEC(qualified_typedef_usage_t,gc)*
18600 get_types_needing_access_check (tree t)
18601 {
18602   tree ti;
18603   VEC(qualified_typedef_usage_t,gc) *result = NULL;
18604
18605   if (!t || t == error_mark_node)
18606     return NULL;
18607
18608   if (!(ti = get_template_info (t)))
18609     return NULL;
18610
18611   if (CLASS_TYPE_P (t)
18612       || TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
18613     {
18614       if (!TI_TEMPLATE (ti))
18615         return NULL;
18616
18617       result = TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti);
18618     }
18619
18620   return result;
18621 }
18622
18623 /* Append the typedef TYPE_DECL used in template T to a list of typedefs
18624    tied to T. That list of typedefs will be access checked at
18625    T instantiation time.
18626    T is either a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
18627    TYPE_DECL is a TYPE_DECL node representing a typedef.
18628    SCOPE is the scope through which TYPE_DECL is accessed.
18629    LOCATION is the location of the usage point of TYPE_DECL.
18630
18631    This function is a subroutine of
18632    append_type_to_template_for_access_check.  */
18633
18634 static void
18635 append_type_to_template_for_access_check_1 (tree t,
18636                                             tree type_decl,
18637                                             tree scope,
18638                                             location_t location)
18639 {
18640   qualified_typedef_usage_t typedef_usage;
18641   tree ti;
18642
18643   if (!t || t == error_mark_node)
18644     return;
18645
18646   gcc_assert ((TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
18647                || CLASS_TYPE_P (t))
18648               && type_decl
18649               && TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL
18650               && scope);
18651
18652   if (!(ti = get_template_info (t)))
18653     return;
18654
18655   gcc_assert (TI_TEMPLATE (ti));
18656
18657   typedef_usage.typedef_decl = type_decl;
18658   typedef_usage.context = scope;
18659   typedef_usage.locus = location;
18660
18661   VEC_safe_push (qualified_typedef_usage_t, gc,
18662                  TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti),
18663                  &typedef_usage);
18664 }
18665
18666 /* Append TYPE_DECL to the template TEMPL.
18667    TEMPL is either a class type, a FUNCTION_DECL or a a TEMPLATE_DECL.
18668    At TEMPL instanciation time, TYPE_DECL will be checked to see
18669    if it can be accessed through SCOPE.
18670    LOCATION is the location of the usage point of TYPE_DECL.
18671
18672    e.g. consider the following code snippet:
18673
18674      class C
18675      {
18676        typedef int myint;
18677      };
18678
18679      template<class U> struct S
18680      {
18681        C::myint mi; // <-- usage point of the typedef C::myint
18682      };
18683
18684      S<char> s;
18685
18686    At S<char> instantiation time, we need to check the access of C::myint
18687    In other words, we need to check the access of the myint typedef through
18688    the C scope. For that purpose, this function will add the myint typedef
18689    and the scope C through which its being accessed to a list of typedefs
18690    tied to the template S. That list will be walked at template instantiation
18691    time and access check performed on each typedefs it contains.
18692    Note that this particular code snippet should yield an error because
18693    myint is private to C.  */
18694
18695 void
18696 append_type_to_template_for_access_check (tree templ,
18697                                           tree type_decl,
18698                                           tree scope,
18699                                           location_t location)
18700 {
18701   qualified_typedef_usage_t *iter;
18702   int i;
18703
18704   gcc_assert (type_decl && (TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL));
18705
18706   /* Make sure we don't append the type to the template twice.  */
18707   FOR_EACH_VEC_ELT (qualified_typedef_usage_t,
18708                     get_types_needing_access_check (templ),
18709                     i, iter)
18710     if (iter->typedef_decl == type_decl && scope == iter->context)
18711       return;
18712
18713   append_type_to_template_for_access_check_1 (templ, type_decl,
18714                                               scope, location);
18715 }
18716
18717 /* Set up the hash tables for template instantiations.  */
18718
18719 void
18720 init_template_processing (void)
18721 {
18722   decl_specializations = htab_create_ggc (37,
18723                                           hash_specialization,
18724                                           eq_specializations,
18725                                           ggc_free);
18726   type_specializations = htab_create_ggc (37,
18727                                           hash_specialization,
18728                                           eq_specializations,
18729                                           ggc_free);
18730 }
18731
18732 /* Print stats about the template hash tables for -fstats.  */
18733
18734 void
18735 print_template_statistics (void)
18736 {
18737   fprintf (stderr, "decl_specializations: size %ld, %ld elements, "
18738            "%f collisions\n", (long) htab_size (decl_specializations),
18739            (long) htab_elements (decl_specializations),
18740            htab_collisions (decl_specializations));
18741   fprintf (stderr, "type_specializations: size %ld, %ld elements, "
18742            "%f collisions\n", (long) htab_size (type_specializations),
18743            (long) htab_elements (type_specializations),
18744            htab_collisions (type_specializations));
18745 }
18746
18747 #include "gt-cp-pt.h"