OSDN Git Service

03b89fa35a58c2a2b9ea94ef9a19f9dc034cde85
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / cp / pt.c
1 /* Handle parameterized types (templates) for GNU C++.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000,
3    2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2007, 2008, 2009
4    Free Software Foundation, Inc.
5    Written by Ken Raeburn (raeburn@cygnus.com) while at Watchmaker Computing.
6    Rewritten by Jason Merrill (jason@cygnus.com).
7
8 This file is part of GCC.
9
10 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
11 it under the terms of the GNU General Public License as published by
12 the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
13 any later version.
14
15 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
16 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
18 GNU General Public License for more details.
19
20 You should have received a copy of the GNU General Public License
21 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
22 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
23
24 /* Known bugs or deficiencies include:
25
26      all methods must be provided in header files; can't use a source
27      file that contains only the method templates and "just win".  */
28
29 #include "config.h"
30 #include "system.h"
31 #include "coretypes.h"
32 #include "tm.h"
33 #include "obstack.h"
34 #include "tree.h"
35 #include "pointer-set.h"
36 #include "flags.h"
37 #include "c-common.h"
38 #include "cp-tree.h"
39 #include "cp-objcp-common.h"
40 #include "tree-inline.h"
41 #include "decl.h"
42 #include "output.h"
43 #include "except.h"
44 #include "toplev.h"
45 #include "rtl.h"
46 #include "timevar.h"
47 #include "tree-iterator.h"
48 #include "vecprim.h"
49
50 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
51    returning an int.  */
52 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
53
54 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
55    instantiations have been deferred, either because their definitions
56    were not yet available, or because we were putting off doing the work.  */
57 struct GTY (()) pending_template {
58   struct pending_template *next;
59   struct tinst_level *tinst;
60 };
61
62 static GTY(()) struct pending_template *pending_templates;
63 static GTY(()) struct pending_template *last_pending_template;
64
65 int processing_template_parmlist;
66 static int template_header_count;
67
68 static GTY(()) tree saved_trees;
69 static VEC(int,heap) *inline_parm_levels;
70
71 static GTY(()) struct tinst_level *current_tinst_level;
72
73 static GTY(()) tree saved_access_scope;
74
75 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
76    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
77    to the EXPR_STMT that is its result.  */
78 static tree cur_stmt_expr;
79
80 /* A map from local variable declarations in the body of the template
81    presently being instantiated to the corresponding instantiated
82    local variables.  */
83 static htab_t local_specializations;
84
85 typedef struct GTY(()) spec_entry
86 {
87   tree tmpl;
88   tree args;
89   tree spec;
90 } spec_entry;
91
92 static GTY ((param_is (spec_entry)))
93   htab_t decl_specializations;
94
95 static GTY ((param_is (spec_entry)))
96   htab_t type_specializations;
97
98 /* Contains canonical template parameter types. The vector is indexed by
99    the TEMPLATE_TYPE_IDX of the template parameter. Each element is a
100    TREE_LIST, whose TREE_VALUEs contain the canonical template
101    parameters of various types and levels.  */
102 static GTY(()) VEC(tree,gc) *canonical_template_parms;
103
104 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
105 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
106 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
107 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
108 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
109 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
110 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
111 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
112
113 static void push_access_scope (tree);
114 static void pop_access_scope (tree);
115 static bool resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
116                                             unification_kind_t, int);
117 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
118                              unification_kind_t, int, bool);
119 static int unify (tree, tree, tree, tree, int);
120 static void add_pending_template (tree);
121 static int push_tinst_level (tree);
122 static void pop_tinst_level (void);
123 static tree reopen_tinst_level (struct tinst_level *);
124 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
125 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
126 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t,
127                                    bool, bool);
128 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
129 static tree add_to_template_args (tree, tree);
130 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
131 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
132 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*,
133                                              tree);
134 static int type_unification_real (tree, tree, tree, const tree *,
135                                   unsigned int, int, unification_kind_t, int);
136 static void note_template_header (int);
137 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
138 static tree convert_nontype_argument (tree, tree);
139 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
140                                        tsubst_flags_t, int, tree);
141 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
142                                    struct pointer_set_t*, bool);
143 static tree expand_template_argument_pack (tree);
144 static tree build_template_parm_index (int, int, int, tree, tree);
145 static bool inline_needs_template_parms (tree);
146 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
147 static tree retrieve_local_specialization (tree);
148 static void register_local_specialization (tree, tree);
149 static hashval_t hash_specialization (const void *p);
150 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int, tree, tsubst_flags_t);
151 static int mark_template_parm (tree, void *);
152 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
153 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
154 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
155 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
156 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
157 static int template_decl_level (tree);
158 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
159 static void template_parm_level_and_index (tree, int*, int*);
160 static int unify_pack_expansion (tree, tree, tree, tree, int, bool, bool);
161 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
162 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
163 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
164 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
165 static tree most_specialized_class (tree, tree);
166 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
167 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
168 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
169 static bool check_specialization_scope (void);
170 static tree process_partial_specialization (tree);
171 static void set_current_access_from_decl (tree);
172 static tree get_template_base (tree, tree, tree, tree);
173 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree);
174 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
175                                            tree, tree);
176 static bool template_template_parm_bindings_ok_p (tree, tree);
177 static int template_args_equal (tree, tree);
178 static void tsubst_default_arguments (tree);
179 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
180 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
181 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
182 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
183 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
184 static bool dependent_template_arg_p (tree);
185 static bool any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree);
186 static bool dependent_type_p_r (tree);
187 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, bool);
188 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
189 static tree tsubst_pack_expansion (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
190 static tree tsubst_decl (tree, tree, tsubst_flags_t);
191 static void perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs);
192 static void append_type_to_template_for_access_check_1 (tree, tree, tree);
193 static hashval_t iterative_hash_template_arg (tree arg, hashval_t val);
194 static bool primary_template_instantiation_p (const_tree);
195
196 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
197    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
198    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
199    instantiate_decl).  */
200
201 static void
202 push_access_scope (tree t)
203 {
204   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
205               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
206
207   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
208     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
209   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
210     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
211   else
212     push_to_top_level ();
213
214   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
215     {
216       saved_access_scope = tree_cons
217         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
218       current_function_decl = t;
219     }
220 }
221
222 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
223    are processing.  */
224
225 static void
226 pop_access_scope (tree t)
227 {
228   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
229     {
230       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
231       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
232     }
233
234   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
235     pop_nested_class ();
236   else
237     pop_from_top_level ();
238 }
239
240 /* Do any processing required when DECL (a member template
241    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
242    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
243    itself is returned.  */
244
245 tree
246 finish_member_template_decl (tree decl)
247 {
248   if (decl == error_mark_node)
249     return error_mark_node;
250
251   gcc_assert (DECL_P (decl));
252
253   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
254     {
255       tree type;
256
257       type = TREE_TYPE (decl);
258       if (type == error_mark_node)
259         return error_mark_node;
260       if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (type)
261           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
262           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
263         {
264           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
265           check_member_template (tmpl);
266           return tmpl;
267         }
268       return NULL_TREE;
269     }
270   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
271     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
272   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
273     {
274       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
275         {
276           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
277           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
278         }
279       else
280         return decl;
281     }
282   else
283     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
284
285   return error_mark_node;
286 }
287
288 /* Return the template info node corresponding to T, whatever T is.  */
289
290 tree
291 get_template_info (const_tree t)
292 {
293   tree tinfo = NULL_TREE;
294
295   if (DECL_P (t) && DECL_LANG_SPECIFIC (t))
296     tinfo = DECL_TEMPLATE_INFO (t);
297
298   if (!tinfo && TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
299     t = TREE_TYPE (t);
300
301   if (TAGGED_TYPE_P (t))
302     tinfo = TYPE_TEMPLATE_INFO (t);
303
304   return tinfo;
305 }
306
307 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
308
309    For example, in:
310      template <class T>
311      struct A
312      {
313        template <class U>
314        struct B {};
315      };
316
317    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.
318    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
319    they are instantiations, not specializations.
320
321    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
322    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
323    always safe.  */
324
325 int
326 template_class_depth (tree type)
327 {
328   int depth;
329
330   for (depth = 0;
331        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
332        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL)
333          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : TYPE_CONTEXT (type))
334     {
335       tree tinfo = get_template_info (type);
336
337       if (tinfo && PRIMARY_TEMPLATE_P (TI_TEMPLATE (tinfo))
338           && uses_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (tinfo))))
339         ++depth;
340     }
341
342   return depth;
343 }
344
345 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
346    Returns true if processing DECL needs us to push template parms.  */
347
348 static bool
349 inline_needs_template_parms (tree decl)
350 {
351   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
352     return false;
353
354   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
355           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
356 }
357
358 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
359    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
360    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
361    innermost first.  */
362
363 static void
364 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
365 {
366   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
367   int i;
368
369   if (levels > 1)
370     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
371
372   ++processing_template_decl;
373   current_template_parms
374     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
375                  parms, current_template_parms);
376   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
377
378   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
379                NULL);
380   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
381     {
382       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
383
384       if (parm == error_mark_node)
385         continue;
386
387       gcc_assert (DECL_P (parm));
388
389       switch (TREE_CODE (parm))
390         {
391         case TYPE_DECL:
392         case TEMPLATE_DECL:
393           pushdecl (parm);
394           break;
395
396         case PARM_DECL:
397           {
398             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
399                It is ugly that we recreate this here; the original
400                version built in process_template_parm is no longer
401                available.  */
402             tree decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (parm),
403                                     CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
404                                     TREE_TYPE (parm));
405             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
406             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
407             TREE_READONLY (decl) = 1;
408             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
409             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
410             pushdecl (decl);
411           }
412           break;
413
414         default:
415           gcc_unreachable ();
416         }
417     }
418 }
419
420 /* Restore the template parameter context for a member template or
421    a friend template defined in a class definition.  */
422
423 void
424 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
425 {
426   tree parms;
427   int levels = 0;
428
429   if (inline_needs_template_parms (decl))
430     {
431       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
432       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
433
434       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
435         {
436           --levels;
437           parms = TREE_CHAIN (parms);
438         }
439
440       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
441     }
442
443   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
444      we can pop them later.  */
445   VEC_safe_push (int, heap, inline_parm_levels, levels);
446 }
447
448 /* Undo the effects of maybe_begin_member_template_processing.  */
449
450 void
451 maybe_end_member_template_processing (void)
452 {
453   int i;
454   int last;
455
456   if (VEC_length (int, inline_parm_levels) == 0)
457     return;
458
459   last = VEC_pop (int, inline_parm_levels);
460   for (i = 0; i < last; ++i)
461     {
462       --processing_template_decl;
463       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
464       poplevel (0, 0, 0);
465     }
466 }
467
468 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
469    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
470
471 static tree
472 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
473 {
474   tree new_args;
475   int extra_depth;
476   int i;
477   int j;
478
479   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
480   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
481
482   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
483     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
484
485   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
486     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
487
488   return new_args;
489 }
490
491 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
492    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
493    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
494    the template arguments from a partial instantiation with the
495    template arguments used to attain the full instantiation from the
496    partial instantiation.  */
497
498 static tree
499 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
500 {
501   tree new_args;
502
503   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
504      something very fishy is going on.  */
505   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
506
507   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
508      them.  */
509   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
510     return extra_args;
511
512   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
513   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
514
515   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
516
517   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
518   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
519
520   return new_args;
521 }
522
523 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
524
525 tree
526 get_innermost_template_args (tree args, int n)
527 {
528   tree new_args;
529   int extra_levels;
530   int i;
531
532   gcc_assert (n >= 0);
533
534   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
535   if (n == 1)
536     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
537
538   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
539      given.  */
540   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
541   gcc_assert (extra_levels >= 0);
542   if (extra_levels == 0)
543     return args;
544
545   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
546   new_args = make_tree_vec (n);
547   for (i = 1; i <= n; ++i)
548     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
549                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
550
551   return new_args;
552 }
553
554 /* The inverse of get_innermost_template_args: Return all but the innermost
555    EXTRA_LEVELS levels of template arguments from the ARGS.  */
556
557 static tree
558 strip_innermost_template_args (tree args, int extra_levels)
559 {
560   tree new_args;
561   int n = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - extra_levels;
562   int i;
563
564   gcc_assert (n >= 0);
565
566   /* If N is 1, just return the outermost set of template arguments.  */
567   if (n == 1)
568     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, 1);
569
570   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
571      given.  */
572   gcc_assert (extra_levels >= 0);
573   if (extra_levels == 0)
574     return args;
575
576   /* Make a new set of arguments, not containing the inner arguments.  */
577   new_args = make_tree_vec (n);
578   for (i = 1; i <= n; ++i)
579     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
580                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
581
582   return new_args;
583 }
584
585 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
586    the parms.  */
587
588 void
589 begin_template_parm_list (void)
590 {
591   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
592      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
593      namespace scope.  This is the right thing, since we want
594      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
595      global template class, push_template_decl handles putting the
596      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
597      e.g.:
598
599        template <class T> struct S1 {
600          template <class T> struct S2 {};
601        };
602
603      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
604      TEMPLATE_DECL for S2.  */
605   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
606   ++processing_template_decl;
607   ++processing_template_parmlist;
608   note_template_header (0);
609 }
610
611 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
612    invalid to declare a specialization here, an error is reported and
613    false is returned, otherwise this routine will return true.  */
614
615 static bool
616 check_specialization_scope (void)
617 {
618   tree scope = current_scope ();
619
620   /* [temp.expl.spec]
621
622      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
623      which the template is a member, or, for member templates, in the
624      namespace of which the enclosing class or enclosing class
625      template is a member.  An explicit specialization of a member
626      function, member class or static data member of a class template
627      shall be declared in the namespace of which the class template
628      is a member.  */
629   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
630     {
631       error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
632       return false;
633     }
634
635   /* [temp.expl.spec]
636
637      In an explicit specialization declaration for a member of a class
638      template or a member template that appears in namespace scope,
639      the member template and some of its enclosing class templates may
640      remain unspecialized, except that the declaration shall not
641      explicitly specialize a class member template if its enclosing
642      class templates are not explicitly specialized as well.  */
643   if (current_template_parms)
644     {
645       error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
646       return false;
647     }
648
649   return true;
650 }
651
652 /* We've just seen template <>.  */
653
654 bool
655 begin_specialization (void)
656 {
657   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
658   note_template_header (1);
659   return check_specialization_scope ();
660 }
661
662 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
663    template<>.  */
664
665 void
666 end_specialization (void)
667 {
668   finish_scope ();
669   reset_specialization ();
670 }
671
672 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
673    function specialization.  */
674
675 void
676 reset_specialization (void)
677 {
678   processing_specialization = 0;
679   template_header_count = 0;
680 }
681
682 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
683    it was of the form template <>.  */
684
685 static void
686 note_template_header (int specialization)
687 {
688   processing_specialization = specialization;
689   template_header_count++;
690 }
691
692 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
693
694 void
695 begin_explicit_instantiation (void)
696 {
697   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
698   processing_explicit_instantiation = true;
699 }
700
701
702 void
703 end_explicit_instantiation (void)
704 {
705   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
706   processing_explicit_instantiation = false;
707 }
708
709 /* An explicit specialization or partial specialization TMPL is being
710    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
711    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
712    specialize TMPL in the current namespace.  */
713
714 static bool
715 check_specialization_namespace (tree tmpl)
716 {
717   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
718
719   /* [tmpl.expl.spec]
720
721      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
722      which the template is a member, or, for member templates, in the
723      namespace of which the enclosing class or enclosing class
724      template is a member.  An explicit specialization of a member
725      function, member class or static data member of a class template
726      shall be declared in the namespace of which the class template is
727      a member.  */
728   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
729     /* Same or super-using namespace.  */
730     return true;
731   else
732     {
733       permerror (input_location, "specialization of %qD in different namespace", tmpl);
734       permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
735       return false;
736     }
737 }
738
739 /* SPEC is an explicit instantiation.  Check that it is valid to
740    perform this explicit instantiation in the current namespace.  */
741
742 static void
743 check_explicit_instantiation_namespace (tree spec)
744 {
745   tree ns;
746
747   /* DR 275: An explicit instantiation shall appear in an enclosing
748      namespace of its template.  */
749   ns = decl_namespace_context (spec);
750   if (!is_ancestor (current_namespace, ns))
751     permerror (input_location, "explicit instantiation of %qD in namespace %qD "
752                "(which does not enclose namespace %qD)",
753                spec, current_namespace, ns);
754 }
755
756 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
757    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
758
759 tree
760 maybe_process_partial_specialization (tree type)
761 {
762   tree context;
763
764   if (type == error_mark_node)
765     return error_mark_node;
766
767   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
768     {
769       error ("name of class shadows template template parameter %qD",
770              TYPE_NAME (type));
771       return error_mark_node;
772     }
773
774   context = TYPE_CONTEXT (type);
775
776   if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
777     {
778       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
779          specialization of a template class such as:
780
781            template <> class C<int>;
782
783          or:
784
785            template <class T> class C<T*>;
786
787          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
788
789       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
790           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
791         {
792           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
793           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
794           if (processing_template_decl)
795             {
796               if (push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type))
797                   == error_mark_node)
798                 return error_mark_node;
799             }
800         }
801       else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
802         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
803     }
804   else if (CLASS_TYPE_P (type)
805            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
806            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
807            && context && CLASS_TYPE_P (context)
808            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
809     {
810       /* This is for an explicit specialization of member class
811          template according to [temp.expl.spec/18]:
812
813            template <> template <class U> class C<int>::D;
814
815          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
816          Otherwise this is just a member class template declared
817          earlier like:
818
819            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
820            template <> template <class U> class C<int>::D;
821
822          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
823          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
824          and `C<T>::D' may not exist.  */
825
826       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
827           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
828         {
829           tree t;
830           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
831
832           if (current_namespace
833               != decl_namespace_context (tmpl))
834             {
835               permerror (input_location, "specializing %q#T in different namespace", type);
836               permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
837             }
838
839           /* Check for invalid specialization after instantiation:
840
841                template <> template <> class C<int>::D<int>;
842                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
843
844           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
845                t; t = TREE_CHAIN (t))
846             {
847               tree inst = TREE_VALUE (t);
848               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (inst))
849                 {
850                   /* We already have a full specialization of this partial
851                      instantiation.  Reassign it to the new member
852                      specialization template.  */
853                   spec_entry elt;
854                   spec_entry **slot;
855
856                   elt.tmpl = most_general_template (tmpl);
857                   elt.args = CLASSTYPE_TI_ARGS (inst);
858                   elt.spec = inst;
859
860                   htab_remove_elt (type_specializations, &elt);
861
862                   elt.tmpl = tmpl;
863                   elt.args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (elt.args);
864
865                   slot = (spec_entry **)
866                     htab_find_slot (type_specializations, &elt, INSERT);
867                   *slot = GGC_NEW (spec_entry);
868                   **slot = elt;
869                 }
870               else if (COMPLETE_TYPE_P (inst) || TYPE_BEING_DEFINED (inst))
871                 /* But if we've had an implicit instantiation, that's a
872                    problem ([temp.expl.spec]/6).  */
873                 error ("specialization %qT after instantiation %qT",
874                        type, inst);
875             }
876
877           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
878              have one level of template argument for the innermost
879              class template.  */
880           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
881           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
882             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
883         }
884     }
885   else if (processing_specialization)
886     {
887       error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
888       return error_mark_node;
889     }
890
891   return type;
892 }
893
894 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
895    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
896    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
897
898 static inline bool
899 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
900 {
901   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
902           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
903           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
904              parameter.  */
905           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
906           /* The optimized lookup depends on the fact that the
907              template arguments for the member function template apply
908              purely to the containing class, which is not true if the
909              containing class is an explicit or partial
910              specialization.  */
911           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
912           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
913           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
914           /* It is possible to have a template that is not a member
915              template and is not a member of a template class:
916
917              template <typename T>
918              struct S { friend A::f(); };
919
920              Here, the friend function is a template, but the context does
921              not have template information.  The optimized lookup relies
922              on having ARGS be the template arguments for both the class
923              and the function template.  */
924           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
925 }
926
927 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
928    specialization is either an instantiation or an explicit
929    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
930    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
931    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
932    templates with more than one level of parameters.
933
934    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
935    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
936    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
937
938 static tree
939 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args, hashval_t hash)
940 {
941   if (args == error_mark_node)
942     return NULL_TREE;
943
944   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
945
946   /* There should be as many levels of arguments as there are
947      levels of parameters.  */
948   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args)
949               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
950
951   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
952     {
953       tree class_template;
954       tree class_specialization;
955       VEC(tree,gc) *methods;
956       tree fns;
957       int idx;
958
959       /* The template arguments actually apply to the containing
960          class.  Find the class specialization with those
961          arguments.  */
962       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
963       class_specialization
964         = retrieve_specialization (class_template, args, 0);
965       if (!class_specialization)
966         return NULL_TREE;
967       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
968          for the specialization.  */
969       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
970       if (idx == -1)
971         return NULL_TREE;
972       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
973          for the one that has an instance of TMPL.  */
974       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
975       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
976         {
977           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
978           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl
979               /* using-declarations can add base methods to the method vec,
980                  and we don't want those here.  */
981               && DECL_CONTEXT (fn) == class_specialization)
982             return fn;
983         }
984       return NULL_TREE;
985     }
986   else
987     {
988       spec_entry *found;
989       spec_entry elt;
990       htab_t specializations;
991
992       elt.tmpl = tmpl;
993       elt.args = args;
994       elt.spec = NULL_TREE;
995
996       if (DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
997         specializations = type_specializations;
998       else
999         specializations = decl_specializations;
1000
1001       if (hash == 0)
1002         hash = hash_specialization (&elt);
1003       found = (spec_entry *) htab_find_with_hash (specializations, &elt, hash);
1004       if (found)
1005         return found->spec;
1006     }
1007
1008   return NULL_TREE;
1009 }
1010
1011 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
1012
1013 static tree
1014 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
1015 {
1016   tree spec;
1017
1018   if (local_specializations == NULL)
1019     return NULL_TREE;
1020
1021   spec = (tree) htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
1022                                      htab_hash_pointer (tmpl));
1023   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
1024 }
1025
1026 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
1027
1028 int
1029 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
1030 {
1031   tree t;
1032
1033   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1034     {
1035       for (t = decl;
1036            t != NULL_TREE;
1037            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
1038         if (t == tmpl)
1039           return 1;
1040     }
1041   else
1042     {
1043       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1044
1045       for (t = TREE_TYPE (decl);
1046            t != NULL_TREE;
1047            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
1048              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
1049         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
1050           return 1;
1051     }
1052
1053   return 0;
1054 }
1055
1056 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
1057    FRIEND_DECL according to [temp.friend].  */
1058
1059 bool
1060 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend_decl)
1061 {
1062   bool need_template = true;
1063   int template_depth;
1064
1065   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
1066               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1067
1068   /* For [temp.friend/6] when FRIEND_DECL is an ordinary member function
1069      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
1070      if this.  */
1071   if (TREE_CODE (friend_decl) == FUNCTION_DECL
1072       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend_decl)
1073       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend_decl))
1074     {
1075       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
1076       friend_decl = DECL_TI_TEMPLATE (friend_decl);
1077       need_template = false;
1078     }
1079   else if (TREE_CODE (friend_decl) == TEMPLATE_DECL
1080            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend_decl))
1081     need_template = false;
1082
1083   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
1084   if (TREE_CODE (friend_decl) != TEMPLATE_DECL)
1085     return false;
1086
1087   if (is_specialization_of (decl, friend_decl))
1088     return true;
1089
1090   /* [temp.friend/6]
1091      A member of a class template may be declared to be a friend of a
1092      non-template class.  In this case, the corresponding member of
1093      every specialization of the class template is a friend of the
1094      class granting friendship.
1095
1096      For example, given a template friend declaration
1097
1098        template <class T> friend void A<T>::f();
1099
1100      the member function below is considered a friend
1101
1102        template <> struct A<int> {
1103          void f();
1104        };
1105
1106      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
1107      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
1108      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
1109
1110   template_depth = template_class_depth (DECL_CONTEXT (friend_decl));
1111   if (template_depth
1112       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
1113       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)),
1114                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend_decl))))
1115     {
1116       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
1117          a few tricky cases, such as when FRIEND_DECL's are
1118
1119            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
1120            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
1121
1122          and DECL's are
1123
1124            void A<int>::g(int);
1125            template <int> void A<int>::h();
1126
1127          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1128          the context of DECL.  This is required for template substitution
1129          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1130          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1131
1132       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1133       tree args = NULL_TREE;
1134       int current_depth = 0;
1135
1136       while (current_depth < template_depth)
1137         {
1138           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1139             {
1140               if (current_depth == 0)
1141                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1142               else
1143                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1144               current_depth++;
1145             }
1146           context = TYPE_CONTEXT (context);
1147         }
1148
1149       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1150         {
1151           bool is_template;
1152           tree friend_type;
1153           tree decl_type;
1154           tree friend_args_type;
1155           tree decl_args_type;
1156
1157           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1158              non-templates.  */
1159           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1160                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1161           if (need_template ^ is_template)
1162             return false;
1163           else if (is_template)
1164             {
1165               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1166               tree friend_parms
1167                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1168                                          args, tf_none);
1169               if (!comp_template_parms
1170                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1171                       friend_parms))
1172                 return false;
1173
1174               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1175             }
1176           else
1177             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1178
1179           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend_decl), args,
1180                                               tf_none, NULL_TREE);
1181           if (friend_type == error_mark_node)
1182             return false;
1183
1184           /* Check if return types match.  */
1185           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1186             return false;
1187
1188           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1189              `this' parameter.  */
1190           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1191           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1192           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend_decl))
1193             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1194           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1195             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1196
1197           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1198         }
1199       else
1200         {
1201           /* DECL is a TYPE_DECL */
1202           bool is_template;
1203           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1204
1205           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1206              non-templates.  */
1207           is_template
1208             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1209               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1210
1211           if (need_template ^ is_template)
1212             return false;
1213           else if (is_template)
1214             {
1215               tree friend_parms;
1216               /* If both are templates, check the name of the two
1217                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1218               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1219                   != DECL_NAME (friend_decl))
1220                 return false;
1221
1222               /* Now check template parameter list.  */
1223               friend_parms
1224                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1225                                          args, tf_none);
1226               return comp_template_parms
1227                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1228                  friend_parms);
1229             }
1230           else
1231             return (DECL_NAME (decl)
1232                     == DECL_NAME (friend_decl));
1233         }
1234     }
1235   return false;
1236 }
1237
1238 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1239    the indicated ARGS.  IS_FRIEND indicates whether the specialization
1240    is actually just a friend declaration.  Returns SPEC, or an
1241    equivalent prior declaration, if available.  */
1242
1243 static tree
1244 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args, bool is_friend,
1245                          hashval_t hash)
1246 {
1247   tree fn;
1248   spec_entry **slot = NULL;
1249   spec_entry elt;
1250
1251   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL && DECL_P (spec));
1252
1253   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL
1254       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1255     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1256        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1257        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1258        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1259        with default function arguments.  In particular, given
1260        something like this:
1261
1262           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1263
1264        the default argument expression is not substituted for in an
1265        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1266     return spec;
1267
1268   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1269     /* We don't put these specializations in the hash table, but we might
1270        want to give an error about a mismatch.  */
1271     fn = retrieve_specialization (tmpl, args, 0);
1272   else
1273     {
1274       elt.tmpl = tmpl;
1275       elt.args = args;
1276       elt.spec = spec;
1277
1278       if (hash == 0)
1279         hash = hash_specialization (&elt);
1280
1281       slot = (spec_entry **)
1282         htab_find_slot_with_hash (decl_specializations, &elt, hash, INSERT);
1283       if (*slot)
1284         fn = (*slot)->spec;
1285       else
1286         fn = NULL_TREE;
1287     }
1288
1289   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1290      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1291      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1292      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1293      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1294   if (fn == spec)
1295     return spec;
1296   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1297     {
1298       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1299         {
1300           if (DECL_ODR_USED (fn)
1301               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1302             {
1303               error ("specialization of %qD after instantiation",
1304                      fn);
1305               return error_mark_node;
1306             }
1307           else
1308             {
1309               tree clone;
1310               /* This situation should occur only if the first
1311                  specialization is an implicit instantiation, the
1312                  second is an explicit specialization, and the
1313                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1314                  situation can occur if we have implicitly
1315                  instantiated a member function and then specialized
1316                  it later.
1317
1318                  We can also wind up here if a friend declaration that
1319                  looked like an instantiation turns out to be a
1320                  specialization:
1321
1322                    template <class T> void foo(T);
1323                    class S { friend void foo<>(int) };
1324                    template <> void foo(int);
1325
1326                  We transform the existing DECL in place so that any
1327                  pointers to it become pointers to the updated
1328                  declaration.
1329
1330                  If there was a definition for the template, but not
1331                  for the specialization, we want this to look as if
1332                  there were no definition, and vice versa.  */
1333               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1334               duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1335               /* The call to duplicate_decls will have applied
1336                  [temp.expl.spec]:
1337
1338                    An explicit specialization of a function template
1339                    is inline only if it is explicitly declared to be,
1340                    and independently of whether its function template
1341                    is.
1342
1343                 to the primary function; now copy the inline bits to
1344                 the various clones.  */
1345               FOR_EACH_CLONE (clone, fn)
1346                 DECL_DECLARED_INLINE_P (clone)
1347                   = DECL_DECLARED_INLINE_P (fn);
1348               check_specialization_namespace (fn);
1349
1350               return fn;
1351             }
1352         }
1353       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1354         {
1355           if (!duplicate_decls (spec, fn, is_friend) && DECL_INITIAL (spec))
1356             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1357                line number so any errors match this new
1358                definition.  */
1359             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1360
1361           return fn;
1362         }
1363     }
1364   else if (fn)
1365     return duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1366
1367   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1368      template it is specializing.  */
1369   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1370       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1371     DECL_CONTEXT (spec) = DECL_CONTEXT (tmpl);
1372
1373   if (!optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1374     {
1375       gcc_assert (tmpl && args && spec);
1376       *slot = GGC_NEW (spec_entry);
1377       **slot = elt;
1378       if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL && DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (spec)
1379           && PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl)
1380           && DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == NULL_TREE)
1381         /* TMPL is a forward declaration of a template function; keep a list
1382            of all specializations in case we need to reassign them to a friend
1383            template later in tsubst_friend_function.  */
1384         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl)
1385           = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl));
1386     }
1387
1388   return spec;
1389 }
1390
1391 /* Returns true iff two spec_entry nodes are equivalent.  Only compares the
1392    TMPL and ARGS members, ignores SPEC.  */
1393
1394 static int
1395 eq_specializations (const void *p1, const void *p2)
1396 {
1397   const spec_entry *e1 = (const spec_entry *)p1;
1398   const spec_entry *e2 = (const spec_entry *)p2;
1399
1400   return (e1->tmpl == e2->tmpl
1401           && comp_template_args (e1->args, e2->args));
1402 }
1403
1404 /* Returns a hash for a template TMPL and template arguments ARGS.  */
1405
1406 static hashval_t
1407 hash_tmpl_and_args (tree tmpl, tree args)
1408 {
1409   hashval_t val = DECL_UID (tmpl);
1410   return iterative_hash_template_arg (args, val);
1411 }
1412
1413 /* Returns a hash for a spec_entry node based on the TMPL and ARGS members,
1414    ignoring SPEC.  */
1415
1416 static hashval_t
1417 hash_specialization (const void *p)
1418 {
1419   const spec_entry *e = (const spec_entry *)p;
1420   return hash_tmpl_and_args (e->tmpl, e->args);
1421 }
1422
1423 /* Recursively calculate a hash value for a template argument ARG, for use
1424    in the hash tables of template specializations.  */
1425
1426 static hashval_t
1427 iterative_hash_template_arg (tree arg, hashval_t val)
1428 {
1429   unsigned HOST_WIDE_INT i;
1430   enum tree_code code;
1431   char tclass;
1432
1433   if (arg == NULL_TREE)
1434     return iterative_hash_object (arg, val);
1435
1436   if (!TYPE_P (arg))
1437     STRIP_NOPS (arg);
1438
1439   code = TREE_CODE (arg);
1440   tclass = TREE_CODE_CLASS (code);
1441
1442   val = iterative_hash_object (code, val);
1443
1444   switch (code)
1445     {
1446     case ERROR_MARK:
1447       return val;
1448
1449     case IDENTIFIER_NODE:
1450       return iterative_hash_object (IDENTIFIER_HASH_VALUE (arg), val);
1451
1452     case TREE_VEC:
1453       {
1454         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
1455         for (i = 0; i < len; ++i)
1456           val = iterative_hash_template_arg (TREE_VEC_ELT (arg, i), val);
1457         return val;
1458       }
1459
1460     case TYPE_PACK_EXPANSION:
1461     case EXPR_PACK_EXPANSION:
1462       return iterative_hash_template_arg (PACK_EXPANSION_PATTERN (arg), val);
1463
1464     case ARGUMENT_PACK_SELECT:
1465       /* We can get one of these when re-hashing a previous entry in the middle
1466          of substituting into a pack expansion.  Just look through it...  */
1467       arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg);
1468       /* ...and fall through.  */
1469     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
1470     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
1471       return iterative_hash_template_arg (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg), val);
1472
1473     case TREE_LIST:
1474       for (; arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
1475         val = iterative_hash_template_arg (TREE_VALUE (arg), val);
1476       return val;
1477
1478     case OVERLOAD:
1479       for (; arg; arg = OVL_CHAIN (arg))
1480         val = iterative_hash_template_arg (OVL_FUNCTION (arg), val);
1481       return val;
1482
1483     case CONSTRUCTOR:
1484       {
1485         tree field, value;
1486         FOR_EACH_CONSTRUCTOR_ELT (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, field, value)
1487           {
1488             val = iterative_hash_template_arg (field, val);
1489             val = iterative_hash_template_arg (value, val);
1490           }
1491         return val;
1492       }
1493
1494     case PARM_DECL:
1495       val = iterative_hash_object (DECL_PARM_INDEX (arg), val);
1496       return iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1497
1498     case TARGET_EXPR:
1499       return iterative_hash_template_arg (TARGET_EXPR_INITIAL (arg), val);
1500
1501     case PTRMEM_CST:
1502       val = iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_CLASS (arg), val);
1503       return iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_MEMBER (arg), val);
1504
1505     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
1506       val = iterative_hash_template_arg
1507         (TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (arg)), val);
1508       val = iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_LEVEL (arg), val);
1509       return iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_IDX (arg), val);
1510
1511     case TRAIT_EXPR:
1512       val = iterative_hash_object (TRAIT_EXPR_KIND (arg), val);
1513       val = iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE1 (arg), val);
1514       return iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE2 (arg), val);
1515
1516     case BASELINK:
1517       val = iterative_hash_template_arg (BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (arg)),
1518                                          val);
1519       return iterative_hash_template_arg (DECL_NAME (get_first_fn (arg)),
1520                                           val);
1521
1522     case MODOP_EXPR:
1523       val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 0), val);
1524       code = TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 1));
1525       val = iterative_hash_object (code, val);
1526       return iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 2), val);
1527
1528     default:
1529       switch (tclass)
1530         {
1531         case tcc_type:
1532           if (TYPE_CANONICAL (arg))
1533             return iterative_hash_object (TYPE_HASH (TYPE_CANONICAL (arg)),
1534                                           val);
1535           else if (TREE_CODE (arg) == DECLTYPE_TYPE)
1536             return iterative_hash_template_arg (DECLTYPE_TYPE_EXPR (arg), val);
1537           /* Otherwise just compare the types during lookup.  */
1538           return val;
1539
1540         case tcc_declaration:
1541         case tcc_constant:
1542           return iterative_hash_expr (arg, val);
1543
1544         default:
1545           gcc_assert (IS_EXPR_CODE_CLASS (tclass));
1546           {
1547             unsigned n = TREE_OPERAND_LENGTH (arg);
1548             for (i = 0; i < n; ++i)
1549               val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, i), val);
1550             return val;
1551           }
1552         }
1553     }
1554   gcc_unreachable ();
1555   return 0;
1556 }
1557
1558 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1559    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1560    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.
1561
1562    Note that SPEC has been ggc_freed, so we can't look inside it.  */
1563
1564 bool
1565 reregister_specialization (tree spec, tree tinfo, tree new_spec)
1566 {
1567   spec_entry **slot;
1568   spec_entry elt;
1569
1570   elt.tmpl = most_general_template (TI_TEMPLATE (tinfo));
1571   elt.args = TI_ARGS (tinfo);
1572   elt.spec = NULL_TREE;
1573
1574   slot = (spec_entry **) htab_find_slot (decl_specializations, &elt, INSERT);
1575   if (*slot)
1576     {
1577       gcc_assert ((*slot)->spec == spec || (*slot)->spec == new_spec);
1578       gcc_assert (new_spec != NULL_TREE);
1579       (*slot)->spec = new_spec;
1580       return 1;
1581     }
1582
1583   return 0;
1584 }
1585
1586 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1587    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1588    DECL).  */
1589
1590 static int
1591 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1592 {
1593   return TREE_VALUE ((const_tree) p1) == (const_tree) p2;
1594 }
1595
1596 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1597
1598 static hashval_t
1599 hash_local_specialization (const void* p1)
1600 {
1601   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((const_tree) p1));
1602 }
1603
1604 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1605    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1606
1607 static void
1608 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1609 {
1610   void **slot;
1611
1612   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl,
1613                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1614   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1615 }
1616
1617 /* TYPE is a class type.  Returns true if TYPE is an explicitly
1618    specialized class.  */
1619
1620 bool
1621 explicit_class_specialization_p (tree type)
1622 {
1623   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
1624     return false;
1625   return !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
1626 }
1627
1628 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  */
1629
1630 void
1631 print_candidates (tree fns)
1632 {
1633   tree fn;
1634
1635   const char *str = "candidates are:";
1636
1637   for (fn = fns; fn != NULL_TREE; fn = TREE_CHAIN (fn))
1638     {
1639       tree f;
1640
1641       for (f = TREE_VALUE (fn); f; f = OVL_NEXT (f))
1642         error ("%s %+#D", str, OVL_CURRENT (f));
1643       str = "               ";
1644     }
1645 }
1646
1647 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1648    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1649    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1650    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1651    TEMPLATE_ID are non-members.
1652
1653    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1654    specialization of a member template.
1655
1656    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1657    template classes that appeared in the name of the function. See
1658    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1659
1660    TSK indicates what kind of template declaration (if any) is being
1661    declared.  TSK_TEMPLATE indicates that the declaration given by
1662    DECL, though a FUNCTION_DECL, has template parameters, and is
1663    therefore a template function.
1664
1665    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1666    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1667
1668    If it is impossible to determine the result, an error message is
1669    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1670
1671 static tree
1672 determine_specialization (tree template_id,
1673                           tree decl,
1674                           tree* targs_out,
1675                           int need_member_template,
1676                           int template_count,
1677                           tmpl_spec_kind tsk)
1678 {
1679   tree fns;
1680   tree targs;
1681   tree explicit_targs;
1682   tree candidates = NULL_TREE;
1683   /* A TREE_LIST of templates of which DECL may be a specialization.
1684      The TREE_VALUE of each node is a TEMPLATE_DECL.  The
1685      corresponding TREE_PURPOSE is the set of template arguments that,
1686      when used to instantiate the template, would produce a function
1687      with the signature of DECL.  */
1688   tree templates = NULL_TREE;
1689   int header_count;
1690   struct cp_binding_level *b;
1691
1692   *targs_out = NULL_TREE;
1693
1694   if (template_id == error_mark_node || decl == error_mark_node)
1695     return error_mark_node;
1696
1697   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1698   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1699
1700   if (fns == error_mark_node)
1701     return error_mark_node;
1702
1703   /* Check for baselinks.  */
1704   if (BASELINK_P (fns))
1705     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1706
1707   if (!is_overloaded_fn (fns))
1708     {
1709       error ("%qD is not a function template", fns);
1710       return error_mark_node;
1711     }
1712
1713   /* Count the number of template headers specified for this
1714      specialization.  */
1715   header_count = 0;
1716   for (b = current_binding_level;
1717        b->kind == sk_template_parms;
1718        b = b->level_chain)
1719     ++header_count;
1720
1721   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1722     {
1723       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1724
1725       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1726         {
1727           tree decl_arg_types;
1728           tree fn_arg_types;
1729
1730           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1731              the number of template headers appearing in the specialization
1732              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1733              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1734              member functions. Consider the following code:
1735
1736              template <> void A<int>::f(int);
1737              template <> template <> void A<int>::f(int);
1738
1739              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1740              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1741              member function, whilst the second line specializes "f" which
1742              is a template member function. So both lines are syntactically
1743              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1744              them.
1745
1746              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1747              against the declarations. We count the number of template
1748              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1749              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1750              plus there must be another header for the member template
1751              itself).
1752
1753              Notice that if header_count is zero, this is not a
1754              specialization but rather a template instantiation, so there
1755              is no check we can perform here.  */
1756           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1757             continue;
1758
1759           /* Check that the number of template arguments at the
1760              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1761           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1762               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1763               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1764                   != TREE_VEC_LENGTH (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
1765                                       (current_template_parms))))
1766             continue;
1767
1768           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1769           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1770           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1771
1772           /* For a non-static member function, we need to make sure
1773              that the const qualification is the same.  Since
1774              get_bindings does not try to merge the "this" parameter,
1775              we must do the comparison explicitly.  */
1776           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1777               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types),
1778                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1779             continue;
1780
1781           /* Skip the "this" parameter and, for constructors of
1782              classes with virtual bases, the VTT parameter.  A
1783              full specialization of a constructor will have a VTT
1784              parameter, but a template never will.  */ 
1785           decl_arg_types 
1786             = skip_artificial_parms_for (decl, decl_arg_types);
1787           fn_arg_types 
1788             = skip_artificial_parms_for (fn, fn_arg_types);
1789
1790           /* Check that the number of function parameters matches.
1791              For example,
1792                template <class T> void f(int i = 0);
1793                template <> void f<int>();
1794              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1795              by get_bindings below.  */
1796           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1797             continue;
1798
1799           /* Function templates cannot be specializations; there are
1800              no partial specializations of functions.  Therefore, if
1801              the type of DECL does not match FN, there is no
1802              match.  */
1803           if (tsk == tsk_template)
1804             {
1805               if (compparms (fn_arg_types, decl_arg_types))
1806                 candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1807               continue;
1808             }
1809
1810           /* See whether this function might be a specialization of this
1811              template.  */
1812           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1813
1814           if (!targs)
1815             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1816                specialize TMPL will produce DECL.  */
1817             continue;
1818
1819           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1820           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1821         }
1822       else if (need_member_template)
1823         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1824            specialization of a member template.  */
1825         ;
1826       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1827         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1828            cases.  */
1829         ;
1830       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1831         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1832            be a specialization of that.  */
1833         ;
1834       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1835         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1836         ;
1837       else
1838         {
1839           tree decl_arg_types;
1840
1841           /* This is an ordinary member function.  However, since
1842              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1843              template class.  For example,
1844
1845                template <typename T> struct S { void f(); };
1846                template <> void S<int>::f() {}
1847
1848              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1849              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1850              might be in business.  */
1851
1852           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1853             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1854                of a template class.  This is not a candidate.  */
1855             continue;
1856
1857           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1858                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1859             /* The return types differ.  */
1860             continue;
1861
1862           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1863           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1864           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1865               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1866             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1867
1868           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)),
1869                          decl_arg_types))
1870             /* They match!  */
1871             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1872         }
1873     }
1874
1875   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
1876     {
1877       /* We have:
1878
1879            [temp.expl.spec]
1880
1881            It is possible for a specialization with a given function
1882            signature to be instantiated from more than one function
1883            template.  In such cases, explicit specification of the
1884            template arguments must be used to uniquely identify the
1885            function template specialization being specialized.
1886
1887          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
1888          determine which of the candidate templates is most
1889          specialized.  However, we, also have:
1890
1891            [temp.func.order]
1892
1893            Partial ordering of overloaded function template
1894            declarations is used in the following contexts to select
1895            the function template to which a function template
1896            specialization refers:
1897
1898            -- when an explicit specialization refers to a function
1899               template.
1900
1901          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
1902          This extension can only serve to make invalid programs valid,
1903          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
1904          the committee intended the partial ordering rules to apply;
1905          the EDG front end has that behavior, and John Spicer claims
1906          that the committee simply forgot to delete the wording in
1907          [temp.expl.spec].  */
1908       tree tmpl = most_specialized_instantiation (templates);
1909       if (tmpl != error_mark_node)
1910         {
1911           templates = tmpl;
1912           TREE_CHAIN (templates) = NULL_TREE;
1913         }
1914     }
1915
1916   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
1917     {
1918       error ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
1919              "declaration", template_id, decl);
1920       return error_mark_node;
1921     }
1922   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
1923            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
1924            || (templates && candidates))
1925     {
1926       error ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
1927              template_id, decl);
1928       chainon (candidates, templates);
1929       print_candidates (candidates);
1930       return error_mark_node;
1931     }
1932
1933   /* We have one, and exactly one, match.  */
1934   if (candidates)
1935     {
1936       tree fn = TREE_VALUE (candidates);
1937       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (fn));
1938       /* DECL is a re-declaration or partial instantiation of a template
1939          function.  */
1940       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1941         return fn;
1942       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
1943          template class.  */
1944       return DECL_TI_TEMPLATE (fn);
1945     }
1946
1947   /* It was a specialization of a template.  */
1948   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
1949   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
1950     {
1951       *targs_out = copy_node (targs);
1952       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out,
1953                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
1954                            TREE_PURPOSE (templates));
1955     }
1956   else
1957     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
1958   return TREE_VALUE (templates);
1959 }
1960
1961 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
1962    but with the default argument values filled in from those in the
1963    TMPL_TYPES.  */
1964
1965 static tree
1966 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
1967                                       tree tmpl_types)
1968 {
1969   tree new_spec_types;
1970
1971   if (!spec_types)
1972     return NULL_TREE;
1973
1974   if (spec_types == void_list_node)
1975     return void_list_node;
1976
1977   /* Substitute into the rest of the list.  */
1978   new_spec_types =
1979     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
1980                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
1981
1982   /* Add the default argument for this parameter.  */
1983   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
1984                          TREE_VALUE (spec_types),
1985                          new_spec_types);
1986 }
1987
1988 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
1989    from the template it specializes.  (That way, code like:
1990
1991      template <class T> void f(T = 3);
1992      template <> void f(double);
1993      void g () { f (); }
1994
1995    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
1996    the correct default arguments at the call-site, but this approach
1997    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
1998
1999 static void
2000 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
2001 {
2002   tree tmpl;
2003   tree spec_types;
2004   tree tmpl_types;
2005   tree new_spec_types;
2006   tree old_type;
2007   tree new_type;
2008   tree t;
2009   tree object_type = NULL_TREE;
2010   tree in_charge = NULL_TREE;
2011   tree vtt = NULL_TREE;
2012
2013   /* See if there's anything we need to do.  */
2014   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
2015   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
2016   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
2017     if (TREE_PURPOSE (t))
2018       break;
2019   if (!t)
2020     return;
2021
2022   old_type = TREE_TYPE (decl);
2023   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
2024
2025   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2026     {
2027       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
2028          CV quals.  */
2029       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
2030       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2031       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
2032
2033       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
2034         {
2035           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
2036              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
2037           in_charge = spec_types;
2038           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2039         }
2040       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
2041         {
2042           vtt = spec_types;
2043           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2044         }
2045     }
2046
2047   /* Compute the merged default arguments.  */
2048   new_spec_types =
2049     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
2050
2051   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
2052   if (object_type)
2053     {
2054       if (vtt)
2055         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
2056                                          TREE_VALUE (vtt),
2057                                          new_spec_types);
2058
2059       if (in_charge)
2060         /* Put the in-charge parameter back.  */
2061         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
2062                                          TREE_VALUE (in_charge),
2063                                          new_spec_types);
2064
2065       new_type = build_method_type_directly (object_type,
2066                                              TREE_TYPE (old_type),
2067                                              new_spec_types);
2068     }
2069   else
2070     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
2071                                     new_spec_types);
2072   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
2073                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
2074   new_type = build_exception_variant (new_type,
2075                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
2076   TREE_TYPE (decl) = new_type;
2077 }
2078
2079 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
2080    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
2081    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
2082    instantiation at this point.
2083
2084    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
2085    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
2086    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
2087    recoverable.
2088
2089    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags:
2090
2091    2: The function has a definition.
2092    4: The function is a friend.
2093
2094    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
2095    template classes that appeared in the name of the function.  For
2096    example, in
2097
2098      template <class T> struct S { void f(); };
2099      void S<int>::f();
2100
2101    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
2102    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
2103
2104      template <class T> struct S {};
2105      template <> struct S<int> { void f(); }
2106      template <> void S<int>::f();
2107
2108    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
2109    invalid; there should be no template <>.)
2110
2111    If the function is a specialization, it is marked as such via
2112    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
2113    is set up correctly, and it is added to the list of specializations
2114    for that template.  */
2115
2116 tree
2117 check_explicit_specialization (tree declarator,
2118                                tree decl,
2119                                int template_count,
2120                                int flags)
2121 {
2122   int have_def = flags & 2;
2123   int is_friend = flags & 4;
2124   int specialization = 0;
2125   int explicit_instantiation = 0;
2126   int member_specialization = 0;
2127   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
2128   tree dname = DECL_NAME (decl);
2129   tmpl_spec_kind tsk;
2130
2131   if (is_friend)
2132     {
2133       if (!processing_specialization)
2134         tsk = tsk_none;
2135       else
2136         tsk = tsk_excessive_parms;
2137     }
2138   else
2139     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
2140
2141   switch (tsk)
2142     {
2143     case tsk_none:
2144       if (processing_specialization)
2145         {
2146           specialization = 1;
2147           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2148         }
2149       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2150         {
2151           if (is_friend)
2152             /* This could be something like:
2153
2154                template <class T> void f(T);
2155                class S { friend void f<>(int); }  */
2156             specialization = 1;
2157           else
2158             {
2159               /* This case handles bogus declarations like template <>
2160                  template <class T> void f<int>(); */
2161
2162               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2163                      declarator);
2164               return decl;
2165             }
2166         }
2167       break;
2168
2169     case tsk_invalid_member_spec:
2170       /* The error has already been reported in
2171          check_specialization_scope.  */
2172       return error_mark_node;
2173
2174     case tsk_invalid_expl_inst:
2175       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
2176
2177       /* Fall through.  */
2178
2179     case tsk_expl_inst:
2180       if (have_def)
2181         error ("definition provided for explicit instantiation");
2182
2183       explicit_instantiation = 1;
2184       break;
2185
2186     case tsk_excessive_parms:
2187     case tsk_insufficient_parms:
2188       if (tsk == tsk_excessive_parms)
2189         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
2190                decl);
2191       else if (template_header_count)
2192         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
2193       else
2194         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
2195               "%<template <>%>", decl);
2196
2197       /* Fall through.  */
2198     case tsk_expl_spec:
2199       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2200       if (ctype)
2201         member_specialization = 1;
2202       else
2203         specialization = 1;
2204       break;
2205
2206     case tsk_template:
2207       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2208         {
2209           /* This case handles bogus declarations like template <>
2210              template <class T> void f<int>(); */
2211
2212           if (uses_template_parms (declarator))
2213             error ("function template partial specialization %qD "
2214                    "is not allowed", declarator);
2215           else
2216             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2217                    declarator);
2218           return decl;
2219         }
2220
2221       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
2222         /* This is a specialization of a member template, without
2223            specialization the containing class.  Something like:
2224
2225              template <class T> struct S {
2226                template <class U> void f (U);
2227              };
2228              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
2229
2230            That's a specialization -- but of the entire template.  */
2231         specialization = 1;
2232       break;
2233
2234     default:
2235       gcc_unreachable ();
2236     }
2237
2238   if (specialization || member_specialization)
2239     {
2240       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
2241       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
2242         if (TREE_PURPOSE (t))
2243           {
2244             permerror (input_location, 
2245                        "default argument specified in explicit specialization");
2246             break;
2247           }
2248     }
2249
2250   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
2251     {
2252       tree tmpl = NULL_TREE;
2253       tree targs = NULL_TREE;
2254
2255       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
2256       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
2257         {
2258           tree fns;
2259
2260           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
2261           if (ctype)
2262             fns = dname;
2263           else
2264             {
2265               /* If there is no class context, the explicit instantiation
2266                  must be at namespace scope.  */
2267               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
2268
2269               /* Find the namespace binding, using the declaration
2270                  context.  */
2271               fns = lookup_qualified_name (CP_DECL_CONTEXT (decl), dname,
2272                                            false, true);
2273               if (fns == error_mark_node || !is_overloaded_fn (fns))
2274                 {
2275                   error ("%qD is not a template function", dname);
2276                   fns = error_mark_node;
2277                 }
2278               else
2279                 {
2280                   tree fn = OVL_CURRENT (fns);
2281                   if (!is_associated_namespace (CP_DECL_CONTEXT (decl),
2282                                                 CP_DECL_CONTEXT (fn)))
2283                     error ("%qD is not declared in %qD",
2284                            decl, current_namespace);
2285                 }
2286             }
2287
2288           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
2289         }
2290
2291       if (declarator == error_mark_node)
2292         return error_mark_node;
2293
2294       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
2295         {
2296           if (!explicit_instantiation)
2297             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
2298                but the error will already have been flagged by
2299                check_specialization_scope.  */
2300             return error_mark_node;
2301           else
2302             {
2303               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
2304                  class scope, e.g.:
2305
2306                    class C { template void f(); }
2307
2308                    This case is caught by the parser.  However, on
2309                    something like:
2310
2311                    template class C { void f(); };
2312
2313                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
2314                    issued later.  */
2315               ;
2316             }
2317
2318           return decl;
2319         }
2320       else if (ctype != NULL_TREE
2321                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
2322                    IDENTIFIER_NODE))
2323         {
2324           /* Find the list of functions in ctype that have the same
2325              name as the declared function.  */
2326           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
2327           tree fns = NULL_TREE;
2328           int idx;
2329
2330           if (constructor_name_p (name, ctype))
2331             {
2332               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2333
2334               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (ctype)
2335                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
2336                 {
2337                   /* From [temp.expl.spec]:
2338
2339                      If such an explicit specialization for the member
2340                      of a class template names an implicitly-declared
2341                      special member function (clause _special_), the
2342                      program is ill-formed.
2343
2344                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
2345                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
2346                   return error_mark_node;
2347                 }
2348
2349               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
2350             }
2351
2352           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
2353             {
2354               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
2355               if (idx >= 0)
2356                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
2357             }
2358           else
2359             {
2360               VEC(tree,gc) *methods;
2361               tree ovl;
2362
2363               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
2364                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
2365                  int' which will be a specialization of `operator T'.
2366                  So, we find *all* the conversion operators, and then
2367                  select from them.  */
2368               fns = NULL_TREE;
2369
2370               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
2371               if (methods)
2372                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
2373                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
2374                      ++idx)
2375                   {
2376                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
2377                       /* There are no more conversion functions.  */
2378                       break;
2379
2380                     /* Glue all these conversion functions together
2381                        with those we already have.  */
2382                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
2383                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
2384                   }
2385             }
2386
2387           if (fns == NULL_TREE)
2388             {
2389               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
2390               return error_mark_node;
2391             }
2392           else
2393             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2394         }
2395
2396       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2397          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2398          member function, we cannot tell apriori whether the
2399          instantiation is for a member template, or just a member
2400          function of a template class.  Even if a member template is
2401          being instantiated, the member template arguments may be
2402          elided if they can be deduced from the rest of the
2403          declaration.  */
2404       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2405                                        &targs,
2406                                        member_specialization,
2407                                        template_count,
2408                                        tsk);
2409
2410       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2411         /* We couldn't figure out what this declaration was
2412            specializing.  */
2413         return error_mark_node;
2414       else
2415         {
2416           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2417
2418           if (explicit_instantiation)
2419             {
2420               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2421                  is done by do_decl_instantiation later.  */
2422
2423               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2424               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2425
2426               if (arg_depth > parm_depth)
2427                 {
2428                   /* If TMPL is not the most general template (for
2429                      example, if TMPL is a friend template that is
2430                      injected into namespace scope), then there will
2431                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2432                      here.  */
2433                   int i;
2434                   tree new_targs;
2435
2436                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2437                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2438                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2439                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2440                   targs = new_targs;
2441                 }
2442
2443               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2444             }
2445
2446           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2447              turns out to be specializing a static member function,
2448              make DECL a static member function as well.  */
2449           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2450               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2451             revert_static_member_fn (decl);
2452
2453           /* If this is a specialization of a member template of a
2454              template class, we want to return the TEMPLATE_DECL, not
2455              the specialization of it.  */
2456           if (tsk == tsk_template)
2457             {
2458               tree result = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
2459               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2460               DECL_INITIAL (result) = NULL_TREE;
2461               if (have_def)
2462                 {
2463                   tree parm;
2464                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2465                   DECL_SOURCE_LOCATION (result)
2466                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2467                   /* We want to use the argument list specified in the
2468                      definition, not in the original declaration.  */
2469                   DECL_ARGUMENTS (result) = DECL_ARGUMENTS (decl);
2470                   for (parm = DECL_ARGUMENTS (result); parm;
2471                        parm = TREE_CHAIN (parm))
2472                     DECL_CONTEXT (parm) = result;
2473                 }
2474               return register_specialization (tmpl, gen_tmpl, targs,
2475                                               is_friend, 0);
2476             }
2477
2478           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2479           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = tree_cons (tmpl, targs, NULL_TREE);
2480
2481           /* Inherit default function arguments from the template
2482              DECL is specializing.  */
2483           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2484
2485           /* This specialization has the same protection as the
2486              template it specializes.  */
2487           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2488           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2489
2490           /* 7.1.1-1 [dcl.stc]
2491
2492              A storage-class-specifier shall not be specified in an
2493              explicit specialization...
2494
2495              The parser rejects these, so unless action is taken here,
2496              explicit function specializations will always appear with
2497              global linkage.
2498
2499              The action recommended by the C++ CWG in response to C++
2500              defect report 605 is to make the storage class and linkage
2501              of the explicit specialization match the templated function:
2502
2503              http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_active.html#605
2504            */
2505           if (tsk == tsk_expl_spec && DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
2506             {
2507               tree tmpl_func = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
2508               gcc_assert (TREE_CODE (tmpl_func) == FUNCTION_DECL);
2509
2510               /* This specialization has the same linkage and visibility as
2511                  the function template it specializes.  */
2512               TREE_PUBLIC (decl) = TREE_PUBLIC (tmpl_func);
2513               if (! TREE_PUBLIC (decl))
2514                 {
2515                   DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
2516                   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
2517                 }
2518               DECL_THIS_STATIC (decl) = DECL_THIS_STATIC (tmpl_func);
2519               if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (tmpl_func))
2520                 {
2521                   DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (decl) = 1;
2522                   DECL_VISIBILITY (decl) = DECL_VISIBILITY (tmpl_func);
2523                 }
2524             }
2525
2526           /* If DECL is a friend declaration, declared using an
2527              unqualified name, the namespace associated with DECL may
2528              have been set incorrectly.  For example, in:
2529
2530                template <typename T> void f(T);
2531                namespace N {
2532                  struct S { friend void f<int>(int); }
2533                }
2534
2535              we will have set the DECL_CONTEXT for the friend
2536              declaration to N, rather than to the global namespace.  */
2537           if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl))
2538             DECL_CONTEXT (decl) = DECL_CONTEXT (tmpl);
2539
2540           if (is_friend && !have_def)
2541             /* This is not really a declaration of a specialization.
2542                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2543                a request for an instantiation, either.  */
2544             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2545           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2546             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2547                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2548                versions in V3 ABI.  */
2549             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2550
2551           /* Register this specialization so that we can find it
2552              again.  */
2553           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs, is_friend, 0);
2554         }
2555     }
2556
2557   return decl;
2558 }
2559
2560 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2561    parameters.  These are represented in the same format used for
2562    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2563
2564 int
2565 comp_template_parms (const_tree parms1, const_tree parms2)
2566 {
2567   const_tree p1;
2568   const_tree p2;
2569
2570   if (parms1 == parms2)
2571     return 1;
2572
2573   for (p1 = parms1, p2 = parms2;
2574        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2575        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2576     {
2577       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2578       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2579       int i;
2580
2581       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2582       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2583
2584       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2585         return 0;
2586
2587       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i)
2588         {
2589           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2590           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2591
2592           /* If either of the template parameters are invalid, assume
2593              they match for the sake of error recovery. */
2594           if (parm1 == error_mark_node || parm2 == error_mark_node)
2595             return 1;
2596
2597           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2598             return 0;
2599
2600           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2601               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm1)
2602                   == TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm2)))
2603             continue;
2604           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2605             return 0;
2606         }
2607     }
2608
2609   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2610     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2611        other.  */
2612     return 0;
2613
2614   return 1;
2615 }
2616
2617 /* Determine whether PARM is a parameter pack.  */
2618 bool 
2619 template_parameter_pack_p (const_tree parm)
2620 {
2621   /* Determine if we have a non-type template parameter pack.  */
2622   if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
2623     return (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm) 
2624             && TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)));
2625
2626   /* If this is a list of template parameters, we could get a
2627      TYPE_DECL or a TEMPLATE_DECL.  */ 
2628   if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2629     parm = TREE_TYPE (parm);
2630
2631   return ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2632            || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
2633           && TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm));
2634 }
2635
2636 /* Determine whether ARGS describes a variadic template args list,
2637    i.e., one that is terminated by a template argument pack.  */
2638 static bool 
2639 template_args_variadic_p (tree args)
2640 {
2641   int nargs;
2642   tree last_parm;
2643
2644   if (args == NULL_TREE)
2645     return false;
2646
2647   args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
2648   nargs = TREE_VEC_LENGTH (args);
2649
2650   if (nargs == 0)
2651     return false;
2652
2653   last_parm = TREE_VEC_ELT (args, nargs - 1);
2654
2655   return ARGUMENT_PACK_P (last_parm);
2656 }
2657
2658 /* Generate a new name for the parameter pack name NAME (an
2659    IDENTIFIER_NODE) that incorporates its */
2660 static tree
2661 make_ith_pack_parameter_name (tree name, int i)
2662 {
2663   /* Munge the name to include the parameter index.  */
2664 #define NUMBUF_LEN 128
2665   char numbuf[NUMBUF_LEN];
2666   char* newname;
2667   int newname_len;
2668
2669   snprintf (numbuf, NUMBUF_LEN, "%i", i);
2670   newname_len = IDENTIFIER_LENGTH (name)
2671                 + strnlen (numbuf, NUMBUF_LEN) + 2;
2672   newname = (char*)alloca (newname_len);
2673   snprintf (newname, newname_len,
2674             "%s#%i", IDENTIFIER_POINTER (name), i);
2675   return get_identifier (newname);
2676 }
2677
2678 /* Return true if T is a primary function
2679    or class template instantiation.  */
2680
2681 static bool
2682 primary_template_instantiation_p (const_tree t)
2683 {
2684   if (!t)
2685     return false;
2686
2687   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
2688     return DECL_LANG_SPECIFIC (t)
2689            && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2690            && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (t));
2691   else if (CLASS_TYPE_P (t))
2692     return CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2693            && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
2694   return false;
2695 }
2696
2697 /* Return true if PARM is a template template parameter.  */
2698
2699 bool
2700 template_template_parameter_p (const_tree parm)
2701 {
2702   return DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2703 }
2704
2705 /* Return the template parameters of T if T is a
2706    primary template instantiation, NULL otherwise.  */
2707
2708 tree
2709 get_primary_template_innermost_parameters (const_tree t)
2710 {
2711   tree parms = NULL, template_info = NULL;
2712
2713   if ((template_info = get_template_info (t))
2714       && primary_template_instantiation_p (t))
2715     parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
2716         (DECL_TEMPLATE_PARMS (TI_TEMPLATE (template_info)));
2717
2718   return parms;
2719 }
2720
2721 /* Returns the template arguments of T if T is a template instantiation,
2722    NULL otherwise.  */
2723
2724 tree
2725 get_template_innermost_arguments (const_tree t)
2726 {
2727   tree args = NULL, template_info = NULL;
2728
2729   if ((template_info = get_template_info (t))
2730       && TI_ARGS (template_info))
2731     args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (template_info));
2732
2733   return args;
2734 }
2735
2736 /* Return the arguments pack of T if T is a template, NULL otherwise.  */
2737
2738 tree
2739 get_template_argument_pack_elems (const_tree t)
2740 {
2741   if (TREE_CODE (t) != TYPE_ARGUMENT_PACK
2742       && TREE_CODE (t) != NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
2743     return NULL;
2744
2745   return ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
2746 }
2747
2748 /* Structure used to track the progress of find_parameter_packs_r.  */
2749 struct find_parameter_pack_data 
2750 {
2751   /* TREE_LIST that will contain all of the parameter packs found by
2752      the traversal.  */
2753   tree* parameter_packs;
2754
2755   /* Set of AST nodes that have been visited by the traversal.  */
2756   struct pointer_set_t *visited;
2757 };
2758
2759 /* Identifies all of the argument packs that occur in a template
2760    argument and appends them to the TREE_LIST inside DATA, which is a
2761    find_parameter_pack_data structure. This is a subroutine of
2762    make_pack_expansion and uses_parameter_packs.  */
2763 static tree
2764 find_parameter_packs_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void* data)
2765 {
2766   tree t = *tp;
2767   struct find_parameter_pack_data* ppd = 
2768     (struct find_parameter_pack_data*)data;
2769   bool parameter_pack_p = false;
2770
2771   /* Identify whether this is a parameter pack or not.  */
2772   switch (TREE_CODE (t))
2773     {
2774     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
2775       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
2776         parameter_pack_p = true;
2777       break;
2778
2779     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
2780     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2781       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
2782         parameter_pack_p = true;
2783       break;
2784
2785     case PARM_DECL:
2786       if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
2787         {
2788           /* We don't want to walk into the type of a PARM_DECL,
2789              because we don't want to see the type parameter pack.  */
2790           *walk_subtrees = 0;
2791           parameter_pack_p = true;
2792         }
2793       break;
2794
2795     default:
2796       /* Not a parameter pack.  */
2797       break;
2798     }
2799
2800   if (parameter_pack_p)
2801     {
2802       /* Add this parameter pack to the list.  */
2803       *ppd->parameter_packs = tree_cons (NULL_TREE, t, *ppd->parameter_packs);
2804     }
2805
2806   if (TYPE_P (t))
2807     cp_walk_tree (&TYPE_CONTEXT (t), 
2808                   &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2809
2810   /* This switch statement will return immediately if we don't find a
2811      parameter pack.  */
2812   switch (TREE_CODE (t)) 
2813     {
2814     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
2815       return NULL_TREE;
2816
2817     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2818       /* Check the template itself.  */
2819       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (TYPE_TI_TEMPLATE (t)), 
2820                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2821       /* Check the template arguments.  */
2822       cp_walk_tree (&TYPE_TI_ARGS (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
2823                     ppd->visited);
2824       *walk_subtrees = 0;
2825       return NULL_TREE;
2826
2827     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
2828     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2829       return NULL_TREE;
2830
2831     case PARM_DECL:
2832       return NULL_TREE;
2833
2834     case RECORD_TYPE:
2835       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
2836         return NULL_TREE;
2837       /* Fall through.  */
2838
2839     case UNION_TYPE:
2840     case ENUMERAL_TYPE:
2841       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
2842         cp_walk_tree (&TREE_VALUE (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)), 
2843                       &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2844
2845       *walk_subtrees = 0;
2846       return NULL_TREE;
2847
2848     case TEMPLATE_DECL:
2849       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t),
2850                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2851       return NULL_TREE;
2852  
2853     case TYPENAME_TYPE:
2854       cp_walk_tree (&TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), &find_parameter_packs_r,
2855                    ppd, ppd->visited);
2856       *walk_subtrees = 0;
2857       return NULL_TREE;
2858       
2859     case TYPE_PACK_EXPANSION:
2860     case EXPR_PACK_EXPANSION:
2861       *walk_subtrees = 0;
2862       return NULL_TREE;
2863
2864     case INTEGER_TYPE:
2865       cp_walk_tree (&TYPE_MAX_VALUE (t), &find_parameter_packs_r, 
2866                     ppd, ppd->visited);
2867       *walk_subtrees = 0;
2868       return NULL_TREE;
2869
2870     case IDENTIFIER_NODE:
2871       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
2872                     ppd->visited);
2873       *walk_subtrees = 0;
2874       return NULL_TREE;
2875
2876     default:
2877       return NULL_TREE;
2878     }
2879
2880   return NULL_TREE;
2881 }
2882
2883 /* Determines if the expression or type T uses any parameter packs.  */
2884 bool
2885 uses_parameter_packs (tree t)
2886 {
2887   tree parameter_packs = NULL_TREE;
2888   struct find_parameter_pack_data ppd;
2889   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
2890   ppd.visited = pointer_set_create ();
2891   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
2892   pointer_set_destroy (ppd.visited);
2893   return parameter_packs != NULL_TREE;
2894 }
2895
2896 /* Turn ARG, which may be an expression, type, or a TREE_LIST
2897    representation a base-class initializer into a parameter pack
2898    expansion. If all goes well, the resulting node will be an
2899    EXPR_PACK_EXPANSION, TYPE_PACK_EXPANSION, or TREE_LIST,
2900    respectively.  */
2901 tree 
2902 make_pack_expansion (tree arg)
2903 {
2904   tree result;
2905   tree parameter_packs = NULL_TREE;
2906   bool for_types = false;
2907   struct find_parameter_pack_data ppd;
2908
2909   if (!arg || arg == error_mark_node)
2910     return arg;
2911
2912   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST)
2913     {
2914       /* The only time we will see a TREE_LIST here is for a base
2915          class initializer.  In this case, the TREE_PURPOSE will be a
2916          _TYPE node (representing the base class expansion we're
2917          initializing) and the TREE_VALUE will be a TREE_LIST
2918          containing the initialization arguments. 
2919
2920          The resulting expansion looks somewhat different from most
2921          expansions. Rather than returning just one _EXPANSION, we
2922          return a TREE_LIST whose TREE_PURPOSE is a
2923          TYPE_PACK_EXPANSION containing the bases that will be
2924          initialized.  The TREE_VALUE will be identical to the
2925          original TREE_VALUE, which is a list of arguments that will
2926          be passed to each base.  We do not introduce any new pack
2927          expansion nodes into the TREE_VALUE (although it is possible
2928          that some already exist), because the TREE_PURPOSE and
2929          TREE_VALUE all need to be expanded together with the same
2930          _EXPANSION node.  Note that the TYPE_PACK_EXPANSION in the
2931          resulting TREE_PURPOSE will mention the parameter packs in
2932          both the bases and the arguments to the bases.  */
2933       tree purpose;
2934       tree value;
2935       tree parameter_packs = NULL_TREE;
2936
2937       /* Determine which parameter packs will be used by the base
2938          class expansion.  */
2939       ppd.visited = pointer_set_create ();
2940       ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
2941       cp_walk_tree (&TREE_PURPOSE (arg), &find_parameter_packs_r, 
2942                     &ppd, ppd.visited);
2943
2944       if (parameter_packs == NULL_TREE)
2945         {
2946           error ("base initializer expansion %<%T%> contains no parameter packs", arg);
2947           pointer_set_destroy (ppd.visited);
2948           return error_mark_node;
2949         }
2950
2951       if (TREE_VALUE (arg) != void_type_node)
2952         {
2953           /* Collect the sets of parameter packs used in each of the
2954              initialization arguments.  */
2955           for (value = TREE_VALUE (arg); value; value = TREE_CHAIN (value))
2956             {
2957               /* Determine which parameter packs will be expanded in this
2958                  argument.  */
2959               cp_walk_tree (&TREE_VALUE (value), &find_parameter_packs_r, 
2960                             &ppd, ppd.visited);
2961             }
2962         }
2963
2964       pointer_set_destroy (ppd.visited);
2965
2966       /* Create the pack expansion type for the base type.  */
2967       purpose = make_node (TYPE_PACK_EXPANSION);
2968       SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (purpose, TREE_PURPOSE (arg));
2969       PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (purpose) = parameter_packs;
2970
2971       /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
2972          they will rarely be compared to anything.  */
2973       SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (purpose);
2974
2975       return tree_cons (purpose, TREE_VALUE (arg), NULL_TREE);
2976     }
2977
2978   if (TYPE_P (arg) || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
2979     for_types = true;
2980
2981   /* Build the PACK_EXPANSION_* node.  */
2982   result = make_node (for_types ? TYPE_PACK_EXPANSION : EXPR_PACK_EXPANSION);
2983   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (result, arg);
2984   if (TREE_CODE (result) == EXPR_PACK_EXPANSION)
2985     {
2986       /* Propagate type and const-expression information.  */
2987       TREE_TYPE (result) = TREE_TYPE (arg);
2988       TREE_CONSTANT (result) = TREE_CONSTANT (arg);
2989     }
2990   else
2991     /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
2992        they will rarely be compared to anything.  */
2993     SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (result);
2994
2995   /* Determine which parameter packs will be expanded.  */
2996   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
2997   ppd.visited = pointer_set_create ();
2998   cp_walk_tree (&arg, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
2999   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3000
3001   /* Make sure we found some parameter packs.  */
3002   if (parameter_packs == NULL_TREE)
3003     {
3004       if (TYPE_P (arg))
3005         error ("expansion pattern %<%T%> contains no argument packs", arg);
3006       else
3007         error ("expansion pattern %<%E%> contains no argument packs", arg);
3008       return error_mark_node;
3009     }
3010   PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (result) = parameter_packs;
3011
3012   return result;
3013 }
3014
3015 /* Checks T for any "bare" parameter packs, which have not yet been
3016    expanded, and issues an error if any are found. This operation can
3017    only be done on full expressions or types (e.g., an expression
3018    statement, "if" condition, etc.), because we could have expressions like:
3019
3020      foo(f(g(h(args)))...)
3021
3022    where "args" is a parameter pack. check_for_bare_parameter_packs
3023    should not be called for the subexpressions args, h(args),
3024    g(h(args)), or f(g(h(args))), because we would produce erroneous
3025    error messages. 
3026
3027    Returns TRUE and emits an error if there were bare parameter packs,
3028    returns FALSE otherwise.  */
3029 bool 
3030 check_for_bare_parameter_packs (tree t)
3031 {
3032   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3033   struct find_parameter_pack_data ppd;
3034
3035   if (!processing_template_decl || !t || t == error_mark_node)
3036     return false;
3037
3038   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
3039     t = TREE_TYPE (t);
3040
3041   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3042   ppd.visited = pointer_set_create ();
3043   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3044   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3045
3046   if (parameter_packs) 
3047     {
3048       error ("parameter packs not expanded with %<...%>:");
3049       while (parameter_packs)
3050         {
3051           tree pack = TREE_VALUE (parameter_packs);
3052           tree name = NULL_TREE;
3053
3054           if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TYPE_PARM
3055               || TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
3056             name = TYPE_NAME (pack);
3057           else if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3058             name = DECL_NAME (TEMPLATE_PARM_DECL (pack));
3059           else
3060             name = DECL_NAME (pack);
3061
3062           if (name)
3063             inform (input_location, "        %qD", name);
3064           else
3065             inform (input_location, "        <anonymous>");
3066
3067           parameter_packs = TREE_CHAIN (parameter_packs);
3068         }
3069
3070       return true;
3071     }
3072
3073   return false;
3074 }
3075
3076 /* Expand any parameter packs that occur in the template arguments in
3077    ARGS.  */
3078 tree
3079 expand_template_argument_pack (tree args)
3080 {
3081   tree result_args = NULL_TREE;
3082   int in_arg, out_arg = 0, nargs = args ? TREE_VEC_LENGTH (args) : 0;
3083   int num_result_args = -1;
3084
3085   /* First, determine if we need to expand anything, and the number of
3086      slots we'll need.  */
3087   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3088     {
3089       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3090       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3091         {
3092           int num_packed = TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg));
3093           if (num_result_args < 0)
3094             num_result_args = in_arg + num_packed;
3095           else
3096             num_result_args += num_packed;
3097         }
3098       else
3099         {
3100           if (num_result_args >= 0)
3101             num_result_args++;
3102         }
3103     }
3104
3105   /* If no expansion is necessary, we're done.  */
3106   if (num_result_args < 0)
3107     return args;
3108
3109   /* Expand arguments.  */
3110   result_args = make_tree_vec (num_result_args);
3111   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3112     {
3113       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3114       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3115         {
3116           tree packed = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
3117           int i, num_packed = TREE_VEC_LENGTH (packed);
3118           for (i = 0; i < num_packed; ++i, ++out_arg)
3119             TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = TREE_VEC_ELT(packed, i);
3120         }
3121       else
3122         {
3123           TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = arg;
3124           ++out_arg;
3125         }
3126     }
3127
3128   return result_args;
3129 }
3130
3131 /* Checks if DECL shadows a template parameter.
3132
3133    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
3134    scope (including nested scopes).
3135
3136    Emits an error and returns TRUE if the DECL shadows a parameter,
3137    returns FALSE otherwise.  */
3138
3139 bool
3140 check_template_shadow (tree decl)
3141 {
3142   tree olddecl;
3143
3144   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
3145      parameter.  */
3146   if (!current_template_parms)
3147     return true;
3148
3149   /* Figure out what we're shadowing.  */
3150   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
3151     decl = OVL_CURRENT (decl);
3152   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
3153
3154   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
3155      anything, let alone a template parameter.  */
3156   if (!olddecl)
3157     return true;
3158
3159   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
3160      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
3161      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
3162      node.  */
3163   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
3164     return true;
3165
3166   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
3167      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
3168      inline member templates.  */
3169   if (decl == olddecl
3170       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
3171     return true;
3172
3173   error ("declaration of %q+#D", decl);
3174   error (" shadows template parm %q+#D", olddecl);
3175   return false;
3176 }
3177
3178 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
3179    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
3180
3181 static tree
3182 build_template_parm_index (int index,
3183                            int level,
3184                            int orig_level,
3185                            tree decl,
3186                            tree type)
3187 {
3188   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
3189   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
3190   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
3191   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
3192   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
3193   TREE_TYPE (t) = type;
3194   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
3195   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
3196
3197   return t;
3198 }
3199
3200 /* Find the canonical type parameter for the given template type
3201    parameter.  Returns the canonical type parameter, which may be TYPE
3202    if no such parameter existed.  */
3203 static tree
3204 canonical_type_parameter (tree type)
3205 {
3206   tree list;
3207   int idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (type);
3208   if (!canonical_template_parms)
3209     canonical_template_parms = VEC_alloc (tree, gc, idx+1);
3210
3211   while (VEC_length (tree, canonical_template_parms) <= (unsigned)idx)
3212     VEC_safe_push (tree, gc, canonical_template_parms, NULL_TREE);
3213
3214   list = VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx);
3215   while (list && !comptypes (type, TREE_VALUE (list), COMPARE_STRUCTURAL))
3216     list = TREE_CHAIN (list);
3217
3218   if (list)
3219     return TREE_VALUE (list);
3220   else
3221     {
3222       VEC_replace(tree, canonical_template_parms, idx,
3223                   tree_cons (NULL_TREE, type, 
3224                              VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx)));
3225       return type;
3226     }
3227 }
3228
3229 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
3230    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
3231    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
3232    new one is created.  */
3233
3234 static tree
3235 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels, tree args,
3236                             tsubst_flags_t complain)
3237 {
3238   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
3239       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
3240           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels))
3241     {
3242       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
3243       tree decl, t;
3244
3245       decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (orig_decl),
3246                          TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
3247       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
3248       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
3249       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3250       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3251
3252       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
3253                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
3254                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
3255                                      decl, type);
3256       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
3257       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t) 
3258         = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (index);
3259
3260         /* Template template parameters need this.  */
3261       if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
3262         DECL_TEMPLATE_PARMS (decl) = tsubst_template_parms
3263           (DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index)),
3264            args, complain);
3265     }
3266
3267   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
3268 }
3269
3270 /* Process information from new template parameter PARM and append it to the
3271    LIST being built.  This new parameter is a non-type parameter iff
3272    IS_NON_TYPE is true. This new parameter is a parameter
3273    pack iff IS_PARAMETER_PACK is true.  The location of PARM is in 
3274    PARM_LOC.  */
3275
3276 tree
3277 process_template_parm (tree list, location_t parm_loc, tree parm, bool is_non_type, 
3278                        bool is_parameter_pack)
3279 {
3280   tree decl = 0;
3281   tree defval;
3282   tree err_parm_list;
3283   int idx = 0;
3284
3285   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
3286   defval = TREE_PURPOSE (parm);
3287
3288   if (list)
3289     {
3290       tree p = tree_last (list);
3291
3292       if (p && TREE_VALUE (p) != error_mark_node)
3293         {
3294           p = TREE_VALUE (p);
3295           if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
3296             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
3297           else
3298             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
3299         }
3300
3301       ++idx;
3302     }
3303   else
3304     idx = 0;
3305
3306   if (is_non_type)
3307     {
3308       parm = TREE_VALUE (parm);
3309
3310       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
3311
3312       if (TREE_TYPE (parm) == error_mark_node)
3313         {
3314           err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3315           TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3316            return chainon (list, err_parm_list);
3317         }
3318       else
3319       {
3320         /* [temp.param]
3321
3322            The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
3323            ignored when determining its type.  */
3324         TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
3325         if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
3326           {
3327             err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3328             TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3329              return chainon (list, err_parm_list);
3330           }
3331
3332         if (uses_parameter_packs (TREE_TYPE (parm)) && !is_parameter_pack)
3333           {
3334             /* This template parameter is not a parameter pack, but it
3335                should be. Complain about "bare" parameter packs.  */
3336             check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (parm));
3337             
3338             /* Recover by calling this a parameter pack.  */
3339             is_parameter_pack = true;
3340           }
3341       }
3342
3343       /* A template parameter is not modifiable.  */
3344       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
3345       TREE_READONLY (parm) = 1;
3346       decl = build_decl (parm_loc,
3347                          CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
3348       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
3349       TREE_READONLY (decl) = 1;
3350       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl)
3351         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3352                                      processing_template_decl,
3353                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3354
3355       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)) 
3356         = is_parameter_pack;
3357     }
3358   else
3359     {
3360       tree t;
3361       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
3362
3363       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
3364         {
3365           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
3366           /* This is for distinguishing between real templates and template
3367              template parameters */
3368           TREE_TYPE (parm) = t;
3369           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
3370           decl = parm;
3371         }
3372       else
3373         {
3374           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
3375           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
3376           decl = build_decl (parm_loc,
3377                              TYPE_DECL, parm, t);
3378         }
3379
3380       TYPE_NAME (t) = decl;
3381       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
3382       parm = decl;
3383       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
3384         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3385                                      processing_template_decl,
3386                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3387       TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t) = is_parameter_pack;
3388       TYPE_CANONICAL (t) = canonical_type_parameter (t);
3389     }
3390   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3391   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3392   pushdecl (decl);
3393   parm = build_tree_list (defval, parm);
3394   return chainon (list, parm);
3395 }
3396
3397 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
3398    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
3399    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
3400    as PARM_DECLs.  */
3401
3402 tree
3403 end_template_parm_list (tree parms)
3404 {
3405   int nparms;
3406   tree parm, next;
3407   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
3408
3409   current_template_parms
3410     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
3411                  saved_parmlist, current_template_parms);
3412
3413   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
3414     {
3415       next = TREE_CHAIN (parm);
3416       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
3417       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
3418     }
3419
3420   --processing_template_parmlist;
3421
3422   return saved_parmlist;
3423 }
3424
3425 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
3426
3427 void
3428 end_template_decl (void)
3429 {
3430   reset_specialization ();
3431
3432   if (! processing_template_decl)
3433     return;
3434
3435   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
3436   finish_scope ();
3437
3438   --processing_template_decl;
3439   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
3440 }
3441
3442 /* Within the declaration of a template, return all levels of template
3443    parameters that apply.  The template parameters are represented as
3444    a TREE_VEC, in the form documented in cp-tree.h for template
3445    arguments.  */
3446
3447 static tree
3448 current_template_args (void)
3449 {
3450   tree header;
3451   tree args = NULL_TREE;
3452   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
3453   int l = length;
3454
3455   /* If there is only one level of template parameters, we do not
3456      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
3457      TREE_VEC containing the arguments.  */
3458   if (length > 1)
3459     args = make_tree_vec (length);
3460
3461   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
3462     {
3463       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
3464       int i;
3465
3466       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
3467       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
3468         {
3469           tree t = TREE_VEC_ELT (a, i);
3470
3471           /* T will be a list if we are called from within a
3472              begin/end_template_parm_list pair, but a vector directly
3473              if within a begin/end_member_template_processing pair.  */
3474           if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
3475             {
3476               t = TREE_VALUE (t);
3477
3478               if (!error_operand_p (t))
3479                 {
3480                   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
3481                       || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
3482                     {
3483                       t = TREE_TYPE (t);
3484                       
3485                       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
3486                         {
3487                           /* Turn this argument into a TYPE_ARGUMENT_PACK
3488                              with a single element, which expands T.  */
3489                           tree vec = make_tree_vec (1);
3490                           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
3491                           
3492                           t = make_node (TYPE_ARGUMENT_PACK);
3493                           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
3494                         }
3495                     }
3496                   else
3497                     {
3498                       t = DECL_INITIAL (t);
3499                       
3500                       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
3501                         {
3502                           /* Turn this argument into a NONTYPE_ARGUMENT_PACK
3503                              with a single element, which expands T.  */
3504                           tree vec = make_tree_vec (1);
3505                           tree type = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (t));
3506                           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
3507                           
3508                           t  = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
3509                           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
3510                           TREE_TYPE (t) = type;
3511                         }
3512                     }
3513                   TREE_VEC_ELT (a, i) = t;
3514                 }
3515             }
3516         }
3517
3518       if (length > 1)
3519         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
3520       else
3521         args = a;
3522     }
3523
3524   return args;
3525 }
3526
3527 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
3528    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
3529    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
3530
3531 static tree
3532 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
3533 {
3534   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
3535   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
3536   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
3537   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
3538
3539   return tmpl;
3540 }
3541
3542 struct template_parm_data
3543 {
3544   /* The level of the template parameters we are currently
3545      processing.  */
3546   int level;
3547
3548   /* The index of the specialization argument we are currently
3549      processing.  */
3550   int current_arg;
3551
3552   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
3553      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
3554      of the arguments processed so far.  */
3555   int* parms;
3556
3557   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
3558      elements are nonzero if the argument makes use of template
3559      parameters of this level.  */
3560   int* arg_uses_template_parms;
3561 };
3562
3563 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
3564    parameter in a partial specialization is used in the explicit
3565    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
3566    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
3567    appropriately.  */
3568
3569 static int
3570 mark_template_parm (tree t, void* data)
3571 {
3572   int level;
3573   int idx;
3574   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
3575
3576   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3577     {
3578       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
3579       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
3580     }
3581   else
3582     {
3583       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
3584       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
3585     }
3586
3587   if (level == tpd->level)
3588     {
3589       tpd->parms[idx] = 1;
3590       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
3591     }
3592
3593   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
3594      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
3595   return 0;
3596 }
3597
3598 /* Process the partial specialization DECL.  */
3599
3600 static tree
3601 process_partial_specialization (tree decl)
3602 {
3603   tree type = TREE_TYPE (decl);
3604   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
3605   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
3606   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
3607   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
3608   tree inner_parms;
3609   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
3610   int ntparms;
3611   int  i;
3612   int did_error_intro = 0;
3613   struct template_parm_data tpd;
3614   struct template_parm_data tpd2;
3615
3616   gcc_assert (current_template_parms);
3617
3618   inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
3619   ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
3620
3621   /* We check that each of the template parameters given in the
3622      partial specialization is used in the argument list to the
3623      specialization.  For example:
3624
3625        template <class T> struct S;
3626        template <class T> struct S<T*>;
3627
3628      The second declaration is OK because `T*' uses the template
3629      parameter T, whereas
3630
3631        template <class T> struct S<int>;
3632
3633      is no good.  Even trickier is:
3634
3635        template <class T>
3636        struct S1
3637        {
3638           template <class U>
3639           struct S2;
3640           template <class U>
3641           struct S2<T>;
3642        };
3643
3644      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
3645      full-specialization.  Of course,
3646
3647           template <class U>
3648           struct S2<T (*)(U)>;
3649
3650      or some such would have been OK.  */
3651   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
3652   tpd.parms = (int *) alloca (sizeof (int) * ntparms);
3653   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
3654
3655   tpd.arg_uses_template_parms = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
3656   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
3657   for (i = 0; i < nargs; ++i)
3658     {
3659       tpd.current_arg = i;
3660       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
3661                               &mark_template_parm,
3662                               &tpd,
3663                               NULL,
3664                               /*include_nondeduced_p=*/false);
3665     }
3666   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
3667     if (tpd.parms[i] == 0)
3668       {
3669         /* One of the template parms was not used in the
3670            specialization.  */
3671         if (!did_error_intro)
3672           {
3673             error ("template parameters not used in partial specialization:");
3674             did_error_intro = 1;
3675           }
3676
3677         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
3678       }
3679
3680   /* [temp.class.spec]
3681
3682      The argument list of the specialization shall not be identical to
3683      the implicit argument list of the primary template.  */
3684   if (comp_template_args
3685       (inner_args,
3686        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
3687                                                    (maintmpl)))))
3688     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
3689
3690   /* [temp.class.spec]
3691
3692      A partially specialized non-type argument expression shall not
3693      involve template parameters of the partial specialization except
3694      when the argument expression is a simple identifier.
3695
3696      The type of a template parameter corresponding to a specialized
3697      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
3698      specialization. 
3699
3700      Also, we verify that pack expansions only occur at the
3701      end of the argument list.  */
3702   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
3703   tpd2.parms = 0;
3704   for (i = 0; i < nargs; ++i)
3705     {
3706       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms, i));
3707       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
3708       tree packed_args = NULL_TREE;
3709       int j, len = 1;
3710
3711       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3712         {
3713           /* Extract the arguments from the argument pack. We'll be
3714              iterating over these in the following loop.  */
3715           packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
3716           len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
3717         }
3718
3719       for (j = 0; j < len; j++)
3720         {
3721           if (packed_args)
3722             /* Get the Jth argument in the parameter pack.  */
3723             arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, j);
3724
3725           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
3726             {
3727               /* Pack expansions must come at the end of the
3728                  argument list.  */
3729               if ((packed_args && j < len - 1)
3730                   || (!packed_args && i < nargs - 1))
3731                 {
3732                   if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3733                     error ("parameter pack argument %qE must be at the end of the template argument list", arg);
3734                   else
3735                     error ("parameter pack argument %qT must be at the end of the template argument list", arg);
3736
3737                   if (packed_args)
3738                     TREE_VEC_ELT (packed_args, j) = error_mark_node;
3739                 }
3740             }
3741
3742           if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3743             /* We only care about the pattern.  */
3744             arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
3745
3746           if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
3747               !TYPE_P (arg)
3748               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
3749               /* This next line is the `argument expression is not just a
3750                  simple identifier' condition and also the `specialized
3751                  non-type argument' bit.  */
3752               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
3753             {
3754               if ((!packed_args && tpd.arg_uses_template_parms[i])
3755                   || (packed_args && uses_template_parms (arg)))
3756                 error ("template argument %qE involves template parameter(s)",
3757                        arg);
3758               else 
3759                 {
3760                   /* Look at the corresponding template parameter,
3761                      marking which template parameters its type depends
3762                      upon.  */
3763                   tree type = TREE_TYPE (parm);
3764
3765                   if (!tpd2.parms)
3766                     {
3767                       /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
3768                       tpd2.arg_uses_template_parms 
3769                         = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
3770                       /* The number of parameters here is the number in the
3771                          main template, which, as checked in the assertion
3772                          above, is NARGS.  */
3773                       tpd2.parms = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
3774                       tpd2.level = 
3775                         TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
3776                     }
3777
3778                   /* Mark the template parameters.  But this time, we're
3779                      looking for the template parameters of the main
3780                      template, not in the specialization.  */
3781                   tpd2.current_arg = i;
3782                   tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
3783                   memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
3784                   for_each_template_parm (type,
3785                                           &mark_template_parm,
3786                                           &tpd2,
3787                                           NULL,
3788                                           /*include_nondeduced_p=*/false);
3789
3790                   if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
3791                     {
3792                       /* The type depended on some template parameters.
3793                          If they are fully specialized in the
3794                          specialization, that's OK.  */
3795                       int j;
3796                       for (j = 0; j < nargs; ++j)
3797                         if (tpd2.parms[j] != 0
3798                             && tpd.arg_uses_template_parms [j])
3799                           {
3800                             error ("type %qT of template argument %qE depends "
3801                                    "on template parameter(s)", 
3802                                    type,
3803                                    arg);
3804                             break;
3805                           }
3806                     }
3807                 }
3808             }
3809         }
3810     }
3811
3812   /* We should only get here once.  */
3813   gcc_assert (!COMPLETE_TYPE_P (type));
3814
3815   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
3816     = tree_cons (specargs, inner_parms,
3817                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
3818   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
3819   return decl;
3820 }
3821
3822 /* Check that a template declaration's use of default arguments and
3823    parameter packs is not invalid.  Here, PARMS are the template
3824    parameters.  IS_PRIMARY is nonzero if DECL is the thing declared by
3825    a primary template.  IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial
3826    specialization.
3827    
3828
3829    IS_FRIEND_DECL is nonzero if DECL is a friend function template
3830    declaration (but not a definition); 1 indicates a declaration, 2
3831    indicates a redeclaration. When IS_FRIEND_DECL=2, no errors are
3832    emitted for extraneous default arguments.
3833
3834    Returns TRUE if there were no errors found, FALSE otherwise. */
3835
3836 bool
3837 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, 
3838                          int is_partial, int is_friend_decl)
3839 {
3840   const char *msg;
3841   int last_level_to_check;
3842   tree parm_level;
3843   bool no_errors = true;
3844
3845   /* [temp.param]
3846
3847      A default template-argument shall not be specified in a
3848      function template declaration or a function template definition, nor
3849      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
3850      class template.  */
3851
3852   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
3853     /* You can't have a function template declaration in a local
3854        scope, nor you can you define a member of a class template in a
3855        local scope.  */
3856     return true;
3857
3858   if (current_class_type
3859       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
3860       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3861       && DECL_DECLARES_FUNCTION_P (decl)
3862       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
3863          or a member function.  */
3864       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
3865           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
3866           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
3867           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
3868           : false)
3869       /* And, if it was a member function, it really was defined in
3870          the scope of the class.  */
3871       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
3872           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
3873     /* We already checked these parameters when the template was
3874        declared, so there's no need to do it again now.  This function
3875        was defined in class scope, but we're processing it's body now
3876        that the class is complete.  */
3877     return true;
3878
3879   /* Core issue 226 (C++0x only): the following only applies to class
3880      templates.  */
3881   if ((cxx_dialect == cxx98) || TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
3882     {
3883       /* [temp.param]
3884
3885          If a template-parameter has a default template-argument, all
3886          subsequent template-parameters shall have a default
3887          template-argument supplied.  */
3888       for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
3889         {
3890           tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
3891           int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
3892           int seen_def_arg_p = 0;
3893           int i;
3894
3895           for (i = 0; i < ntparms; ++i)
3896             {
3897               tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
3898
3899               if (parm == error_mark_node)
3900                 continue;
3901
3902               if (TREE_PURPOSE (parm))
3903                 seen_def_arg_p = 1;
3904               else if (seen_def_arg_p
3905                        && !template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
3906                 {
3907                   error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
3908                   /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
3909                      there should have been a default argument.  */
3910                   TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
3911                   no_errors = false;
3912                 }
3913               else if (is_primary
3914                        && !is_partial
3915                        && !is_friend_decl
3916                        /* Don't complain about an enclosing partial
3917                           specialization.  */
3918                        && parm_level == parms
3919                        && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
3920                        && i < ntparms - 1
3921                        && template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
3922                 {
3923                   /* A primary class template can only have one
3924                      parameter pack, at the end of the template
3925                      parameter list.  */
3926
3927                   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL)
3928                     error ("parameter pack %qE must be at the end of the"
3929                            " template parameter list", TREE_VALUE (parm));
3930                   else
3931                     error ("parameter pack %qT must be at the end of the"
3932                            " template parameter list", 
3933                            TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
3934
3935                   TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) 
3936                     = error_mark_node;
3937                   no_errors = false;
3938                 }
3939             }
3940         }
3941     }
3942
3943   if (((cxx_dialect == cxx98) && TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
3944       || is_partial 
3945       || !is_primary
3946       || is_friend_decl)
3947     /* For an ordinary class template, default template arguments are
3948        allowed at the innermost level, e.g.:
3949          template <class T = int>
3950          struct S {};
3951        but, in a partial specialization, they're not allowed even
3952        there, as we have in [temp.class.spec]:
3953
3954          The template parameter list of a specialization shall not
3955          contain default template argument values.
3956
3957        So, for a partial specialization, or for a function template
3958        (in C++98/C++03), we look at all of them.  */
3959     ;
3960   else
3961     /* But, for a primary class template that is not a partial
3962        specialization we look at all template parameters except the
3963        innermost ones.  */
3964     parms = TREE_CHAIN (parms);
3965
3966   /* Figure out what error message to issue.  */
3967   if (is_friend_decl == 2)
3968     msg = "default template arguments may not be used in function template friend re-declaration";
3969   else if (is_friend_decl)
3970     msg = "default template arguments may not be used in function template friend declarations";
3971   else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && (cxx_dialect == cxx98))
3972     msg = "default template arguments may not be used in function templates";
3973   else if (is_partial)
3974     msg = "default template arguments may not be used in partial specializations";
3975   else
3976     msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
3977
3978   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
3979     /* If we're inside a class definition, there's no need to
3980        examine the parameters to the class itself.  On the one
3981        hand, they will be checked when the class is defined, and,
3982        on the other, default arguments are valid in things like:
3983          template <class T = double>
3984          struct S { template <class U> void f(U); };
3985        Here the default argument for `S' has no bearing on the
3986        declaration of `f'.  */
3987     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
3988   else
3989     /* Check everything.  */
3990     last_level_to_check = 0;
3991
3992   for (parm_level = parms;
3993        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check;
3994        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
3995     {
3996       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
3997       int i;
3998       int ntparms;
3999
4000       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4001       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4002         {
4003           if (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i) == error_mark_node)
4004             continue;
4005
4006           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
4007             {
4008               if (msg)
4009                 {
4010                   no_errors = false;
4011                   if (is_friend_decl == 2)
4012                     return no_errors;
4013
4014                   error (msg, decl);
4015                   msg = 0;
4016                 }
4017
4018               /* Clear out the default argument so that we are not
4019                  confused later.  */
4020               TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
4021             }
4022         }
4023
4024       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
4025          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
4026       if (msg)
4027         msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
4028     }
4029
4030   return no_errors;
4031 }
4032
4033 /* Worker for push_template_decl_real, called via
4034    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
4035    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
4036    parameter of that level, return nonzero.  */
4037
4038 static int
4039 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
4040 {
4041   int this_level = *(int *)data;
4042   int level;
4043
4044   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
4045     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
4046   else
4047     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
4048   return level == this_level;
4049 }
4050
4051 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
4052    parameters given by current_template_args, or reuses a
4053    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
4054    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.
4055
4056    If IS_FRIEND is true, DECL is a friend declaration.  */
4057
4058 tree
4059 push_template_decl_real (tree decl, bool is_friend)
4060 {
4061   tree tmpl;
4062   tree args;
4063   tree info;
4064   tree ctx;
4065   int primary;
4066   int is_partial;
4067   int new_template_p = 0;
4068   /* True if the template is a member template, in the sense of
4069      [temp.mem].  */
4070   bool member_template_p = false;
4071
4072   if (decl == error_mark_node || !current_template_parms)
4073     return error_mark_node;
4074
4075   /* See if this is a partial specialization.  */
4076   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4077                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
4078                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
4079
4080   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl))
4081     is_friend = true;
4082
4083   if (is_friend)
4084     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
4085        the type of which it is a friend.  */
4086     ctx = DECL_CONTEXT (decl);
4087   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
4088            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
4089     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
4090        it is defined.  */
4091     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
4092   else
4093     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
4094        is assumed to be a member of the class.  */
4095     ctx = current_scope ();
4096
4097   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
4098     ctx = NULL_TREE;
4099
4100   if (!DECL_CONTEXT (decl))
4101     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
4102
4103   /* See if this is a primary template.  */
4104   if (is_friend && ctx)
4105     /* A friend template that specifies a class context, i.e.
4106          template <typename T> friend void A<T>::f();
4107        is not primary.  */
4108     primary = 0;
4109   else
4110     primary = template_parm_scope_p ();
4111
4112   if (primary)
4113     {
4114       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
4115         member_template_p = true;
4116       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4117           && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl)))
4118         {
4119           error ("template class without a name");
4120           return error_mark_node;
4121         }
4122       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4123         {
4124           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
4125             {
4126               /* [temp.mem]
4127
4128                  A destructor shall not be a member template.  */
4129               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
4130               return error_mark_node;
4131             }
4132           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
4133               && (!TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl))
4134                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
4135                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
4136                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
4137                       == void_list_node)))
4138             {
4139               /* [basic.stc.dynamic.allocation]
4140
4141                  An allocation function can be a function
4142                  template. ... Template allocation functions shall
4143                  have two or more parameters.  */
4144               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
4145               return error_mark_node;
4146             }
4147         }
4148       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4149                && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
4150         /* OK */;
4151       else
4152         {
4153           error ("template declaration of %q#D", decl);
4154           return error_mark_node;
4155         }
4156     }
4157
4158   /* Check to see that the rules regarding the use of default
4159      arguments are not being violated.  */
4160   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms,
4161                            primary, is_partial, /*is_friend_decl=*/0);
4162
4163   /* Ensure that there are no parameter packs in the type of this
4164      declaration that have not been expanded.  */
4165   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4166     {
4167       /* Check each of the arguments individually to see if there are
4168          any bare parameter packs.  */
4169       tree type = TREE_TYPE (decl);
4170       tree arg = DECL_ARGUMENTS (decl);
4171       tree argtype = TYPE_ARG_TYPES (type);
4172
4173       while (arg && argtype)
4174         {
4175           if (!FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (arg)
4176               && check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (arg)))
4177             {
4178             /* This is a PARM_DECL that contains unexpanded parameter
4179                packs. We have already complained about this in the
4180                check_for_bare_parameter_packs call, so just replace
4181                these types with ERROR_MARK_NODE.  */
4182               TREE_TYPE (arg) = error_mark_node;
4183               TREE_VALUE (argtype) = error_mark_node;
4184             }
4185
4186           arg = TREE_CHAIN (arg);
4187           argtype = TREE_CHAIN (argtype);
4188         }
4189
4190       /* Check for bare parameter packs in the return type and the
4191          exception specifiers.  */
4192       if (check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (type)))
4193         /* Errors were already issued, set return type to int
4194            as the frontend doesn't expect error_mark_node as
4195            the return type.  */
4196         TREE_TYPE (type) = integer_type_node;
4197       if (check_for_bare_parameter_packs (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type)))
4198         TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type) = NULL_TREE;
4199     }
4200   else if (check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (decl)))
4201     {
4202       TREE_TYPE (decl) = error_mark_node;
4203       return error_mark_node;
4204     }
4205
4206   if (is_partial)
4207     return process_partial_specialization (decl);
4208
4209   args = current_template_args ();
4210
4211   if (!ctx
4212       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
4213       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
4214       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
4215     {
4216       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4217           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
4218           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
4219         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
4220       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
4221          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
4222          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
4223       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4224                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
4225                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
4226         {
4227           /* Since a template declaration already existed for this
4228              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
4229              that the redeclaration is valid.  */
4230           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
4231                                     current_template_parms);
4232           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
4233              one we already had.  */
4234           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
4235         }
4236       else
4237         {
4238           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4239                                       member_template_p);
4240           new_template_p = 1;
4241
4242           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4243               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
4244             {
4245               /* A specialization of a member template of a template
4246                  class.  */
4247               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
4248               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
4249               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
4250             }
4251         }
4252     }
4253   else
4254     {
4255       tree a, t, current, parms;
4256       int i;
4257       tree tinfo = get_template_info (decl);
4258
4259       if (!tinfo)
4260         {
4261           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
4262           return error_mark_node;
4263         }
4264
4265       tmpl = TI_TEMPLATE (tinfo);
4266
4267       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
4268           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl)
4269           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
4270           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
4271         {
4272           tree new_tmpl;
4273
4274           /* The declaration is a specialization of a member
4275              template, declared outside the class.  Therefore, the
4276              innermost template arguments will be NULL, so we
4277              replace them with the arguments determined by the
4278              earlier call to check_explicit_specialization.  */
4279           args = DECL_TI_ARGS (decl);
4280
4281           new_tmpl
4282             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4283                                    member_template_p);
4284           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
4285           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
4286           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
4287           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
4288           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl)
4289             = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
4290
4291           register_specialization (new_tmpl,
4292                                    most_general_template (tmpl),
4293                                    args,
4294                                    is_friend, 0);
4295           return decl;
4296         }
4297
4298       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
4299
4300       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4301       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
4302       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
4303         {
4304           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
4305                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
4306         }
4307       else
4308         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
4309           {
4310             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
4311             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4312
4313             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
4314               {
4315                 if (current == decl)
4316                   error ("got %d template parameters for %q#D",
4317                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
4318                 else
4319                   error ("got %d template parameters for %q#T",
4320                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
4321                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
4322                 return error_mark_node;
4323               }
4324
4325             if (current == decl)
4326               current = ctx;
4327             else
4328               current = (TYPE_P (current)
4329                          ? TYPE_CONTEXT (current)
4330                          : DECL_CONTEXT (current));
4331           }
4332
4333       /* Check that the parms are used in the appropriate qualifying scopes
4334          in the declarator.  */
4335       if (!comp_template_args
4336           (TI_ARGS (tinfo),
4337            TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)))))
4338         {
4339           error ("\
4340 template arguments to %qD do not match original template %qD",
4341                  decl, DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
4342           if (!uses_template_parms (TI_ARGS (tinfo)))
4343             inform (input_location, "use template<> for an explicit specialization");
4344           /* Avoid crash in import_export_decl.  */
4345           DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
4346           return error_mark_node;
4347         }
4348     }
4349
4350   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
4351   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
4352
4353   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
4354      that we do not try to push a global template friend declared in a
4355      template class; such a thing may well depend on the template
4356      parameters of the class.  */
4357   if (new_template_p && !ctx
4358       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
4359     {
4360       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl, is_friend);
4361       if (tmpl == error_mark_node)
4362         return error_mark_node;
4363
4364       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
4365       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
4366         {
4367           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
4368           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
4369         }
4370     }
4371
4372   if (primary)
4373     {
4374       tree parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4375       int i;
4376
4377       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
4378       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
4379         {
4380           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
4381
4382           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
4383              depends on innermost template operands.  */
4384
4385           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
4386                                          depth))
4387             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
4388         }
4389
4390       /* Give template template parms a DECL_CONTEXT of the template
4391          for which they are a parameter.  */
4392       parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4393       for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
4394         {
4395           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4396           if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4397             DECL_CONTEXT (parm) = tmpl;
4398         }
4399     }
4400
4401   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
4402      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
4403      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
4404      argument levels if necessary.  */
4405   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
4406     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
4407
4408   info = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
4409
4410   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
4411     SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
4412   else if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
4413     DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
4414
4415   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
4416 }
4417
4418 tree
4419 push_template_decl (tree decl)
4420 {
4421   return push_template_decl_real (decl, false);
4422 }
4423
4424 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
4425    template PARMS, e.g.:
4426
4427      template <class T> struct S;
4428      template <class T> struct S {};  */
4429
4430 bool
4431 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
4432 {
4433   tree tmpl;
4434   tree tmpl_parms;
4435   int i;
4436
4437   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4438     {
4439       error ("%qT is not a template type", type);
4440       return false;
4441     }
4442
4443   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
4444   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4445     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
4446        about here; there are no new template parameters for the nested
4447        type.  */
4448     return true;
4449
4450   if (!parms)
4451     {
4452       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
4453              tmpl);
4454       return false;
4455     }
4456
4457   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4458   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4459
4460   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
4461     {
4462       error ("redeclared with %d template parameter(s)", 
4463              TREE_VEC_LENGTH (parms));
4464       inform (input_location, "previous declaration %q+D used %d template parameter(s)", 
4465              tmpl, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms));
4466       return false;
4467     }
4468
4469   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
4470     {
4471       tree tmpl_parm;
4472       tree parm;
4473       tree tmpl_default;
4474       tree parm_default;
4475
4476       if (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i) == error_mark_node
4477           || TREE_VEC_ELT (parms, i) == error_mark_node)
4478         continue;
4479
4480       tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
4481       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4482       tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
4483       parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4484
4485       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
4486          TEMPLATE_DECL.  */
4487       if (tmpl_parm != error_mark_node
4488           && (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
4489               || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
4490                   && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm)))
4491               || (TREE_CODE (tmpl_parm) != PARM_DECL
4492                   && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (tmpl_parm))
4493                       != TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm))))
4494               || (TREE_CODE (tmpl_parm) == PARM_DECL
4495                   && (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (tmpl_parm))
4496                       != TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm))))))
4497         {
4498           error ("template parameter %q+#D", tmpl_parm);
4499           error ("redeclared here as %q#D", parm);
4500           return false;
4501         }
4502
4503       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
4504         {
4505           /* We have in [temp.param]:
4506
4507              A template-parameter may not be given default arguments
4508              by two different declarations in the same scope.  */
4509           error_at (input_location, "redefinition of default argument for %q#D", parm);
4510           inform (DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl_parm),
4511                   "original definition appeared here");
4512           return false;
4513         }
4514
4515       if (parm_default != NULL_TREE)
4516         /* Update the previous template parameters (which are the ones
4517            that will really count) with the new default value.  */
4518         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
4519       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
4520         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
4521            parameters for any members.  */
4522         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
4523     }
4524
4525     return true;
4526 }
4527
4528 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
4529    (possibly simplified) expression.  */
4530
4531 tree
4532 fold_non_dependent_expr (tree expr)
4533 {
4534   if (expr == NULL_TREE)
4535     return NULL_TREE;
4536
4537   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
4538      it.  We're supposed to treat:
4539
4540        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
4541        template <typename T> void f(T[2]);
4542
4543      as two declarations of the same function, for example.  */
4544   if (processing_template_decl
4545       && !type_dependent_expression_p (expr)
4546       && !value_dependent_expression_p (expr))
4547     {
4548       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
4549
4550       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
4551       processing_template_decl = 0;
4552       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
4553                                     /*args=*/NULL_TREE,
4554                                     tf_error,
4555                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
4556                                     /*function_p=*/false,
4557                                     /*integral_constant_expression_p=*/true);
4558       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
4559     }
4560   return expr;
4561 }
4562
4563 /* EXPR is an expression which is used in a constant-expression context.
4564    For instance, it could be a VAR_DECL with a constant initializer.
4565    Extract the innermost constant expression.
4566
4567    This is basically a more powerful version of
4568    integral_constant_value, which can be used also in templates where
4569    initializers can maintain a syntactic rather than semantic form
4570    (even if they are non-dependent, for access-checking purposes).  */
4571
4572 static tree
4573 fold_decl_constant_value (tree expr)
4574 {
4575   tree const_expr = expr;
4576   do
4577     {
4578       expr = fold_non_dependent_expr (const_expr);
4579       const_expr = integral_constant_value (expr);
4580     }
4581   while (expr != const_expr);
4582
4583   return expr;
4584 }
4585
4586 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
4587    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
4588    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
4589    and check that the resulting function has external linkage.  */
4590
4591 static tree
4592 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
4593 {
4594   tree fns = expr;
4595   tree fn, fn_no_ptr;
4596
4597   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
4598   if (fn == error_mark_node)
4599     return error_mark_node;
4600
4601   fn_no_ptr = fn;
4602   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
4603     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
4604   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == BASELINK)
4605     fn_no_ptr = BASELINK_FUNCTIONS (fn_no_ptr);
4606  
4607   /* [temp.arg.nontype]/1
4608
4609      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
4610      shall be one of:
4611      [...]
4612      -- the address of an object or function with external linkage.  */
4613   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
4614     {
4615       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4616              "because function %qD has not external linkage",
4617              expr, type, fn_no_ptr);
4618       return NULL_TREE;
4619     }
4620
4621   return fn;
4622 }
4623
4624 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
4625    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
4626    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
4627    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
4628    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
4629    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
4630    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
4631    must be non-dependent.
4632
4633    The conversion follows the special rules described in
4634    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
4635    conversion.
4636
4637    This function is called twice for each template argument (see
4638    lookup_template_class for a more accurate description of this
4639    problem). This means that we need to handle expressions which
4640    are not valid in a C++ source, but can be created from the
4641    first call (for instance, casts to perform conversions). These
4642    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
4643
4644 static tree
4645 convert_nontype_argument (tree type, tree expr)
4646 {
4647   tree expr_type;
4648
4649   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
4650      This special-case is not needed for correctness (we would easily
4651      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
4652      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
4653      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
4654   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
4655     {
4656       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4657              "because string literals can never be used in this context",
4658              expr, type);
4659       return NULL_TREE;
4660     }
4661
4662   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
4663      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
4664      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
4665      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
4666      so that access checking can be performed when the template is
4667      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
4668      convert the argument.  */
4669   expr = fold_non_dependent_expr (expr);
4670   if (error_operand_p (expr))
4671     return error_mark_node;
4672   expr_type = TREE_TYPE (expr);
4673
4674   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
4675      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
4676      which is the tree that we built on the first call (see
4677      below when coercing to reference to object or to reference to
4678      function). We just strip everything and get to the arg.
4679      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
4680      for examples.  */
4681   if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR)
4682     {
4683       if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
4684         {
4685           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
4686              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
4687              could actually change the type to something more cv-qualified,
4688              and this is not folded by convert_from_reference.  */
4689           tree addr = TREE_OPERAND (expr, 0);
4690           gcc_assert (TREE_CODE (expr_type) == REFERENCE_TYPE);
4691           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
4692           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
4693           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
4694                       (TREE_TYPE (expr_type),
4695                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
4696
4697           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
4698           expr_type = TREE_TYPE (expr);
4699         }
4700
4701       /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
4702          parameter is a pointer to object, through decay and
4703          qualification conversion. Let's strip everything.  */
4704       else if (TYPE_PTROBV_P (type))
4705         {
4706           STRIP_NOPS (expr);
4707           gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
4708           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
4709           /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
4710              an array. Otherwise, it is part of the original argument
4711              in the source code.  */
4712           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
4713             expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
4714           expr_type = TREE_TYPE (expr);
4715         }
4716     }
4717
4718   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
4719
4720      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
4721      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
4722      (_conv.integral_) are applied.  */
4723   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
4724     {
4725       if (!INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (expr_type))
4726         return error_mark_node;
4727
4728       expr = fold_decl_constant_value (expr);
4729       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
4730          do not fold into integer constants.  */
4731       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
4732         {
4733           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4734                  "because it is a non-constant expression", expr, type);
4735           return NULL_TREE;
4736         }
4737
4738       /* At this point, an implicit conversion does what we want,
4739          because we already know that the expression is of integral
4740          type.  */
4741       expr = ocp_convert (type, expr, CONV_IMPLICIT, LOOKUP_PROTECT);
4742       if (expr == error_mark_node)
4743         return error_mark_node;
4744
4745       /* Conversion was allowed: fold it to a bare integer constant.  */
4746       expr = fold (expr);
4747     }
4748   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
4749
4750      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
4751      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
4752      conversion (_conv.array_) are applied.  */
4753   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
4754     {
4755       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
4756
4757          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
4758          shall be one of: [...]
4759
4760          -- the name of a non-type template-parameter;
4761          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
4762             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
4763             refers to a function or array, or if the corresponding
4764             template-parameter is a reference.
4765
4766         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
4767         for a parameter of type pointer-to-object.  */
4768
4769       if (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr))
4770         /* Non-type template parameters are OK.  */
4771         ;
4772       else if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR
4773                && TREE_CODE (expr_type) != ARRAY_TYPE)
4774         {
4775           if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
4776             {
4777               error ("%qD is not a valid template argument "
4778                      "because %qD is a variable, not the address of "
4779                      "a variable",
4780                      expr, expr);
4781               return NULL_TREE;
4782             }
4783           /* Other values, like integer constants, might be valid
4784              non-type arguments of some other type.  */
4785           return error_mark_node;
4786         }
4787       else
4788         {
4789           tree decl;
4790
4791           decl = ((TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
4792                   ? TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
4793           if (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL)
4794             {
4795               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
4796                      "because %qE is not a variable",
4797                      expr, type, decl);
4798               return NULL_TREE;
4799             }
4800           else if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (decl))
4801             {
4802               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
4803                      "because %qD does not have external linkage",
4804                      expr, type, decl);
4805               return NULL_TREE;
4806             }
4807         }
4808
4809       expr = decay_conversion (expr);
4810       if (expr == error_mark_node)
4811         return error_mark_node;
4812
4813       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
4814       if (expr == error_mark_node)
4815         return error_mark_node;
4816     }
4817   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
4818
4819      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
4820      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
4821      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
4822      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
4823      template-argument, which must be an lvalue.  */
4824   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
4825     {
4826       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
4827                                                       expr_type))
4828         return error_mark_node;
4829
4830       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
4831         {
4832           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4833                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
4834           return NULL_TREE;
4835         }
4836
4837       if (!real_lvalue_p (expr))
4838         {
4839           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4840                  "because it is not an lvalue", expr, type);
4841           return NULL_TREE;
4842         }
4843
4844       /* [temp.arg.nontype]/1
4845
4846          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
4847          shall be one of: [...]
4848
4849          -- the address of an object or function with external linkage.  */
4850       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
4851         {
4852           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4853                  "because object %qD has not external linkage",
4854                  expr, type, expr);
4855           return NULL_TREE;
4856         }
4857
4858       expr = build_nop (type, build_address (expr));
4859     }
4860   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
4861
4862      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
4863      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
4864      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
4865      pointer to such), the matching function is selected from the set
4866      (_over.over_).  */
4867   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
4868     {
4869       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
4870          context information to decay the pointer.  */
4871       if (!type_unknown_p (expr_type))
4872         {
4873           expr = decay_conversion (expr);
4874           if (expr == error_mark_node)
4875             return error_mark_node;
4876         }
4877
4878       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
4879       if (!expr || expr == error_mark_node)
4880         return expr;
4881
4882       if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR)
4883         {
4884           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT", expr, type);
4885           error ("it must be the address of a function with external linkage");
4886           return NULL_TREE;
4887         }
4888     }
4889   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
4890
4891      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
4892      conversions apply. If the template-argument represents a set of
4893      overloaded functions, the matching function is selected from the set
4894      (_over.over_).  */
4895   else if (TYPE_REFFN_P (type))
4896     {
4897       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
4898         {
4899           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4900                  "because it is a pointer", expr, type);
4901           inform (input_location, "try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
4902           return NULL_TREE;
4903         }
4904
4905       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
4906       if (!expr || expr == error_mark_node)
4907         return expr;
4908
4909       expr = build_nop (type, build_address (expr));
4910     }
4911   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
4912
4913      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
4914      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
4915      overloaded member functions, the matching member function is selected
4916      from the set (_over.over_).  */
4917   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
4918     {
4919       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
4920       if (expr == error_mark_node)
4921         return error_mark_node;
4922
4923       /* There is no way to disable standard conversions in
4924          resolve_address_of_overloaded_function (called by
4925          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
4926          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
4927          to reject this conversion here.
4928
4929          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
4930          it would still be better to reject them here so that we can
4931          provide a superior diagnostic.  */
4932       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
4933         {
4934           /* Make sure we are just one standard conversion off.  */
4935           gcc_assert (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)));
4936           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4937                  "because it is of type %qT", expr, type,
4938                  TREE_TYPE (expr));
4939           inform (input_location, "standard conversions are not allowed in this context");
4940           return NULL_TREE;
4941         }
4942     }
4943   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
4944
4945      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
4946      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
4947   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
4948     {
4949       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
4950       if (expr == error_mark_node)
4951         return expr;
4952     }
4953   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
4954   else
4955     gcc_unreachable ();
4956
4957   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
4958      right type?  */
4959   gcc_assert (same_type_p (type, TREE_TYPE (expr)));
4960   return expr;
4961 }
4962
4963 /* Subroutine of coerce_template_template_parms, which returns 1 if
4964    PARM_PARM and ARG_PARM match using the rule for the template
4965    parameters of template template parameters. Both PARM and ARG are
4966    template parameters; the rest of the arguments are the same as for
4967    coerce_template_template_parms.
4968  */
4969 static int
4970 coerce_template_template_parm (tree parm,
4971                               tree arg,
4972                               tsubst_flags_t complain,
4973                               tree in_decl,
4974                               tree outer_args)
4975 {
4976   if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
4977       || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
4978     return 0;
4979   
4980   if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
4981     return 0;
4982   
4983   switch (TREE_CODE (parm))
4984     {
4985     case TEMPLATE_DECL:
4986       /* We encounter instantiations of templates like
4987          template <template <template <class> class> class TT>
4988          class C;  */
4989       {
4990         tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
4991         tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
4992         
4993         if (!coerce_template_template_parms
4994             (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
4995           return 0;
4996       }
4997       /* Fall through.  */
4998       
4999     case TYPE_DECL:
5000       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (arg))
5001           && !TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
5002         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
5003         return 0;
5004       break;
5005       
5006     case PARM_DECL:
5007       /* The tsubst call is used to handle cases such as
5008          
5009            template <int> class C {};
5010            template <class T, template <T> class TT> class D {};
5011            D<int, C> d;
5012
5013          i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
5014       if (!uses_template_parms (TREE_TYPE (arg))
5015           && !same_type_p
5016                 (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
5017                  TREE_TYPE (arg)))
5018         return 0;
5019       
5020       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (arg))
5021           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
5022         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
5023         return 0;
5024       
5025       break;
5026
5027     default:
5028       gcc_unreachable ();
5029     }
5030
5031   return 1;
5032 }
5033
5034
5035 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
5036    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
5037    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
5038    or PARM_DECL.
5039
5040    Consider the example:
5041      template <class T> class A;
5042      template<template <class U> class TT> class B;
5043
5044    For B<A>, PARM_PARMS are the parameters to TT, while ARG_PARMS are
5045    the parameters to A, and OUTER_ARGS contains A.  */
5046
5047 static int
5048 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
5049                                 tree arg_parms,
5050                                 tsubst_flags_t complain,
5051                                 tree in_decl,
5052                                 tree outer_args)
5053 {
5054   int nparms, nargs, i;
5055   tree parm, arg;
5056   int variadic_p = 0;
5057
5058   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
5059   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
5060
5061   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
5062   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
5063
5064   /* Determine whether we have a parameter pack at the end of the
5065      template template parameter's template parameter list.  */
5066   if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1) != error_mark_node)
5067     {
5068       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1));
5069       
5070       if (parm == error_mark_node)
5071         return 0;
5072
5073       switch (TREE_CODE (parm))
5074         {
5075         case TEMPLATE_DECL:
5076         case TYPE_DECL:
5077           if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
5078             variadic_p = 1;
5079           break;
5080           
5081         case PARM_DECL:
5082           if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
5083             variadic_p = 1;
5084           break;
5085           
5086         default:
5087           gcc_unreachable ();
5088         }
5089     }
5090  
5091   if (nargs != nparms
5092       && !(variadic_p && nargs >= nparms - 1))
5093     return 0;
5094
5095   /* Check all of the template parameters except the parameter pack at
5096      the end (if any).  */
5097   for (i = 0; i < nparms - variadic_p; ++i)
5098     {
5099       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node
5100           || TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
5101         continue;
5102
5103       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
5104       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
5105
5106       if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
5107                                           outer_args))
5108         return 0;
5109
5110     }
5111
5112   if (variadic_p)
5113     {
5114       /* Check each of the template parameters in the template
5115          argument against the template parameter pack at the end of
5116          the template template parameter.  */
5117       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node)
5118         return 0;
5119
5120       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
5121
5122       for (; i < nargs; ++i)
5123         {
5124           if (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
5125             continue;
5126  
5127           arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
5128  
5129           if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
5130                                               outer_args))
5131             return 0;
5132         }
5133     }
5134
5135   return 1;
5136 }
5137
5138 /* Verifies that the deduced template arguments (in TARGS) for the
5139    template template parameters (in TPARMS) represent valid bindings,
5140    by comparing the template parameter list of each template argument
5141    to the template parameter list of its corresponding template
5142    template parameter, in accordance with DR150. This
5143    routine can only be called after all template arguments have been
5144    deduced. It will return TRUE if all of the template template
5145    parameter bindings are okay, FALSE otherwise.  */
5146 bool 
5147 template_template_parm_bindings_ok_p (tree tparms, tree targs)
5148 {
5149   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
5150   bool ret = true;
5151
5152   /* We're dealing with template parms in this process.  */
5153   ++processing_template_decl;
5154
5155   targs = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs);
5156
5157   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
5158     {
5159       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
5160       tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
5161
5162       if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_DECL && targ)
5163         {
5164           tree packed_args = NULL_TREE;
5165           int idx, len = 1;
5166
5167           if (ARGUMENT_PACK_P (targ))
5168             {
5169               /* Look inside the argument pack.  */
5170               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
5171               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
5172             }
5173
5174           for (idx = 0; idx < len; ++idx)
5175             {
5176               tree targ_parms = NULL_TREE;
5177
5178               if (packed_args)
5179                 /* Extract the next argument from the argument
5180                    pack.  */
5181                 targ = TREE_VEC_ELT (packed_args, idx);
5182
5183               if (PACK_EXPANSION_P (targ))
5184                 /* Look at the pattern of the pack expansion.  */
5185                 targ = PACK_EXPANSION_PATTERN (targ);
5186
5187               /* Extract the template parameters from the template
5188                  argument.  */
5189               if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_DECL)
5190                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (targ);
5191               else if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
5192                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (targ));
5193
5194               /* Verify that we can coerce the template template
5195                  parameters from the template argument to the template
5196                  parameter.  This requires an exact match.  */
5197               if (targ_parms
5198                   && !coerce_template_template_parms
5199                        (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tparm),
5200                         targ_parms,
5201                         tf_none,
5202                         tparm,
5203                         targs))
5204                 {
5205                   ret = false;
5206                   goto out;
5207                 }
5208             }
5209         }
5210     }
5211
5212  out:
5213
5214   --processing_template_decl;
5215   return ret;
5216 }
5217
5218 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
5219    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
5220    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
5221    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
5222    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
5223    the full set of template arguments deduced so far.  */
5224
5225 static tree
5226 convert_template_argument (tree parm,
5227                            tree arg,
5228                            tree args,
5229                            tsubst_flags_t complain,
5230                            int i,
5231                            tree in_decl)
5232 {
5233   tree orig_arg;
5234   tree val;
5235   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
5236
5237   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
5238       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
5239     {
5240       /* The template argument was the name of some
5241          member function.  That's usually
5242          invalid, but static members are OK.  In any
5243          case, grab the underlying fields/functions
5244          and issue an error later if required.  */
5245       orig_arg = TREE_VALUE (arg);
5246       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
5247     }
5248
5249   orig_arg = arg;
5250
5251   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
5252   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
5253                    || requires_tmpl_type);
5254
5255   /* When determining whether an argument pack expansion is a template,
5256      look at the pattern.  */
5257   if (TREE_CODE (arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
5258     arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
5259
5260   is_tmpl_type = 
5261     ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
5262       && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
5263      || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
5264      || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
5265
5266   if (is_tmpl_type
5267       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
5268           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
5269     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
5270
5271   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
5272
5273   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
5274       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
5275     {
5276       permerror (input_location, "to refer to a type member of a template parameter, "
5277                  "use %<typename %E%>", orig_arg);
5278
5279       orig_arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
5280                                      TREE_OPERAND (arg, 1),
5281                                      typename_type,
5282                                      complain & tf_error);
5283       arg = orig_arg;
5284       is_type = 1;
5285     }
5286   if (is_type != requires_type)
5287     {
5288       if (in_decl)
5289         {
5290           if (complain & tf_error)
5291             {
5292               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
5293                      "parameter list for %qD",
5294                      i + 1, in_decl);
5295               if (is_type)
5296                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
5297                        TREE_TYPE (parm),
5298                        (DECL_P (arg) ? DECL_NAME (arg) : orig_arg));
5299               else if (requires_tmpl_type)
5300                 error ("  expected a class template, got %qE", orig_arg);
5301               else
5302                 error ("  expected a type, got %qE", orig_arg);
5303             }
5304         }
5305       return error_mark_node;
5306     }
5307   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
5308     {
5309       if (in_decl && (complain & tf_error))
5310         {
5311           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
5312                  "parameter list for %qD",
5313                  i + 1, in_decl);
5314           if (is_tmpl_type)
5315             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
5316           else
5317             error ("  expected a class template, got %qT", orig_arg);
5318         }
5319       return error_mark_node;
5320     }
5321
5322   if (is_type)
5323     {
5324       if (requires_tmpl_type)
5325         {
5326           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5327             /* The number of argument required is not known yet.
5328                Just accept it for now.  */
5329             val = TREE_TYPE (arg);
5330           else
5331             {
5332               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
5333               tree argparm;
5334
5335               argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
5336
5337               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
5338                                                   complain, in_decl,
5339                                                   args))
5340                 {
5341                   val = orig_arg;
5342
5343                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
5344                      TEMPLATE_DECL.  */
5345                   if (val != error_mark_node)
5346                     {
5347                       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
5348                         val = TREE_TYPE (val);
5349                       else if (TREE_CODE (val) == TYPE_PACK_EXPANSION
5350                                && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (arg))
5351                         {
5352                           val = TREE_TYPE (arg);
5353                           val = make_pack_expansion (val);
5354                         }
5355                     }
5356                 }
5357               else
5358                 {
5359                   if (in_decl && (complain & tf_error))
5360                     {
5361                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
5362                              "template parameter list for %qD",
5363                              i + 1, in_decl);
5364                       error ("  expected a template of type %qD, got %qD",
5365                              parm, orig_arg);
5366                     }
5367
5368                   val = error_mark_node;
5369                 }
5370             }
5371         }
5372       else
5373         val = orig_arg;
5374       /* We only form one instance of each template specialization.
5375          Therefore, if we use a non-canonical variant (i.e., a
5376          typedef), any future messages referring to the type will use
5377          the typedef, which is confusing if those future uses do not
5378          themselves also use the typedef.  */
5379       if (TYPE_P (val))
5380         val = strip_typedefs (val);
5381     }
5382   else
5383     {
5384       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
5385
5386       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
5387         return error_mark_node;
5388
5389       if (template_parameter_pack_p (parm) && ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
5390         {
5391           if (same_type_p (t, TREE_TYPE (orig_arg)))
5392             val = orig_arg;
5393           else
5394             {
5395               /* Not sure if this is reachable, but it doesn't hurt
5396                  to be robust.  */
5397               error ("type mismatch in nontype parameter pack");
5398               val = error_mark_node;
5399             }
5400         }
5401       else if (!uses_template_parms (orig_arg) && !uses_template_parms (t))
5402         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
5403            will report errors, which we don't want when complain
5404            is zero.  More importantly, digest_init will try too
5405            hard to convert things: for example, `0' should not be
5406            converted to pointer type at this point according to
5407            the standard.  Accepting this is not merely an
5408            extension, since deciding whether or not these
5409            conversions can occur is part of determining which
5410            function template to call, or whether a given explicit
5411            argument specification is valid.  */
5412         val = convert_nontype_argument (t, orig_arg);
5413       else
5414         val = orig_arg;
5415
5416       if (val == NULL_TREE)
5417         val = error_mark_node;
5418       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
5419         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  orig_arg, t);
5420     }
5421
5422   return val;
5423 }
5424
5425 /* Coerces the remaining template arguments in INNER_ARGS (from
5426    ARG_IDX to the end) into the parameter pack at PARM_IDX in PARMS.
5427    Returns the coerced argument pack. PARM_IDX is the position of this
5428    parameter in the template parameter list. ARGS is the original
5429    template argument list.  */
5430 static tree
5431 coerce_template_parameter_pack (tree parms,
5432                                 int parm_idx,
5433                                 tree args,
5434                                 tree inner_args,
5435                                 int arg_idx,
5436                                 tree new_args,
5437                                 int* lost,
5438                                 tree in_decl,
5439                                 tsubst_flags_t complain)
5440 {
5441   tree parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
5442   int nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
5443   tree packed_args;
5444   tree argument_pack;
5445   tree packed_types = NULL_TREE;
5446
5447   if (arg_idx > nargs)
5448     arg_idx = nargs;
5449
5450   packed_args = make_tree_vec (nargs - arg_idx);
5451
5452   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL
5453       && uses_parameter_packs (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm))))
5454     {
5455       /* When the template parameter is a non-type template
5456          parameter pack whose type uses parameter packs, we need
5457          to look at each of the template arguments
5458          separately. Build a vector of the types for these
5459          non-type template parameters in PACKED_TYPES.  */
5460       tree expansion 
5461         = make_pack_expansion (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
5462       packed_types = tsubst_pack_expansion (expansion, args,
5463                                             complain, in_decl);
5464
5465       if (packed_types == error_mark_node)
5466         return error_mark_node;
5467
5468       /* Check that we have the right number of arguments.  */
5469       if (arg_idx < nargs
5470           && !PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx))
5471           && nargs - arg_idx != TREE_VEC_LENGTH (packed_types))
5472         {
5473           int needed_parms 
5474             = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1 + TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
5475           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
5476                  nargs, needed_parms);
5477           return error_mark_node;
5478         }
5479
5480       /* If we aren't able to check the actual arguments now
5481          (because they haven't been expanded yet), we can at least
5482          verify that all of the types used for the non-type
5483          template parameter pack are, in fact, valid for non-type
5484          template parameters.  */
5485       if (arg_idx < nargs 
5486           && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx)))
5487         {
5488           int j, len = TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
5489           for (j = 0; j < len; ++j)
5490             {
5491               tree t = TREE_VEC_ELT (packed_types, j);
5492               if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
5493                 return error_mark_node;
5494             }
5495         }
5496     }
5497
5498   /* Convert the remaining arguments, which will be a part of the
5499      parameter pack "parm".  */
5500   for (; arg_idx < nargs; ++arg_idx)
5501     {
5502       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
5503       tree actual_parm = TREE_VALUE (parm);
5504
5505       if (packed_types && !PACK_EXPANSION_P (arg))
5506         {
5507           /* When we have a vector of types (corresponding to the
5508              non-type template parameter pack that uses parameter
5509              packs in its type, as mention above), and the
5510              argument is not an expansion (which expands to a
5511              currently unknown number of arguments), clone the
5512              parm and give it the next type in PACKED_TYPES.  */
5513           actual_parm = copy_node (actual_parm);
5514           TREE_TYPE (actual_parm) = 
5515             TREE_VEC_ELT (packed_types, arg_idx - parm_idx);
5516         }
5517
5518       if (arg != error_mark_node)
5519         arg = convert_template_argument (actual_parm, 
5520                                          arg, new_args, complain, parm_idx,
5521                                          in_decl);
5522       if (arg == error_mark_node)
5523         (*lost)++;
5524       TREE_VEC_ELT (packed_args, arg_idx - parm_idx) = arg; 
5525     }
5526
5527   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TYPE_DECL
5528       || TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TEMPLATE_DECL)
5529     argument_pack = make_node (TYPE_ARGUMENT_PACK);
5530   else
5531     {
5532       argument_pack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
5533       TREE_TYPE (argument_pack) 
5534         = tsubst (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)), new_args, complain, in_decl);
5535       TREE_CONSTANT (argument_pack) = 1;
5536     }
5537
5538   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argument_pack, packed_args);
5539   return argument_pack;
5540 }
5541
5542 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
5543    return a vector containing the innermost resulting template
5544    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
5545    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
5546
5547    If REQUIRE_ALL_ARGS is false, argument deduction will be performed
5548    for arguments not specified in ARGS.  Otherwise, if
5549    USE_DEFAULT_ARGS is true, default arguments will be used to fill in
5550    unspecified arguments.  If REQUIRE_ALL_ARGS is true, but
5551    USE_DEFAULT_ARGS is false, then all arguments must be specified in
5552    ARGS.  */
5553
5554 static tree
5555 coerce_template_parms (tree parms,
5556                        tree args,
5557                        tree in_decl,
5558                        tsubst_flags_t complain,
5559                        bool require_all_args,
5560                        bool use_default_args)
5561 {
5562   int nparms, nargs, parm_idx, arg_idx, lost = 0;
5563   tree inner_args;
5564   tree new_args;
5565   tree new_inner_args;
5566   int saved_unevaluated_operand;
5567   int saved_inhibit_evaluation_warnings;
5568
5569   /* When used as a boolean value, indicates whether this is a
5570      variadic template parameter list. Since it's an int, we can also
5571      subtract it from nparms to get the number of non-variadic
5572      parameters.  */
5573   int variadic_p = 0;
5574
5575   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
5576
5577   /* Determine if there are any parameter packs.  */
5578   for (parm_idx = 0; parm_idx < nparms; ++parm_idx)
5579     {
5580       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx));
5581       if (template_parameter_pack_p (tparm))
5582         ++variadic_p;
5583     }
5584
5585   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
5586   /* If there are 0 or 1 parameter packs, we need to expand any argument
5587      packs so that we can deduce a parameter pack from some non-packed args
5588      followed by an argument pack, as in variadic85.C.  If there are more
5589      than that, we need to leave argument packs intact so the arguments are
5590      assigned to the right parameter packs.  This should only happen when
5591      dealing with a nested class inside a partial specialization of a class
5592      template, as in variadic92.C.  */
5593   if (variadic_p <= 1)
5594     inner_args = expand_template_argument_pack (inner_args);
5595
5596   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
5597   if ((nargs > nparms && !variadic_p)
5598       || (nargs < nparms - variadic_p
5599           && require_all_args
5600           && (!use_default_args
5601               || (TREE_VEC_ELT (parms, nargs) != error_mark_node
5602                   && !TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs))))))
5603     {
5604       if (complain & tf_error)
5605         {
5606           const char *or_more = "";
5607           if (variadic_p)
5608             {
5609               or_more = " or more";
5610               --nparms;
5611             }
5612
5613           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d%s)",
5614                  nargs, nparms, or_more);
5615
5616           if (in_decl)
5617             error ("provided for %q+D", in_decl);
5618         }
5619
5620       return error_mark_node;
5621     }
5622
5623   /* We need to evaluate the template arguments, even though this
5624      template-id may be nested within a "sizeof".  */
5625   saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
5626   cp_unevaluated_operand = 0;
5627   saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
5628   c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
5629   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
5630   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
5631   for (parm_idx = 0, arg_idx = 0; parm_idx < nparms; parm_idx++, arg_idx++)
5632     {
5633       tree arg;
5634       tree parm;
5635
5636       /* Get the Ith template parameter.  */
5637       parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
5638  
5639       if (parm == error_mark_node)
5640       {
5641         TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = error_mark_node;
5642         continue;
5643       }
5644
5645       /* Calculate the next argument.  */
5646       if (arg_idx < nargs)
5647         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
5648       else
5649         arg = NULL_TREE;
5650
5651       if (template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm))
5652           && !(arg && ARGUMENT_PACK_P (arg)))
5653         {
5654           /* All remaining arguments will be placed in the
5655              template parameter pack PARM.  */
5656           arg = coerce_template_parameter_pack (parms, parm_idx, args, 
5657                                                 inner_args, arg_idx,
5658                                                 new_args, &lost,
5659                                                 in_decl, complain);
5660
5661           /* Store this argument.  */
5662           if (arg == error_mark_node)
5663             lost++;
5664           TREE_VEC_ELT (new_inner_args, parm_idx) = arg;
5665
5666           /* We are done with all of the arguments.  */
5667           arg_idx = nargs;
5668           
5669           continue;
5670         }
5671       else if (arg)
5672         {
5673           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
5674             {
5675               if (complain & tf_error)
5676                 {
5677                   /* FIXME this restriction was removed by N2555; see
5678                      bug 35722.  */
5679                   /* If ARG is a pack expansion, but PARM is not a
5680                      template parameter pack (if it were, we would have
5681                      handled it above), we're trying to expand into a
5682                      fixed-length argument list.  */
5683                   if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
5684                     sorry ("cannot expand %<%E%> into a fixed-length "
5685                            "argument list", arg);
5686                   else
5687                     sorry ("cannot expand %<%T%> into a fixed-length "
5688                            "argument list", arg);
5689                 }
5690               return error_mark_node;
5691             }
5692         }
5693       else if (require_all_args)
5694         /* There must be a default arg in this case.  */
5695         arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
5696                                    complain, in_decl);
5697       else
5698         break;
5699
5700       if (arg == error_mark_node)
5701         {
5702           if (complain & tf_error)
5703             error ("template argument %d is invalid", arg_idx + 1);
5704         }
5705       else if (!arg)
5706         /* This only occurs if there was an error in the template
5707            parameter list itself (which we would already have
5708            reported) that we are trying to recover from, e.g., a class
5709            template with a parameter list such as
5710            template<typename..., typename>.  */
5711         return error_mark_node;
5712       else
5713         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
5714                                          arg, new_args, complain, 
5715                                          parm_idx, in_decl);
5716
5717       if (arg == error_mark_node)
5718         lost++;
5719       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = arg;
5720     }
5721   cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
5722   c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
5723
5724   if (lost)
5725     return error_mark_node;
5726
5727   return new_inner_args;
5728 }
5729
5730 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
5731
5732 static int
5733 template_args_equal (tree ot, tree nt)
5734 {
5735   if (nt == ot)
5736     return 1;
5737
5738   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
5739     /* For member templates */
5740     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
5741   else if (PACK_EXPANSION_P (ot))
5742     return PACK_EXPANSION_P (nt) 
5743       && template_args_equal (PACK_EXPANSION_PATTERN (ot),
5744                               PACK_EXPANSION_PATTERN (nt));
5745   else if (ARGUMENT_PACK_P (ot))
5746     {
5747       int i, len;
5748       tree opack, npack;
5749
5750       if (!ARGUMENT_PACK_P (nt))
5751         return 0;
5752
5753       opack = ARGUMENT_PACK_ARGS (ot);
5754       npack = ARGUMENT_PACK_ARGS (nt);
5755       len = TREE_VEC_LENGTH (opack);
5756       if (TREE_VEC_LENGTH (npack) != len)
5757         return 0;
5758       for (i = 0; i < len; ++i)
5759         if (!template_args_equal (TREE_VEC_ELT (opack, i),
5760                                   TREE_VEC_ELT (npack, i)))
5761           return 0;
5762       return 1;
5763     }
5764   else if (TYPE_P (nt))
5765     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
5766   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
5767     return 0;
5768   else
5769     return cp_tree_equal (ot, nt);
5770 }
5771
5772 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
5773    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
5774
5775 int
5776 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
5777 {
5778   int i;
5779
5780   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
5781     return 0;
5782
5783   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
5784     {
5785       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
5786       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
5787
5788       if (! template_args_equal (ot, nt))
5789         return 0;
5790     }
5791   return 1;
5792 }
5793
5794 static void
5795 add_pending_template (tree d)
5796 {
5797   tree ti = (TYPE_P (d)
5798              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
5799              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
5800   struct pending_template *pt;
5801   int level;
5802
5803   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
5804     return;
5805
5806   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
5807      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
5808      Compensate.  */
5809   level = !current_tinst_level || current_tinst_level->decl != d;
5810
5811   if (level)
5812     push_tinst_level (d);
5813
5814   pt = GGC_NEW (struct pending_template);
5815   pt->next = NULL;
5816   pt->tinst = current_tinst_level;
5817   if (last_pending_template)
5818     last_pending_template->next = pt;
5819   else
5820     pending_templates = pt;
5821
5822   last_pending_template = pt;
5823
5824   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
5825
5826   if (level)
5827     pop_tinst_level ();
5828 }
5829
5830
5831 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
5832    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
5833    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
5834
5835 tree
5836 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
5837 {
5838   tree type;
5839
5840   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
5841     return error_mark_node;
5842
5843   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
5844   gcc_assert (fns && (is_overloaded_fn (fns)
5845                       || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE));
5846
5847   if (BASELINK_P (fns))
5848     {
5849       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
5850                                          unknown_type_node,
5851                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
5852                                          arglist);
5853       return fns;
5854     }
5855
5856   type = TREE_TYPE (fns);
5857   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
5858     type = unknown_type_node;
5859
5860   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
5861 }
5862
5863 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
5864    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
5865    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
5866    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
5867    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
5868    DECL is returned.  */
5869
5870 tree
5871 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
5872 {
5873   return (decl != NULL_TREE
5874           && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
5875           && DECL_ARTIFICIAL (decl)
5876           && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
5877           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
5878     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
5879 }
5880
5881 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
5882    parameters, find the desired type.
5883
5884    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
5885
5886    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
5887    instantiate.
5888
5889    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
5890    the class we are looking up.
5891
5892    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
5893
5894    If the template class is really a local class in a template
5895    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
5896    being instantiated.
5897
5898    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
5899    template-id: the first time from the parser, while creating the
5900    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
5901    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
5902    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
5903    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
5904
5905 tree
5906 lookup_template_class (tree d1,
5907                        tree arglist,
5908                        tree in_decl,
5909                        tree context,
5910                        int entering_scope,
5911                        tsubst_flags_t complain)
5912 {
5913   tree templ = NULL_TREE, parmlist;
5914   tree t;
5915   spec_entry **slot;
5916   spec_entry *entry;
5917   spec_entry elt;
5918   hashval_t hash;
5919
5920   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
5921
5922   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
5923     {
5924       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
5925       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
5926         templ = value;
5927       else
5928         {
5929           if (context)
5930             push_decl_namespace (context);
5931           templ = lookup_name (d1);
5932           templ = maybe_get_template_decl_from_type_decl (templ);
5933           if (context)
5934             pop_decl_namespace ();
5935         }
5936       if (templ)
5937         context = DECL_CONTEXT (templ);
5938     }
5939   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && MAYBE_CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (d1)))
5940     {
5941       tree type = TREE_TYPE (d1);
5942
5943       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
5944          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
5945       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
5946         type = TREE_TYPE (type);
5947
5948       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
5949         {
5950           templ = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
5951           d1 = DECL_NAME (templ);
5952         }
5953     }
5954   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
5955            || (TYPE_P (d1) && MAYBE_CLASS_TYPE_P (d1)))
5956     {
5957       templ = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
5958       d1 = DECL_NAME (templ);
5959     }
5960   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
5961            && DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)
5962            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
5963     {
5964       templ = d1;
5965       d1 = DECL_NAME (templ);
5966       context = DECL_CONTEXT (templ);
5967     }
5968
5969   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
5970   if (! templ)
5971     {
5972       if (complain & tf_error)
5973         error ("%qT is not a template", d1);
5974       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
5975     }
5976
5977   if (TREE_CODE (templ) != TEMPLATE_DECL
5978          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
5979             the user.  */
5980       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (templ)
5981           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (templ)))
5982     {
5983       if (complain & tf_error)
5984         {
5985           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
5986           if (in_decl)
5987             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
5988         }
5989       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
5990     }
5991
5992   complain &= ~tf_user;
5993
5994   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (templ))
5995     {
5996       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
5997          template arguments */
5998
5999       tree parm;
6000       tree arglist2;
6001       tree outer;
6002
6003       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (templ);
6004
6005       /* Consider an example where a template template parameter declared as
6006
6007            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
6008
6009          The template parameter level of T and U are one level larger than
6010          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
6011          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
6012          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
6013          available when not appearing as default template argument, can be
6014          obtained from the arguments of the enclosing template.
6015
6016          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
6017          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
6018          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
6019          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
6020
6021       outer = DECL_CONTEXT (templ);
6022       if (outer)
6023         outer = TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (outer)));
6024       else if (current_template_parms)
6025         /* This is an argument of the current template, so we haven't set
6026            DECL_CONTEXT yet.  */
6027         outer = current_template_args ();
6028
6029       if (outer)
6030         arglist = add_to_template_args (outer, arglist);
6031
6032       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, templ,
6033                                         complain,
6034                                         /*require_all_args=*/true,
6035                                         /*use_default_args=*/true);
6036       if (arglist2 == error_mark_node
6037           || (!uses_template_parms (arglist2)
6038               && check_instantiated_args (templ, arglist2, complain)))
6039         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6040
6041       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (templ), arglist2);
6042       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
6043     }
6044   else
6045     {
6046       tree template_type = TREE_TYPE (templ);
6047       tree gen_tmpl;
6048       tree type_decl;
6049       tree found = NULL_TREE;
6050       int arg_depth;
6051       int parm_depth;
6052       int is_partial_instantiation;
6053
6054       gen_tmpl = most_general_template (templ);
6055       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
6056       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
6057       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6058
6059       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
6060         {
6061           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
6062              For example, given:
6063
6064                template <class T> struct S1 {
6065                  template <class U> struct S2 {};
6066                  template <class U> struct S2<U*> {};
6067                 };
6068
6069              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
6070              TEMPLATE will be `template <class T> template
6071              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
6072              arguments.  */
6073           arglist
6074             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (templ)),
6075                                            arglist);
6076           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6077         }
6078
6079       /* Now we should have enough arguments.  */
6080       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
6081
6082       /* From here on, we're only interested in the most general
6083          template.  */
6084
6085       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
6086          actually tsubst'd into the definition to create the
6087          instantiation.  */
6088       if (parm_depth > 1)
6089         {
6090           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
6091           int i;
6092           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6093
6094           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
6095
6096           for (i = saved_depth,
6097                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
6098                i > 0 && t != NULL_TREE;
6099                --i, t = TREE_CHAIN (t))
6100             {
6101               tree a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
6102                                               arglist, gen_tmpl,
6103                                               complain,
6104                                               /*require_all_args=*/true,
6105                                               /*use_default_args=*/true);
6106
6107               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
6108               if (a == error_mark_node)
6109                 {
6110                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
6111                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
6112                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6113                 }
6114
6115               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
6116
6117               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
6118                  that coerce_template_parms will see only the arguments
6119                  corresponding to the template parameters it is
6120                  examining.  */
6121               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
6122             }
6123
6124           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
6125           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
6126
6127           arglist = bound_args;
6128         }
6129       else
6130         arglist
6131           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
6132                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
6133                                    gen_tmpl,
6134                                    complain,
6135                                    /*require_all_args=*/true,
6136                                    /*use_default_args=*/true);
6137
6138       if (arglist == error_mark_node)
6139         /* We were unable to bind the arguments.  */
6140         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6141
6142       /* In the scope of a template class, explicit references to the
6143          template class refer to the type of the template, not any
6144          instantiation of it.  For example, in:
6145
6146            template <class T> class C { void f(C<T>); }
6147
6148          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
6149          class, however, such a reference is an instantiation.  */
6150       if ((entering_scope
6151            || !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6152            || currently_open_class (template_type))
6153           /* comp_template_args is expensive, check it last.  */
6154           && comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
6155                                  arglist))
6156         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, template_type);
6157
6158       /* If we already have this specialization, return it.  */
6159       elt.tmpl = gen_tmpl;
6160       elt.args = arglist;
6161       hash = hash_specialization (&elt);
6162       entry = (spec_entry *) htab_find_with_hash (type_specializations,
6163                                                   &elt, hash);
6164
6165       if (entry)
6166         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, entry->spec);
6167
6168       /* This type is a "partial instantiation" if any of the template
6169          arguments still involve template parameters.  Note that we set
6170          IS_PARTIAL_INSTANTIATION for partial specializations as
6171          well.  */
6172       is_partial_instantiation = uses_template_parms (arglist);
6173
6174       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
6175          failed.  */
6176       if (!is_partial_instantiation
6177           && check_instantiated_args (gen_tmpl,
6178                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
6179                                       complain))
6180         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6181
6182       if (!is_partial_instantiation
6183           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6184           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (gen_tmpl)) == NAMESPACE_DECL)
6185         {
6186           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (gen_tmpl),
6187                                       DECL_NAME (gen_tmpl),
6188                                       /*tag_scope=*/ts_global);
6189           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
6190         }
6191
6192       context = tsubst (DECL_CONTEXT (gen_tmpl), arglist,
6193                         complain, in_decl);
6194       if (!context)
6195         context = global_namespace;
6196
6197       /* Create the type.  */
6198       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
6199         {
6200           if (!is_partial_instantiation)
6201             {
6202               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
6203               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type),
6204                               tsubst (ENUM_UNDERLYING_TYPE (template_type),
6205                                       arglist, complain, in_decl),
6206                               SCOPED_ENUM_P (template_type));
6207             }
6208           else
6209             {
6210               /* We don't want to call start_enum for this type, since
6211                  the values for the enumeration constants may involve
6212                  template parameters.  And, no one should be interested
6213                  in the enumeration constants for such a type.  */
6214               t = make_node (ENUMERAL_TYPE);
6215               SET_SCOPED_ENUM_P (t, SCOPED_ENUM_P (template_type));
6216             }
6217         }
6218       else
6219         {
6220           t = make_class_type (TREE_CODE (template_type));
6221           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
6222             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
6223           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
6224           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
6225
6226           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
6227           if (context == current_function_decl)
6228             pushtag (DECL_NAME (gen_tmpl), t, /*tag_scope=*/ts_current);
6229
6230           if (comp_template_args (CLASSTYPE_TI_ARGS (template_type), arglist))
6231             /* This instantiation is another name for the primary
6232                template type. Set the TYPE_CANONICAL field
6233                appropriately. */
6234             TYPE_CANONICAL (t) = template_type;
6235           else if (any_template_arguments_need_structural_equality_p (arglist))
6236             /* Some of the template arguments require structural
6237                equality testing, so this template class requires
6238                structural equality testing. */
6239             SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (t);
6240         }
6241
6242       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
6243          will already be set up.  */
6244       if (!TYPE_NAME (t))
6245         {
6246           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
6247
6248           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (gen_tmpl), t);
6249           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
6250           TYPE_STUB_DECL (t) = type_decl;
6251           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
6252             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6253         }
6254       else
6255         type_decl = TYPE_NAME (t);
6256
6257       TREE_PRIVATE (type_decl)
6258         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6259       TREE_PROTECTED (type_decl)
6260         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6261       if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
6262         {
6263           DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
6264           DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
6265         }
6266
6267       /* Set up the template information.  We have to figure out which
6268          template is the immediate parent if this is a full
6269          instantiation.  */
6270       if (parm_depth == 1 || is_partial_instantiation
6271           || !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
6272         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
6273         found = gen_tmpl;
6274       else
6275         {
6276           /* This is a full instantiation of a member template.  Find
6277              the partial instantiation of which this is an instance.  */
6278
6279           /* Temporarily reduce by one the number of levels in the ARGLIST
6280              so as to avoid comparing the last set of arguments.  */
6281           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
6282           found = tsubst (gen_tmpl, arglist, complain, NULL_TREE);
6283           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
6284           found = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (found);
6285         }
6286
6287       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, tree_cons (found, arglist, NULL_TREE));
6288
6289       elt.spec = t;
6290       slot = (spec_entry **) htab_find_slot_with_hash (type_specializations,
6291                                                        &elt, hash, INSERT);
6292       *slot = GGC_NEW (spec_entry);
6293       **slot = elt;
6294
6295       /* Note this use of the partial instantiation so we can check it
6296          later in maybe_process_partial_specialization.  */
6297       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ)
6298         = tree_cons (arglist, t,
6299                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ));
6300
6301       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE
6302           && !is_partial_instantiation)
6303         /* Now that the type has been registered on the instantiations
6304            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
6305            constants may involve the enumeration type itself, we make
6306            sure to register the type first, and then create the
6307            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
6308            constants won't result in recursive calls here; we'll find
6309            the instantiation and exit above.  */
6310         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
6311
6312       if (is_partial_instantiation)
6313         /* If the type makes use of template parameters, the
6314            code that generates debugging information will crash.  */
6315         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
6316
6317       /* Possibly limit visibility based on template args.  */
6318       TREE_PUBLIC (type_decl) = 1;
6319       determine_visibility (type_decl);
6320
6321       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
6322     }
6323   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
6324 }
6325 \f
6326 struct pair_fn_data
6327 {
6328   tree_fn_t fn;
6329   void *data;
6330   /* True when we should also visit template parameters that occur in
6331      non-deduced contexts.  */
6332   bool include_nondeduced_p;
6333   struct pointer_set_t *visited;
6334 };
6335
6336 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
6337
6338 static tree
6339 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
6340 {
6341   tree t = *tp;
6342   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
6343   tree_fn_t fn = pfd->fn;
6344   void *data = pfd->data;
6345
6346   if (TYPE_P (t)
6347       && (pfd->include_nondeduced_p || TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE)
6348       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited,
6349                                  pfd->include_nondeduced_p))
6350     return error_mark_node;
6351
6352   switch (TREE_CODE (t))
6353     {
6354     case RECORD_TYPE:
6355       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6356         break;
6357       /* Fall through.  */
6358
6359     case UNION_TYPE:
6360     case ENUMERAL_TYPE:
6361       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6362         *walk_subtrees = 0;
6363       else if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
6364                                        fn, data, pfd->visited, 
6365                                        pfd->include_nondeduced_p))
6366         return error_mark_node;
6367       break;
6368
6369     case INTEGER_TYPE:
6370       if (for_each_template_parm (TYPE_MIN_VALUE (t),
6371                                   fn, data, pfd->visited, 
6372                                   pfd->include_nondeduced_p)
6373           || for_each_template_parm (TYPE_MAX_VALUE (t),
6374                                      fn, data, pfd->visited,
6375                                      pfd->include_nondeduced_p))
6376         return error_mark_node;
6377       break;
6378
6379     case METHOD_TYPE:
6380       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
6381          explicitly here.  */
6382       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
6383                                   pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6384         return error_mark_node;
6385       /* Fall through.  */
6386
6387     case FUNCTION_TYPE:
6388       /* Check the return type.  */
6389       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
6390                                   pfd->include_nondeduced_p))
6391         return error_mark_node;
6392
6393       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
6394          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
6395          contain expressions that involve template parameters.  But,
6396          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
6397          instantiated, they don't contain template parameters, so
6398          there's no point in looking at them then, either.  */
6399       {
6400         tree parm;
6401
6402         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
6403           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
6404                                       pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6405             return error_mark_node;
6406
6407         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
6408            want walk_tree walking into them itself.  */
6409         *walk_subtrees = 0;
6410       }
6411       break;
6412
6413     case TYPEOF_TYPE:
6414       if (pfd->include_nondeduced_p
6415           && for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
6416                                      pfd->visited, 
6417                                      pfd->include_nondeduced_p))
6418         return error_mark_node;
6419       break;
6420
6421     case FUNCTION_DECL:
6422     case VAR_DECL:
6423       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
6424           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
6425                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6426         return error_mark_node;
6427       /* Fall through.  */
6428
6429     case PARM_DECL:
6430     case CONST_DECL:
6431       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
6432           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
6433                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6434         return error_mark_node;
6435       if (DECL_CONTEXT (t)
6436           && pfd->include_nondeduced_p
6437           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
6438                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6439         return error_mark_node;
6440       break;
6441
6442     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
6443       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
6444       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited,
6445                                   pfd->include_nondeduced_p))
6446         return error_mark_node;
6447       /* Fall through.  */
6448
6449     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
6450     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
6451     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
6452       if (fn && (*fn)(t, data))
6453         return error_mark_node;
6454       else if (!fn)
6455         return error_mark_node;
6456       break;
6457
6458     case TEMPLATE_DECL:
6459       /* A template template parameter is encountered.  */
6460       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
6461           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
6462                                      pfd->include_nondeduced_p))
6463         return error_mark_node;
6464
6465       /* Already substituted template template parameter */
6466       *walk_subtrees = 0;
6467       break;
6468
6469     case TYPENAME_TYPE:
6470       if (!fn
6471           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
6472                                      data, pfd->visited, 
6473                                      pfd->include_nondeduced_p))
6474         return error_mark_node;
6475       break;
6476
6477     case CONSTRUCTOR:
6478       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
6479           && pfd->include_nondeduced_p
6480           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
6481                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
6482                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6483         return error_mark_node;
6484       break;
6485
6486     case INDIRECT_REF:
6487     case COMPONENT_REF:
6488       /* If there's no type, then this thing must be some expression
6489          involving template parameters.  */
6490       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
6491         return error_mark_node;
6492       break;
6493
6494     case MODOP_EXPR:
6495     case CAST_EXPR:
6496     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
6497     case CONST_CAST_EXPR:
6498     case STATIC_CAST_EXPR:
6499     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
6500     case ARROW_EXPR:
6501     case DOTSTAR_EXPR:
6502     case TYPEID_EXPR:
6503     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
6504       if (!fn)
6505         return error_mark_node;
6506       break;
6507
6508     default:
6509       break;
6510     }
6511
6512   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
6513   return NULL_TREE;
6514 }
6515
6516 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
6517    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
6518    call FN with the parameter and the DATA.
6519    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
6520    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
6521    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
6522    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
6523    considered to be the function which always returns 1.
6524
6525    If INCLUDE_NONDEDUCED_P, then this routine will also visit template
6526    parameters that occur in non-deduced contexts.  When false, only
6527    visits those template parameters that can be deduced.  */
6528
6529 static int
6530 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
6531                         struct pointer_set_t *visited,
6532                         bool include_nondeduced_p)
6533 {
6534   struct pair_fn_data pfd;
6535   int result;
6536
6537   /* Set up.  */
6538   pfd.fn = fn;
6539   pfd.data = data;
6540   pfd.include_nondeduced_p = include_nondeduced_p;
6541
6542   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
6543      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
6544      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
6545      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
6546      visited list.)  */
6547   if (visited)
6548     pfd.visited = visited;
6549   else
6550     pfd.visited = pointer_set_create ();
6551   result = cp_walk_tree (&t,
6552                          for_each_template_parm_r,
6553                          &pfd,
6554                          pfd.visited) != NULL_TREE;
6555
6556   /* Clean up.  */
6557   if (!visited)
6558     {
6559       pointer_set_destroy (pfd.visited);
6560       pfd.visited = 0;
6561     }
6562
6563   return result;
6564 }
6565
6566 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
6567
6568 int
6569 uses_template_parms (tree t)
6570 {
6571   bool dependent_p;
6572   int saved_processing_template_decl;
6573
6574   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
6575   if (!saved_processing_template_decl)
6576     processing_template_decl = 1;
6577   if (TYPE_P (t))
6578     dependent_p = dependent_type_p (t);
6579   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
6580     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
6581   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
6582     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
6583                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
6584   else if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
6585     dependent_p = dependent_type_p (TREE_TYPE (t));
6586   else if (DECL_P (t)
6587            || EXPR_P (t)
6588            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
6589            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
6590            || TREE_CODE (t) == BASELINK
6591            || TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE
6592            || TREE_CODE (t) == TRAIT_EXPR
6593            || TREE_CODE (t) == CONSTRUCTOR
6594            || CONSTANT_CLASS_P (t))
6595     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
6596                    || value_dependent_expression_p (t));
6597   else
6598     {
6599       gcc_assert (t == error_mark_node);
6600       dependent_p = false;
6601     }
6602
6603   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
6604
6605   return dependent_p;
6606 }
6607
6608 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
6609
6610 int
6611 uses_template_parms_level (tree t, int level)
6612 {
6613   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL,
6614                                  /*include_nondeduced_p=*/true);
6615 }
6616
6617 static int tinst_depth;
6618 extern int max_tinst_depth;
6619 #ifdef GATHER_STATISTICS
6620 int depth_reached;
6621 #endif
6622 static int tinst_level_tick;
6623 static int last_template_error_tick;
6624
6625 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
6626    for diagnostics and to restore it later.  */
6627
6628 static int
6629 push_tinst_level (tree d)
6630 {
6631   struct tinst_level *new_level;
6632
6633   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
6634     {
6635       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
6636          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
6637          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
6638       if (uses_template_parms (d))
6639         return 0;
6640
6641       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
6642       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
6643              "-ftemplate-depth-NN to increase the maximum) instantiating %qD",
6644              max_tinst_depth, d);
6645
6646       print_instantiation_context ();
6647
6648       return 0;
6649     }
6650
6651   new_level = GGC_NEW (struct tinst_level);
6652   new_level->decl = d;
6653   new_level->locus = input_location;
6654   new_level->in_system_header_p = in_system_header;
6655   new_level->next = current_tinst_level;
6656   current_tinst_level = new_level;
6657
6658   ++tinst_depth;
6659 #ifdef GATHER_STATISTICS
6660   if (tinst_depth > depth_reached)
6661     depth_reached = tinst_depth;
6662 #endif
6663
6664   ++tinst_level_tick;
6665   return 1;
6666 }
6667
6668 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
6669    context.  */
6670
6671 static void
6672 pop_tinst_level (void)
6673 {
6674   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
6675      this instantiation.  */
6676   input_location = current_tinst_level->locus;
6677   current_tinst_level = current_tinst_level->next;
6678   --tinst_depth;
6679   ++tinst_level_tick;
6680 }
6681
6682 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
6683    instantiation context in which the instantiation was requested, which
6684    is one step out from LEVEL.  Return the corresponding DECL or TYPE.  */
6685
6686 static tree
6687 reopen_tinst_level (struct tinst_level *level)
6688 {
6689   struct tinst_level *t;
6690
6691   tinst_depth = 0;
6692   for (t = level; t; t = t->next)
6693     ++tinst_depth;
6694
6695   current_tinst_level = level;
6696   pop_tinst_level ();
6697   return level->decl;
6698 }
6699
6700 /* Returns the TINST_LEVEL which gives the original instantiation
6701    context.  */
6702
6703 struct tinst_level *
6704 outermost_tinst_level (void)
6705 {
6706   struct tinst_level *level = current_tinst_level;
6707   if (level)
6708     while (level->next)
6709       level = level->next;
6710   return level;
6711 }
6712
6713 /* Returns TRUE if PARM is a parameter of the template TEMPL.  */
6714
6715 bool
6716 parameter_of_template_p (tree parm, tree templ)
6717 {
6718   tree parms;
6719   int i;
6720
6721   if (!parm || !templ)
6722     return false;
6723
6724   gcc_assert (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm));
6725   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
6726
6727   parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (templ);
6728   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
6729
6730   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
6731     if (parm == TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i)))
6732       return true;
6733
6734   return false;
6735 }
6736
6737 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
6738    vector of template arguments, as for tsubst.
6739
6740    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
6741
6742 static tree
6743 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
6744 {
6745   tree new_friend;
6746
6747   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
6748       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
6749       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
6750     /* This was a friend declared with an explicit template
6751        argument list, e.g.:
6752
6753        friend void f<>(T);
6754
6755        to indicate that f was a template instantiation, not a new
6756        function declaration.  Now, we have to figure out what
6757        instantiation of what template.  */
6758     {
6759       tree template_id, arglist, fns;
6760       tree new_args;
6761       tree tmpl;
6762       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
6763
6764       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
6765          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
6766          current class with same name.  */
6767       push_nested_namespace (ns);
6768       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
6769                          tf_warning_or_error, NULL_TREE,
6770                          /*integral_constant_expression_p=*/false);
6771       pop_nested_namespace (ns);
6772       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
6773                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
6774       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
6775
6776       new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
6777       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
6778                                        &new_args,
6779                                        /*need_member_template=*/0,
6780                                        TREE_VEC_LENGTH (args),
6781                                        tsk_none);
6782       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
6783     }
6784
6785   new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
6786
6787   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
6788      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
6789      the language.  For example, we might have had:
6790
6791      template <class T> struct S {
6792        template <class U> friend void f(T, U);
6793      };
6794
6795      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
6796      instantiation of anything.  */
6797   if (new_friend == error_mark_node)
6798     return error_mark_node;
6799
6800   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
6801   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
6802     {
6803       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
6804       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
6805         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
6806     }
6807
6808   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
6809      is not a template instantiation and should not be mangled like
6810      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
6811      later if we need it.  */
6812   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
6813     {
6814       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL_RTX);
6815       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
6816     }
6817
6818   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
6819     {
6820       tree old_decl;
6821       tree new_friend_template_info;
6822       tree new_friend_result_template_info;
6823       tree ns;
6824       int  new_friend_is_defn;
6825
6826       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
6827          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
6828          possible.  */
6829       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
6830       new_friend_is_defn =
6831             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
6832                            (template_for_substitution (new_friend)))
6833              != NULL_TREE);
6834       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
6835         {
6836           /* This declaration is a `primary' template.  */
6837           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
6838
6839           new_friend_result_template_info
6840             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
6841         }
6842       else
6843         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
6844
6845       /* Make the init_value nonzero so pushdecl knows this is a defn.  */
6846       if (new_friend_is_defn)
6847         DECL_INITIAL (new_friend) = error_mark_node;
6848
6849       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
6850          current namespace. However, the friend function should go
6851          into the namespace of the template.  */
6852       ns = decl_namespace_context (new_friend);
6853       push_nested_namespace (ns);
6854       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend, /*is_friend=*/true);
6855       pop_nested_namespace (ns);
6856
6857       if (old_decl == error_mark_node)
6858         return error_mark_node;
6859
6860       if (old_decl != new_friend)
6861         {
6862           /* This new friend declaration matched an existing
6863              declaration.  For example, given:
6864
6865                template <class T> void f(T);
6866                template <class U> class C {
6867                  template <class T> friend void f(T) {}
6868                };
6869
6870              the friend declaration actually provides the definition
6871              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
6872              old_decl will be the out-of-class template declaration,
6873              while new_friend is the in-class definition.
6874
6875              But, if `f' was called before this point, the
6876              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
6877              to `T' but not to `U', references to which might appear
6878              in the definition of `f'.  Previously, the most general
6879              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
6880              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
6881              run through all specialization of `f', adding to their
6882              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
6883              new set of outer arguments, corresponding to the
6884              arguments for this class instantiation.
6885
6886              The same situation can arise with something like this:
6887
6888                friend void f(int);
6889                template <class T> class C {
6890                  friend void f(T) {}
6891                };
6892
6893              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
6894              in the class.  */
6895
6896           if (!new_friend_is_defn)
6897             /* On the other hand, if the in-class declaration does
6898                *not* provide a definition, then we don't want to alter
6899                existing definitions.  We can just leave everything
6900                alone.  */
6901             ;
6902           else
6903             {
6904               tree new_template = TI_TEMPLATE (new_friend_template_info);
6905               tree new_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
6906
6907               /* Overwrite whatever template info was there before, if
6908                  any, with the new template information pertaining to
6909                  the declaration.  */
6910               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
6911
6912               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
6913                 /* We should have called reregister_specialization in
6914                    duplicate_decls.  */
6915                 gcc_assert (retrieve_specialization (new_template,
6916                                                      new_args, 0)
6917                             == old_decl);
6918               else
6919                 {
6920                   tree t;
6921
6922                   /* Indicate that the old function template is a partial
6923                      instantiation.  */
6924                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
6925                     = new_friend_result_template_info;
6926
6927                   gcc_assert (new_template
6928                               == most_general_template (new_template));
6929                   gcc_assert (new_template != old_decl);
6930
6931                   /* Reassign any specializations already in the hash table
6932                      to the new more general template, and add the
6933                      additional template args.  */
6934                   for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl);
6935                        t != NULL_TREE;
6936                        t = TREE_CHAIN (t))
6937                     {
6938                       tree spec = TREE_VALUE (t);
6939                       spec_entry elt;
6940
6941                       elt.tmpl = old_decl;
6942                       elt.args = DECL_TI_ARGS (spec);
6943                       elt.spec = NULL_TREE;
6944
6945                       htab_remove_elt (decl_specializations, &elt);
6946
6947                       DECL_TI_ARGS (spec)
6948                         = add_outermost_template_args (new_args,
6949                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
6950
6951                       register_specialization
6952                         (spec, new_template, DECL_TI_ARGS (spec), true, 0);
6953
6954                     }
6955                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
6956                 }
6957             }
6958
6959           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
6960              by duplicate_decls.  */
6961           new_friend = old_decl;
6962         }
6963     }
6964   else
6965     {
6966       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
6967       bool dependent_p;
6968
6969       /* In the code
6970            template <class T> class C {
6971              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
6972              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
6973            };
6974          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
6975          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
6976          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
6977          this isn't true for case 2.  */
6978       ++processing_template_decl;
6979       dependent_p = dependent_type_p (context);
6980       --processing_template_decl;
6981
6982       if (!dependent_p
6983           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
6984         return error_mark_node;
6985
6986       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
6987         {
6988           /* Check to see that the declaration is really present, and,
6989              possibly obtain an improved declaration.  */
6990           tree fn = check_classfn (context,
6991                                    new_friend, NULL_TREE);
6992
6993           if (fn)
6994             new_friend = fn;
6995         }
6996     }
6997
6998   return new_friend;
6999 }
7000
7001 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
7002    template arguments, as for tsubst.
7003
7004    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
7005    failure.  */
7006
7007 static tree
7008 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
7009 {
7010   tree friend_type;
7011   tree tmpl;
7012   tree context;
7013
7014   context = DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
7015
7016   if (context)
7017     {
7018       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
7019         push_nested_namespace (context);
7020       else
7021         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
7022     }
7023
7024   /* Look for a class template declaration.  We look for hidden names
7025      because two friend declarations of the same template are the
7026      same.  For example, in:
7027
7028        struct A { 
7029          template <typename> friend class F;
7030        };
7031        template <typename> struct B { 
7032          template <typename> friend class F;
7033        };
7034
7035      both F templates are the same.  */
7036   tmpl = lookup_name_real (DECL_NAME (friend_tmpl), 0, 0,
7037                            /*block_p=*/true, 0, 
7038                            LOOKUP_COMPLAIN | LOOKUP_HIDDEN);
7039
7040   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
7041      situation like this:
7042
7043        template <class T>
7044        struct S {
7045          template <class U>
7046          friend struct S;
7047        };
7048
7049      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
7050      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
7051   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
7052     {
7053       tmpl = lookup_name_prefer_type (DECL_NAME (friend_tmpl), 1);
7054       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
7055     }
7056
7057   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
7058     {
7059       /* The friend template has already been declared.  Just
7060          check to see that the declarations match, and install any new
7061          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
7062          of course.  We only need the innermost template parameters
7063          because that is all that redeclare_class_template will look
7064          at.  */
7065       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
7066           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
7067         {
7068           tree parms;
7069           location_t saved_input_location;
7070           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
7071                                          args, tf_warning_or_error);
7072
7073           saved_input_location = input_location;
7074           input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (friend_tmpl);
7075           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
7076           input_location = saved_input_location;
7077           
7078         }
7079
7080       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
7081     }
7082   else
7083     {
7084       /* The friend template has not already been declared.  In this
7085          case, the instantiation of the template class will cause the
7086          injection of this template into the global scope.  */
7087       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7088       if (tmpl == error_mark_node)
7089         return error_mark_node;
7090
7091       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
7092          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
7093          the new type because that is supposed to be the corresponding
7094          template decl, i.e., TMPL.  */
7095       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
7096       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
7097       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
7098       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
7099         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
7100
7101       /* Inject this template into the global scope.  */
7102       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level_maybe_friend (tmpl, true));
7103     }
7104
7105   if (context)
7106     {
7107       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
7108         pop_nested_namespace (context);
7109       else
7110         pop_nested_class ();
7111     }
7112
7113   return friend_type;
7114 }
7115
7116 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
7117    Otherwise returns one.  */
7118
7119 static int
7120 can_complete_type_without_circularity (tree type)
7121 {
7122   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
7123     return 0;
7124   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
7125     return 1;
7126   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
7127     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
7128   else if (CLASS_TYPE_P (type)
7129            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
7130     return 0;
7131   else
7132     return 1;
7133 }
7134
7135 /* Apply any attributes which had to be deferred until instantiation
7136    time.  DECL_P, ATTRIBUTES and ATTR_FLAGS are as cplus_decl_attributes;
7137    ARGS, COMPLAIN, IN_DECL are as tsubst.  */
7138
7139 static void
7140 apply_late_template_attributes (tree *decl_p, tree attributes, int attr_flags,
7141                                 tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7142 {
7143   tree last_dep = NULL_TREE;
7144   tree t;
7145   tree *p;
7146
7147   for (t = attributes; t; t = TREE_CHAIN (t))
7148     if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
7149       {
7150         last_dep = t;
7151         attributes = copy_list (attributes);
7152         break;
7153       }
7154
7155   if (DECL_P (*decl_p))
7156     {
7157       if (TREE_TYPE (*decl_p) == error_mark_node)
7158         return;
7159       p = &DECL_ATTRIBUTES (*decl_p);
7160     }
7161   else
7162     p = &TYPE_ATTRIBUTES (*decl_p);
7163
7164   if (last_dep)
7165     {
7166       tree late_attrs = NULL_TREE;
7167       tree *q = &late_attrs;
7168
7169       for (*p = attributes; *p; )
7170         {
7171           t = *p;
7172           if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
7173             {
7174               *p = TREE_CHAIN (t);
7175               TREE_CHAIN (t) = NULL_TREE;
7176               /* If the first attribute argument is an identifier, don't
7177                  pass it through tsubst.  Attributes like mode, format,
7178                  cleanup and several target specific attributes expect it
7179                  unmodified.  */
7180               if (TREE_VALUE (t)
7181                   && TREE_CODE (TREE_VALUE (t)) == TREE_LIST
7182                   && TREE_VALUE (TREE_VALUE (t))
7183                   && (TREE_CODE (TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)))
7184                       == IDENTIFIER_NODE))
7185                 {
7186                   tree chain
7187                     = tsubst_expr (TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)), args, complain,
7188                                    in_decl,
7189                                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
7190                   if (chain != TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)))
7191                     TREE_VALUE (t)
7192                       = tree_cons (NULL_TREE, TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)),
7193                                    chain);
7194                 }
7195               else
7196                 TREE_VALUE (t)
7197                   = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), args, complain, in_decl,
7198                                  /*integral_constant_expression_p=*/false);
7199               *q = t;
7200               q = &TREE_CHAIN (t);
7201             }
7202           else
7203             p = &TREE_CHAIN (t);
7204         }
7205
7206       cplus_decl_attributes (decl_p, late_attrs, attr_flags);
7207     }
7208 }
7209
7210 /* Perform (or defer) access check for typedefs that were referenced
7211    from within the template TMPL code.
7212    This is a subroutine of instantiate_template and instantiate_class_template.
7213    TMPL is the template to consider and TARGS is the list of arguments of
7214    that template.  */
7215
7216 static void
7217 perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs)
7218 {
7219   tree t;
7220
7221   if (!tmpl
7222       || (!CLASS_TYPE_P (tmpl)
7223           && TREE_CODE (tmpl) != FUNCTION_DECL))
7224     return;
7225
7226   for (t = get_types_needing_access_check (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
7227     {
7228       tree type_decl = TREE_PURPOSE (t);
7229       tree type_scope = TREE_VALUE (t);
7230
7231       if (!type_decl || !type_scope || !CLASS_TYPE_P (type_scope))
7232         continue;
7233
7234       if (uses_template_parms (type_decl))
7235         type_decl = tsubst (type_decl, targs, tf_error, NULL_TREE);
7236       if (uses_template_parms (type_scope))
7237         type_scope = tsubst (type_scope, targs, tf_error, NULL_TREE);
7238
7239       perform_or_defer_access_check (TYPE_BINFO (type_scope),
7240                                      type_decl, type_decl);
7241     }
7242 }
7243
7244 tree
7245 instantiate_class_template (tree type)
7246 {
7247   tree templ, args, pattern, t, member;
7248   tree typedecl;
7249   tree pbinfo;
7250   tree base_list;
7251
7252   if (type == error_mark_node)
7253     return error_mark_node;
7254
7255   if (TYPE_BEING_DEFINED (type)
7256       || COMPLETE_TYPE_P (type)
7257       || dependent_type_p (type))
7258     return type;
7259
7260   /* Figure out which template is being instantiated.  */
7261   templ = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
7262   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
7263
7264   /* Determine what specialization of the original template to
7265      instantiate.  */
7266   t = most_specialized_class (type, templ);
7267   if (t == error_mark_node)
7268     {
7269       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
7270       return error_mark_node;
7271     }
7272   else if (t)
7273     {
7274       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
7275          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
7276          the arguments appropriate for substitution.  For example,
7277          given:
7278
7279            template <class T> struct S {};
7280            template <class T> struct S<T*> {};
7281
7282          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
7283          presently be {int*} -- but we need {int}.  */
7284       pattern = TREE_TYPE (t);
7285       args = TREE_PURPOSE (t);
7286     }
7287   else
7288     {
7289       pattern = TREE_TYPE (templ);
7290       args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
7291     }
7292
7293   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
7294      there's nothing we can do.  */
7295   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
7296     return type;
7297
7298   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
7299   if (! push_tinst_level (type))
7300     return type;
7301
7302   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
7303      the process of being defined.  */
7304   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
7305
7306   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
7307      it now.  */
7308   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
7309
7310   push_to_top_level ();
7311
7312   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
7313
7314   /* Set the input location to the most specialized template definition.
7315      This is needed if tsubsting causes an error.  */
7316   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (pattern);
7317   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
7318
7319   TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (pattern);
7320   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
7321   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
7322   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
7323   TYPE_HAS_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_ASSIGN_REF (pattern);
7324   TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (pattern);
7325   TYPE_HAS_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_INIT_REF (pattern);
7326   TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (pattern);
7327   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
7328   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
7329   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
7330   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
7331   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
7332   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
7333   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
7334     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
7335   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
7336     {
7337       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
7338       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
7339     }
7340
7341   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
7342
7343   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
7344      class; we need to look up the nested class by name before we can
7345      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
7346      class.  */
7347   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
7348               || COMPLETE_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type))
7349               || TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_CONTEXT (type)));
7350
7351   base_list = NULL_TREE;
7352   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
7353     {
7354       tree pbase_binfo;
7355       tree context = TYPE_CONTEXT (type);
7356       tree pushed_scope;
7357       int i;
7358
7359       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
7360          the accessibility of types named in dependent bases are
7361          looked up from.  */
7362       pushed_scope = push_scope (context ? context : global_namespace);
7363
7364       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
7365          basetypes.  */
7366       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
7367         {
7368           tree base;
7369           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
7370           tree expanded_bases = NULL_TREE;
7371           int idx, len = 1;
7372
7373           if (PACK_EXPANSION_P (BINFO_TYPE (pbase_binfo)))
7374             {
7375               expanded_bases = 
7376                 tsubst_pack_expansion (BINFO_TYPE (pbase_binfo),
7377                                        args, tf_error, NULL_TREE);
7378               if (expanded_bases == error_mark_node)
7379                 continue;
7380
7381               len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
7382             }
7383
7384           for (idx = 0; idx < len; idx++)
7385             {
7386               if (expanded_bases)
7387                 /* Extract the already-expanded base class.  */
7388                 base = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, idx);
7389               else
7390                 /* Substitute to figure out the base class.  */
7391                 base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, 
7392                                NULL_TREE);
7393
7394               if (base == error_mark_node)
7395                 continue;
7396
7397               base_list = tree_cons (access, base, base_list);
7398               if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
7399                 TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
7400             }
7401         }
7402
7403       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
7404       base_list = nreverse (base_list);
7405
7406       if (pushed_scope)
7407         pop_scope (pushed_scope);
7408     }
7409   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
7410      information.  */
7411   xref_basetypes (type, base_list);
7412
7413   apply_late_template_attributes (&type, TYPE_ATTRIBUTES (pattern),
7414                                   (int) ATTR_FLAG_TYPE_IN_PLACE,
7415                                   args, tf_error, NULL_TREE);
7416
7417   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
7418      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
7419      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
7420      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
7421      class, except we also need to push the enclosing classes.  */
7422   push_nested_class (type);
7423
7424   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
7425   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
7426        member; member = TREE_CHAIN (member))
7427     {
7428       tree t = TREE_VALUE (member);
7429
7430       if (TREE_PURPOSE (member))
7431         {
7432           if (TYPE_P (t))
7433             {
7434               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
7435
7436               tree newtag;
7437               bool class_template_p;
7438
7439               class_template_p = (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE
7440                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
7441                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (t));
7442               /* If the member is a class template, then -- even after
7443                  substitution -- there may be dependent types in the
7444                  template argument list for the class.  We increment
7445                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
7446                  that function will assume that no types are dependent
7447                  when outside of a template.  */
7448               if (class_template_p)
7449                 ++processing_template_decl;
7450               newtag = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
7451               if (class_template_p)
7452                 --processing_template_decl;
7453               if (newtag == error_mark_node)
7454                 continue;
7455
7456               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
7457                 {
7458                   tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7459
7460                   if (class_template_p)
7461                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
7462                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
7463                        instantiation (i.e., for the type of a member
7464                        template class nested within a template class.)
7465                        This behavior is required for
7466                        maybe_process_partial_specialization to work
7467                        correctly, but is not accurate in this case;
7468                        the TAG is not an instantiation of anything.
7469                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
7470                        instantiation, but the TYPE is not.) */
7471                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
7472
7473                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
7474                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
7475                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
7476                      this for enums because it will already have been done in
7477                      tsubst_enum.  */
7478                   if (name)
7479                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
7480                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
7481                 }
7482             }
7483           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
7484                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
7485             {
7486               /* Build new TYPE_METHODS.  */
7487               tree r;
7488
7489               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7490                 ++processing_template_decl;
7491               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
7492               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7493                 --processing_template_decl;
7494               set_current_access_from_decl (r);
7495               finish_member_declaration (r);
7496             }
7497           else
7498             {
7499               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
7500               if (TREE_CODE (t) == STATIC_ASSERT)
7501                 {
7502                   tree condition = 
7503                     tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), args, 
7504                                  tf_warning_or_error, NULL_TREE,
7505                                  /*integral_constant_expression_p=*/true);
7506                   finish_static_assert (condition,
7507                                         STATIC_ASSERT_MESSAGE (t), 
7508                                         STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
7509                                         /*member_p=*/true);
7510                 }
7511               else if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
7512                 {
7513                   tree r;
7514
7515                   /* The file and line for this declaration, to
7516                      assist in error message reporting.  Since we
7517                      called push_tinst_level above, we don't need to
7518                      restore these.  */
7519                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
7520
7521                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7522                     ++processing_template_decl;
7523                   r = tsubst (t, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7524                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7525                     --processing_template_decl;
7526                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
7527                     {
7528                       /* In [temp.inst]:
7529
7530                            [t]he initialization (and any associated
7531                            side-effects) of a static data member does
7532                            not occur unless the static data member is
7533                            itself used in a way that requires the
7534                            definition of the static data member to
7535                            exist.
7536
7537                          Therefore, we do not substitute into the
7538                          initialized for the static data member here.  */
7539                       finish_static_data_member_decl
7540                         (r,
7541                          /*init=*/NULL_TREE,
7542                          /*init_const_expr_p=*/false,
7543                          /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
7544                          /*flags=*/0);
7545                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
7546                         check_static_variable_definition (r, TREE_TYPE (r));
7547                     }
7548                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
7549                     {
7550                       /* Determine whether R has a valid type and can be
7551                          completed later.  If R is invalid, then it is
7552                          replaced by error_mark_node so that it will not be
7553                          added to TYPE_FIELDS.  */
7554                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
7555                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
7556                         complete_type (rtype);
7557
7558                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
7559                         {
7560                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
7561                           r = error_mark_node;
7562                         }
7563                     }
7564
7565                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
7566                      such a thing will already have been added to the field
7567                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
7568                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
7569                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
7570                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
7571                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
7572                     {
7573                       set_current_access_from_decl (r);
7574                       finish_member_declaration (r);
7575                     }
7576                 }
7577             }
7578         }
7579       else
7580         {
7581           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
7582             {
7583               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
7584
7585               tree friend_type = t;
7586               bool adjust_processing_template_decl = false;
7587
7588               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
7589                 {
7590                   /* template <class T> friend class C;  */
7591                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
7592                   adjust_processing_template_decl = true;
7593                 }
7594               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
7595                 {
7596                   /* template <class T> friend class C::D;  */
7597                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
7598                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7599                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
7600                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
7601                   adjust_processing_template_decl = true;
7602                 }
7603               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
7604                 {
7605                   /* This could be either
7606
7607                        friend class T::C;
7608
7609                      when dependent_type_p is false or
7610
7611                        template <class U> friend class T::C;
7612
7613                      otherwise.  */
7614                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
7615                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7616                   /* Bump processing_template_decl for correct
7617                      dependent_type_p calculation.  */
7618                   ++processing_template_decl;
7619                   if (dependent_type_p (friend_type))
7620                     adjust_processing_template_decl = true;
7621                   --processing_template_decl;
7622                 }
7623               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
7624                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
7625                 {
7626                   /* friend class C;
7627
7628                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
7629                      from namespace scope directly, bypassing any name that
7630                      come from dependent base class.  */
7631                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
7632
7633                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
7634                      classes.  */
7635                   push_nested_namespace (ns);
7636                   friend_type =
7637                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
7638                                         /*tag_scope=*/ts_current);
7639                   pop_nested_namespace (ns);
7640                 }
7641               else if (uses_template_parms (friend_type))
7642                 /* friend class C<T>;  */
7643                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
7644                                       tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7645               /* Otherwise it's
7646
7647                    friend class C;
7648
7649                  where C is already declared or
7650
7651                    friend class C<int>;
7652
7653                  We don't have to do anything in these cases.  */
7654
7655               if (adjust_processing_template_decl)
7656                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
7657                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
7658                    important that we use make_friend_class since it will
7659                    perform some error-checking and output cross-reference
7660                    information.  */
7661                 ++processing_template_decl;
7662
7663               if (friend_type != error_mark_node)
7664                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
7665
7666               if (adjust_processing_template_decl)
7667                 --processing_template_decl;
7668             }
7669           else
7670             {
7671               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
7672               tree r;
7673
7674               /* The file and line for this declaration, to
7675                  assist in error message reporting.  Since we
7676                  called push_tinst_level above, we don't need to
7677                  restore these.  */
7678               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
7679
7680               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7681                 {
7682                   ++processing_template_decl;
7683                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
7684                 }
7685
7686               r = tsubst_friend_function (t, args);
7687               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
7688               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7689                 {
7690                   pop_deferring_access_checks ();
7691                   --processing_template_decl;
7692                 }
7693             }
7694         }
7695     }
7696
7697   /* Set the file and line number information to whatever is given for
7698      the class itself.  This puts error messages involving generated
7699      implicit functions at a predictable point, and the same point
7700      that would be used for non-template classes.  */
7701   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
7702
7703   unreverse_member_declarations (type);
7704   finish_struct_1 (type);
7705   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
7706
7707   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
7708      any member functions.  We don't do this earlier because the
7709      default arguments may reference members of the class.  */
7710   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (templ))
7711     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = TREE_CHAIN (t))
7712       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
7713           /* Implicitly generated member functions will not have template
7714              information; they are not instantiations, but instead are
7715              created "fresh" for each instantiation.  */
7716           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
7717         tsubst_default_arguments (t);
7718
7719   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
7720      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
7721      added to the template at parsing time. Let's get those and perform
7722      the access checks then.  */
7723   perform_typedefs_access_check (pattern, args);
7724   perform_deferred_access_checks ();
7725   pop_nested_class ();
7726   pop_from_top_level ();
7727   pop_deferring_access_checks ();
7728   pop_tinst_level ();
7729
7730   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
7731      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
7732      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
7733      the keyed_classes list.  */
7734   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
7735     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
7736
7737   return type;
7738 }
7739
7740 static tree
7741 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7742 {
7743   tree r;
7744
7745   if (!t)
7746     r = t;
7747   else if (TYPE_P (t))
7748     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
7749   else
7750     {
7751       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl,
7752                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
7753       r = fold_non_dependent_expr (r);
7754     }
7755   return r;
7756 }
7757
7758 /* Give a chain SPEC_PARM of PARM_DECLs, pack them into a
7759    NONTYPE_ARGUMENT_PACK.  */
7760
7761 static tree
7762 make_fnparm_pack (tree spec_parm)
7763 {
7764   /* Collect all of the extra "packed" parameters into an
7765      argument pack.  */
7766   tree parmvec;
7767   tree parmtypevec;
7768   tree argpack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
7769   tree argtypepack = make_node (TYPE_ARGUMENT_PACK);
7770   int i, len = list_length (spec_parm);
7771
7772   /* Fill in PARMVEC and PARMTYPEVEC with all of the parameters.  */
7773   parmvec = make_tree_vec (len);
7774   parmtypevec = make_tree_vec (len);
7775   for (i = 0; i < len; i++, spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm))
7776     {
7777       TREE_VEC_ELT (parmvec, i) = spec_parm;
7778       TREE_VEC_ELT (parmtypevec, i) = TREE_TYPE (spec_parm);
7779     }
7780
7781   /* Build the argument packs.  */
7782   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argpack, parmvec);
7783   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argtypepack, parmtypevec);
7784   TREE_TYPE (argpack) = argtypepack;
7785
7786   return argpack;
7787 }        
7788
7789 /* Substitute ARGS into T, which is an pack expansion
7790    (i.e. TYPE_PACK_EXPANSION or EXPR_PACK_EXPANSION). Returns a
7791    TREE_VEC with the substituted arguments, a PACK_EXPANSION_* node
7792    (if only a partial substitution could be performed) or
7793    ERROR_MARK_NODE if there was an error.  */
7794 tree
7795 tsubst_pack_expansion (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
7796                        tree in_decl)
7797 {
7798   tree pattern;
7799   tree pack, packs = NULL_TREE, unsubstituted_packs = NULL_TREE;
7800   tree first_arg_pack; int i, len = -1;
7801   tree result;
7802   int incomplete = 0;
7803   bool very_local_specializations = false;
7804
7805   gcc_assert (PACK_EXPANSION_P (t));
7806   pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (t);
7807
7808   /* Determine the argument packs that will instantiate the parameter
7809      packs used in the expansion expression. While we're at it,
7810      compute the number of arguments to be expanded and make sure it
7811      is consistent.  */
7812   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (t); pack; 
7813        pack = TREE_CHAIN (pack))
7814     {
7815       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
7816       tree arg_pack = NULL_TREE;
7817       tree orig_arg = NULL_TREE;
7818
7819       if (TREE_CODE (parm_pack) == PARM_DECL)
7820         {
7821           arg_pack = retrieve_local_specialization (parm_pack);
7822           if (arg_pack == NULL_TREE)
7823             {
7824               /* This can happen for a parameter name used later in a function
7825                  declaration (such as in a late-specified return type).  Just
7826                  make a dummy decl, since it's only used for its type.  */
7827               gcc_assert (cp_unevaluated_operand != 0);
7828               arg_pack = tsubst_decl (parm_pack, args, complain);
7829               arg_pack = make_fnparm_pack (arg_pack);
7830             }
7831         }
7832       else
7833         {
7834           int level, idx, levels;
7835           template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
7836
7837           levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
7838           if (level <= levels)
7839             arg_pack = TMPL_ARG (args, level, idx);
7840         }
7841
7842       orig_arg = arg_pack;
7843       if (arg_pack && TREE_CODE (arg_pack) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
7844         arg_pack = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg_pack);
7845       
7846       if (arg_pack && !ARGUMENT_PACK_P (arg_pack))
7847         /* This can only happen if we forget to expand an argument
7848            pack somewhere else. Just return an error, silently.  */
7849         {
7850           result = make_tree_vec (1);
7851           TREE_VEC_ELT (result, 0) = error_mark_node;
7852           return result;
7853         }
7854
7855       if (arg_pack
7856           && TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack)) == 1
7857           && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0)))
7858         {
7859           tree expansion = TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0);
7860           tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (expansion);
7861           if ((TYPE_P (pattern) && same_type_p (pattern, parm_pack))
7862               || (!TYPE_P (pattern) && cp_tree_equal (parm_pack, pattern)))
7863             /* The argument pack that the parameter maps to is just an
7864                expansion of the parameter itself, such as one would
7865                find in the implicit typedef of a class inside the
7866                class itself.  Consider this parameter "unsubstituted",
7867                so that we will maintain the outer pack expansion.  */
7868             arg_pack = NULL_TREE;
7869         }
7870           
7871       if (arg_pack)
7872         {
7873           int my_len = 
7874             TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack));
7875
7876           /* It's all-or-nothing with incomplete argument packs.  */
7877           if (incomplete && !ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg_pack))
7878             return error_mark_node;
7879           
7880           if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg_pack))
7881             incomplete = 1;
7882
7883           if (len < 0)
7884             {
7885               len = my_len;
7886               first_arg_pack = arg_pack;
7887             }
7888           else if (len != my_len)
7889             {
7890               if (TREE_CODE (t) == TYPE_PACK_EXPANSION)
7891                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
7892                        "%<%T%>",
7893                        pattern);
7894               else
7895                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
7896                        "%<%E%>",
7897                        pattern);
7898               return error_mark_node;
7899             }
7900
7901           /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
7902              argument packs.  */
7903           packs = tree_cons (parm_pack, arg_pack, packs);
7904           TREE_TYPE (packs) = orig_arg;
7905         }
7906       else
7907         /* We can't substitute for this parameter pack.  */
7908         unsubstituted_packs = tree_cons (TREE_PURPOSE (pack),
7909                                          TREE_VALUE (pack),
7910                                          unsubstituted_packs);
7911     }
7912
7913   /* We cannot expand this expansion expression, because we don't have
7914      all of the argument packs we need. Substitute into the pattern
7915      and return a PACK_EXPANSION_*. The caller will need to deal with
7916      that.  */
7917   if (unsubstituted_packs)
7918     {
7919       tree new_pat;
7920       if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
7921         new_pat = tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
7922                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
7923       else
7924         new_pat = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
7925       return make_pack_expansion (new_pat);
7926     }
7927
7928   /* We could not find any argument packs that work.  */
7929   if (len < 0)
7930     return error_mark_node;
7931
7932   if (!local_specializations)
7933     {
7934       /* We're in a late-specified return type, so we don't have a local
7935          specializations table.  Create one for doing this expansion.  */
7936       very_local_specializations = true;
7937       local_specializations = htab_create (37,
7938                                            hash_local_specialization,
7939                                            eq_local_specializations,
7940                                            NULL);
7941     }
7942
7943   /* For each argument in each argument pack, substitute into the
7944      pattern.  */
7945   result = make_tree_vec (len + incomplete);
7946   for (i = 0; i < len + incomplete; ++i)
7947     {
7948       /* For parameter pack, change the substitution of the parameter
7949          pack to the ith argument in its argument pack, then expand
7950          the pattern.  */
7951       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
7952         {
7953           tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
7954
7955           if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
7956             {
7957               /* Select the Ith argument from the pack.  */
7958               tree arg = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
7959               ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg) = TREE_VALUE (pack);
7960               ARGUMENT_PACK_SELECT_INDEX (arg) = i;
7961               mark_used (parm);
7962               register_local_specialization (arg, parm);
7963             }
7964           else
7965             {
7966               tree value = parm;
7967               int idx, level;
7968               template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
7969               
7970               if (i < len) 
7971                 {
7972                   /* Select the Ith argument from the pack. */
7973                   value = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
7974                   ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (value) = TREE_VALUE (pack);
7975                   ARGUMENT_PACK_SELECT_INDEX (value) = i;
7976                 }
7977
7978               /* Update the corresponding argument.  */
7979               TMPL_ARG (args, level, idx) = value;
7980             }
7981         }
7982
7983       /* Substitute into the PATTERN with the altered arguments.  */
7984       if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
7985         TREE_VEC_ELT (result, i) = 
7986           tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
7987                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
7988       else
7989         TREE_VEC_ELT (result, i) = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
7990
7991       if (i == len)
7992         /* When we have incomplete argument packs, the last "expanded"
7993            result is itself a pack expansion, which allows us
7994            to deduce more arguments.  */
7995         TREE_VEC_ELT (result, i) = 
7996           make_pack_expansion (TREE_VEC_ELT (result, i));
7997
7998       if (TREE_VEC_ELT (result, i) == error_mark_node)
7999         {
8000           result = error_mark_node;
8001           break;
8002         }
8003     }
8004
8005   /* Update ARGS to restore the substitution from parameter packs to
8006      their argument packs.  */
8007   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
8008     {
8009       tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
8010
8011       if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
8012         register_local_specialization (TREE_TYPE (pack), parm);
8013       else
8014         {
8015           int idx, level;
8016           template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
8017           
8018           /* Update the corresponding argument.  */
8019           if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
8020             TREE_VEC_ELT (TREE_VEC_ELT (args, level -1 ), idx) =
8021               TREE_TYPE (pack);
8022           else
8023             TREE_VEC_ELT (args, idx) = TREE_TYPE (pack);
8024         }
8025     }
8026
8027   if (very_local_specializations)
8028     {
8029       htab_delete (local_specializations);
8030       local_specializations = NULL;
8031     }
8032   
8033   return result;
8034 }
8035
8036 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
8037
8038 static tree
8039 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8040 {
8041   tree orig_t = t;
8042   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
8043   int need_new = 0, i, expanded_len_adjust = 0, out;
8044   tree *elts = (tree *) alloca (len * sizeof (tree));
8045
8046   for (i = 0; i < len; i++)
8047     {
8048       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
8049       tree new_arg;
8050
8051       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
8052         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
8053       else if (PACK_EXPANSION_P (orig_arg))
8054         {
8055           /* Substitute into an expansion expression.  */
8056           new_arg = tsubst_pack_expansion (orig_arg, args, complain, in_decl);
8057
8058           if (TREE_CODE (new_arg) == TREE_VEC)
8059             /* Add to the expanded length adjustment the number of
8060                expanded arguments. We subtract one from this
8061                measurement, because the argument pack expression
8062                itself is already counted as 1 in
8063                LEN. EXPANDED_LEN_ADJUST can actually be negative, if
8064                the argument pack is empty.  */
8065             expanded_len_adjust += TREE_VEC_LENGTH (new_arg) - 1;
8066         }
8067       else if (ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
8068         {
8069           /* Substitute into each of the arguments.  */
8070           new_arg = make_node (TREE_CODE (orig_arg));
8071           
8072           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (
8073             new_arg,
8074             tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (orig_arg),
8075                                   args, complain, in_decl));
8076
8077           if (ARGUMENT_PACK_ARGS (new_arg) == error_mark_node)
8078             new_arg = error_mark_node;
8079
8080           if (TREE_CODE (new_arg) == NONTYPE_ARGUMENT_PACK) {
8081             TREE_TYPE (new_arg) = tsubst (TREE_TYPE (orig_arg), args,
8082                                           complain, in_decl);
8083             TREE_CONSTANT (new_arg) = TREE_CONSTANT (orig_arg);
8084
8085             if (TREE_TYPE (new_arg) == error_mark_node)
8086               new_arg = error_mark_node;
8087           }
8088         }
8089       else
8090         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
8091
8092       if (new_arg == error_mark_node)
8093         return error_mark_node;
8094
8095       elts[i] = new_arg;
8096       if (new_arg != orig_arg)
8097         need_new = 1;
8098     }
8099
8100   if (!need_new)
8101     return t;
8102
8103   /* Make space for the expanded arguments coming from template
8104      argument packs.  */
8105   t = make_tree_vec (len + expanded_len_adjust);
8106   for (i = 0, out = 0; i < len; i++)
8107     {
8108       if ((PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i))
8109            || ARGUMENT_PACK_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i)))
8110           && TREE_CODE (elts[i]) == TREE_VEC)
8111         {
8112           int idx;
8113
8114           /* Now expand the template argument pack "in place".  */
8115           for (idx = 0; idx < TREE_VEC_LENGTH (elts[i]); idx++, out++)
8116             TREE_VEC_ELT (t, out) = TREE_VEC_ELT (elts[i], idx);
8117         }
8118       else
8119         {
8120           TREE_VEC_ELT (t, out) = elts[i];
8121           out++;
8122         }
8123     }
8124
8125   return t;
8126 }
8127
8128 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
8129    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
8130    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
8131    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
8132    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
8133    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
8134
8135 static tree
8136 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
8137 {
8138   tree r = NULL_TREE;
8139   tree* new_parms;
8140
8141   /* When substituting into a template, we must set
8142      PROCESSING_TEMPLATE_DECL as the template parameters may be
8143      dependent if they are based on one-another, and the dependency
8144      predicates are short-circuit outside of templates.  */
8145   ++processing_template_decl;
8146
8147   for (new_parms = &r;
8148        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
8149        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
8150          parms = TREE_CHAIN (parms))
8151     {
8152       tree new_vec =
8153         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
8154       int i;
8155
8156       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
8157         {
8158           tree tuple;
8159           tree default_value;
8160           tree parm_decl;
8161
8162           if (parms == error_mark_node)
8163             continue;
8164
8165           tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
8166
8167           if (tuple == error_mark_node)
8168             continue;
8169
8170           default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
8171           parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
8172
8173           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
8174           if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
8175               && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
8176             parm_decl = error_mark_node;
8177           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
8178                                                complain, NULL_TREE);
8179
8180           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
8181           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
8182         }
8183
8184       *new_parms =
8185         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
8186                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
8187                    new_vec, NULL_TREE);
8188     }
8189
8190   --processing_template_decl;
8191
8192   return r;
8193 }
8194
8195 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
8196    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
8197    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
8198    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
8199    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
8200
8201 static tree
8202 tsubst_aggr_type (tree t,
8203                   tree args,
8204                   tsubst_flags_t complain,
8205                   tree in_decl,
8206                   int entering_scope)
8207 {
8208   if (t == NULL_TREE)
8209     return NULL_TREE;
8210
8211   switch (TREE_CODE (t))
8212     {
8213     case RECORD_TYPE:
8214       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
8215         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8216
8217       /* Else fall through.  */
8218     case ENUMERAL_TYPE:
8219     case UNION_TYPE:
8220       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t) && uses_template_parms (t))
8221         {
8222           tree argvec;
8223           tree context;
8224           tree r;
8225           int saved_unevaluated_operand;
8226           int saved_inhibit_evaluation_warnings;
8227
8228           /* In "sizeof(X<I>)" we need to evaluate "I".  */
8229           saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
8230           cp_unevaluated_operand = 0;
8231           saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
8232           c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
8233
8234           /* First, determine the context for the type we are looking
8235              up.  */
8236           context = TYPE_CONTEXT (t);
8237           if (context)
8238             {
8239               context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
8240                                           in_decl, /*entering_scope=*/1);
8241               /* If context is a nested class inside a class template,
8242                  it may still need to be instantiated (c++/33959).  */
8243               if (TYPE_P (context))
8244                 context = complete_type (context);
8245             }
8246
8247           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
8248              type we are trying to find.  For example, given:
8249
8250                template <class T> struct S;
8251                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
8252
8253              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
8254              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
8255              S we only want {double}.  */
8256           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
8257                                          complain, in_decl);
8258           if (argvec == error_mark_node)
8259             r = error_mark_node;
8260           else
8261             {
8262               r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
8263                                          entering_scope, complain);
8264               r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
8265             }
8266
8267           cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
8268           c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
8269
8270           return r;
8271         }
8272       else
8273         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
8274         return t;
8275
8276     default:
8277       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
8278     }
8279 }
8280
8281 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
8282    FN), which has the indicated TYPE.  */
8283
8284 tree
8285 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
8286 {
8287   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
8288   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
8289
8290   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
8291      default argument here, not in tsubst.  In the case of
8292      something like:
8293
8294        template <class T>
8295        struct S {
8296          static T t();
8297          void f(T = t());
8298        };
8299
8300      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
8301      rather than in the current class.  */
8302   push_access_scope (fn);
8303   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
8304   if (cfun)
8305     {
8306       saved_class_ptr = current_class_ptr;
8307       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
8308       saved_class_ref = current_class_ref;
8309       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
8310     }
8311
8312   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
8313   /* The default argument expression may cause implicitly defined
8314      member functions to be synthesized, which will result in garbage
8315      collection.  We must treat this situation as if we were within
8316      the body of function so as to avoid collecting live data on the
8317      stack.  */
8318   ++function_depth;
8319   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
8320                      tf_warning_or_error, NULL_TREE,
8321                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
8322   --function_depth;
8323   pop_deferring_access_checks();
8324
8325   /* Restore the "this" pointer.  */
8326   if (cfun)
8327     {
8328       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
8329       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
8330     }
8331
8332   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
8333   arg = check_default_argument (type, arg);
8334
8335   pop_access_scope (fn);
8336
8337   return arg;
8338 }
8339
8340 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
8341
8342 static void
8343 tsubst_default_arguments (tree fn)
8344 {
8345   tree arg;
8346   tree tmpl_args;
8347
8348   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
8349
8350   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
8351      its default arguments.  */
8352   if (uses_template_parms (tmpl_args))
8353     return;
8354
8355   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
8356        arg;
8357        arg = TREE_CHAIN (arg))
8358     if (TREE_PURPOSE (arg))
8359       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
8360                                                     TREE_VALUE (arg),
8361                                                     TREE_PURPOSE (arg));
8362 }
8363
8364 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
8365    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
8366    control of COMPLAIN.  */
8367
8368 static tree
8369 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
8370 {
8371   location_t saved_loc;
8372   tree r = NULL_TREE;
8373   tree in_decl = t;
8374   hashval_t hash = 0;
8375
8376   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
8377   saved_loc = input_location;
8378   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
8379
8380   switch (TREE_CODE (t))
8381     {
8382     case TEMPLATE_DECL:
8383       {
8384         /* We can get here when processing a member function template,
8385            member class template, or template template parameter.  */
8386         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
8387         tree spec;
8388         tree tmpl_args;
8389         tree full_args;
8390
8391         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
8392           {
8393             /* Template template parameter is treated here.  */
8394             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8395             if (new_type == error_mark_node)
8396               return error_mark_node;
8397
8398             r = copy_decl (t);
8399             TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
8400             TREE_TYPE (r) = new_type;
8401             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
8402               = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (decl),
8403                             TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
8404             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
8405               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
8406                                        complain);
8407             TYPE_NAME (new_type) = r;
8408             break;
8409           }
8410
8411         /* We might already have an instance of this template.
8412            The ARGS are for the surrounding class type, so the
8413            full args contain the tsubst'd args for the context,
8414            plus the innermost args from the template decl.  */
8415         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
8416           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
8417           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
8418         /* Because this is a template, the arguments will still be
8419            dependent, even after substitution.  If
8420            PROCESSING_TEMPLATE_DECL is not set, the dependency
8421            predicates will short-circuit.  */
8422         ++processing_template_decl;
8423         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
8424                                           complain, in_decl);
8425         --processing_template_decl;
8426         if (full_args == error_mark_node)
8427           return error_mark_node;
8428
8429         /* If this is a default template template argument,
8430            tsubst might not have changed anything.  */
8431         if (full_args == tmpl_args)
8432           return t;
8433
8434         hash = hash_tmpl_and_args (t, full_args);
8435         spec = retrieve_specialization (t, full_args, hash);
8436         if (spec != NULL_TREE)
8437           {
8438             r = spec;
8439             break;
8440           }
8441
8442         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
8443            original, but will record the current template arguments.
8444            We also create a new function declaration, which is just
8445            like the old one, but points to this new template, rather
8446            than the old one.  */
8447         r = copy_decl (t);
8448         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
8449         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
8450
8451         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_tree_list (t, args);
8452
8453         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
8454           {
8455             tree new_type;
8456             ++processing_template_decl;
8457             new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8458             --processing_template_decl;
8459             if (new_type == error_mark_node)
8460               return error_mark_node;
8461
8462             TREE_TYPE (r) = new_type;
8463             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
8464             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
8465             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
8466             DECL_CONTEXT (r) = TYPE_CONTEXT (new_type);
8467           }
8468         else
8469           {
8470             tree new_decl;
8471             ++processing_template_decl;
8472             new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8473             --processing_template_decl;
8474             if (new_decl == error_mark_node)
8475               return error_mark_node;
8476
8477             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
8478             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
8479             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
8480             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
8481             DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (new_decl);
8482           }
8483
8484         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
8485         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
8486         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
8487
8488         /* The template parameters for this new template are all the
8489            template parameters for the old template, except the
8490            outermost level of parameters.  */
8491         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
8492           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
8493                                    complain);
8494
8495         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
8496           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
8497
8498         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
8499           /* Record this non-type partial instantiation.  */
8500           register_specialization (r, t,
8501                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)),
8502                                    false, hash);
8503       }
8504       break;
8505
8506     case FUNCTION_DECL:
8507       {
8508         tree ctx;
8509         tree argvec = NULL_TREE;
8510         tree *friends;
8511         tree gen_tmpl;
8512         tree type;
8513         int member;
8514         int args_depth;
8515         int parms_depth;
8516
8517         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
8518         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
8519
8520         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
8521           {
8522             tree spec;
8523             bool dependent_p;
8524
8525             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
8526                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
8527                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
8528                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
8529             ++processing_template_decl;
8530             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
8531             --processing_template_decl;
8532             if (!dependent_p)
8533               return t;
8534
8535             /* Calculate the most general template of which R is a
8536                specialization, and the complete set of arguments used to
8537                specialize R.  */
8538             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
8539             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
8540                                            (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl)),
8541                                            args, complain, in_decl);
8542
8543             /* Check to see if we already have this specialization.  */
8544             hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
8545             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
8546
8547             if (spec)
8548               {
8549                 r = spec;
8550                 break;
8551               }
8552
8553             /* We can see more levels of arguments than parameters if
8554                there was a specialization of a member template, like
8555                this:
8556
8557                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
8558                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
8559
8560                Here, we'll be substituting into the specialization,
8561                because that's where we can find the code we actually
8562                want to generate, but we'll have enough arguments for
8563                the most general template.
8564
8565                We also deal with the peculiar case:
8566
8567                  template <class T> struct S {
8568                    template <class U> friend void f();
8569                  };
8570                  template <class U> void f() {}
8571                  template S<int>;
8572                  template void f<double>();
8573
8574                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
8575                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
8576                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
8577                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
8578                situations like:
8579
8580                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
8581                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
8582
8583                which we can spot because the pattern will be a
8584                specialization in this case.  */
8585             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
8586             parms_depth =
8587               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
8588             if (args_depth > parms_depth
8589                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
8590               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
8591           }
8592         else
8593           {
8594             /* This special case arises when we have something like this:
8595
8596                  template <class T> struct S {
8597                    friend void f<int>(int, double);
8598                  };
8599
8600                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
8601                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
8602                tsubst_friend_function, and we want only to create a
8603                new decl (R) with appropriate types so that we can call
8604                determine_specialization.  */
8605             gen_tmpl = NULL_TREE;
8606           }
8607
8608         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
8609           {
8610             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
8611               member = 2;
8612             else
8613               member = 1;
8614             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
8615                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
8616           }
8617         else
8618           {
8619             member = 0;
8620             ctx = DECL_CONTEXT (t);
8621           }
8622         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8623         if (type == error_mark_node)
8624           return error_mark_node;
8625
8626         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
8627            point, as they may not represent instantiations of this
8628            template, and in any case are considered separate under the
8629            discrete model.  */
8630         r = copy_decl (t);
8631         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
8632         TREE_TYPE (r) = type;
8633         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
8634         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
8635         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
8636         /* Leave DECL_INITIAL set on deleted instantiations.  */
8637         if (!DECL_DELETED_FN (r))
8638           DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
8639         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
8640
8641         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
8642           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
8643              case it's the name of one of the template's parameters.  */
8644           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
8645
8646         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
8647                                      complain, t);
8648         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
8649
8650         TREE_STATIC (r) = 0;
8651         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
8652         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
8653         /* If this is an instantiation of a function with internal
8654            linkage, we already know what object file linkage will be
8655            assigned to the instantiation.  */
8656         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
8657         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
8658         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
8659         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
8660         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
8661         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
8662         DECL_STRUCT_FUNCTION (r) = NULL;
8663         TREE_USED (r) = 0;
8664         /* We'll re-clone as appropriate in instantiate_template.  */
8665         DECL_CLONED_FUNCTION (r) = NULL_TREE;
8666
8667         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
8668            this in the special friend case mentioned above where
8669            GEN_TMPL is NULL.  */
8670         if (gen_tmpl)
8671           {
8672             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
8673               = tree_cons (gen_tmpl, argvec, NULL_TREE);
8674             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
8675             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
8676
8677             /* We're not supposed to instantiate default arguments
8678                until they are called, for a template.  But, for a
8679                declaration like:
8680
8681                  template <class T> void f ()
8682                  { extern void g(int i = T()); }
8683
8684                we should do the substitution when the template is
8685                instantiated.  We handle the member function case in
8686                instantiate_class_template since the default arguments
8687                might refer to other members of the class.  */
8688             if (!member
8689                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
8690                 && !uses_template_parms (argvec))
8691               tsubst_default_arguments (r);
8692           }
8693         else
8694           DECL_TEMPLATE_INFO (r) = NULL_TREE;
8695
8696         /* Copy the list of befriending classes.  */
8697         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
8698              *friends;
8699              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
8700           {
8701             *friends = copy_node (*friends);
8702             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
8703                                             args, complain,
8704                                             in_decl);
8705           }
8706
8707         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
8708           {
8709             maybe_retrofit_in_chrg (r);
8710             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
8711               grok_ctor_properties (ctx, r);
8712             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
8713                If it isn't, that'll be handled by
8714                clone_constructors_and_destructors.  */
8715             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
8716               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
8717           }
8718         else if (IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
8719                  && !grok_op_properties (r, (complain & tf_error) != 0))
8720           return error_mark_node;
8721
8722         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
8723           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
8724                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
8725                                             args, complain, in_decl));
8726
8727         /* Possibly limit visibility based on template args.  */
8728         DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
8729         if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
8730           {
8731             DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
8732             DECL_ATTRIBUTES (r)
8733               = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
8734           }
8735         determine_visibility (r);
8736
8737         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
8738                                         args, complain, in_decl);
8739       }
8740       break;
8741
8742     case PARM_DECL:
8743       {
8744         tree type = NULL_TREE;
8745         int i, len = 1;
8746         tree expanded_types = NULL_TREE;
8747         tree prev_r = NULL_TREE;
8748         tree first_r = NULL_TREE;
8749
8750         if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
8751           {
8752             /* If there is a local specialization that isn't a
8753                parameter pack, it means that we're doing a "simple"
8754                substitution from inside tsubst_pack_expansion. Just
8755                return the local specialization (which will be a single
8756                parm).  */
8757             tree spec = retrieve_local_specialization (t);
8758             if (spec 
8759                 && TREE_CODE (spec) == PARM_DECL
8760                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (spec)) != TYPE_PACK_EXPANSION)
8761               return spec;
8762
8763             /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
8764                the parameters in this function parameter pack.  */
8765             expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (t), args,
8766                                                     complain, in_decl);
8767             if (TREE_CODE (expanded_types) == TREE_VEC)
8768               {
8769                 len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
8770
8771                 /* Zero-length parameter packs are boring. Just substitute
8772                    into the chain.  */
8773                 if (len == 0)
8774                   return tsubst (TREE_CHAIN (t), args, complain, 
8775                                  TREE_CHAIN (t));
8776               }
8777             else
8778               {
8779                 /* All we did was update the type. Make a note of that.  */
8780                 type = expanded_types;
8781                 expanded_types = NULL_TREE;
8782               }
8783           }
8784
8785         /* Loop through all of the parameter's we'll build. When T is
8786            a function parameter pack, LEN is the number of expanded
8787            types in EXPANDED_TYPES; otherwise, LEN is 1.  */
8788         r = NULL_TREE;
8789         for (i = 0; i < len; ++i)
8790           {
8791             prev_r = r;
8792             r = copy_node (t);
8793             if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
8794               SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
8795
8796             if (expanded_types)
8797               /* We're on the Ith parameter of the function parameter
8798                  pack.  */
8799               {
8800                 /* Get the Ith type.  */
8801                 type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
8802
8803                 if (DECL_NAME (r))
8804                   /* Rename the parameter to include the index.  */
8805                   DECL_NAME (r) =
8806                     make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (r), i);
8807               }
8808             else if (!type)
8809               /* We're dealing with a normal parameter.  */
8810               type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8811
8812             type = type_decays_to (type);
8813             TREE_TYPE (r) = type;
8814             cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
8815
8816             if (DECL_INITIAL (r))
8817               {
8818                 if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
8819                   DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
8820                 else
8821                   DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
8822                                              complain, in_decl);
8823               }
8824
8825             DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
8826
8827             if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
8828               DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
8829
8830             apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
8831                                             args, complain, in_decl);
8832
8833             /* Keep track of the first new parameter we
8834                generate. That's what will be returned to the
8835                caller.  */
8836             if (!first_r)
8837               first_r = r;
8838
8839             /* Build a proper chain of parameters when substituting
8840                into a function parameter pack.  */
8841             if (prev_r)
8842               TREE_CHAIN (prev_r) = r;
8843           }
8844
8845         if (TREE_CHAIN (t))
8846           TREE_CHAIN (r) = tsubst (TREE_CHAIN (t), args,
8847                                    complain, TREE_CHAIN (t));
8848
8849         /* FIRST_R contains the start of the chain we've built.  */
8850         r = first_r;
8851       }
8852       break;
8853
8854     case FIELD_DECL:
8855       {
8856         tree type;
8857
8858         r = copy_decl (t);
8859         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8860         if (type == error_mark_node)
8861           return error_mark_node;
8862         TREE_TYPE (r) = type;
8863         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
8864
8865         /* DECL_INITIAL gives the number of bits in a bit-field.  */
8866         DECL_INITIAL (r)
8867           = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
8868                          complain, in_decl,
8869                          /*integral_constant_expression_p=*/true);
8870         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
8871            finish_member_declaration.  */
8872         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
8873         if (VOID_TYPE_P (type))
8874           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
8875
8876         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
8877                                         args, complain, in_decl);
8878       }
8879       break;
8880
8881     case USING_DECL:
8882       /* We reach here only for member using decls.  */
8883       if (DECL_DEPENDENT_P (t))
8884         {
8885           r = do_class_using_decl
8886             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
8887              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
8888           if (!r)
8889             r = error_mark_node;
8890           else
8891             {
8892               TREE_PROTECTED (r) = TREE_PROTECTED (t);
8893               TREE_PRIVATE (r) = TREE_PRIVATE (t);
8894             }
8895         }
8896       else
8897         {
8898           r = copy_node (t);
8899           TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
8900         }
8901       break;
8902
8903     case TYPE_DECL:
8904     case VAR_DECL:
8905       {
8906         tree argvec = NULL_TREE;
8907         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
8908         tree spec;
8909         tree tmpl = NULL_TREE;
8910         tree ctx;
8911         tree type = NULL_TREE;
8912         bool local_p;
8913
8914         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
8915             && t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
8916           {
8917             /* If this is the canonical decl, we don't have to
8918                mess with instantiations, and often we can't (for
8919                typename, template type parms and such).  Note that
8920                TYPE_NAME is not correct for the above test if
8921                we've copied the type for a typedef.  */
8922             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8923             if (type == error_mark_node)
8924               return error_mark_node;
8925             r = TYPE_NAME (type);
8926             break;
8927           }
8928
8929         /* Check to see if we already have the specialization we
8930            need.  */
8931         spec = NULL_TREE;
8932         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t) || DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
8933           {
8934             /* T is a static data member or namespace-scope entity.
8935                We have to substitute into namespace-scope variables
8936                (even though such entities are never templates) because
8937                of cases like:
8938                
8939                  template <class T> void f() { extern T t; }
8940
8941                where the entity referenced is not known until
8942                instantiation time.  */
8943             local_p = false;
8944             ctx = DECL_CONTEXT (t);
8945             if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
8946               {
8947                 ctx = tsubst_aggr_type (ctx, args,
8948                                         complain,
8949                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
8950                 /* If CTX is unchanged, then T is in fact the
8951                    specialization we want.  That situation occurs when
8952                    referencing a static data member within in its own
8953                    class.  We can use pointer equality, rather than
8954                    same_type_p, because DECL_CONTEXT is always
8955                    canonical.  */
8956                 if (ctx == DECL_CONTEXT (t))
8957                   spec = t;
8958               }
8959
8960             if (!spec)
8961               {
8962                 tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
8963                 gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
8964                 argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
8965                 hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
8966                 spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
8967               }
8968           }
8969         else
8970           {
8971             /* A local variable.  */
8972             local_p = true;
8973             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
8974             ctx = NULL_TREE;
8975             spec = retrieve_local_specialization (t);
8976           }
8977         /* If we already have the specialization we need, there is
8978            nothing more to do.  */ 
8979         if (spec)
8980           {
8981             r = spec;
8982             break;
8983           }
8984
8985         /* Create a new node for the specialization we need.  */
8986         r = copy_decl (t);
8987         if (type == NULL_TREE)
8988           type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8989         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
8990           {
8991             /* Even if the original location is out of scope, the
8992                newly substituted one is not.  */
8993             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
8994             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
8995             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (r) = 0;
8996             if (type == error_mark_node)
8997               return error_mark_node;
8998             if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
8999               {
9000                 /* It may seem that this case cannot occur, since:
9001
9002                      typedef void f();
9003                      void g() { f x; }
9004
9005                    declares a function, not a variable.  However:
9006       
9007                      typedef void f();
9008                      template <typename T> void g() { T t; }
9009                      template void g<f>();
9010
9011                    is an attempt to declare a variable with function
9012                    type.  */
9013                 error ("variable %qD has function type",
9014                        /* R is not yet sufficiently initialized, so we
9015                           just use its name.  */
9016                        DECL_NAME (r));
9017                 return error_mark_node;
9018               }
9019             type = complete_type (type);
9020             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
9021               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
9022             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
9023
9024             if (DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (t))
9025               {
9026                 tree ve = DECL_VALUE_EXPR (t);
9027                 ve = tsubst_expr (ve, args, complain, in_decl,
9028                                   /*constant_expression_p=*/false);
9029                 SET_DECL_VALUE_EXPR (r, ve);
9030               }
9031           }
9032         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
9033           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
9034         TREE_TYPE (r) = type;
9035         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
9036         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
9037         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
9038         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
9039         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
9040           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
9041         /* The initializer must not be expanded until it is required;
9042            see [temp.inst].  */
9043         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
9044         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
9045           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
9046         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
9047         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
9048           {
9049             /* Possibly limit visibility based on template args.  */
9050             DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
9051             if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
9052               {
9053                 DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
9054                 DECL_ATTRIBUTES (r)
9055                   = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
9056               }
9057             determine_visibility (r);
9058           }
9059         /* Preserve a typedef that names a type.  */
9060         else if (TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
9061                  && DECL_ORIGINAL_TYPE (t)
9062                  && type != error_mark_node)
9063           {
9064             DECL_ORIGINAL_TYPE (r) = tsubst (DECL_ORIGINAL_TYPE (t),
9065                                              args, complain, in_decl);
9066             TREE_TYPE (r) = type = build_variant_type_copy (type);
9067             TYPE_NAME (type) = r;
9068           }
9069
9070         if (!local_p)
9071           {
9072             /* A static data member declaration is always marked
9073                external when it is declared in-class, even if an
9074                initializer is present.  We mimic the non-template
9075                processing here.  */
9076             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
9077
9078             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
9079             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = tree_cons (tmpl, argvec, NULL_TREE);
9080             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
9081           }
9082         else
9083           register_local_specialization (r, t);
9084
9085         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9086
9087         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r),
9088                                         (int) ATTR_FLAG_TYPE_IN_PLACE,
9089                                         args, complain, in_decl);
9090         layout_decl (r, 0);
9091       }
9092       break;
9093
9094     default:
9095       gcc_unreachable ();
9096     }
9097
9098   /* Restore the file and line information.  */
9099   input_location = saved_loc;
9100
9101   return r;
9102 }
9103
9104 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
9105
9106 static tree
9107 tsubst_arg_types (tree arg_types,
9108                   tree args,
9109                   tsubst_flags_t complain,
9110                   tree in_decl)
9111 {
9112   tree remaining_arg_types;
9113   tree type = NULL_TREE;
9114   int i = 1;
9115   tree expanded_args = NULL_TREE;
9116   tree default_arg;
9117
9118   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
9119     return arg_types;
9120
9121   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
9122                                           args, complain, in_decl);
9123   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
9124     return error_mark_node;
9125
9126   if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (arg_types)))
9127     {
9128       /* For a pack expansion, perform substitution on the
9129          entire expression. Later on, we'll handle the arguments
9130          one-by-one.  */
9131       expanded_args = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (arg_types),
9132                                             args, complain, in_decl);
9133
9134       if (TREE_CODE (expanded_args) == TREE_VEC)
9135         /* So that we'll spin through the parameters, one by one.  */
9136         i = TREE_VEC_LENGTH (expanded_args);
9137       else
9138         {
9139           /* We only partially substituted into the parameter
9140              pack. Our type is TYPE_PACK_EXPANSION.  */
9141           type = expanded_args;
9142           expanded_args = NULL_TREE;
9143         }
9144     }
9145
9146   while (i > 0) {
9147     --i;
9148     
9149     if (expanded_args)
9150       type = TREE_VEC_ELT (expanded_args, i);
9151     else if (!type)
9152       type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
9153
9154     if (type == error_mark_node)
9155       return error_mark_node;
9156     if (VOID_TYPE_P (type))
9157       {
9158         if (complain & tf_error)
9159           {
9160             error ("invalid parameter type %qT", type);
9161             if (in_decl)
9162               error ("in declaration %q+D", in_decl);
9163           }
9164         return error_mark_node;
9165     }
9166     
9167     /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
9168        top-level qualifiers as required.  */
9169     type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
9170
9171     /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
9172        mandates that they be instantiated only when needed, which is
9173        done in build_over_call.  */
9174     default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
9175
9176     if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
9177       {
9178         /* We've instantiated a template before its default arguments
9179            have been parsed.  This can happen for a nested template
9180            class, and is not an error unless we require the default
9181            argument in a call of this function.  */
9182         remaining_arg_types = 
9183           tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
9184         VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), 
9185                        remaining_arg_types);
9186       }
9187     else
9188       remaining_arg_types = 
9189         hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
9190   }
9191         
9192   return remaining_arg_types;
9193 }
9194
9195 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
9196    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
9197    initial substitution of explicitly provided template parameters
9198    during argument deduction forbids substitution into the
9199    exception-specification:
9200
9201      [temp.deduct]
9202
9203      All references in the function type of the function template to  the
9204      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
9205      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
9206      in  the function type of the function template results in an invalid
9207      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
9208      exception specifications is done only when the function is instanti-
9209      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
9210      results in an invalid type.]  */
9211
9212 static tree
9213 tsubst_function_type (tree t,
9214                       tree args,
9215                       tsubst_flags_t complain,
9216                       tree in_decl)
9217 {
9218   tree return_type;
9219   tree arg_types;
9220   tree fntype;
9221
9222   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
9223   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
9224
9225   /* Substitute the return type.  */
9226   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9227   if (return_type == error_mark_node)
9228     return error_mark_node;
9229   /* The standard does not presently indicate that creation of a
9230      function type with an invalid return type is a deduction failure.
9231      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
9232      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
9233   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
9234       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
9235     {
9236       if (complain & tf_error)
9237         {
9238           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
9239             error ("function returning an array");
9240           else
9241             error ("function returning a function");
9242         }
9243       return error_mark_node;
9244     }
9245
9246   /* Substitute the argument types.  */
9247   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
9248                                 complain, in_decl);
9249   if (arg_types == error_mark_node)
9250     return error_mark_node;
9251
9252   /* Construct a new type node and return it.  */
9253   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
9254     fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
9255   else
9256     {
9257       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
9258       if (! MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
9259         {
9260           /* [temp.deduct]
9261
9262              Type deduction may fail for any of the following
9263              reasons:
9264
9265              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
9266              is not a class type.  */
9267           if (complain & tf_error)
9268             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
9269                       r);
9270           return error_mark_node;
9271         }
9272
9273       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
9274                                            TREE_CHAIN (arg_types));
9275     }
9276   fntype = cp_build_qualified_type_real (fntype, TYPE_QUALS (t), complain);
9277   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
9278
9279   return fntype;
9280 }
9281
9282 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
9283    ARGS into that specification, and return the substituted
9284    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
9285
9286 static tree
9287 tsubst_exception_specification (tree fntype,
9288                                 tree args,
9289                                 tsubst_flags_t complain,
9290                                 tree in_decl)
9291 {
9292   tree specs;
9293   tree new_specs;
9294
9295   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
9296   new_specs = NULL_TREE;
9297   if (specs)
9298     {
9299       if (! TREE_VALUE (specs))
9300         new_specs = specs;
9301       else
9302         while (specs)
9303           {
9304             tree spec;
9305             int i, len = 1;
9306             tree expanded_specs = NULL_TREE;
9307
9308             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (specs)))
9309               {
9310                 /* Expand the pack expansion type.  */
9311                 expanded_specs = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (specs),
9312                                                        args, complain,
9313                                                        in_decl);
9314
9315                 if (expanded_specs == error_mark_node)
9316                   return error_mark_node;
9317                 else if (TREE_CODE (expanded_specs) == TREE_VEC)
9318                   len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_specs);
9319                 else
9320                   {
9321                     /* We're substituting into a member template, so
9322                        we got a TYPE_PACK_EXPANSION back.  Add that
9323                        expansion and move on.  */
9324                     gcc_assert (TREE_CODE (expanded_specs) 
9325                                 == TYPE_PACK_EXPANSION);
9326                     new_specs = add_exception_specifier (new_specs,
9327                                                          expanded_specs,
9328                                                          complain);
9329                     specs = TREE_CHAIN (specs);
9330                     continue;
9331                   }
9332               }
9333
9334             for (i = 0; i < len; ++i)
9335               {
9336                 if (expanded_specs)
9337                   spec = TREE_VEC_ELT (expanded_specs, i);
9338                 else
9339                   spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
9340                 if (spec == error_mark_node)
9341                   return spec;
9342                 new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, 
9343                                                      complain);
9344               }
9345
9346             specs = TREE_CHAIN (specs);
9347           }
9348     }
9349   return new_specs;
9350 }
9351
9352 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
9353    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
9354    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
9355    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
9356    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
9357    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
9358    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
9359    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
9360    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
9361    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
9362    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
9363    yet.
9364
9365    This function is used for dealing with types, decls and the like;
9366    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
9367
9368 tree
9369 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
9370 {
9371   tree type, r;
9372
9373   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
9374       || t == integer_type_node
9375       || t == void_type_node
9376       || t == char_type_node
9377       || t == unknown_type_node
9378       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL)
9379     return t;
9380
9381   if (DECL_P (t))
9382     return tsubst_decl (t, args, complain);
9383
9384   if (args == NULL_TREE)
9385     return t;
9386
9387   if (TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE)
9388     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
9389   else
9390     type = TREE_TYPE (t);
9391
9392   gcc_assert (type != unknown_type_node);
9393
9394   /* Reuse typedefs.  We need to do this to handle dependent attributes,
9395      such as attribute aligned.  */
9396   if (TYPE_P (t)
9397       && TYPE_NAME (t)
9398       && TYPE_NAME (t) != TYPE_MAIN_DECL (t))
9399     {
9400       tree decl = TYPE_NAME (t);
9401       
9402       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
9403           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
9404           && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (decl)))
9405         {
9406           tree tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
9407           tree gen_args = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args, complain, in_decl);
9408           r = retrieve_specialization (tmpl, gen_args, 0);
9409         }
9410       else if (DECL_FUNCTION_SCOPE_P (decl)
9411                && DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
9412                && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (DECL_CONTEXT (decl))))
9413         r = retrieve_local_specialization (decl);
9414       else
9415         /* The typedef is from a non-template context.  */
9416         return t;
9417
9418       if (r)
9419         {
9420           r = TREE_TYPE (r);
9421           r = cp_build_qualified_type_real
9422             (r, cp_type_quals (t) | cp_type_quals (r),
9423              complain | tf_ignore_bad_quals);
9424           return r;
9425         }
9426       /* Else we must be instantiating the typedef, so fall through.  */
9427     }
9428
9429   if (type
9430       && TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE
9431       && TREE_CODE (t) != IDENTIFIER_NODE
9432       && TREE_CODE (t) != FUNCTION_TYPE
9433       && TREE_CODE (t) != METHOD_TYPE)
9434     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
9435   if (type == error_mark_node)
9436     return error_mark_node;
9437
9438   switch (TREE_CODE (t))
9439     {
9440     case RECORD_TYPE:
9441     case UNION_TYPE:
9442     case ENUMERAL_TYPE:
9443       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
9444                                /*entering_scope=*/0);
9445
9446     case ERROR_MARK:
9447     case IDENTIFIER_NODE:
9448     case VOID_TYPE:
9449     case REAL_TYPE:
9450     case COMPLEX_TYPE:
9451     case VECTOR_TYPE:
9452     case BOOLEAN_TYPE:
9453     case INTEGER_CST:
9454     case REAL_CST:
9455     case STRING_CST:
9456       return t;
9457
9458     case INTEGER_TYPE:
9459       if (t == integer_type_node)
9460         return t;
9461
9462       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
9463           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
9464         return t;
9465
9466       {
9467         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
9468
9469         max = tsubst_expr (omax, args, complain, in_decl,
9470                            /*integral_constant_expression_p=*/false);
9471
9472         /* Fix up type of the magic NOP_EXPR with TREE_SIDE_EFFECTS if
9473            needed.  */
9474         if (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR
9475             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax)
9476             && !TREE_TYPE (max))
9477           TREE_TYPE (max) = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (max, 0));
9478
9479         max = fold_decl_constant_value (max);
9480
9481         /* If we're in a partial instantiation, preserve the magic NOP_EXPR
9482            with TREE_SIDE_EFFECTS that indicates this is not an integral
9483            constant expression.  */
9484         if (processing_template_decl
9485             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax) && TREE_CODE (omax) == NOP_EXPR)
9486           {
9487             gcc_assert (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR);
9488             TREE_SIDE_EFFECTS (max) = 1;
9489           }
9490
9491         if (TREE_CODE (max) != INTEGER_CST
9492             && !at_function_scope_p ()
9493             && !TREE_SIDE_EFFECTS (max)
9494             && !value_dependent_expression_p (max))
9495           {
9496             if (complain & tf_error)
9497               error ("array bound is not an integer constant");
9498             return error_mark_node;
9499           }
9500
9501         /* [temp.deduct]
9502
9503            Type deduction may fail for any of the following
9504            reasons:
9505
9506              Attempting to create an array with a size that is
9507              zero or negative.  */
9508         if (integer_zerop (max) && !(complain & tf_error))
9509           /* We must fail if performing argument deduction (as
9510              indicated by the state of complain), so that
9511              another substitution can be found.  */
9512           return error_mark_node;
9513         else if (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST
9514                  && INT_CST_LT (max, integer_zero_node))
9515           {
9516             if (complain & tf_error)
9517               error ("creating array with negative size (%qE)", max);
9518
9519             return error_mark_node;
9520           }
9521
9522         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
9523       }
9524
9525     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
9526     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9527     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9528     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
9529       {
9530         int idx;
9531         int level;
9532         int levels;
9533         tree arg = NULL_TREE;
9534
9535         r = NULL_TREE;
9536
9537         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
9538         template_parm_level_and_index (t, &level, &idx); 
9539
9540         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
9541         if (level <= levels)
9542           {
9543             arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
9544
9545             if (arg && TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
9546               /* See through ARGUMENT_PACK_SELECT arguments. */
9547               arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (arg);
9548           }
9549
9550         if (arg == error_mark_node)
9551           return error_mark_node;
9552         else if (arg != NULL_TREE)
9553           {
9554             if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
9555               /* If ARG is an argument pack, we don't actually want to
9556                  perform a substitution here, because substitutions
9557                  for argument packs are only done
9558                  element-by-element. We can get to this point when
9559                  substituting the type of a non-type template
9560                  parameter pack, when that type actually contains
9561                  template parameter packs from an outer template, e.g.,
9562
9563                  template<typename... Types> struct A {
9564                    template<Types... Values> struct B { };
9565                  };  */
9566               return t;
9567
9568             if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
9569               {
9570                 int quals;
9571                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
9572
9573                 /* cv-quals from the template are discarded when
9574                    substituting in a function or reference type.  */
9575                 if (TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
9576                     || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE
9577                     || TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE)
9578                   quals = cp_type_quals (arg);
9579                 else
9580                   quals = cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t);
9581                   
9582                 return cp_build_qualified_type_real
9583                   (arg, quals, complain | tf_ignore_bad_quals);
9584               }
9585             else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9586               {
9587                 /* We are processing a type constructed from a
9588                    template template parameter.  */
9589                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
9590                                       args, complain, in_decl);
9591                 if (argvec == error_mark_node)
9592                   return error_mark_node;
9593
9594                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
9595                    are resolving nested-types in the signature of a
9596                    member function templates.  Otherwise ARG is a
9597                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
9598                    instantiated.  */
9599                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9600                   arg = TYPE_NAME (arg);
9601
9602                 r = lookup_template_class (arg,
9603                                            argvec, in_decl,
9604                                            DECL_CONTEXT (arg),
9605                                             /*entering_scope=*/0,
9606                                            complain);
9607                 return cp_build_qualified_type_real
9608                   (r, TYPE_QUALS (t), complain);
9609               }
9610             else
9611               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
9612               return arg;
9613           }
9614
9615         if (level == 1)
9616           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
9617              unify.  This means that we don't yet have any information
9618              about the template parameter in question.  */
9619           return t;
9620
9621         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
9622            more deeply nested template.  Make a new version of this
9623            template parameter, but with a lower level.  */
9624         switch (TREE_CODE (t))
9625           {
9626           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
9627           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9628           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9629             if (cp_type_quals (t))
9630               {
9631                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
9632                 r = cp_build_qualified_type_real
9633                   (r, cp_type_quals (t),
9634                    complain | (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9635                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
9636               }
9637             else
9638               {
9639                 r = copy_type (t);
9640                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
9641                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
9642                                                 r, levels, args, complain);
9643                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
9644                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
9645                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
9646                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
9647
9648                 if (TREE_CODE (r) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9649                   /* We have reduced the level of the template
9650                      template parameter, but not the levels of its
9651                      template parameters, so canonical_type_parameter
9652                      will not be able to find the canonical template
9653                      template parameter for this level. Thus, we
9654                      require structural equality checking to compare
9655                      TEMPLATE_TEMPLATE_PARMs. */
9656                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
9657                 else if (TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (t))
9658                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
9659                 else
9660                   TYPE_CANONICAL (r) = canonical_type_parameter (r);
9661
9662                 if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9663                   {
9664                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
9665                                           complain, in_decl);
9666                     if (argvec == error_mark_node)
9667                       return error_mark_node;
9668
9669                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
9670                       = tree_cons (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec, NULL_TREE);
9671                   }
9672               }
9673             break;
9674
9675           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
9676             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels, args, complain);
9677             break;
9678
9679           default:
9680             gcc_unreachable ();
9681           }
9682
9683         return r;
9684       }
9685
9686     case TREE_LIST:
9687       {
9688         tree purpose, value, chain;
9689
9690         if (t == void_list_node)
9691           return t;
9692
9693         purpose = TREE_PURPOSE (t);
9694         if (purpose)
9695           {
9696             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
9697             if (purpose == error_mark_node)
9698               return error_mark_node;
9699           }
9700         value = TREE_VALUE (t);
9701         if (value)
9702           {
9703             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
9704             if (value == error_mark_node)
9705               return error_mark_node;
9706           }
9707         chain = TREE_CHAIN (t);
9708         if (chain && chain != void_type_node)
9709           {
9710             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
9711             if (chain == error_mark_node)
9712               return error_mark_node;
9713           }
9714         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
9715             && value == TREE_VALUE (t)
9716             && chain == TREE_CHAIN (t))
9717           return t;
9718         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
9719       }
9720
9721     case TREE_BINFO:
9722       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
9723       gcc_unreachable ();
9724
9725     case TREE_VEC:
9726       /* A vector of template arguments.  */
9727       gcc_assert (!type);
9728       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
9729
9730     case POINTER_TYPE:
9731     case REFERENCE_TYPE:
9732       {
9733         enum tree_code code;
9734
9735         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
9736           return t;
9737
9738         code = TREE_CODE (t);
9739
9740
9741         /* [temp.deduct]
9742
9743            Type deduction may fail for any of the following
9744            reasons:
9745
9746            -- Attempting to create a pointer to reference type.
9747            -- Attempting to create a reference to a reference type or
9748               a reference to void.
9749
9750           Core issue 106 says that creating a reference to a reference
9751           during instantiation is no longer a cause for failure. We
9752           only enforce this check in strict C++98 mode.  */
9753         if ((TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
9754              && (((cxx_dialect == cxx98) && flag_iso) || code != REFERENCE_TYPE))
9755             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
9756           {
9757             static location_t last_loc;
9758
9759             /* We keep track of the last time we issued this error
9760                message to avoid spewing a ton of messages during a
9761                single bad template instantiation.  */
9762             if (complain & tf_error
9763                 && last_loc != input_location)
9764               {
9765                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
9766                   error ("forming reference to void");
9767                 else
9768                   error ("forming %s to reference type %qT",
9769                          (code == POINTER_TYPE) ? "pointer" : "reference",
9770                          type);
9771                 last_loc = input_location;
9772               }
9773
9774             return error_mark_node;
9775           }
9776         else if (code == POINTER_TYPE)
9777           {
9778             r = build_pointer_type (type);
9779             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
9780               r = build_ptrmemfunc_type (r);
9781           }
9782         else if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
9783           /* In C++0x, during template argument substitution, when there is an
9784              attempt to create a reference to a reference type, reference
9785              collapsing is applied as described in [14.3.1/4 temp.arg.type]:
9786
9787              "If a template-argument for a template-parameter T names a type
9788              that is a reference to a type A, an attempt to create the type
9789              'lvalue reference to cv T' creates the type 'lvalue reference to
9790              A,' while an attempt to create the type type rvalue reference to
9791              cv T' creates the type T"
9792           */
9793           r = cp_build_reference_type
9794               (TREE_TYPE (type),
9795                TYPE_REF_IS_RVALUE (t) && TYPE_REF_IS_RVALUE (type));
9796         else
9797           r = cp_build_reference_type (type, TYPE_REF_IS_RVALUE (t));
9798         r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
9799
9800         if (r != error_mark_node)
9801           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
9802           layout_type (r);
9803
9804         return r;
9805       }
9806     case OFFSET_TYPE:
9807       {
9808         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
9809         if (r == error_mark_node || !MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
9810           {
9811             /* [temp.deduct]
9812
9813                Type deduction may fail for any of the following
9814                reasons:
9815
9816                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
9817                   is not a class type.  */
9818             if (complain & tf_error)
9819               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
9820             return error_mark_node;
9821           }
9822         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
9823           {
9824             if (complain & tf_error)
9825               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
9826             return error_mark_node;
9827           }
9828         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
9829           {
9830             if (complain & tf_error)
9831               error ("creating pointer to member of type void");
9832             return error_mark_node;
9833           }
9834         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
9835         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
9836           {
9837             /* The type of the implicit object parameter gets its
9838                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
9839             tree method_type;
9840             tree this_type = cp_build_qualified_type (TYPE_MAIN_VARIANT (r),
9841                                                       cp_type_quals (type));
9842             tree memptr;
9843             method_type = build_method_type_directly (this_type,
9844                                                       TREE_TYPE (type),
9845                                                       TYPE_ARG_TYPES (type));
9846             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
9847             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
9848                                                  complain);
9849           }
9850         else
9851           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
9852                                                TYPE_QUALS (t),
9853                                                complain);
9854       }
9855     case FUNCTION_TYPE:
9856     case METHOD_TYPE:
9857       {
9858         tree fntype;
9859         tree specs;
9860         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
9861         if (fntype == error_mark_node)
9862           return error_mark_node;
9863
9864         /* Substitute the exception specification.  */
9865         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
9866                                                 in_decl);
9867         if (specs == error_mark_node)
9868           return error_mark_node;
9869         if (specs)
9870           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
9871         return fntype;
9872       }
9873     case ARRAY_TYPE:
9874       {
9875         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
9876         if (domain == error_mark_node)
9877           return error_mark_node;
9878
9879         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
9880            it will obviously be the same as T.  */
9881         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
9882           return t;
9883
9884         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
9885
9886            [temp.deduct]
9887
9888            The deduction may fail for any of the following reasons:
9889
9890            -- Attempting to create an array with an element type that
9891               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
9892               an abstract class type.  */
9893         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
9894             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
9895             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
9896           {
9897             if (complain & tf_error)
9898               error ("creating array of %qT", type);
9899             return error_mark_node;
9900           }
9901         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
9902           {
9903             if (complain & tf_error)
9904               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
9905                      type);
9906             return error_mark_node;
9907           }
9908
9909         r = build_cplus_array_type (type, domain);
9910
9911         if (TYPE_USER_ALIGN (t))
9912           {
9913             TYPE_ALIGN (r) = TYPE_ALIGN (t);
9914             TYPE_USER_ALIGN (r) = 1;
9915           }
9916
9917         return r;
9918       }
9919
9920     case PLUS_EXPR:
9921     case MINUS_EXPR:
9922       {
9923         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
9924         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
9925
9926         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
9927           return error_mark_node;
9928
9929         return fold_build2_loc (input_location,
9930                             TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e1, e2);
9931       }
9932
9933     case NEGATE_EXPR:
9934     case NOP_EXPR:
9935       {
9936         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
9937         if (e == error_mark_node)
9938           return error_mark_node;
9939
9940         return fold_build1_loc (input_location, TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e);
9941       }
9942
9943     case TYPENAME_TYPE:
9944       {
9945         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
9946                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
9947         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
9948                               complain, in_decl);
9949
9950         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
9951           return error_mark_node;
9952
9953         if (!MAYBE_CLASS_TYPE_P (ctx))
9954           {
9955             if (complain & tf_error)
9956               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
9957             return error_mark_node;
9958           }
9959         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
9960           {
9961             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
9962                have complete type in order to allow things like:
9963
9964                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
9965
9966                But, such constructs have already been resolved by this
9967                point, so here CTX really should have complete type, unless
9968                it's a partial instantiation.  */
9969             if (!(complain & tf_no_class_instantiations))
9970               ctx = complete_type (ctx);
9971             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
9972               {
9973                 if (complain & tf_error)
9974                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
9975                 return error_mark_node;
9976               }
9977           }
9978
9979         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
9980                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
9981         if (f == error_mark_node)
9982           return f;
9983         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
9984           {
9985             complain |= tf_ignore_bad_quals;
9986             f = TREE_TYPE (f);
9987           }
9988
9989         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
9990           {
9991             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
9992               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
9993                      t, f);
9994             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
9995               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
9996                      t, f);
9997           }
9998
9999         return cp_build_qualified_type_real
10000           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
10001       }
10002
10003     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
10004       {
10005         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
10006                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
10007         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
10008         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
10009
10010         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
10011           return error_mark_node;
10012
10013         if (parm_list)
10014           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
10015         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
10016       }
10017
10018     case INDIRECT_REF:
10019     case ADDR_EXPR:
10020     case CALL_EXPR:
10021       gcc_unreachable ();
10022
10023     case ARRAY_REF:
10024       {
10025         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10026         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl,
10027                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
10028         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
10029           return error_mark_node;
10030
10031         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
10032       }
10033
10034     case SCOPE_REF:
10035       {
10036         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10037         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
10038         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
10039           return error_mark_node;
10040
10041         return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
10042                                      e1, e2, QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
10043       }
10044
10045     case TYPEOF_TYPE:
10046       {
10047         tree type;
10048
10049         type = finish_typeof (tsubst_expr 
10050                               (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
10051                                complain, in_decl,
10052                                /*integral_constant_expression_p=*/false));
10053         return cp_build_qualified_type_real (type,
10054                                              cp_type_quals (t)
10055                                              | cp_type_quals (type),
10056                                              complain);
10057       }
10058
10059     case DECLTYPE_TYPE:
10060       {
10061         tree type;
10062
10063         ++cp_unevaluated_operand;
10064         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
10065
10066         type = tsubst_expr (DECLTYPE_TYPE_EXPR (t), args,
10067                             complain, in_decl,
10068                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
10069
10070         --cp_unevaluated_operand;
10071         --c_inhibit_evaluation_warnings;
10072
10073         type =
10074           finish_decltype_type (type,
10075                                 DECLTYPE_TYPE_ID_EXPR_OR_MEMBER_ACCESS_P (t));
10076         return cp_build_qualified_type_real (type,
10077                                              cp_type_quals (t)
10078                                              | cp_type_quals (type),
10079                                              complain);
10080       }
10081
10082     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
10083     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
10084       {
10085         tree r = make_node (TREE_CODE (t));
10086         tree packed_out = 
10087           tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (t), 
10088                                 args,
10089                                 complain,
10090                                 in_decl);
10091         SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (r, packed_out);
10092
10093         /* For template nontype argument packs, also substitute into
10094            the type.  */
10095         if (TREE_CODE (t) == NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
10096           TREE_TYPE (r) = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10097
10098         return r;
10099       }
10100       break;
10101
10102     default:
10103       sorry ("use of %qs in template",
10104              tree_code_name [(int) TREE_CODE (t)]);
10105       return error_mark_node;
10106     }
10107 }
10108
10109 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
10110    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
10111    operator.  */
10112
10113 static tree
10114 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
10115                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
10116 {
10117     tree name;
10118     tree qualifying_scope;
10119     tree fns;
10120     tree optype;
10121     tree template_args = 0;
10122     bool template_id_p = false;
10123
10124     /* A baselink indicates a function from a base class.  Both the
10125        BASELINK_ACCESS_BINFO and the base class referenced may
10126        indicate bases of the template class, rather than the
10127        instantiated class.  In addition, lookups that were not
10128        ambiguous before may be ambiguous now.  Therefore, we perform
10129        the lookup again.  */
10130     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
10131     qualifying_scope = tsubst (qualifying_scope, args,
10132                                complain, in_decl);
10133     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
10134     optype = BASELINK_OPTYPE (baselink);
10135     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
10136       {
10137         template_id_p = true;
10138         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
10139         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
10140         if (template_args)
10141           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
10142                                                 complain, in_decl);
10143       }
10144     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
10145     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
10146
10147     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
10148        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
10149        later by overload resolution will be marked as used at that
10150        point.)  */
10151     if (BASELINK_P (baselink))
10152       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
10153     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
10154       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
10155
10156     /* Add back the template arguments, if present.  */
10157     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
10158       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
10159         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
10160                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
10161                     template_args);
10162     /* Update the conversion operator type.  */
10163     BASELINK_OPTYPE (baselink) 
10164       = tsubst (optype, args, complain, in_decl);
10165
10166     if (!object_type)
10167       object_type = current_class_type;
10168     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
10169                                                    qualifying_scope,
10170                                                    object_type);
10171 }
10172
10173 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
10174    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
10175    itself; false if more of the postfix-expression follows the
10176    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
10177    of "&".  */
10178
10179 static tree
10180 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
10181                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
10182                      bool done, bool address_p)
10183 {
10184   tree expr;
10185   tree scope;
10186   tree name;
10187   bool is_template;
10188   tree template_args;
10189
10190   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
10191
10192   /* Figure out what name to look up.  */
10193   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
10194   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
10195     {
10196       is_template = true;
10197       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
10198       if (template_args)
10199         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
10200                                               complain, in_decl);
10201       name = TREE_OPERAND (name, 0);
10202     }
10203   else
10204     {
10205       is_template = false;
10206       template_args = NULL_TREE;
10207     }
10208
10209   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
10210      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
10211      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
10212      substituting will not help.  */
10213   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
10214   if (args)
10215     {
10216       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
10217       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
10218     }
10219   else
10220     expr = name;
10221
10222   if (dependent_type_p (scope))
10223     {
10224       tree type = NULL_TREE;
10225       if (DECL_P (expr) && !dependent_scope_p (scope))
10226         type = TREE_TYPE (expr);
10227       return build_qualified_name (type, scope, expr,
10228                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id));
10229     }
10230
10231   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
10232     {
10233       if (TREE_CODE (expr) == BIT_NOT_EXPR)
10234         {
10235           /* A BIT_NOT_EXPR is used to represent a destructor.  */
10236           if (!check_dtor_name (scope, TREE_OPERAND (expr, 0)))
10237             {
10238               error ("qualifying type %qT does not match destructor name ~%qT",
10239                      scope, TREE_OPERAND (expr, 0));
10240               expr = error_mark_node;
10241             }
10242           else
10243             expr = lookup_qualified_name (scope, complete_dtor_identifier,
10244                                           /*is_type_p=*/0, false);
10245         }
10246       else
10247         expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
10248       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
10249                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
10250         {
10251           if (complain & tf_error)
10252             {
10253               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
10254                      "instantiation yields a type", qualified_id);
10255               inform (input_location, "say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
10256             }
10257           return error_mark_node;
10258         }
10259     }
10260
10261   if (DECL_P (expr))
10262     {
10263       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
10264                                            scope);
10265       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
10266       mark_used (expr);
10267     }
10268
10269   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
10270     {
10271       if (complain & tf_error)
10272         qualified_name_lookup_error (scope,
10273                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
10274                                      expr, input_location);
10275       return error_mark_node;
10276     }
10277
10278   if (is_template)
10279     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
10280
10281   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
10282     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
10283                                  expr, input_location);
10284   else if (TYPE_P (scope))
10285     {
10286       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
10287               (expr, scope, current_class_type));
10288       expr = (finish_qualified_id_expr
10289               (scope, expr, done, address_p,
10290                QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id),
10291                /*template_arg_p=*/false));
10292     }
10293
10294   /* Expressions do not generally have reference type.  */
10295   if (TREE_CODE (expr) != SCOPE_REF
10296       /* However, if we're about to form a pointer-to-member, we just
10297          want the referenced member referenced.  */
10298       && TREE_CODE (expr) != OFFSET_REF)
10299     expr = convert_from_reference (expr);
10300
10301   return expr;
10302 }
10303
10304 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
10305    template parms; to finish processing the resultant expression, use
10306    tsubst_expr.  */
10307
10308 static tree
10309 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
10310 {
10311   enum tree_code code;
10312   tree r;
10313
10314   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node || args == NULL_TREE)
10315     return t;
10316
10317   code = TREE_CODE (t);
10318
10319   switch (code)
10320     {
10321     case PARM_DECL:
10322       r = retrieve_local_specialization (t);
10323
10324       if (r == NULL)
10325         {
10326           tree c;
10327           /* This can happen for a parameter name used later in a function
10328              declaration (such as in a late-specified return type).  Just
10329              make a dummy decl, since it's only used for its type.  */
10330           gcc_assert (cp_unevaluated_operand != 0);
10331           /* We copy T because want to tsubst the PARM_DECL only,
10332              not the following PARM_DECLs that are chained to T.  */
10333           c = copy_node (t);
10334           r = tsubst_decl (c, args, complain);
10335           /* Give it the template pattern as its context; its true context
10336              hasn't been instantiated yet and this is good enough for
10337              mangling.  */
10338           DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (t);
10339         }
10340       
10341       if (TREE_CODE (r) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
10342         r = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (r);
10343       mark_used (r);
10344       return r;
10345
10346     case CONST_DECL:
10347       {
10348         tree enum_type;
10349         tree v;
10350
10351         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
10352           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
10353         /* There is no need to substitute into namespace-scope
10354            enumerators.  */
10355         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
10356           return t;
10357         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
10358         if (args == NULL_TREE)
10359           return integral_constant_value (t);
10360
10361         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
10362            Consider:
10363
10364              template <int I> int f() {
10365              enum E { a = I };
10366              struct S { void g() { E e = a; } };
10367              };
10368
10369            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
10370            clever enough to find f<7>::a.  */
10371         enum_type
10372           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
10373                               /*entering_scope=*/0);
10374
10375         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
10376              v != NULL_TREE;
10377              v = TREE_CHAIN (v))
10378           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
10379             return TREE_VALUE (v);
10380
10381           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
10382              name-lookup found it during preliminary parsing, we
10383              should find it again here during instantiation.  */
10384         gcc_unreachable ();
10385       }
10386       return t;
10387
10388     case FIELD_DECL:
10389       if (DECL_CONTEXT (t))
10390         {
10391           tree ctx;
10392
10393           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
10394                                   /*entering_scope=*/1);
10395           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
10396             {
10397               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
10398               if (!r)
10399                 {
10400                   if (complain & tf_error)
10401                     error ("using invalid field %qD", t);
10402                   return error_mark_node;
10403                 }
10404               return r;
10405             }
10406         }
10407
10408       return t;
10409
10410     case VAR_DECL:
10411     case FUNCTION_DECL:
10412       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
10413           || local_variable_p (t))
10414         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
10415       mark_used (t);
10416       return t;
10417
10418     case BASELINK:
10419       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
10420
10421     case TEMPLATE_DECL:
10422       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
10423         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
10424                        args, complain, in_decl);
10425       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
10426         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
10427       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
10428                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
10429         {
10430           /* Template template argument like the following example need
10431              special treatment:
10432
10433                template <template <class> class TT> struct C {};
10434                template <class T> struct D {
10435                  template <class U> struct E {};
10436                  C<E> c;                                // #1
10437                };
10438                D<int> d;                                // #2
10439
10440              We are processing the template argument `E' in #1 for
10441              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
10442              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
10443              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
10444
10445           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
10446           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
10447         }
10448       else
10449         /* Ordinary template template argument.  */
10450         return t;
10451
10452     case CAST_EXPR:
10453     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
10454     case CONST_CAST_EXPR:
10455     case STATIC_CAST_EXPR:
10456     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
10457     case NOP_EXPR:
10458       return build1
10459         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
10460          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
10461
10462     case SIZEOF_EXPR:
10463       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
10464         {
10465           /* We only want to compute the number of arguments.  */
10466           tree expanded = tsubst_pack_expansion (TREE_OPERAND (t, 0), args,
10467                                                 complain, in_decl);
10468           int len = 0;
10469
10470           if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
10471             len = TREE_VEC_LENGTH (expanded);
10472
10473           if (expanded == error_mark_node)
10474             return error_mark_node;
10475           else if (PACK_EXPANSION_P (expanded)
10476                    || (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC
10477                        && len > 0
10478                        && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (expanded, len-1))))
10479             {
10480               if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
10481                 expanded = TREE_VEC_ELT (expanded, len - 1);
10482
10483               if (TYPE_P (expanded))
10484                 return cxx_sizeof_or_alignof_type (expanded, SIZEOF_EXPR, 
10485                                                    complain & tf_error);
10486               else
10487                 return cxx_sizeof_or_alignof_expr (expanded, SIZEOF_EXPR,
10488                                                    complain & tf_error);
10489             }
10490           else
10491             return build_int_cst (size_type_node, len);
10492         }
10493       /* Fall through */
10494
10495     case INDIRECT_REF:
10496     case NEGATE_EXPR:
10497     case TRUTH_NOT_EXPR:
10498     case BIT_NOT_EXPR:
10499     case ADDR_EXPR:
10500     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
10501     case ALIGNOF_EXPR:
10502     case ARROW_EXPR:
10503     case THROW_EXPR:
10504     case TYPEID_EXPR:
10505     case REALPART_EXPR:
10506     case IMAGPART_EXPR:
10507       return build1
10508         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
10509          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
10510
10511     case COMPONENT_REF:
10512       {
10513         tree object;
10514         tree name;
10515
10516         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10517         name = TREE_OPERAND (t, 1);
10518         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
10519           {
10520             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
10521                                 complain, in_decl);
10522             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
10523           }
10524         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
10525                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
10526           {
10527             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
10528                                      complain, in_decl);
10529             name = TREE_OPERAND (name, 1);
10530             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
10531                                 complain, in_decl);
10532             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
10533             name = build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
10534                                          base, name,
10535                                          /*template_p=*/false);
10536           }
10537         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
10538           name = tsubst_baselink (name,
10539                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
10540                                   args, complain,
10541                                   in_decl);
10542         else
10543           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
10544         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
10545       }
10546
10547     case PLUS_EXPR:
10548     case MINUS_EXPR:
10549     case MULT_EXPR:
10550     case TRUNC_DIV_EXPR:
10551     case CEIL_DIV_EXPR:
10552     case FLOOR_DIV_EXPR:
10553     case ROUND_DIV_EXPR:
10554     case EXACT_DIV_EXPR:
10555     case BIT_AND_EXPR:
10556     case BIT_IOR_EXPR:
10557     case BIT_XOR_EXPR:
10558     case TRUNC_MOD_EXPR:
10559     case FLOOR_MOD_EXPR:
10560     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
10561     case TRUTH_ORIF_EXPR:
10562     case TRUTH_AND_EXPR:
10563     case TRUTH_OR_EXPR:
10564     case RSHIFT_EXPR:
10565     case LSHIFT_EXPR:
10566     case RROTATE_EXPR:
10567     case LROTATE_EXPR:
10568     case EQ_EXPR:
10569     case NE_EXPR:
10570     case MAX_EXPR:
10571     case MIN_EXPR:
10572     case LE_EXPR:
10573     case GE_EXPR:
10574     case LT_EXPR:
10575     case GT_EXPR:
10576     case COMPOUND_EXPR:
10577     case DOTSTAR_EXPR:
10578     case MEMBER_REF:
10579     case PREDECREMENT_EXPR:
10580     case PREINCREMENT_EXPR:
10581     case POSTDECREMENT_EXPR:
10582     case POSTINCREMENT_EXPR:
10583       return build_nt
10584         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
10585          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
10586
10587     case SCOPE_REF:
10588       return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
10589                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0),
10590                                                 args, complain, in_decl),
10591                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1),
10592                                                 args, complain, in_decl),
10593                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
10594
10595     case ARRAY_REF:
10596       return build_nt
10597         (ARRAY_REF,
10598          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
10599          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
10600          NULL_TREE, NULL_TREE);
10601
10602     case CALL_EXPR:
10603       {
10604         int n = VL_EXP_OPERAND_LENGTH (t);
10605         tree result = build_vl_exp (CALL_EXPR, n);
10606         int i;
10607         for (i = 0; i < n; i++)
10608           TREE_OPERAND (t, i) = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, i), args,
10609                                              complain, in_decl);
10610         return result;
10611       }
10612
10613     case COND_EXPR:
10614     case MODOP_EXPR:
10615     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
10616       {
10617         r = build_nt
10618           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
10619            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
10620            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
10621         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
10622         return r;
10623       }
10624
10625     case NEW_EXPR:
10626       {
10627         r = build_nt
10628         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
10629          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
10630          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
10631         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
10632         return r;
10633       }
10634
10635     case DELETE_EXPR:
10636       {
10637         r = build_nt
10638         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
10639          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
10640         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
10641         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
10642         return r;
10643       }
10644
10645     case TEMPLATE_ID_EXPR:
10646       {
10647         /* Substituted template arguments */
10648         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
10649         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
10650
10651         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
10652         if (targs)
10653           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
10654
10655         return lookup_template_function (fn, targs);
10656       }
10657
10658     case TREE_LIST:
10659       {
10660         tree purpose, value, chain;
10661
10662         if (t == void_list_node)
10663           return t;
10664
10665         purpose = TREE_PURPOSE (t);
10666         if (purpose)
10667           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
10668         value = TREE_VALUE (t);
10669         if (value)
10670           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
10671         chain = TREE_CHAIN (t);
10672         if (chain && chain != void_type_node)
10673           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
10674         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
10675             && value == TREE_VALUE (t)
10676             && chain == TREE_CHAIN (t))
10677           return t;
10678         return tree_cons (purpose, value, chain);
10679       }
10680
10681     case RECORD_TYPE:
10682     case UNION_TYPE:
10683     case ENUMERAL_TYPE:
10684     case INTEGER_TYPE:
10685     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
10686     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10687     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10688     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10689     case POINTER_TYPE:
10690     case REFERENCE_TYPE:
10691     case OFFSET_TYPE:
10692     case FUNCTION_TYPE:
10693     case METHOD_TYPE:
10694     case ARRAY_TYPE:
10695     case TYPENAME_TYPE:
10696     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
10697     case TYPEOF_TYPE:
10698     case DECLTYPE_TYPE:
10699     case TYPE_DECL:
10700       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
10701
10702     case IDENTIFIER_NODE:
10703       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
10704         {
10705           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10706           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
10707         }
10708       else
10709         return t;
10710
10711     case CONSTRUCTOR:
10712       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
10713       gcc_unreachable ();
10714
10715     case VA_ARG_EXPR:
10716       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
10717                                           in_decl),
10718                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
10719
10720     case CLEANUP_POINT_EXPR:
10721       /* We shouldn't have built any of these during initial template
10722          generation.  Instead, they should be built during instantiation
10723          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
10724       gcc_unreachable ();
10725
10726     case OFFSET_REF:
10727       mark_used (TREE_OPERAND (t, 1));
10728       return t;
10729
10730     case EXPR_PACK_EXPANSION:
10731       error ("invalid use of pack expansion expression");
10732       return error_mark_node;
10733
10734     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
10735       error ("use %<...%> to expand argument pack");
10736       return error_mark_node;
10737
10738     default:
10739       return t;
10740     }
10741 }
10742
10743 /* Like tsubst_copy, but specifically for OpenMP clauses.  */
10744
10745 static tree
10746 tsubst_omp_clauses (tree clauses, tree args, tsubst_flags_t complain,
10747                     tree in_decl)
10748 {
10749   tree new_clauses = NULL, nc, oc;
10750
10751   for (oc = clauses; oc ; oc = OMP_CLAUSE_CHAIN (oc))
10752     {
10753       nc = copy_node (oc);
10754       OMP_CLAUSE_CHAIN (nc) = new_clauses;
10755       new_clauses = nc;
10756
10757       switch (OMP_CLAUSE_CODE (nc))
10758         {
10759         case OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE:
10760           if (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc))
10761             {
10762               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc) = push_stmt_list ();
10763               tsubst_expr (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc), args, complain,
10764                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
10765               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc)
10766                 = pop_stmt_list (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc));
10767             }
10768           /* FALLTHRU */
10769         case OMP_CLAUSE_PRIVATE:
10770         case OMP_CLAUSE_SHARED:
10771         case OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE:
10772         case OMP_CLAUSE_REDUCTION:
10773         case OMP_CLAUSE_COPYIN:
10774         case OMP_CLAUSE_COPYPRIVATE:
10775         case OMP_CLAUSE_IF:
10776         case OMP_CLAUSE_NUM_THREADS:
10777         case OMP_CLAUSE_SCHEDULE:
10778         case OMP_CLAUSE_COLLAPSE:
10779           OMP_CLAUSE_OPERAND (nc, 0)
10780             = tsubst_expr (OMP_CLAUSE_OPERAND (oc, 0), args, complain, 
10781                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
10782           break;
10783         case OMP_CLAUSE_NOWAIT:
10784         case OMP_CLAUSE_ORDERED:
10785         case OMP_CLAUSE_DEFAULT:
10786         case OMP_CLAUSE_UNTIED:
10787           break;
10788         default:
10789           gcc_unreachable ();
10790         }
10791     }
10792
10793   return finish_omp_clauses (nreverse (new_clauses));
10794 }
10795
10796 /* Like tsubst_copy_and_build, but unshare TREE_LIST nodes.  */
10797
10798 static tree
10799 tsubst_copy_asm_operands (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
10800                           tree in_decl)
10801 {
10802 #define RECUR(t) tsubst_copy_asm_operands (t, args, complain, in_decl)
10803
10804   tree purpose, value, chain;
10805
10806   if (t == NULL)
10807     return t;
10808
10809   if (TREE_CODE (t) != TREE_LIST)
10810     return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
10811                                   /*function_p=*/false,
10812                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
10813
10814   if (t == void_list_node)
10815     return t;
10816
10817   purpose = TREE_PURPOSE (t);
10818   if (purpose)
10819     purpose = RECUR (purpose);
10820   value = TREE_VALUE (t);
10821   if (value)
10822     value = RECUR (value);
10823   chain = TREE_CHAIN (t);
10824   if (chain && chain != void_type_node)
10825     chain = RECUR (chain);
10826   return tree_cons (purpose, value, chain);
10827 #undef RECUR
10828 }
10829
10830 /* Substitute one OMP_FOR iterator.  */
10831
10832 static void
10833 tsubst_omp_for_iterator (tree t, int i, tree declv, tree initv,
10834                          tree condv, tree incrv, tree *clauses,
10835                          tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
10836                          bool integral_constant_expression_p)
10837 {
10838 #define RECUR(NODE)                             \
10839   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
10840                integral_constant_expression_p)
10841   tree decl, init, cond, incr, auto_node;
10842
10843   init = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INIT (t), i);
10844   gcc_assert (TREE_CODE (init) == MODIFY_EXPR);
10845   decl = RECUR (TREE_OPERAND (init, 0));
10846   init = TREE_OPERAND (init, 1);
10847   auto_node = type_uses_auto (TREE_TYPE (decl));
10848   if (auto_node && init)
10849     {
10850       tree init_expr = init;
10851       if (TREE_CODE (init_expr) == DECL_EXPR)
10852         init_expr = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (init_expr));
10853       init_expr = RECUR (init_expr);
10854       TREE_TYPE (decl)
10855         = do_auto_deduction (TREE_TYPE (decl), init_expr, auto_node);
10856     }
10857   gcc_assert (!type_dependent_expression_p (decl));
10858
10859   if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
10860     {
10861       cond = RECUR (TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i));
10862       incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
10863       if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
10864         incr = build_x_modify_expr (RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NOP_EXPR,
10865                                     RECUR (TREE_OPERAND (incr, 1)),
10866                                     complain);
10867       else
10868         incr = RECUR (incr);
10869       TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
10870       TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
10871       TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
10872       TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
10873       return;
10874     }
10875
10876   if (init && TREE_CODE (init) != DECL_EXPR)
10877     {
10878       tree c;
10879       for (c = *clauses; c ; c = OMP_CLAUSE_CHAIN (c))
10880         {
10881           if ((OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_PRIVATE
10882                || OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE)
10883               && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
10884             break;
10885           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE
10886                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
10887             error ("iteration variable %qD should not be firstprivate", decl);
10888           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_REDUCTION
10889                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
10890             error ("iteration variable %qD should not be reduction", decl);
10891         }
10892       if (c == NULL)
10893         {
10894           c = build_omp_clause (input_location, OMP_CLAUSE_PRIVATE);
10895           OMP_CLAUSE_DECL (c) = decl;
10896           c = finish_omp_clauses (c);
10897           if (c)
10898             {
10899               OMP_CLAUSE_CHAIN (c) = *clauses;
10900               *clauses = c;
10901             }
10902         }
10903     }
10904   cond = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i);
10905   if (COMPARISON_CLASS_P (cond))
10906     cond = build2 (TREE_CODE (cond), boolean_type_node,
10907                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 0)),
10908                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 1)));
10909   else
10910     cond = RECUR (cond);
10911   incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
10912   switch (TREE_CODE (incr))
10913     {
10914     case PREINCREMENT_EXPR:
10915     case PREDECREMENT_EXPR:
10916     case POSTINCREMENT_EXPR:
10917     case POSTDECREMENT_EXPR:
10918       incr = build2 (TREE_CODE (incr), TREE_TYPE (decl),
10919                      RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NULL_TREE);
10920       break;
10921     case MODIFY_EXPR:
10922       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
10923           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
10924         {
10925           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 1);
10926           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
10927                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
10928                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
10929                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
10930                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
10931         }
10932       else
10933         incr = RECUR (incr);
10934       break;
10935     case MODOP_EXPR:
10936       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
10937           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
10938         {
10939           tree lhs = RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0));
10940           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl), lhs,
10941                          build2 (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)),
10942                                  TREE_TYPE (decl), lhs,
10943                                  RECUR (TREE_OPERAND (incr, 2))));
10944         }
10945       else if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == NOP_EXPR
10946                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == PLUS_EXPR
10947                    || (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == MINUS_EXPR)))
10948         {
10949           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 2);
10950           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
10951                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
10952                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
10953                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
10954                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
10955         }
10956       else
10957         incr = RECUR (incr);
10958       break;
10959     default:
10960       incr = RECUR (incr);
10961       break;
10962     }
10963
10964   TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
10965   TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
10966   TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
10967   TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
10968 #undef RECUR
10969 }
10970
10971 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
10972    processing.  */
10973
10974 static tree
10975 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
10976              bool integral_constant_expression_p)
10977 {
10978 #define RECUR(NODE)                             \
10979   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
10980                integral_constant_expression_p)
10981
10982   tree stmt, tmp;
10983
10984   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
10985     return t;
10986
10987   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
10988     input_location = EXPR_LOCATION (t);
10989   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
10990     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
10991
10992   switch (TREE_CODE (t))
10993     {
10994     case STATEMENT_LIST:
10995       {
10996         tree_stmt_iterator i;
10997         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
10998           RECUR (tsi_stmt (i));
10999         break;
11000       }
11001
11002     case CTOR_INITIALIZER:
11003       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
11004                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
11005       break;
11006
11007     case RETURN_EXPR:
11008       finish_return_stmt (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
11009       break;
11010
11011     case EXPR_STMT:
11012       tmp = RECUR (EXPR_STMT_EXPR (t));
11013       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
11014         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
11015       else
11016         finish_expr_stmt (tmp);
11017       break;
11018
11019     case USING_STMT:
11020       do_using_directive (RECUR (USING_STMT_NAMESPACE (t)));
11021       break;
11022
11023     case DECL_EXPR:
11024       {
11025         tree decl;
11026         tree init;
11027
11028         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
11029         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
11030           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
11031         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
11032           {
11033             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
11034             tree name = DECL_NAME (decl);
11035             tree decl;
11036
11037             scope = RECUR (scope);
11038             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
11039                                           /*is_type_p=*/false,
11040                                           /*complain=*/false);
11041             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
11042               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl, input_location);
11043             else
11044               do_local_using_decl (decl, scope, name);
11045           }
11046         else
11047           {
11048             init = DECL_INITIAL (decl);
11049             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
11050             if (decl != error_mark_node)
11051               {
11052                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
11053                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
11054                    handle local variables, and since we've already done
11055                    all that needs to be done, that's the right thing to
11056                    do.  */
11057                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11058                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
11059                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
11060                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
11061                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
11062                   finish_anon_union (decl);
11063                 else
11064                   {
11065                     maybe_push_decl (decl);
11066                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
11067                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
11068                       {
11069                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
11070                            initializer.  */
11071                         const char *const name
11072                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
11073                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
11074                       }
11075                     else
11076                       {
11077                         tree t = RECUR (init);
11078
11079                         if (init && !t)
11080                           /* If we had an initializer but it
11081                              instantiated to nothing,
11082                              value-initialize the object.  This will
11083                              only occur when the initializer was a
11084                              pack expansion where the parameter packs
11085                              used in that expansion were of length
11086                              zero.  */
11087                           init = build_value_init (TREE_TYPE (decl));
11088                         else
11089                           init = t;
11090                       }
11091
11092                     cp_finish_decl (decl, init, false, NULL_TREE, 0);
11093                   }
11094               }
11095           }
11096
11097         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
11098            clause of an if/for/while construct.  */
11099         return decl;
11100       }
11101
11102     case FOR_STMT:
11103       stmt = begin_for_stmt ();
11104                           RECUR (FOR_INIT_STMT (t));
11105       finish_for_init_stmt (stmt);
11106       tmp = RECUR (FOR_COND (t));
11107       finish_for_cond (tmp, stmt);
11108       tmp = RECUR (FOR_EXPR (t));
11109       finish_for_expr (tmp, stmt);
11110       RECUR (FOR_BODY (t));
11111       finish_for_stmt (stmt);
11112       break;
11113
11114     case WHILE_STMT:
11115       stmt = begin_while_stmt ();
11116       tmp = RECUR (WHILE_COND (t));
11117       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
11118       RECUR (WHILE_BODY (t));
11119       finish_while_stmt (stmt);
11120       break;
11121
11122     case DO_STMT:
11123       stmt = begin_do_stmt ();
11124       RECUR (DO_BODY (t));
11125       finish_do_body (stmt);
11126       tmp = RECUR (DO_COND (t));
11127       finish_do_stmt (tmp, stmt);
11128       break;
11129
11130     case IF_STMT:
11131       stmt = begin_if_stmt ();
11132       tmp = RECUR (IF_COND (t));
11133       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
11134       RECUR (THEN_CLAUSE (t));
11135       finish_then_clause (stmt);
11136
11137       if (ELSE_CLAUSE (t))
11138         {
11139           begin_else_clause (stmt);
11140           RECUR (ELSE_CLAUSE (t));
11141           finish_else_clause (stmt);
11142         }
11143
11144       finish_if_stmt (stmt);
11145       break;
11146
11147     case BIND_EXPR:
11148       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
11149         stmt = begin_function_body ();
11150       else
11151         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
11152                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
11153
11154       RECUR (BIND_EXPR_BODY (t));
11155
11156       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
11157         finish_function_body (stmt);
11158       else
11159         finish_compound_stmt (stmt);
11160       break;
11161
11162     case BREAK_STMT:
11163       finish_break_stmt ();
11164       break;
11165
11166     case CONTINUE_STMT:
11167       finish_continue_stmt ();
11168       break;
11169
11170     case SWITCH_STMT:
11171       stmt = begin_switch_stmt ();
11172       tmp = RECUR (SWITCH_STMT_COND (t));
11173       finish_switch_cond (tmp, stmt);
11174       RECUR (SWITCH_STMT_BODY (t));
11175       finish_switch_stmt (stmt);
11176       break;
11177
11178     case CASE_LABEL_EXPR:
11179       finish_case_label (EXPR_LOCATION (t),
11180                          RECUR (CASE_LOW (t)),
11181                          RECUR (CASE_HIGH (t)));
11182       break;
11183
11184     case LABEL_EXPR:
11185       {
11186         tree decl = LABEL_EXPR_LABEL (t);
11187         tree label;
11188
11189         label = finish_label_stmt (DECL_NAME (decl));
11190         if (DECL_ATTRIBUTES (decl) != NULL_TREE)
11191           cplus_decl_attributes (&label, DECL_ATTRIBUTES (decl), 0);
11192       }
11193       break;
11194
11195     case GOTO_EXPR:
11196       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
11197       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
11198         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
11199            non-computed gotos must not be; the identifier in question
11200            will have no binding.  */
11201         tmp = RECUR (tmp);
11202       else
11203         tmp = DECL_NAME (tmp);
11204       finish_goto_stmt (tmp);
11205       break;
11206
11207     case ASM_EXPR:
11208       tmp = finish_asm_stmt
11209         (ASM_VOLATILE_P (t),
11210          RECUR (ASM_STRING (t)),
11211          tsubst_copy_asm_operands (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
11212          tsubst_copy_asm_operands (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
11213          tsubst_copy_asm_operands (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl));
11214       {
11215         tree asm_expr = tmp;
11216         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
11217           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
11218         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
11219       }
11220       break;
11221
11222     case TRY_BLOCK:
11223       if (CLEANUP_P (t))
11224         {
11225           stmt = begin_try_block ();
11226           RECUR (TRY_STMTS (t));
11227           finish_cleanup_try_block (stmt);
11228           finish_cleanup (RECUR (TRY_HANDLERS (t)), stmt);
11229         }
11230       else
11231         {
11232           tree compound_stmt = NULL_TREE;
11233
11234           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11235             stmt = begin_function_try_block (&compound_stmt);
11236           else
11237             stmt = begin_try_block ();
11238
11239           RECUR (TRY_STMTS (t));
11240
11241           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11242             finish_function_try_block (stmt);
11243           else
11244             finish_try_block (stmt);
11245
11246           RECUR (TRY_HANDLERS (t));
11247           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11248             finish_function_handler_sequence (stmt, compound_stmt);
11249           else
11250             finish_handler_sequence (stmt);
11251         }
11252       break;
11253
11254     case HANDLER:
11255       {
11256         tree decl = HANDLER_PARMS (t);
11257
11258         if (decl)
11259           {
11260             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
11261             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
11262                this variable.  We've already done all that needs to be
11263                done.  */
11264             if (decl != error_mark_node)
11265               DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
11266           }
11267         stmt = begin_handler ();
11268         finish_handler_parms (decl, stmt);
11269         RECUR (HANDLER_BODY (t));
11270         finish_handler (stmt);
11271       }
11272       break;
11273
11274     case TAG_DEFN:
11275       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
11276       break;
11277
11278     case STATIC_ASSERT:
11279       {
11280         tree condition = 
11281           tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), 
11282                        args,
11283                        complain, in_decl,
11284                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
11285         finish_static_assert (condition,
11286                               STATIC_ASSERT_MESSAGE (t),
11287                               STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
11288                               /*member_p=*/false);
11289       }
11290       break;
11291
11292     case OMP_PARALLEL:
11293       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_PARALLEL_CLAUSES (t),
11294                                 args, complain, in_decl);
11295       stmt = begin_omp_parallel ();
11296       RECUR (OMP_PARALLEL_BODY (t));
11297       OMP_PARALLEL_COMBINED (finish_omp_parallel (tmp, stmt))
11298         = OMP_PARALLEL_COMBINED (t);
11299       break;
11300
11301     case OMP_TASK:
11302       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_TASK_CLAUSES (t),
11303                                 args, complain, in_decl);
11304       stmt = begin_omp_task ();
11305       RECUR (OMP_TASK_BODY (t));
11306       finish_omp_task (tmp, stmt);
11307       break;
11308
11309     case OMP_FOR:
11310       {
11311         tree clauses, body, pre_body;
11312         tree declv, initv, condv, incrv;
11313         int i;
11314
11315         clauses = tsubst_omp_clauses (OMP_FOR_CLAUSES (t),
11316                                       args, complain, in_decl);
11317         declv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11318         initv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11319         condv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11320         incrv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11321
11322         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)); i++)
11323           tsubst_omp_for_iterator (t, i, declv, initv, condv, incrv,
11324                                    &clauses, args, complain, in_decl,
11325                                    integral_constant_expression_p);
11326
11327         stmt = begin_omp_structured_block ();
11328
11329         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (initv); i++)
11330           if (TREE_VEC_ELT (initv, i) == NULL
11331               || TREE_CODE (TREE_VEC_ELT (initv, i)) != DECL_EXPR)
11332             TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
11333           else if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_VEC_ELT (initv, i))))
11334             {
11335               tree init = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
11336               gcc_assert (init == TREE_VEC_ELT (declv, i));
11337               TREE_VEC_ELT (initv, i) = NULL_TREE;
11338             }
11339           else
11340             {
11341               tree decl_expr = TREE_VEC_ELT (initv, i);
11342               tree init = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr));
11343               gcc_assert (init != NULL);
11344               TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (init);
11345               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = NULL;
11346               RECUR (decl_expr);
11347               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = init;
11348             }
11349
11350         pre_body = push_stmt_list ();
11351         RECUR (OMP_FOR_PRE_BODY (t));
11352         pre_body = pop_stmt_list (pre_body);
11353
11354         body = push_stmt_list ();
11355         RECUR (OMP_FOR_BODY (t));
11356         body = pop_stmt_list (body);
11357
11358         t = finish_omp_for (EXPR_LOCATION (t), declv, initv, condv, incrv,
11359                             body, pre_body, clauses);
11360
11361         add_stmt (finish_omp_structured_block (stmt));
11362       }
11363       break;
11364
11365     case OMP_SECTIONS:
11366     case OMP_SINGLE:
11367       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_CLAUSES (t), args, complain, in_decl);
11368       stmt = push_stmt_list ();
11369       RECUR (OMP_BODY (t));
11370       stmt = pop_stmt_list (stmt);
11371
11372       t = copy_node (t);
11373       OMP_BODY (t) = stmt;
11374       OMP_CLAUSES (t) = tmp;
11375       add_stmt (t);
11376       break;
11377
11378     case OMP_SECTION:
11379     case OMP_CRITICAL:
11380     case OMP_MASTER:
11381     case OMP_ORDERED:
11382       stmt = push_stmt_list ();
11383       RECUR (OMP_BODY (t));
11384       stmt = pop_stmt_list (stmt);
11385
11386       t = copy_node (t);
11387       OMP_BODY (t) = stmt;
11388       add_stmt (t);
11389       break;
11390
11391     case OMP_ATOMIC:
11392       gcc_assert (OMP_ATOMIC_DEPENDENT_P (t));
11393       {
11394         tree op1 = TREE_OPERAND (t, 1);
11395         tree lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
11396         tree rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 1));
11397         finish_omp_atomic (TREE_CODE (op1), lhs, rhs);
11398       }
11399       break;
11400
11401     case EXPR_PACK_EXPANSION:
11402       error ("invalid use of pack expansion expression");
11403       return error_mark_node;
11404
11405     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
11406       error ("use %<...%> to expand argument pack");
11407       return error_mark_node;
11408
11409     default:
11410       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
11411
11412       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
11413                                     /*function_p=*/false,
11414                                     integral_constant_expression_p);
11415     }
11416
11417   return NULL_TREE;
11418 #undef RECUR
11419 }
11420
11421 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
11422    call.  Return the substituted version of T.  */
11423
11424 static tree
11425 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
11426                                     tsubst_flags_t complain,
11427                                     tree in_decl)
11428 {
11429   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
11430     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
11431                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
11432   else
11433     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
11434                                /*function_p=*/false,
11435                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
11436
11437   return t;
11438 }
11439
11440 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
11441    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
11442
11443 tree
11444 tsubst_copy_and_build (tree t,
11445                        tree args,
11446                        tsubst_flags_t complain,
11447                        tree in_decl,
11448                        bool function_p,
11449                        bool integral_constant_expression_p)
11450 {
11451 #define RECUR(NODE)                                             \
11452   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl,         \
11453                          /*function_p=*/false,                  \
11454                          integral_constant_expression_p)
11455
11456   tree op1;
11457
11458   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
11459     return t;
11460
11461   switch (TREE_CODE (t))
11462     {
11463     case USING_DECL:
11464       t = DECL_NAME (t);
11465       /* Fall through.  */
11466     case IDENTIFIER_NODE:
11467       {
11468         tree decl;
11469         cp_id_kind idk;
11470         bool non_integral_constant_expression_p;
11471         const char *error_msg;
11472
11473         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
11474           {
11475             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
11476             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
11477           }
11478
11479         /* Look up the name.  */
11480         decl = lookup_name (t);
11481
11482         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
11483            failure, not NULL_TREE.  */
11484         if (decl == NULL_TREE)
11485           decl = error_mark_node;
11486
11487         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
11488                                      &idk,
11489                                      integral_constant_expression_p,
11490                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
11491                                      &non_integral_constant_expression_p,
11492                                      /*template_p=*/false,
11493                                      /*done=*/true,
11494                                      /*address_p=*/false,
11495                                      /*template_arg_p=*/false,
11496                                      &error_msg,
11497                                      input_location);
11498         if (error_msg)
11499           error (error_msg);
11500         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
11501           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
11502         return decl;
11503       }
11504
11505     case TEMPLATE_ID_EXPR:
11506       {
11507         tree object;
11508         tree templ = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
11509         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
11510
11511         if (targs)
11512           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
11513
11514         if (TREE_CODE (templ) == COMPONENT_REF)
11515           {
11516             object = TREE_OPERAND (templ, 0);
11517             templ = TREE_OPERAND (templ, 1);
11518           }
11519         else
11520           object = NULL_TREE;
11521         templ = lookup_template_function (templ, targs);
11522
11523         if (object)
11524           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (templ),
11525                          object, templ, NULL_TREE);
11526         else
11527           return baselink_for_fns (templ);
11528       }
11529
11530     case INDIRECT_REF:
11531       {
11532         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
11533
11534         if (REFERENCE_REF_P (t))
11535           {
11536             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
11537                such an indirect ref, but the substitution of the cast
11538                will have also added such an indirect ref.  */
11539             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
11540               r = convert_from_reference (r);
11541           }
11542         else
11543           r = build_x_indirect_ref (r, "unary *", complain);
11544         return r;
11545       }
11546
11547     case NOP_EXPR:
11548       return build_nop
11549         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
11550          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
11551
11552     case CAST_EXPR:
11553     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
11554     case CONST_CAST_EXPR:
11555     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
11556     case STATIC_CAST_EXPR:
11557       {
11558         tree type;
11559         tree op;
11560
11561         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
11562         if (integral_constant_expression_p
11563             && !cast_valid_in_integral_constant_expression_p (type))
11564           {
11565             if (complain & tf_error)
11566               error ("a cast to a type other than an integral or "
11567                      "enumeration type cannot appear in a constant-expression");
11568             return error_mark_node; 
11569           }
11570
11571         op = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
11572
11573         switch (TREE_CODE (t))
11574           {
11575           case CAST_EXPR:
11576             return build_functional_cast (type, op, complain);
11577           case REINTERPRET_CAST_EXPR:
11578             return build_reinterpret_cast (type, op, complain);
11579           case CONST_CAST_EXPR:
11580             return build_const_cast (type, op, complain);
11581           case DYNAMIC_CAST_EXPR:
11582             return build_dynamic_cast (type, op, complain);
11583           case STATIC_CAST_EXPR:
11584             return build_static_cast (type, op, complain);
11585           default:
11586             gcc_unreachable ();
11587           }
11588       }
11589
11590     case POSTDECREMENT_EXPR:
11591     case POSTINCREMENT_EXPR:
11592       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
11593                                                 args, complain, in_decl);
11594       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1, complain);
11595
11596     case PREDECREMENT_EXPR:
11597     case PREINCREMENT_EXPR:
11598     case NEGATE_EXPR:
11599     case BIT_NOT_EXPR:
11600     case ABS_EXPR:
11601     case TRUTH_NOT_EXPR:
11602     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
11603     case REALPART_EXPR:
11604     case IMAGPART_EXPR:
11605       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
11606                                complain);
11607
11608     case ADDR_EXPR:
11609       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
11610       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
11611         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
11612                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
11613       else
11614         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
11615                                                   in_decl);
11616       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
11617         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1),
11618                                           EXPR_LOCATION (op1));
11619       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1, complain);
11620
11621     case PLUS_EXPR:
11622     case MINUS_EXPR:
11623     case MULT_EXPR:
11624     case TRUNC_DIV_EXPR:
11625     case CEIL_DIV_EXPR:
11626     case FLOOR_DIV_EXPR:
11627     case ROUND_DIV_EXPR:
11628     case EXACT_DIV_EXPR:
11629     case BIT_AND_EXPR:
11630     case BIT_IOR_EXPR:
11631     case BIT_XOR_EXPR:
11632     case TRUNC_MOD_EXPR:
11633     case FLOOR_MOD_EXPR:
11634     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
11635     case TRUTH_ORIF_EXPR:
11636     case TRUTH_AND_EXPR:
11637     case TRUTH_OR_EXPR:
11638     case RSHIFT_EXPR:
11639     case LSHIFT_EXPR:
11640     case RROTATE_EXPR:
11641     case LROTATE_EXPR:
11642     case EQ_EXPR:
11643     case NE_EXPR:
11644     case MAX_EXPR:
11645     case MIN_EXPR:
11646     case LE_EXPR:
11647     case GE_EXPR:
11648     case LT_EXPR:
11649     case GT_EXPR:
11650     case MEMBER_REF:
11651     case DOTSTAR_EXPR:
11652       return build_x_binary_op
11653         (TREE_CODE (t),
11654          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
11655          (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 0))
11656           ? ERROR_MARK
11657           : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 0))),
11658          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
11659          (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 1))
11660           ? ERROR_MARK
11661           : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1))),
11662          /*overloaded_p=*/NULL,
11663          complain);
11664
11665     case SCOPE_REF:
11666       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
11667                                   /*address_p=*/false);
11668     case ARRAY_REF:
11669       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
11670                                                 args, complain, in_decl);
11671       return build_x_array_ref (op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)), complain);
11672
11673     case SIZEOF_EXPR:
11674       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
11675         return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
11676       /* Fall through */
11677       
11678     case ALIGNOF_EXPR:
11679       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
11680       if (!args)
11681         {
11682           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
11683              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
11684              the substitutions may not work.  */
11685           if (!TYPE_P (op1))
11686             op1 = TREE_TYPE (op1);
11687         }
11688       else
11689         {
11690           ++cp_unevaluated_operand;
11691           ++c_inhibit_evaluation_warnings;
11692           op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
11693                                        /*function_p=*/false,
11694                                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
11695           --cp_unevaluated_operand;
11696           --c_inhibit_evaluation_warnings;
11697         }
11698       if (TYPE_P (op1))
11699         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), 
11700                                            complain & tf_error);
11701       else
11702         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t), 
11703                                            complain & tf_error);
11704
11705     case MODOP_EXPR:
11706       {
11707         tree r = build_x_modify_expr
11708           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
11709            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
11710            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
11711            complain);
11712         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
11713            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
11714            than plain assignment.  In the former case, it was already
11715            set and must be copied.  In the latter case,
11716            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
11717            here.  */
11718         if (TREE_NO_WARNING (t))
11719           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
11720         return r;
11721       }
11722
11723     case ARROW_EXPR:
11724       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
11725                                                 args, complain, in_decl);
11726       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
11727       if (DECL_P (op1))
11728         mark_used (op1);
11729       return build_x_arrow (op1);
11730
11731     case NEW_EXPR:
11732       {
11733         tree placement = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
11734         tree init = RECUR (TREE_OPERAND (t, 3));
11735         VEC(tree,gc) *placement_vec;
11736         VEC(tree,gc) *init_vec;
11737         tree ret;
11738
11739         if (placement == NULL_TREE)
11740           placement_vec = NULL;
11741         else
11742           {
11743             placement_vec = make_tree_vector ();
11744             for (; placement != NULL_TREE; placement = TREE_CHAIN (placement))
11745               VEC_safe_push (tree, gc, placement_vec, TREE_VALUE (placement));
11746           }
11747
11748         /* If there was an initializer in the original tree, but it
11749            instantiated to an empty list, then we should pass a
11750            non-NULL empty vector to tell build_new that it was an
11751            empty initializer() rather than no initializer.  This can
11752            only happen when the initializer is a pack expansion whose
11753            parameter packs are of length zero.  */
11754         if (init == NULL_TREE && TREE_OPERAND (t, 3) == NULL_TREE)
11755           init_vec = NULL;
11756         else
11757           {
11758             init_vec = make_tree_vector ();
11759             if (init == void_zero_node)
11760               gcc_assert (init_vec != NULL);
11761             else
11762               {
11763                 for (; init != NULL_TREE; init = TREE_CHAIN (init))
11764                   VEC_safe_push (tree, gc, init_vec, TREE_VALUE (init));
11765               }
11766           }
11767
11768         ret = build_new (&placement_vec,
11769                          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
11770                          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
11771                          &init_vec,
11772                          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t),
11773                          complain);
11774
11775         if (placement_vec != NULL)
11776           release_tree_vector (placement_vec);
11777         if (init_vec != NULL)
11778           release_tree_vector (init_vec);
11779
11780         return ret;
11781       }
11782
11783     case DELETE_EXPR:
11784      return delete_sanity
11785        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
11786         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
11787         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
11788         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
11789
11790     case COMPOUND_EXPR:
11791       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
11792                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
11793                                     complain);
11794
11795     case CALL_EXPR:
11796       {
11797         tree function;
11798         VEC(tree,gc) *call_args;
11799         unsigned int nargs, i;
11800         bool qualified_p;
11801         bool koenig_p;
11802         tree ret;
11803
11804         function = CALL_EXPR_FN (t);
11805         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
11806            not Koenig lookup should be performed.  */
11807         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
11808         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
11809           {
11810             qualified_p = true;
11811             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
11812                                             /*done=*/false,
11813                                             /*address_p=*/false);
11814           }
11815         else
11816           {
11817             if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
11818               {
11819                 tree op = TREE_OPERAND (function, 1);
11820
11821                 qualified_p = (TREE_CODE (op) == SCOPE_REF
11822                                || (BASELINK_P (op)
11823                                    && BASELINK_QUALIFIED_P (op)));
11824               }
11825             else
11826               qualified_p = false;
11827
11828             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
11829                                               in_decl,
11830                                               !qualified_p,
11831                                               integral_constant_expression_p);
11832
11833             if (BASELINK_P (function))
11834               qualified_p = true;
11835           }
11836
11837         nargs = call_expr_nargs (t);
11838         call_args = make_tree_vector ();
11839         for (i = 0; i < nargs; ++i)
11840           {
11841             tree arg = CALL_EXPR_ARG (t, i);
11842
11843             if (!PACK_EXPANSION_P (arg))
11844               VEC_safe_push (tree, gc, call_args,
11845                              RECUR (CALL_EXPR_ARG (t, i)));
11846             else
11847               {
11848                 /* Expand the pack expansion and push each entry onto
11849                    CALL_ARGS.  */
11850                 arg = tsubst_pack_expansion (arg, args, complain, in_decl);
11851                 if (TREE_CODE (arg) == TREE_VEC)
11852                   {
11853                     unsigned int len, j;
11854
11855                     len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
11856                     for (j = 0; j < len; ++j)
11857                       {
11858                         tree value = TREE_VEC_ELT (arg, j);
11859                         if (value != NULL_TREE)
11860                           value = convert_from_reference (value);
11861                         VEC_safe_push (tree, gc, call_args, value);
11862                       }
11863                   }
11864                 else
11865                   {
11866                     /* A partial substitution.  Add one entry.  */
11867                     VEC_safe_push (tree, gc, call_args, arg);
11868                   }
11869               }
11870           }
11871
11872         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
11873            lookup finds a non-function, in accordance with the
11874            expected resolution of DR 218.  */
11875         if (koenig_p
11876             && ((is_overloaded_fn (function)
11877                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
11878                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
11879                     to denote the function.  */
11880                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
11881                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
11882             /* Only do this when substitution turns a dependent call
11883                into a non-dependent call.  */
11884             && type_dependent_expression_p_push (t)
11885             && !any_type_dependent_arguments_p (call_args))
11886           function = perform_koenig_lookup (function, call_args);
11887
11888         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
11889           {
11890             unqualified_name_lookup_error (function);
11891             release_tree_vector (call_args);
11892             return error_mark_node;
11893           }
11894
11895         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
11896         if (DECL_P (function))
11897           mark_used (function);
11898
11899         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
11900           ret = build_offset_ref_call_from_tree (function, &call_args);
11901         else if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
11902           {
11903             if (!BASELINK_P (TREE_OPERAND (function, 1)))
11904               ret = finish_call_expr (function, &call_args,
11905                                        /*disallow_virtual=*/false,
11906                                        /*koenig_p=*/false,
11907                                        complain);
11908             else
11909               ret = (build_new_method_call
11910                       (TREE_OPERAND (function, 0),
11911                        TREE_OPERAND (function, 1),
11912                        &call_args, NULL_TREE,
11913                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL,
11914                        /*fn_p=*/NULL,
11915                        complain));
11916           }
11917         else
11918           ret = finish_call_expr (function, &call_args,
11919                                   /*disallow_virtual=*/qualified_p,
11920                                   koenig_p,
11921                                   complain);
11922
11923         release_tree_vector (call_args);
11924
11925         return ret;
11926       }
11927
11928     case COND_EXPR:
11929       return build_x_conditional_expr
11930         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
11931          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
11932          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
11933          complain);
11934
11935     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
11936       return finish_pseudo_destructor_expr
11937         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
11938          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
11939          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
11940
11941     case TREE_LIST:
11942       {
11943         tree purpose, value, chain;
11944
11945         if (t == void_list_node)
11946           return t;
11947
11948         if ((TREE_PURPOSE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_PURPOSE (t)))
11949             || (TREE_VALUE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (t))))
11950           {
11951             /* We have pack expansions, so expand those and
11952                create a new list out of it.  */
11953             tree purposevec = NULL_TREE;
11954             tree valuevec = NULL_TREE;
11955             tree chain;
11956             int i, len = -1;
11957
11958             /* Expand the argument expressions.  */
11959             if (TREE_PURPOSE (t))
11960               purposevec = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), args,
11961                                                  complain, in_decl);
11962             if (TREE_VALUE (t))
11963               valuevec = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (t), args,
11964                                                complain, in_decl);
11965
11966             /* Build the rest of the list.  */
11967             chain = TREE_CHAIN (t);
11968             if (chain && chain != void_type_node)
11969               chain = RECUR (chain);
11970
11971             /* Determine the number of arguments.  */
11972             if (purposevec && TREE_CODE (purposevec) == TREE_VEC)
11973               {
11974                 len = TREE_VEC_LENGTH (purposevec);
11975                 gcc_assert (!valuevec || len == TREE_VEC_LENGTH (valuevec));
11976               }
11977             else if (TREE_CODE (valuevec) == TREE_VEC)
11978               len = TREE_VEC_LENGTH (valuevec);
11979             else
11980               {
11981                 /* Since we only performed a partial substitution into
11982                    the argument pack, we only return a single list
11983                    node.  */
11984                 if (purposevec == TREE_PURPOSE (t)
11985                     && valuevec == TREE_VALUE (t)
11986                     && chain == TREE_CHAIN (t))
11987                   return t;
11988
11989                 return tree_cons (purposevec, valuevec, chain);
11990               }
11991             
11992             /* Convert the argument vectors into a TREE_LIST */
11993             i = len;
11994             while (i > 0)
11995               {
11996                 /* Grab the Ith values.  */
11997                 i--;
11998                 purpose = purposevec ? TREE_VEC_ELT (purposevec, i) 
11999                                      : NULL_TREE;
12000                 value 
12001                   = valuevec ? convert_from_reference (TREE_VEC_ELT (valuevec, i)) 
12002                              : NULL_TREE;
12003
12004                 /* Build the list (backwards).  */
12005                 chain = tree_cons (purpose, value, chain);
12006               }
12007
12008             return chain;
12009           }
12010
12011         purpose = TREE_PURPOSE (t);
12012         if (purpose)
12013           purpose = RECUR (purpose);
12014         value = TREE_VALUE (t);
12015         if (value)
12016           value = RECUR (value);
12017         chain = TREE_CHAIN (t);
12018         if (chain && chain != void_type_node)
12019           chain = RECUR (chain);
12020         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
12021             && value == TREE_VALUE (t)
12022             && chain == TREE_CHAIN (t))
12023           return t;
12024         return tree_cons (purpose, value, chain);
12025       }
12026
12027     case COMPONENT_REF:
12028       {
12029         tree object;
12030         tree object_type;
12031         tree member;
12032
12033         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12034                                                      args, complain, in_decl);
12035         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
12036         if (DECL_P (object))
12037           mark_used (object);
12038         object_type = TREE_TYPE (object);
12039
12040         member = TREE_OPERAND (t, 1);
12041         if (BASELINK_P (member))
12042           member = tsubst_baselink (member,
12043                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
12044                                     args, complain, in_decl);
12045         else
12046           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
12047         if (member == error_mark_node)
12048           return error_mark_node;
12049
12050         if (object_type && !CLASS_TYPE_P (object_type))
12051           {
12052             if (SCALAR_TYPE_P (object_type))
12053               {
12054                 tree s = NULL_TREE;
12055                 tree dtor = member;
12056
12057                 if (TREE_CODE (dtor) == SCOPE_REF)
12058                   {
12059                     s = TREE_OPERAND (dtor, 0);
12060                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 1);
12061                   }
12062                 if (TREE_CODE (dtor) == BIT_NOT_EXPR)
12063                   {
12064                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 0);
12065                     if (TYPE_P (dtor))
12066                       return finish_pseudo_destructor_expr (object, s, dtor);
12067                   }
12068               }
12069           }
12070         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
12071                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12072           {
12073             tree tmpl;
12074             tree args;
12075
12076             /* Lookup the template functions now that we know what the
12077                scope is.  */
12078             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
12079             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
12080             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl,
12081                                             /*is_type_p=*/false,
12082                                             /*complain=*/false);
12083             if (BASELINK_P (member))
12084               {
12085                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
12086                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
12087                               args);
12088                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
12089                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
12090                            object_type));
12091               }
12092             else
12093               {
12094                 qualified_name_lookup_error (object_type, tmpl, member,
12095                                              input_location);
12096                 return error_mark_node;
12097               }
12098           }
12099         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
12100                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
12101                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
12102           {
12103             if (complain & tf_error)
12104               {
12105                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
12106                   error ("%qT is not a class or namespace",
12107                          TREE_OPERAND (member, 0));
12108                 else
12109                   error ("%qD is not a class or namespace",
12110                          TREE_OPERAND (member, 0));
12111               }
12112             return error_mark_node;
12113           }
12114         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
12115           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
12116
12117         return finish_class_member_access_expr (object, member,
12118                                                 /*template_p=*/false,
12119                                                 complain);
12120       }
12121
12122     case THROW_EXPR:
12123       return build_throw
12124         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12125
12126     case CONSTRUCTOR:
12127       {
12128         VEC(constructor_elt,gc) *n;
12129         constructor_elt *ce;
12130         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
12131         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12132         bool process_index_p;
12133         int newlen;
12134         bool need_copy_p = false;
12135         tree r;
12136
12137         if (type == error_mark_node)
12138           return error_mark_node;
12139
12140         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
12141         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
12142           return t;
12143
12144         /* We do not want to process the index of aggregate
12145            initializers as they are identifier nodes which will be
12146            looked up by digest_init.  */
12147         process_index_p = !(type && MAYBE_CLASS_TYPE_P (type));
12148
12149         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
12150         newlen = VEC_length (constructor_elt, n);
12151         for (idx = 0; VEC_iterate (constructor_elt, n, idx, ce); idx++)
12152           {
12153             if (ce->index && process_index_p)
12154               ce->index = RECUR (ce->index);
12155
12156             if (PACK_EXPANSION_P (ce->value))
12157               {
12158                 /* Substitute into the pack expansion.  */
12159                 ce->value = tsubst_pack_expansion (ce->value, args, complain,
12160                                                   in_decl);
12161
12162                 if (ce->value == error_mark_node)
12163                   ;
12164                 else if (TREE_VEC_LENGTH (ce->value) == 1)
12165                   /* Just move the argument into place.  */
12166                   ce->value = TREE_VEC_ELT (ce->value, 0);
12167                 else
12168                   {
12169                     /* Update the length of the final CONSTRUCTOR
12170                        arguments vector, and note that we will need to
12171                        copy.*/
12172                     newlen = newlen + TREE_VEC_LENGTH (ce->value) - 1;
12173                     need_copy_p = true;
12174                   }
12175               }
12176             else
12177               ce->value = RECUR (ce->value);
12178           }
12179
12180         if (need_copy_p)
12181           {
12182             VEC(constructor_elt,gc) *old_n = n;
12183
12184             n = VEC_alloc (constructor_elt, gc, newlen);
12185             for (idx = 0; VEC_iterate (constructor_elt, old_n, idx, ce); 
12186                  idx++)
12187               {
12188                 if (TREE_CODE (ce->value) == TREE_VEC)
12189                   {
12190                     int i, len = TREE_VEC_LENGTH (ce->value);
12191                     for (i = 0; i < len; ++i)
12192                       CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0,
12193                                               TREE_VEC_ELT (ce->value, i));
12194                   }
12195                 else
12196                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0, ce->value);
12197               }
12198           }
12199
12200         r = build_constructor (init_list_type_node, n);
12201         CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (r) = CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (t);
12202
12203         if (TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t))
12204           return finish_compound_literal (type, r);
12205
12206         return r;
12207       }
12208
12209     case TYPEID_EXPR:
12210       {
12211         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12212         if (TYPE_P (operand_0))
12213           return get_typeid (operand_0);
12214         return build_typeid (operand_0);
12215       }
12216
12217     case VAR_DECL:
12218       if (!args)
12219         return t;
12220       /* Fall through */
12221
12222     case PARM_DECL:
12223       {
12224         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12225
12226         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
12227           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
12228              the appropriate INDIRECT_REF.  */
12229           r = convert_from_reference (r);
12230         return r;
12231       }
12232
12233     case VA_ARG_EXPR:
12234       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12235                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain,
12236                                           in_decl));
12237
12238     case OFFSETOF_EXPR:
12239       return finish_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12240
12241     case TRAIT_EXPR:
12242       {
12243         tree type1 = tsubst_copy (TRAIT_EXPR_TYPE1 (t), args,
12244                                   complain, in_decl);
12245
12246         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (t);
12247         if (type2)
12248           type2 = tsubst_copy (type2, args, complain, in_decl);
12249         
12250         return finish_trait_expr (TRAIT_EXPR_KIND (t), type1, type2);
12251       }
12252
12253     case STMT_EXPR:
12254       {
12255         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
12256         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
12257
12258         cur_stmt_expr = stmt_expr;
12259         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl,
12260                      integral_constant_expression_p);
12261         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
12262         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
12263
12264         return stmt_expr;
12265       }
12266
12267     case CONST_DECL:
12268       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12269       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
12270          to their underlying values.  */
12271       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
12272         {
12273           used_types_insert (TREE_TYPE (t));
12274           return DECL_INITIAL (t);
12275         }
12276       return t;
12277
12278     default:
12279       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
12280       {
12281         tree subst
12282           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
12283                                          in_decl, /*function_p=*/false);
12284         if (subst)
12285           return subst;
12286       }
12287       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12288     }
12289
12290 #undef RECUR
12291 }
12292
12293 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
12294    make sure that the type is not variably modified. For non-type arguments,
12295    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
12296    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
12297
12298 static bool
12299 check_instantiated_arg (tree tmpl, tree t, tsubst_flags_t complain)
12300 {
12301   if (ARGUMENT_PACK_P (t))
12302     {
12303       tree vec = ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
12304       int len = TREE_VEC_LENGTH (vec);
12305       bool result = false;
12306       int i;
12307
12308       for (i = 0; i < len; ++i)
12309         if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (vec, i), complain))
12310           result = true;
12311       return result;
12312     }
12313   else if (TYPE_P (t))
12314     {
12315       if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
12316         {
12317           if (complain & tf_error)
12318             error ("%qT is a variably modified type", t);
12319           return true;
12320         }
12321     }
12322   /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
12323      constant.  */
12324   else if (TREE_TYPE (t)
12325            && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
12326            && !TREE_CONSTANT (t))
12327     {
12328       if (complain & tf_error)
12329         error ("integral expression %qE is not constant", t);
12330       return true;
12331     }
12332   return false;
12333 }
12334
12335 static bool
12336 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
12337 {
12338   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
12339   bool result = false;
12340
12341   for (ix = 0; ix != len; ix++)
12342     {
12343       if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (args, ix), complain))
12344         result = true;
12345     }
12346   if (result && (complain & tf_error))
12347     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
12348   return result;
12349 }
12350
12351 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
12352    the template arguments in TARG_PTR.  */
12353
12354 tree
12355 instantiate_template (tree tmpl, tree orig_args, tsubst_flags_t complain)
12356 {
12357   tree targ_ptr = orig_args;
12358   tree fndecl;
12359   tree gen_tmpl;
12360   tree spec;
12361   HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
12362
12363   if (tmpl == error_mark_node)
12364     return error_mark_node;
12365
12366   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
12367
12368   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
12369   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
12370     {
12371       tree spec;
12372       tree clone;
12373
12374       /* Use DECL_ABSTRACT_ORIGIN because only FUNCTION_DECLs have
12375          DECL_CLONED_FUNCTION.  */
12376       spec = instantiate_template (DECL_ABSTRACT_ORIGIN (tmpl),
12377                                    targ_ptr, complain);
12378       if (spec == error_mark_node)
12379         return error_mark_node;
12380
12381       /* Look for the clone.  */
12382       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
12383         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
12384           return clone;
12385       /* We should always have found the clone by now.  */
12386       gcc_unreachable ();
12387       return NULL_TREE;
12388     }
12389
12390   /* Check to see if we already have this specialization.  */
12391   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
12392   if (tmpl != gen_tmpl)
12393     /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
12394        arguments we must add the arguments used to perform the
12395        partial instantiation.  */
12396     targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
12397                                             targ_ptr);
12398
12399   /* It would be nice to avoid hashing here and then again in tsubst_decl,
12400      but it doesn't seem to be on the hot path.  */
12401   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr, 0);
12402
12403   gcc_assert (tmpl == gen_tmpl
12404               || ((fndecl = retrieve_specialization (tmpl, orig_args, 0))
12405                   == spec)
12406               || fndecl == NULL_TREE);
12407
12408   if (spec != NULL_TREE)
12409     return spec;
12410
12411   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
12412                                complain))
12413     return error_mark_node;
12414
12415   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
12416      parameters and return types have to be checked.  However this
12417      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
12418      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
12419      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
12420   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
12421
12422   /* Although PROCESSING_TEMPLATE_DECL may be true at this point
12423      (because, for example, we have encountered a non-dependent
12424      function call in the body of a template function and must now
12425      determine which of several overloaded functions will be called),
12426      within the instantiation itself we are not processing a
12427      template.  */  
12428   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
12429   processing_template_decl = 0;
12430   /* Substitute template parameters to obtain the specialization.  */
12431   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
12432                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
12433   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
12434   if (fndecl == error_mark_node)
12435     return error_mark_node;
12436
12437   /* Now we know the specialization, compute access previously
12438      deferred.  */
12439   push_access_scope (fndecl);
12440
12441   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
12442      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
12443      added to the template at parsing time. Let's get those and perfom
12444      the acces checks then.  */
12445   perform_typedefs_access_check (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl), targ_ptr);
12446   perform_deferred_access_checks ();
12447   pop_access_scope (fndecl);
12448   pop_deferring_access_checks ();
12449
12450   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
12451      template, not the most general template.  */
12452   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
12453
12454   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
12455      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
12456      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
12457      instantiating the template clones.  */
12458   if (TREE_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (TREE_CHAIN (gen_tmpl)))
12459     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
12460
12461   return fndecl;
12462 }
12463
12464 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  ARGS is an array with
12465    NARGS elements of the arguments that are being used when calling
12466    it.  TARGS is a vector into which the deduced template arguments
12467    are placed.
12468
12469    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
12470    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
12471    printed only for an incomplete match.
12472
12473    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
12474    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
12475
12476    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
12477    template-id.
12478
12479    The parameter STRICT is one of:
12480
12481    DEDUCE_CALL:
12482      We are deducing arguments for a function call, as in
12483      [temp.deduct.call].
12484
12485    DEDUCE_CONV:
12486      We are deducing arguments for a conversion function, as in
12487      [temp.deduct.conv].
12488
12489    DEDUCE_EXACT:
12490      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
12491      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
12492      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
12493      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
12494
12495 int
12496 fn_type_unification (tree fn,
12497                      tree explicit_targs,
12498                      tree targs,
12499                      const tree *args,
12500                      unsigned int nargs,
12501                      tree return_type,
12502                      unification_kind_t strict,
12503                      int flags)
12504 {
12505   tree parms;
12506   tree fntype;
12507   int result;
12508   bool incomplete_argument_packs_p = false;
12509
12510   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
12511
12512   fntype = TREE_TYPE (fn);
12513   if (explicit_targs)
12514     {
12515       /* [temp.deduct]
12516
12517          The specified template arguments must match the template
12518          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
12519          must not be more arguments than there are parameters;
12520          otherwise type deduction fails.
12521
12522          Nontype arguments must match the types of the corresponding
12523          nontype template parameters, or must be convertible to the
12524          types of the corresponding nontype parameters as specified in
12525          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
12526
12527          All references in the function type of the function template
12528          to the corresponding template parameters are replaced by the
12529          specified template argument values.  If a substitution in a
12530          template parameter or in the function type of the function
12531          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
12532       tree tparms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn);
12533       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
12534       tree converted_args;
12535       bool incomplete = false;
12536
12537       if (explicit_targs == error_mark_node)
12538         return 1;
12539
12540       converted_args
12541         = (coerce_template_parms (tparms, explicit_targs, NULL_TREE, tf_none,
12542                                   /*require_all_args=*/false,
12543                                   /*use_default_args=*/false));
12544       if (converted_args == error_mark_node)
12545         return 1;
12546
12547       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
12548          necessary so that, for instance, explicitly declared function
12549          arguments can match null pointed constants.  If we were given
12550          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
12551          processing during substitution as we could create partial
12552          instantiations.  */
12553       for (i = 0; i < len; i++)
12554         {
12555           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
12556           bool parameter_pack = false;
12557
12558           /* Dig out the actual parm.  */
12559           if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
12560               || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
12561             {
12562               parm = TREE_TYPE (parm);
12563               parameter_pack = TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm);
12564             }
12565           else if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
12566             {
12567               parm = DECL_INITIAL (parm);
12568               parameter_pack = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm);
12569             }
12570
12571           if (parameter_pack)
12572             {
12573               int level, idx;
12574               tree targ;
12575               template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
12576
12577               /* Mark the argument pack as "incomplete". We could
12578                  still deduce more arguments during unification.  */
12579               targ = TMPL_ARG (converted_args, level, idx);
12580               if (targ)
12581                 {
12582                   ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P(targ) = 1;
12583                   ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (targ) 
12584                     = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
12585                 }
12586
12587               /* We have some incomplete argument packs.  */
12588               incomplete_argument_packs_p = true;
12589             }
12590         }
12591
12592       if (incomplete_argument_packs_p)
12593         /* Any substitution is guaranteed to be incomplete if there
12594            are incomplete argument packs, because we can still deduce
12595            more arguments.  */
12596         incomplete = 1;
12597       else
12598         incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
12599
12600       processing_template_decl += incomplete;
12601       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
12602       processing_template_decl -= incomplete;
12603
12604       if (fntype == error_mark_node)
12605         return 1;
12606
12607       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
12608       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
12609         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
12610     }
12611
12612   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
12613   parms = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (fntype));
12614
12615   if (return_type)
12616     {
12617       tree *new_args;
12618
12619       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
12620       new_args = XALLOCAVEC (tree, nargs + 1);
12621       new_args[0] = return_type;
12622       memcpy (new_args + 1, args, nargs * sizeof (tree));
12623       args = new_args;
12624       ++nargs;
12625     }
12626
12627   /* We allow incomplete unification without an error message here
12628      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
12629      callers must be ready to deal with unification failures in any
12630      event.  */
12631   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
12632                                   targs, parms, args, nargs, /*subr=*/0,
12633                                   strict, flags);
12634
12635   if (result == 0 && incomplete_argument_packs_p)
12636     {
12637       int i, len = NUM_TMPL_ARGS (targs);
12638
12639       /* Clear the "incomplete" flags on all argument packs.  */
12640       for (i = 0; i < len; i++)
12641         {
12642           tree arg = TREE_VEC_ELT (targs, i);
12643           if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
12644             {
12645               ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg) = 0;
12646               ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (arg) = NULL_TREE;
12647             }
12648         }
12649     }
12650
12651   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
12652      ensure that the arguments deduced for the template template
12653      parameters have compatible template parameter lists.  We cannot
12654      check this property before we have deduced all template
12655      arguments, because the template parameter types of a template
12656      template parameter might depend on prior template parameters
12657      deduced after the template template parameter.  The following
12658      ill-formed example illustrates this issue:
12659
12660        template<typename T, template<T> class C> void f(C<5>, T);
12661
12662        template<int N> struct X {};
12663
12664        void g() {
12665          f(X<5>(), 5l); // error: template argument deduction fails
12666        }
12667
12668      The template parameter list of 'C' depends on the template type
12669      parameter 'T', but 'C' is deduced to 'X' before 'T' is deduced to
12670      'long'.  Thus, we can't check that 'C' cannot bind to 'X' at the
12671      time that we deduce 'C'.  */
12672   if (result == 0
12673       && !template_template_parm_bindings_ok_p 
12674            (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), targs))
12675     return 1;
12676
12677   if (result == 0)
12678     /* All is well so far.  Now, check:
12679
12680        [temp.deduct]
12681
12682        When all template arguments have been deduced, all uses of
12683        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
12684        the corresponding deduced argument values.  If the
12685        substitution results in an invalid type, as described above,
12686        type deduction fails.  */
12687     {
12688       tree substed = tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE);
12689       if (substed == error_mark_node)
12690         return 1;
12691
12692       /* If we're looking for an exact match, check that what we got
12693          is indeed an exact match.  It might not be if some template
12694          parameters are used in non-deduced contexts.  */
12695       if (strict == DEDUCE_EXACT)
12696         {
12697           unsigned int i;
12698
12699           tree sarg
12700             = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (substed));
12701           if (return_type)
12702             sarg = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (substed), sarg);
12703           for (i = 0; i < nargs && sarg; ++i, sarg = TREE_CHAIN (sarg))
12704             if (!same_type_p (args[i], TREE_VALUE (sarg)))
12705               return 1;
12706         }
12707     }
12708
12709   return result;
12710 }
12711
12712 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
12713    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
12714    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
12715    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
12716    the argument passed to the call, or the type of the value
12717    initialized with the result of the conversion function.
12718    ARG_EXPR is the original argument expression, which may be null.  */
12719
12720 static int
12721 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
12722                                   tree* parm,
12723                                   tree* arg,
12724                                   tree arg_expr)
12725 {
12726   int result = 0;
12727
12728   switch (strict)
12729     {
12730     case DEDUCE_CALL:
12731       break;
12732
12733     case DEDUCE_CONV:
12734       {
12735         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
12736            function; the handling is precisely symmetric since PARM
12737            will initialize ARG rather than vice versa.  */
12738         tree* temp = parm;
12739         parm = arg;
12740         arg = temp;
12741         break;
12742       }
12743
12744     case DEDUCE_EXACT:
12745       /* There is nothing to do in this case.  */
12746       return 0;
12747
12748     default:
12749       gcc_unreachable ();
12750     }
12751
12752   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
12753     {
12754       /* [temp.deduct.call]
12755
12756          If P is not a reference type:
12757
12758          --If A is an array type, the pointer type produced by the
12759          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
12760          used in place of A for type deduction; otherwise,
12761
12762          --If A is a function type, the pointer type produced by
12763          the function-to-pointer standard conversion
12764          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
12765          otherwise,
12766
12767          --If A is a cv-qualified type, the top level
12768          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
12769          deduction.  */
12770       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
12771         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
12772       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
12773         *arg = build_pointer_type (*arg);
12774       else
12775         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
12776     }
12777
12778   /* From C++0x [14.8.2.1/3 temp.deduct.call] (after DR606), "If P is
12779      of the form T&&, where T is a template parameter, and the argument
12780      is an lvalue, T is deduced as A& */
12781   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
12782       && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
12783       && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
12784       && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
12785       && arg_expr && real_lvalue_p (arg_expr))
12786     *arg = build_reference_type (*arg);
12787
12788   /* [temp.deduct.call]
12789
12790      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
12791      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
12792      reference type, the type referred to by P is used for
12793      type deduction.  */
12794   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
12795   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
12796     {
12797       *parm = TREE_TYPE (*parm);
12798       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
12799     }
12800
12801   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
12802      too (which has been swapped into ARG).  */
12803   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
12804     *arg = TREE_TYPE (*arg);
12805
12806   return result;
12807 }
12808
12809 /* Most parms like fn_type_unification.
12810
12811    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
12812    arguments of a function or method parameter of a function
12813    template). */
12814
12815 static int
12816 type_unification_real (tree tparms,
12817                        tree targs,
12818                        tree xparms,
12819                        const tree *xargs,
12820                        unsigned int xnargs,
12821                        int subr,
12822                        unification_kind_t strict,
12823                        int flags)
12824 {
12825   tree parm, arg, arg_expr;
12826   int i;
12827   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
12828   int sub_strict;
12829   int saw_undeduced = 0;
12830   tree parms;
12831   const tree *args;
12832   unsigned int nargs;
12833   unsigned int ia;
12834
12835   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
12836   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
12837   gcc_assert (ntparms > 0);
12838
12839   switch (strict)
12840     {
12841     case DEDUCE_CALL:
12842       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
12843                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
12844       break;
12845
12846     case DEDUCE_CONV:
12847       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
12848       break;
12849
12850     case DEDUCE_EXACT:
12851       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
12852       break;
12853
12854     default:
12855       gcc_unreachable ();
12856     }
12857
12858  again:
12859   parms = xparms;
12860   args = xargs;
12861   nargs = xnargs;
12862
12863   ia = 0;
12864   while (parms && parms != void_list_node
12865          && ia < nargs)
12866     {
12867       if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parms)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
12868         break;
12869
12870       parm = TREE_VALUE (parms);
12871       parms = TREE_CHAIN (parms);
12872       arg = args[ia];
12873       ++ia;
12874       arg_expr = NULL;
12875
12876       if (arg == error_mark_node)
12877         return 1;
12878       if (arg == unknown_type_node)
12879         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
12880            template args from other function args.  */
12881         continue;
12882
12883       /* Conversions will be performed on a function argument that
12884          corresponds with a function parameter that contains only
12885          non-deducible template parameters and explicitly specified
12886          template parameters.  */
12887       if (!uses_template_parms (parm))
12888         {
12889           tree type;
12890
12891           if (!TYPE_P (arg))
12892             type = TREE_TYPE (arg);
12893           else
12894             type = arg;
12895
12896           if (same_type_p (parm, type))
12897             continue;
12898           if (strict != DEDUCE_EXACT
12899               && can_convert_arg (parm, type, TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg,
12900                                   flags))
12901             continue;
12902
12903           return 1;
12904         }
12905
12906       if (!TYPE_P (arg))
12907         {
12908           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
12909           if (type_unknown_p (arg))
12910             {
12911               /* [temp.deduct.type] 
12912
12913                  A template-argument can be deduced from a pointer to
12914                  function or pointer to member function argument if
12915                  the set of overloaded functions does not contain
12916                  function templates and at most one of a set of
12917                  overloaded functions provides a unique match.  */
12918               if (resolve_overloaded_unification
12919                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict))
12920                 continue;
12921
12922               return 1;
12923             }
12924           arg_expr = arg;
12925           arg = unlowered_expr_type (arg);
12926           if (arg == error_mark_node)
12927             return 1;
12928         }
12929
12930       {
12931         int arg_strict = sub_strict;
12932
12933         if (!subr)
12934           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg,
12935                                                           arg_expr);
12936
12937         if (arg == init_list_type_node && arg_expr)
12938           arg = arg_expr;
12939         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
12940           return 1;
12941       }
12942     }
12943
12944
12945   if (parms 
12946       && parms != void_list_node
12947       && TREE_CODE (TREE_VALUE (parms)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
12948     {
12949       /* Unify the remaining arguments with the pack expansion type.  */
12950       tree argvec;
12951       tree parmvec = make_tree_vec (1);
12952
12953       /* Allocate a TREE_VEC and copy in all of the arguments */ 
12954       argvec = make_tree_vec (nargs - ia);
12955       for (i = 0; ia < nargs; ++ia, ++i)
12956         TREE_VEC_ELT (argvec, i) = args[ia];
12957
12958       /* Copy the parameter into parmvec.  */
12959       TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = TREE_VALUE (parms);
12960       if (unify_pack_expansion (tparms, targs, parmvec, argvec, strict,
12961                                 /*call_args_p=*/true, /*subr=*/subr))
12962         return 1;
12963
12964       /* Advance to the end of the list of parameters.  */
12965       parms = TREE_CHAIN (parms);
12966     }
12967
12968   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
12969      are present, and the parm list isn't variadic.  */
12970   if (ia < nargs && parms == void_list_node)
12971     return 1;
12972   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
12973   if (parms && parms != void_list_node
12974       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
12975     return 1;
12976
12977   if (!subr)
12978     for (i = 0; i < ntparms; i++)
12979       if (!TREE_VEC_ELT (targs, i))
12980         {
12981           tree tparm;
12982
12983           if (TREE_VEC_ELT (tparms, i) == error_mark_node)
12984             continue;
12985
12986           tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
12987
12988           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
12989              a type parameter, try another pass; its type may have been
12990              deduced from a later argument than the one from which
12991              this parameter can be deduced.  */
12992           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
12993               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
12994               && !saw_undeduced++)
12995             goto again;
12996
12997           /* Core issue #226 (C++0x) [temp.deduct]:
12998
12999                If a template argument has not been deduced, its
13000                default template argument, if any, is used. 
13001
13002              When we are in C++98 mode, TREE_PURPOSE will either
13003              be NULL_TREE or ERROR_MARK_NODE, so we do not need
13004              to explicitly check cxx_dialect here.  */
13005           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i)))
13006             {
13007               tree arg = tsubst_template_arg
13008                                 (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i)),
13009                                  targs, tf_none, NULL_TREE);
13010               if (arg == error_mark_node)
13011                 return 1;
13012               else
13013                 {
13014                   TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
13015                   continue;
13016                 }
13017             }
13018
13019           /* If the type parameter is a parameter pack, then it will
13020              be deduced to an empty parameter pack.  */
13021           if (template_parameter_pack_p (tparm))
13022             {
13023               tree arg;
13024
13025               if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
13026                 {
13027                   arg = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
13028                   TREE_TYPE (arg)  = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (tparm));
13029                   TREE_CONSTANT (arg) = 1;
13030                 }
13031               else
13032                 arg = make_node (TYPE_ARGUMENT_PACK);
13033
13034               SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (arg, make_tree_vec (0));
13035
13036               TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
13037               continue;
13038             }
13039
13040           return 2;
13041         }
13042
13043   return 0;
13044 }
13045
13046 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables
13047    at the call site.  ARG is an overloaded function (or template-id);
13048    we try deducing template args from each of the overloads, and if
13049    only one succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns
13050    true on success.  */
13051
13052 static bool
13053 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
13054                                 tree targs,
13055                                 tree parm,
13056                                 tree arg,
13057                                 unification_kind_t strict,
13058                                 int sub_strict)
13059 {
13060   tree tempargs = copy_node (targs);
13061   int good = 0;
13062   tree goodfn = NULL_TREE;
13063   bool addr_p;
13064
13065   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
13066     {
13067       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
13068       addr_p = true;
13069     }
13070   else
13071     addr_p = false;
13072
13073   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
13074     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
13075        function name.  */
13076     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
13077
13078   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
13079     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
13080
13081   /* Strip baselink information.  */
13082   if (BASELINK_P (arg))
13083     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
13084
13085   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
13086     {
13087       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
13088          the affected templates before we try to unify, in case the
13089          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
13090
13091       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
13092       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
13093
13094       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
13095         {
13096           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
13097           tree subargs, elem;
13098
13099           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
13100             continue;
13101
13102           ++processing_template_decl;
13103           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
13104                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
13105           if (subargs)
13106             {
13107               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
13108               if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
13109                                     elem, strict, sub_strict, addr_p)
13110                   && (!goodfn || !decls_match (goodfn, elem)))
13111                 {
13112                   goodfn = elem;
13113                   ++good;
13114                 }
13115             }
13116           --processing_template_decl;
13117         }
13118     }
13119   else if (TREE_CODE (arg) != OVERLOAD
13120            && TREE_CODE (arg) != FUNCTION_DECL)
13121     /* If ARG is, for example, "(0, &f)" then its type will be unknown
13122        -- but the deduction does not succeed because the expression is
13123        not just the function on its own.  */
13124     return false;
13125   else
13126     for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
13127       if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
13128                             TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
13129                             strict, sub_strict, addr_p)
13130           && (!goodfn || !decls_match (goodfn, OVL_CURRENT (arg))))
13131         {
13132           goodfn = OVL_CURRENT (arg);
13133           ++good;
13134         }
13135
13136   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
13137      to function or pointer to member function argument if the set of
13138      overloaded functions does not contain function templates and at most
13139      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
13140
13141      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
13142      deduce anything.  */
13143
13144   if (good == 1)
13145     {
13146       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
13147       for (; i--; )
13148         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
13149           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
13150     }
13151   if (good)
13152     return true;
13153
13154   return false;
13155 }
13156
13157 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
13158    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
13159    different overloads deduce different arguments for a given parm.
13160    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
13161    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
13162
13163    Returns 1 on success.  */
13164
13165 static int
13166 try_one_overload (tree tparms,
13167                   tree orig_targs,
13168                   tree targs,
13169                   tree parm,
13170                   tree arg,
13171                   unification_kind_t strict,
13172                   int sub_strict,
13173                   bool addr_p)
13174 {
13175   int nargs;
13176   tree tempargs;
13177   int i;
13178
13179   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
13180      to function or pointer to member function argument if the set of
13181      overloaded functions does not contain function templates and at most
13182      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
13183
13184      So if this is a template, just return success.  */
13185
13186   if (uses_template_parms (arg))
13187     return 1;
13188
13189   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
13190     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
13191   else if (addr_p)
13192     arg = build_pointer_type (arg);
13193
13194   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg, NULL);
13195
13196   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
13197      some template args from previous args, unify would complain when we
13198      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
13199      there isn't really a conflict.  */
13200   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
13201   tempargs = make_tree_vec (nargs);
13202
13203   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
13204     return 0;
13205
13206   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
13207      explicitly specified args.  */
13208   for (i = nargs; i--; )
13209     {
13210       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
13211       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
13212
13213       if (!elt)
13214         /*NOP*/;
13215       else if (uses_template_parms (elt))
13216         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
13217            template args used in the function parm list with our own
13218            template parms.  Discard them.  */
13219         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
13220       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
13221         return 0;
13222     }
13223
13224   for (i = nargs; i--; )
13225     {
13226       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
13227
13228       if (elt)
13229         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
13230     }
13231
13232   return 1;
13233 }
13234
13235 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
13236    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
13237    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
13238    TARGS are as for unify.  */
13239
13240 static tree
13241 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
13242 {
13243   tree copy_of_targs;
13244
13245   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
13246       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
13247           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
13248     return NULL_TREE;
13249
13250   /* We need to make a new template argument vector for the call to
13251      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
13252      the attempted unification, even if this class didn't work out.
13253      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
13254      we've already done, since unification is supposed to be done on
13255      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
13256      following pathological case:
13257
13258        template <int I, int J, int K>
13259        struct S {};
13260
13261        template <int I, int J>
13262        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
13263
13264        template <int I, int J, int K>
13265        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
13266
13267        void g() {
13268          S<0, 0, 0> s0;
13269          S<0, 1, 2> s2;
13270
13271          f(s0, s2);
13272        }
13273
13274      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
13275      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
13276      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
13277      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
13278      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
13279      would reject the possibility I=1.  */
13280   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
13281
13282   /* If unification failed, we're done.  */
13283   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
13284              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
13285     return NULL_TREE;
13286
13287   return arg;
13288 }
13289
13290 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
13291    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
13292    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
13293    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
13294    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
13295    by unify.  */
13296
13297 static tree
13298 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
13299 {
13300   tree rval = NULL_TREE;
13301   tree binfo;
13302
13303   gcc_assert (RECORD_OR_UNION_CODE_P (TREE_CODE (arg)));
13304
13305   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
13306   if (!binfo)
13307     /* The type could not be completed.  */
13308     return NULL_TREE;
13309
13310   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
13311      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
13312   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
13313     {
13314       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
13315
13316       if (r)
13317         {
13318           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
13319
13320                [temp.deduct.call]
13321
13322               If they yield more than one possible deduced A, the type
13323               deduction fails.
13324
13325              applies.  */
13326           if (rval && !same_type_p (r, rval))
13327             return NULL_TREE;
13328
13329           rval = r;
13330         }
13331     }
13332
13333   return rval;
13334 }
13335
13336 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
13337
13338 static int
13339 template_decl_level (tree decl)
13340 {
13341   switch (TREE_CODE (decl))
13342     {
13343     case TYPE_DECL:
13344     case TEMPLATE_DECL:
13345       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
13346
13347     case PARM_DECL:
13348       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
13349
13350     default:
13351       gcc_unreachable ();
13352     }
13353   return 0;
13354 }
13355
13356 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
13357    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
13358    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
13359
13360 static int
13361 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
13362 {
13363   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
13364   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
13365
13366   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
13367       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
13368     {
13369       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
13370           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
13371           does not apply during deduction [14.8.2.4]/1, (even though
13372           that is not explicitly mentioned, [14.8.2.4]/9 indicates
13373           this).  Except when we're allowing additional CV qualifiers
13374           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
13375       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
13376            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
13377            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
13378           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
13379         return 0;
13380
13381       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
13382           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
13383         return 0;
13384     }
13385
13386   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
13387       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
13388     return 0;
13389
13390   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
13391       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
13392     return 0;
13393
13394   return 1;
13395 }
13396
13397 /* Determines the LEVEL and INDEX for the template parameter PARM.  */
13398 void 
13399 template_parm_level_and_index (tree parm, int* level, int* index)
13400 {
13401   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
13402       || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
13403       || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
13404     {
13405       *index = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
13406       *level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm);
13407     }
13408   else
13409     {
13410       *index = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
13411       *level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm);
13412     }
13413 }
13414
13415 /* Unifies the remaining arguments in PACKED_ARGS with the pack
13416    expansion at the end of PACKED_PARMS. Returns 0 if the type
13417    deduction succeeds, 1 otherwise. STRICT is the same as in
13418    unify. CALL_ARGS_P is true iff PACKED_ARGS is actually a function
13419    call argument list. We'll need to adjust the arguments to make them
13420    types. SUBR tells us if this is from a recursive call to
13421    type_unification_real.  */
13422 int
13423 unify_pack_expansion (tree tparms, tree targs, tree packed_parms, 
13424                       tree packed_args, int strict, bool call_args_p,
13425                       bool subr)
13426 {
13427   tree parm 
13428     = TREE_VEC_ELT (packed_parms, TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1);
13429   tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (parm);
13430   tree pack, packs = NULL_TREE;
13431   int i, start = TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1;
13432   int len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
13433
13434   /* Determine the parameter packs we will be deducing from the
13435      pattern, and record their current deductions.  */
13436   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (parm); 
13437        pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
13438     {
13439       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
13440       int idx, level;
13441
13442       /* Determine the index and level of this parameter pack.  */
13443       template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
13444
13445       /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
13446          argument packs.  */
13447       packs = tree_cons (parm_pack, TMPL_ARG (targs, level, idx), packs);
13448       TREE_TYPE (packs) = make_tree_vec (len - start);
13449     }
13450   
13451   /* Loop through all of the arguments that have not yet been
13452      unified and unify each with the pattern.  */
13453   for (i = start; i < len; i++)
13454     {
13455       tree parm = pattern;
13456
13457       /* For each parameter pack, clear out the deduced value so that
13458          we can deduce it again.  */
13459       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
13460         {
13461           int idx, level;
13462           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
13463
13464           TMPL_ARG (targs, level, idx) = NULL_TREE;
13465         }
13466
13467       /* Unify the pattern with the current argument.  */
13468       {
13469         tree arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, i);
13470         tree arg_expr = NULL_TREE;
13471         int arg_strict = strict;
13472         bool skip_arg_p = false;
13473
13474         if (call_args_p)
13475           {
13476             int sub_strict;
13477
13478             /* This mirrors what we do in type_unification_real.  */
13479             switch (strict)
13480               {
13481               case DEDUCE_CALL:
13482                 sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 
13483                               | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
13484                               | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
13485                 break;
13486                 
13487               case DEDUCE_CONV:
13488                 sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
13489                 break;
13490                 
13491               case DEDUCE_EXACT:
13492                 sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
13493                 break;
13494                 
13495               default:
13496                 gcc_unreachable ();
13497               }
13498
13499             if (!TYPE_P (arg))
13500               {
13501                 gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
13502                 if (type_unknown_p (arg))
13503                   {
13504                     /* [temp.deduct.type] A template-argument can be
13505                        deduced from a pointer to function or pointer
13506                        to member function argument if the set of
13507                        overloaded functions does not contain function
13508                        templates and at most one of a set of
13509                        overloaded functions provides a unique
13510                        match.  */
13511
13512                     if (resolve_overloaded_unification
13513                         (tparms, targs, parm, arg,
13514                          (unification_kind_t) strict,
13515                          sub_strict)
13516                         != 0)
13517                       return 1;
13518                     skip_arg_p = true;
13519                   }
13520
13521                 if (!skip_arg_p)
13522                   {
13523                     arg_expr = arg;
13524                     arg = unlowered_expr_type (arg);
13525                     if (arg == error_mark_node)
13526                       return 1;
13527                   }
13528               }
13529       
13530             arg_strict = sub_strict;
13531
13532             if (!subr)
13533               arg_strict |= 
13534                 maybe_adjust_types_for_deduction ((unification_kind_t) strict,
13535                                                   &parm, &arg, arg_expr);
13536           }
13537
13538         if (!skip_arg_p)
13539           {
13540             if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
13541               return 1;
13542           }
13543       }
13544
13545       /* For each parameter pack, collect the deduced value.  */
13546       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
13547         {
13548           int idx, level;
13549           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
13550
13551           TREE_VEC_ELT (TREE_TYPE (pack), i - start) = 
13552             TMPL_ARG (targs, level, idx);
13553         }
13554     }
13555
13556   /* Verify that the results of unification with the parameter packs
13557      produce results consistent with what we've seen before, and make
13558      the deduced argument packs available.  */
13559   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
13560     {
13561       tree old_pack = TREE_VALUE (pack);
13562       tree new_args = TREE_TYPE (pack);
13563       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (new_args);
13564       bool nondeduced_p = false;
13565
13566       /* If NEW_ARGS contains any NULL_TREE entries, we didn't
13567          actually deduce anything.  */
13568       for (i = 0; i < len && !nondeduced_p; ++i)
13569         if (TREE_VEC_ELT (new_args, i) == NULL_TREE)
13570           nondeduced_p = true;
13571       if (nondeduced_p)
13572         continue;
13573
13574       if (old_pack && ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack))
13575         {
13576           /* Prepend the explicit arguments onto NEW_ARGS.  */
13577           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
13578           tree old_args = new_args;
13579           int i, explicit_len = TREE_VEC_LENGTH (explicit_args);
13580           int len = explicit_len + TREE_VEC_LENGTH (old_args);
13581
13582           /* Copy the explicit arguments.  */
13583           new_args = make_tree_vec (len);
13584           for (i = 0; i < explicit_len; i++)
13585             TREE_VEC_ELT (new_args, i) = TREE_VEC_ELT (explicit_args, i);
13586
13587           /* Copy the deduced arguments.  */
13588           for (; i < len; i++)
13589             TREE_VEC_ELT (new_args, i) =
13590               TREE_VEC_ELT (old_args, i - explicit_len);
13591         }
13592
13593       if (!old_pack)
13594         {
13595           tree result;
13596           int idx, level;
13597           
13598           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
13599
13600           /* Build the deduced *_ARGUMENT_PACK.  */
13601           if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (pack)) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
13602             {
13603               result = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
13604               TREE_TYPE (result) = 
13605                 TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (TREE_PURPOSE (pack)));
13606               TREE_CONSTANT (result) = 1;
13607             }
13608           else
13609             result = make_node (TYPE_ARGUMENT_PACK);
13610
13611           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (result, new_args);
13612
13613           /* Note the deduced argument packs for this parameter
13614              pack.  */
13615           TMPL_ARG (targs, level, idx) = result;
13616         }
13617       else if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack)
13618                && (ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack) 
13619                    == ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack)))
13620         {
13621           /* We only had the explicitly-provided arguments before, but
13622              now we have a complete set of arguments.  */
13623           int idx, level;
13624           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
13625           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
13626
13627           /* Keep the original deduced argument pack.  */
13628           TMPL_ARG (targs, level, idx) = old_pack;
13629
13630           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack, new_args);
13631           ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack) = 1;
13632           ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack) = explicit_args;
13633         }
13634       else if (!comp_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack),
13635                                     new_args))
13636         /* Inconsistent unification of this parameter pack.  */
13637         return 1;
13638       else
13639         {
13640           int idx, level;
13641           
13642           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
13643
13644           /* Keep the original deduced argument pack.  */
13645           TMPL_ARG (targs, level, idx) = old_pack;
13646         }
13647     }
13648
13649   return 0;
13650 }
13651
13652 /* Deduce the value of template parameters.  TPARMS is the (innermost)
13653    set of template parameters to a template.  TARGS is the bindings
13654    for those template parameters, as determined thus far; TARGS may
13655    include template arguments for outer levels of template parameters
13656    as well.  PARM is a parameter to a template function, or a
13657    subcomponent of that parameter; ARG is the corresponding argument.
13658    This function attempts to match PARM with ARG in a manner
13659    consistent with the existing assignments in TARGS.  If more values
13660    are deduced, then TARGS is updated.
13661
13662    Returns 0 if the type deduction succeeds, 1 otherwise.  The
13663    parameter STRICT is a bitwise or of the following flags:
13664
13665      UNIFY_ALLOW_NONE:
13666        Require an exact match between PARM and ARG.
13667      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
13668        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
13669        conversion) than ARG.
13670      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
13671        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
13672      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
13673        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
13674        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
13675        ARG.
13676      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
13677        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
13678        case for more information.
13679      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
13680        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
13681        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
13682        have const qualified pointers leading up to the inner type which
13683        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
13684        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
13685        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
13686      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
13687        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
13688        qualified at this point.
13689      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
13690        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
13691        qualified at this point.  */
13692
13693 static int
13694 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
13695 {
13696   int idx;
13697   tree targ;
13698   tree tparm;
13699   int strict_in = strict;
13700
13701   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
13702      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
13703      signedness is the only information lost, and I think that will be
13704      okay.  */
13705   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
13706     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
13707
13708   if (arg == error_mark_node)
13709     return 1;
13710   if (arg == unknown_type_node
13711       || arg == init_list_type_node)
13712     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
13713        template args from other function args.  */
13714     return 0;
13715
13716   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
13717      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
13718      template parameters.  We might need them if we're trying to
13719      figure out which of two things is more specialized.  */
13720   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
13721     return 0;
13722
13723   /* Handle init lists early, so the rest of the function can assume
13724      we're dealing with a type. */
13725   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg))
13726     {
13727       tree elt, elttype;
13728       unsigned i;
13729
13730       if (!is_std_init_list (parm))
13731         /* We can only deduce from an initializer list argument if the
13732            parameter is std::initializer_list; otherwise this is a
13733            non-deduced context. */
13734         return 0;
13735
13736       elttype = TREE_VEC_ELT (CLASSTYPE_TI_ARGS (parm), 0);
13737
13738       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, elt)
13739         {
13740           int elt_strict = strict;
13741           if (!BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (elt))
13742             {
13743               tree type = TREE_TYPE (elt);
13744               /* It should only be possible to get here for a call.  */
13745               gcc_assert (elt_strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL);
13746               elt_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction
13747                 (DEDUCE_CALL, &elttype, &type, elt);
13748               elt = type;
13749             }
13750
13751           if (unify (tparms, targs, elttype, elt, elt_strict))
13752             return 1;
13753         }
13754       return 0;
13755     }
13756
13757   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
13758      cv-qualification mismatches.  */
13759   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
13760       && TYPE_P (arg)
13761       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
13762          type, and the elements might be template type parms. We'll check
13763          when we recurse.  */
13764       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
13765       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
13766          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
13767          PARM `T' for example, when computing which of two templates
13768          is more specialized, for example.  */
13769       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
13770       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
13771     return 1;
13772
13773   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
13774       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
13775     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
13776   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
13777   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
13778   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
13779   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
13780
13781   switch (TREE_CODE (parm))
13782     {
13783     case TYPENAME_TYPE:
13784     case SCOPE_REF:
13785     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
13786       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
13787          argument values cannot be deduced for template parameters used
13788          within the nested-name-specifier.  */
13789       return 0;
13790
13791     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
13792     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
13793     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
13794       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
13795       if (tparm == error_mark_node)
13796         return 1;
13797
13798       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
13799           != template_decl_level (tparm))
13800         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
13801            to see if it matches ARG.  */
13802         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
13803                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
13804       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
13805       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
13806       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
13807
13808       /* Check for mixed types and values.  */
13809       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
13810            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
13811           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
13812               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
13813         return 1;
13814
13815       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
13816         {
13817           /* ARG must be constructed from a template class or a template
13818              template parameter.  */
13819           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
13820               && !CLASSTYPE_SPECIALIZATION_OF_PRIMARY_TEMPLATE_P (arg))
13821             return 1;
13822
13823           {
13824             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
13825             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
13826             tree parm_parms 
13827               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
13828                   (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_DECL (parm));
13829             int i, len;
13830             int parm_variadic_p = 0;
13831
13832             /* The resolution to DR150 makes clear that default
13833                arguments for an N-argument may not be used to bind T
13834                to a template template parameter with fewer than N
13835                parameters.  It is not safe to permit the binding of
13836                default arguments as an extension, as that may change
13837                the meaning of a conforming program.  Consider:
13838
13839                   struct Dense { static const unsigned int dim = 1; };
13840
13841                   template <template <typename> class View,
13842                             typename Block>
13843                   void operator+(float, View<Block> const&);
13844
13845                   template <typename Block,
13846                             unsigned int Dim = Block::dim>
13847                   struct Lvalue_proxy { operator float() const; };
13848
13849                   void
13850                   test_1d (void) {
13851                     Lvalue_proxy<Dense> p;
13852                     float b;
13853                     b + p;
13854                   }
13855
13856               Here, if Lvalue_proxy is permitted to bind to View, then
13857               the global operator+ will be used; if they are not, the
13858               Lvalue_proxy will be converted to float.  */
13859             if (coerce_template_parms (parm_parms,
13860                                        argvec,
13861                                        TYPE_TI_TEMPLATE (parm),
13862                                        tf_none,
13863                                        /*require_all_args=*/true,
13864                                        /*use_default_args=*/false)
13865                 == error_mark_node)
13866               return 1;
13867
13868             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
13869                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
13870                rather than the whole TREE_VEC since they can have
13871                different number of elements.  */
13872
13873             parmvec = expand_template_argument_pack (parmvec);
13874             argvec = expand_template_argument_pack (argvec);
13875
13876             len = TREE_VEC_LENGTH (parmvec);
13877
13878             /* Check if the parameters end in a pack, making them
13879                variadic.  */
13880             if (len > 0
13881                 && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (parmvec, len - 1)))
13882               parm_variadic_p = 1;
13883             
13884             if (TREE_VEC_LENGTH (argvec) < len - parm_variadic_p)
13885               return 1;
13886
13887              for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
13888               {
13889                 if (unify (tparms, targs,
13890                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
13891                            TREE_VEC_ELT (argvec, i),
13892                            UNIFY_ALLOW_NONE))
13893                   return 1;
13894               }
13895
13896             if (parm_variadic_p
13897                 && unify_pack_expansion (tparms, targs,
13898                                          parmvec, argvec,
13899                                          UNIFY_ALLOW_NONE,
13900                                          /*call_args_p=*/false,
13901                                          /*subr=*/false))
13902               return 1;
13903           }
13904           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
13905
13906           /* Fall through to deduce template name.  */
13907         }
13908
13909       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
13910           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
13911         {
13912           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
13913
13914           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
13915           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
13916             return 0;
13917           else if (targ)
13918             return 1;
13919         }
13920       else
13921         {
13922           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
13923              a match unless we are allowing additional qualification.
13924              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
13925              that binds `const int' to `T'.  */
13926           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
13927                                          arg, parm))
13928             return 1;
13929
13930           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
13931              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
13932           arg = cp_build_qualified_type_real
13933             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
13934           if (arg == error_mark_node)
13935             return 1;
13936
13937           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
13938           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
13939             return 0;
13940           else if (targ)
13941             return 1;
13942
13943           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
13944              that were talking about variable-sized arrays (like
13945              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
13946              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
13947              the bound of the array will not be computable in an
13948              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
13949              ISO C++, so we can do as we please here.  */
13950           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
13951             return 1;
13952
13953           /* Strip typedefs as in convert_template_argument.  */
13954           arg = strip_typedefs (arg);
13955         }
13956
13957       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
13958          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
13959       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
13960           && !template_parameter_pack_p (parm))
13961         return 1;
13962
13963       /* If the argument deduction results is a METHOD_TYPE,
13964          then there is a problem.
13965          METHOD_TYPE doesn't map to any real C++ type the result of
13966          the deduction can not be of that type.  */
13967       if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
13968         return 1;
13969
13970       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
13971       return 0;
13972
13973     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
13974       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
13975       if (tparm == error_mark_node)
13976         return 1;
13977
13978       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
13979           != template_decl_level (tparm))
13980         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
13981            to see if it matches ARG.  */
13982         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
13983                  && cp_tree_equal (parm, arg));
13984
13985       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
13986       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
13987
13988       if (targ)
13989         return !cp_tree_equal (targ, arg);
13990
13991       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
13992          with a non-type template-parameter, the non-type
13993          template-parameter is used in an expression in the function
13994          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
13995          deduced, the template-argument type shall match the type of the
13996          template-parameter exactly, except that a template-argument
13997          deduced from an array bound may be of any integral type.
13998          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
13999       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
14000       if (!TREE_TYPE (arg))
14001         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
14002            It will later be processed in convert_template_argument.  */
14003         ;
14004       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
14005         /* OK */;
14006       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
14007                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
14008                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
14009         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
14010            template argument must exactly match the types of the
14011            corresponding parameter.  */
14012         arg = fold (build_nop (tparm, arg));
14013       else if (uses_template_parms (tparm))
14014         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
14015            later.  */
14016         return 0;
14017       else
14018         return 1;
14019
14020       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
14021          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
14022       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
14023           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm))
14024         return 1;
14025
14026       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
14027       return 0;
14028
14029     case PTRMEM_CST:
14030      {
14031         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
14032          another constant.  */
14033       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
14034         return 1;
14035
14036       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
14037          wrong, depending on the strict flags) to unify also
14038          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
14039          arg refer to the same variable, even if through different
14040          classes. For instance:
14041
14042          struct A { int x; };
14043          struct B : A { };
14044
14045          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
14046       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
14047                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
14048      }
14049
14050     case POINTER_TYPE:
14051       {
14052         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
14053           return 1;
14054
14055         /* [temp.deduct.call]
14056
14057            A can be another pointer or pointer to member type that can
14058            be converted to the deduced A via a qualification
14059            conversion (_conv.qual_).
14060
14061            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
14062            This will allow for additional cv-qualification of the
14063            pointed-to types if appropriate.  */
14064
14065         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
14066           /* The derived-to-base conversion only persists through one
14067              level of pointers.  */
14068           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
14069
14070         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
14071                       TREE_TYPE (arg), strict);
14072       }
14073
14074     case REFERENCE_TYPE:
14075       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
14076         return 1;
14077       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
14078                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
14079
14080     case ARRAY_TYPE:
14081       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
14082         return 1;
14083       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
14084           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
14085         return 1;
14086       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
14087         {
14088           tree parm_max;
14089           tree arg_max;
14090           bool parm_cst;
14091           bool arg_cst;
14092
14093           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
14094              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
14095              not an integer constant.  We cannot unify arbitrarily
14096              complex expressions, so we eliminate the MINUS_EXPRs
14097              here.  */
14098           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
14099           parm_cst = TREE_CODE (parm_max) == INTEGER_CST;
14100           if (!parm_cst)
14101             {
14102               gcc_assert (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR);
14103               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
14104             }
14105           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
14106           arg_cst = TREE_CODE (arg_max) == INTEGER_CST;
14107           if (!arg_cst)
14108             {
14109               /* The ARG_MAX may not be a simple MINUS_EXPR, if we are
14110                  trying to unify the type of a variable with the type
14111                  of a template parameter.  For example:
14112
14113                    template <unsigned int N>
14114                    void f (char (&) [N]);
14115                    int g(); 
14116                    void h(int i) {
14117                      char a[g(i)];
14118                      f(a); 
14119                    }
14120
14121                 Here, the type of the ARG will be "int [g(i)]", and
14122                 may be a SAVE_EXPR, etc.  */
14123               if (TREE_CODE (arg_max) != MINUS_EXPR)
14124                 return 1;
14125               arg_max = TREE_OPERAND (arg_max, 0);
14126             }
14127
14128           /* If only one of the bounds used a MINUS_EXPR, compensate
14129              by adding one to the other bound.  */
14130           if (parm_cst && !arg_cst)
14131             parm_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
14132                                     integer_type_node,
14133                                     parm_max,
14134                                     integer_one_node);
14135           else if (arg_cst && !parm_cst)
14136             arg_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
14137                                    integer_type_node,
14138                                    arg_max,
14139                                    integer_one_node);
14140
14141           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
14142             return 1;
14143         }
14144       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
14145                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
14146
14147     case REAL_TYPE:
14148     case COMPLEX_TYPE:
14149     case VECTOR_TYPE:
14150     case INTEGER_TYPE:
14151     case BOOLEAN_TYPE:
14152     case ENUMERAL_TYPE:
14153     case VOID_TYPE:
14154       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
14155         return 1;
14156
14157       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
14158          function.  */
14159       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
14160         return 1;
14161
14162       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
14163          will invalidate it if necessary.  */
14164       return 0;
14165
14166       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
14167       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
14168     case INTEGER_CST:
14169       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
14170         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
14171
14172       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
14173         return 1;
14174       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
14175
14176     case TREE_VEC:
14177       {
14178         int i;
14179         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
14180           return 1;
14181         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
14182           return 1;
14183         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
14184           if (unify (tparms, targs,
14185                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
14186                      UNIFY_ALLOW_NONE))
14187             return 1;
14188         return 0;
14189       }
14190
14191     case RECORD_TYPE:
14192     case UNION_TYPE:
14193       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
14194         return 1;
14195
14196       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
14197         {
14198           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
14199             return 1;
14200
14201           return unify (tparms, targs,
14202                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
14203                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
14204                         strict);
14205         }
14206
14207       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
14208         {
14209           tree t = NULL_TREE;
14210
14211           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
14212             {
14213               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
14214               t = try_class_unification (tparms, targs,
14215                                          parm, arg);
14216
14217               if (!t)
14218                 {
14219                   /* Fallback to the special case allowed in
14220                      [temp.deduct.call]:
14221
14222                        If P is a class, and P has the form
14223                        template-id, then A can be a derived class of
14224                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
14225                        a class of the form template-id, A can be a
14226                        pointer to a derived class pointed to by the
14227                        deduced A.  */
14228                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
14229
14230                   if (!t)
14231                     return 1;
14232                 }
14233             }
14234           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
14235                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
14236                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
14237             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
14238                Then, we should unify `int' and `U'.  */
14239             t = arg;
14240           else
14241             /* There's no chance of unification succeeding.  */
14242             return 1;
14243
14244           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
14245                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
14246         }
14247       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
14248         return 1;
14249       return 0;
14250
14251     case METHOD_TYPE:
14252     case FUNCTION_TYPE:
14253       {
14254         unsigned int nargs;
14255         tree *args;
14256         tree a;
14257         unsigned int i;
14258
14259         if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
14260           return 1;
14261
14262         /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
14263            match exactly.  We need to check them explicitly here,
14264            because type_unification_real treats them as any other
14265            cv-qualified parameter.  */
14266         if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
14267             && (!check_cv_quals_for_unify
14268                 (UNIFY_ALLOW_NONE,
14269                  TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (arg))),
14270                  TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (parm))))))
14271           return 1;
14272
14273         if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
14274                    TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
14275           return 1;
14276
14277         nargs = list_length (TYPE_ARG_TYPES (arg));
14278         args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
14279         for (a = TYPE_ARG_TYPES (arg), i = 0;
14280              a != NULL_TREE && a != void_list_node;
14281              a = TREE_CHAIN (a), ++i)
14282           args[i] = TREE_VALUE (a);
14283         nargs = i;
14284
14285         return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
14286                                       args, nargs, 1, DEDUCE_EXACT,
14287                                       LOOKUP_NORMAL);
14288       }
14289
14290     case OFFSET_TYPE:
14291       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
14292          deduces the type of the member as a function type. */
14293       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
14294         {
14295           tree method_type;
14296           tree fntype;
14297           cp_cv_quals cv_quals;
14298
14299           /* Check top-level cv qualifiers */
14300           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
14301             return 1;
14302
14303           if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
14304                      TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
14305             return 1;
14306
14307           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
14308           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
14309           fntype =
14310             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
14311                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
14312
14313           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
14314              implicit object parameter and place them on the function
14315              type to be restored later. */
14316           cv_quals =
14317             cp_type_quals(TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (method_type))));
14318           fntype = build_qualified_type (fntype, cv_quals);
14319           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict);
14320         }
14321
14322       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
14323         return 1;
14324       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
14325                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
14326         return 1;
14327       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
14328                     strict);
14329
14330     case CONST_DECL:
14331       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
14332         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
14333       if (arg != integral_constant_value (parm))
14334         return 1;
14335       return 0;
14336
14337     case FIELD_DECL:
14338     case TEMPLATE_DECL:
14339       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
14340       return 1;
14341
14342     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
14343     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
14344       {
14345         tree packed_parms = ARGUMENT_PACK_ARGS (parm);
14346         tree packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
14347         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (packed_parms);
14348         int argslen = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
14349         int parm_variadic_p = 0;
14350
14351         for (i = 0; i < len; ++i)
14352           {
14353             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (packed_parms, i)))
14354               {
14355                 if (i == len - 1)
14356                   /* We can unify against something with a trailing
14357                      parameter pack.  */
14358                   parm_variadic_p = 1;
14359                 else
14360                   /* Since there is something following the pack
14361                      expansion, we cannot unify this template argument
14362                      list.  */
14363                   return 0;
14364               }
14365           }
14366           
14367
14368         /* If we don't have enough arguments to satisfy the parameters
14369            (not counting the pack expression at the end), or we have
14370            too many arguments for a parameter list that doesn't end in
14371            a pack expression, we can't unify.  */
14372         if (argslen < (len - parm_variadic_p)
14373             || (argslen > len && !parm_variadic_p))
14374           return 1;
14375
14376         /* Unify all of the parameters that precede the (optional)
14377            pack expression.  */
14378         for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
14379           {
14380             if (unify (tparms, targs, TREE_VEC_ELT (packed_parms, i),
14381                        TREE_VEC_ELT (packed_args, i), strict))
14382               return 1;
14383           }
14384
14385         if (parm_variadic_p)
14386           return unify_pack_expansion (tparms, targs, 
14387                                        packed_parms, packed_args,
14388                                        strict, /*call_args_p=*/false,
14389                                        /*subr=*/false);
14390         return 0;
14391       }
14392
14393       break;
14394
14395     case TYPEOF_TYPE:
14396     case DECLTYPE_TYPE:
14397       /* Cannot deduce anything from TYPEOF_TYPE or DECLTYPE_TYPE
14398          nodes.  */
14399       return 0;
14400
14401     case ERROR_MARK:
14402       /* Unification fails if we hit an error node.  */
14403       return 1;
14404
14405     default:
14406       gcc_assert (EXPR_P (parm));
14407
14408       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
14409          something like:
14410
14411            template <int I>
14412            void foo(S<I>, S<I + 2>);
14413
14414          This is a "nondeduced context":
14415
14416            [deduct.type]
14417
14418            The nondeduced contexts are:
14419
14420            --A type that is a template-id in which one or more of
14421              the template-arguments is an expression that references
14422              a template-parameter.
14423
14424          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
14425          actually infer any unifications.  */
14426
14427       if (!uses_template_parms (parm)
14428           && !template_args_equal (parm, arg))
14429         return 1;
14430       else
14431         return 0;
14432     }
14433 }
14434 \f
14435 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
14436    required.  */
14437
14438 static void
14439 mark_definable (tree decl)
14440 {
14441   tree clone;
14442   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
14443   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
14444     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
14445 }
14446
14447 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
14448    explicitly instantiated class.  */
14449
14450 void
14451 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
14452 {
14453   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
14454
14455   /* If this entity has already been written out, it's too late to
14456      make any modifications.  */
14457   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
14458     return;
14459
14460   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
14461     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
14462        set correctly by tsubst.  */
14463     TREE_PUBLIC (result) = 1;
14464
14465   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
14466   DECL_COMDAT (result) = 0;
14467
14468   if (extern_p)
14469     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
14470   else
14471     {
14472       mark_definable (result);
14473       /* Always make artificials weak.  */
14474       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
14475         comdat_linkage (result);
14476       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
14477          linkonce sections.  */
14478       else if (TREE_PUBLIC (result))
14479         maybe_make_one_only (result);
14480     }
14481
14482   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
14483      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
14484      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
14485      emitted here.  In neither circumstance do we want
14486      import_export_decl to adjust the linkage.  */
14487   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
14488 }
14489
14490 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
14491
14492    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
14493    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
14494    0 if neither is more specialized.
14495
14496    LEN indicates the number of parameters we should consider
14497    (defaulted parameters should not be considered).
14498
14499    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
14500    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
14501    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
14502    the templates will be more specialized if all the *other*
14503    template's arguments deduce against its arguments and at least one
14504    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
14505    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
14506    The arguments used in deduction have reference and top level cv
14507    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
14508    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
14509    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
14510    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
14511    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
14512    we do *not* verify the deduced template argument values can be
14513    substituted into non-deduced contexts, nor do we have to verify
14514    that all template arguments have been deduced.  */
14515
14516 int
14517 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
14518 {
14519   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
14520   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
14521   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
14522   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
14523   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
14524   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
14525   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
14526   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
14527   int better1 = 0;
14528   int better2 = 0;
14529
14530   /* Remove the this parameter from non-static member functions.  If
14531      one is a non-static member function and the other is not a static
14532      member function, remove the first parameter from that function
14533      also.  This situation occurs for operator functions where we
14534      locate both a member function (with this pointer) and non-member
14535      operator (with explicit first operand).  */
14536   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
14537     {
14538       len--; /* LEN is the number of significant arguments for DECL1 */
14539       args1 = TREE_CHAIN (args1);
14540       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl2))
14541         args2 = TREE_CHAIN (args2);
14542     }
14543   else if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
14544     {
14545       args2 = TREE_CHAIN (args2);
14546       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl1))
14547         {
14548           len--;
14549           args1 = TREE_CHAIN (args1);
14550         }
14551     }
14552
14553   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
14554   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
14555     return 0;
14556
14557   /* Consider the return type for a conversion function */
14558   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
14559     {
14560       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
14561       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
14562       len++;
14563     }
14564
14565   processing_template_decl++;
14566
14567   while (len--
14568          /* Stop when an ellipsis is seen.  */
14569          && args1 != NULL_TREE && args2 != NULL_TREE)
14570     {
14571       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
14572       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
14573       int deduce1, deduce2;
14574       int quals1 = -1;
14575       int quals2 = -1;
14576
14577       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
14578           && TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
14579         {
14580           /* When both arguments are pack expansions, we need only
14581              unify the patterns themselves.  */
14582           arg1 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg1);
14583           arg2 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg2);
14584
14585           /* This is the last comparison we need to do.  */
14586           len = 0;
14587         }
14588
14589       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
14590         {
14591           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
14592           quals1 = cp_type_quals (arg1);
14593         }
14594
14595       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
14596         {
14597           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
14598           quals2 = cp_type_quals (arg2);
14599         }
14600
14601       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
14602         {
14603           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
14604              array/function pointer decay to it.  This is not part of
14605              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
14606              for the function call itself, and with our earlier
14607              implementation of the underspecified partial ordering
14608              rules.  (nathan).  */
14609           if (quals1 >= 0)
14610             {
14611               switch (TREE_CODE (arg1))
14612                 {
14613                 case ARRAY_TYPE:
14614                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
14615                   /* FALLTHROUGH. */
14616                 case FUNCTION_TYPE:
14617                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
14618                   break;
14619
14620                 default:
14621                   break;
14622                 }
14623             }
14624           else
14625             {
14626               switch (TREE_CODE (arg2))
14627                 {
14628                 case ARRAY_TYPE:
14629                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
14630                   /* FALLTHROUGH. */
14631                 case FUNCTION_TYPE:
14632                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
14633                   break;
14634
14635                 default:
14636                   break;
14637                 }
14638             }
14639         }
14640
14641       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
14642       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
14643
14644       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION)
14645         {
14646           int i, len2 = list_length (args2);
14647           tree parmvec = make_tree_vec (1);
14648           tree argvec = make_tree_vec (len2);
14649           tree ta = args2;
14650
14651           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
14652           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg1;
14653
14654           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
14655              arguments.  */
14656           for (i = 0; i < len2; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
14657             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
14658
14659           deduce1 = !unify_pack_expansion (tparms1, targs1, parmvec, 
14660                                            argvec, UNIFY_ALLOW_NONE, 
14661                                            /*call_args_p=*/false, 
14662                                            /*subr=*/0);
14663
14664           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG1 is
14665              a pack expansion but ARG2 is not.  */
14666           deduce2 = 0;
14667         }
14668       else if (TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
14669         {
14670           int i, len1 = list_length (args1);
14671           tree parmvec = make_tree_vec (1);
14672           tree argvec = make_tree_vec (len1);
14673           tree ta = args1;
14674
14675           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
14676           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg2;
14677
14678           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
14679              arguments.  */
14680           for (i = 0; i < len1; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
14681             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
14682
14683           deduce2 = !unify_pack_expansion (tparms2, targs2, parmvec, 
14684                                            argvec, UNIFY_ALLOW_NONE, 
14685                                            /*call_args_p=*/false, 
14686                                            /*subr=*/0);
14687
14688           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG2 is
14689              a pack expansion but ARG1 is not.*/
14690           deduce1 = 0;
14691         }
14692
14693       else
14694         {
14695           /* The normal case, where neither argument is a pack
14696              expansion.  */
14697           deduce1 = !unify (tparms1, targs1, arg1, arg2, UNIFY_ALLOW_NONE);
14698           deduce2 = !unify (tparms2, targs2, arg2, arg1, UNIFY_ALLOW_NONE);
14699         }
14700
14701       if (!deduce1)
14702         better2 = -1;
14703       if (!deduce2)
14704         better1 = -1;
14705       if (better1 < 0 && better2 < 0)
14706         /* We've failed to deduce something in either direction.
14707            These must be unordered.  */
14708         break;
14709
14710       if (deduce1 && deduce2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
14711         {
14712           /* Deduces in both directions, see if quals can
14713              disambiguate.  Pretend the worse one failed to deduce. */
14714           if ((quals1 & quals2) == quals2)
14715             deduce1 = 0;
14716           if ((quals1 & quals2) == quals1)
14717             deduce2 = 0;
14718         }
14719       if (deduce1 && !deduce2 && !better2)
14720         better2 = 1;
14721       if (deduce2 && !deduce1 && !better1)
14722         better1 = 1;
14723
14724       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
14725           || TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
14726         /* We have already processed all of the arguments in our
14727            handing of the pack expansion type.  */
14728         len = 0;
14729
14730       args1 = TREE_CHAIN (args1);
14731       args2 = TREE_CHAIN (args2);
14732     }
14733
14734   processing_template_decl--;
14735
14736   /* All things being equal, if the next argument is a pack expansion
14737      for one function but not for the other, prefer the
14738      non-variadic function.  */
14739   if ((better1 > 0) - (better2 > 0) == 0
14740       && args1 && TREE_VALUE (args1)
14741       && args2 && TREE_VALUE (args2))
14742     {
14743       if (TREE_CODE (TREE_VALUE (args1)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
14744         return TREE_CODE (TREE_VALUE (args2)) == TYPE_PACK_EXPANSION ? 0 : -1;
14745       else if (TREE_CODE (TREE_VALUE (args2)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
14746         return 1;
14747     }
14748
14749   return (better1 > 0) - (better2 > 0);
14750 }
14751
14752 /* Determine which of two partial specializations is more specialized.
14753
14754    PAT1 is a TREE_LIST whose TREE_TYPE is the _TYPE node corresponding
14755    to the first partial specialization.  The TREE_VALUE is the
14756    innermost set of template parameters for the partial
14757    specialization.  PAT2 is similar, but for the second template.
14758
14759    Return 1 if the first partial specialization is more specialized;
14760    -1 if the second is more specialized; 0 if neither is more
14761    specialized.
14762
14763    See [temp.class.order] for information about determining which of
14764    two templates is more specialized.  */
14765
14766 static int
14767 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2)
14768 {
14769   tree targs;
14770   tree tmpl1, tmpl2;
14771   int winner = 0;
14772   bool any_deductions = false;
14773
14774   tmpl1 = TREE_TYPE (pat1);
14775   tmpl2 = TREE_TYPE (pat2);
14776
14777   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
14778      different class template specializations, we may encounter dependent
14779      types in the arguments, and we need our dependency check functions
14780      to behave correctly.  */
14781   ++processing_template_decl;
14782   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1),
14783                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1),
14784                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2));
14785   if (targs)
14786     {
14787       --winner;
14788       any_deductions = true;
14789     }
14790
14791   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2),
14792                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2),
14793                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1));
14794   if (targs)
14795     {
14796       ++winner;
14797       any_deductions = true;
14798     }
14799   --processing_template_decl;
14800
14801   /* In the case of a tie where at least one of the class templates
14802      has a parameter pack at the end, the template with the most
14803      non-packed parameters wins.  */
14804   if (winner == 0
14805       && any_deductions
14806       && (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1))
14807           || template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2))))
14808     {
14809       tree args1 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat1));
14810       tree args2 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat2));
14811       int len1 = TREE_VEC_LENGTH (args1);
14812       int len2 = TREE_VEC_LENGTH (args2);
14813
14814       /* We don't count the pack expansion at the end.  */
14815       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1)))
14816         --len1;
14817       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2)))
14818         --len2;
14819
14820       if (len1 > len2)
14821         return 1;
14822       else if (len1 < len2)
14823         return -1;
14824     }
14825
14826   return winner;
14827 }
14828
14829 /* Return the template arguments that will produce the function signature
14830    DECL from the function template FN, with the explicit template
14831    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
14832    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
14833    found.  */
14834
14835 static tree
14836 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
14837 {
14838   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
14839   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
14840   tree decl_type;
14841   tree decl_arg_types;
14842   tree *args;
14843   unsigned int nargs, ix;
14844   tree arg;
14845
14846   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
14847      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
14848      FN.  */
14849   decl_type = TREE_TYPE (decl);
14850   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
14851     {
14852       tree tmpl;
14853       tree converted_args;
14854
14855       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
14856         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
14857       else
14858         /* We can get here for some invalid specializations.  */
14859         return NULL_TREE;
14860
14861       converted_args
14862         = coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
14863                                  explicit_args, NULL_TREE,
14864                                  tf_none,
14865                                  /*require_all_args=*/false,
14866                                  /*use_default_args=*/false);
14867       if (converted_args == error_mark_node)
14868         return NULL_TREE;
14869
14870       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
14871       if (decl_type == error_mark_node)
14872         return NULL_TREE;
14873     }
14874
14875   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
14876   decl_arg_types = skip_artificial_parms_for (decl, 
14877                                               TYPE_ARG_TYPES (decl_type));
14878
14879   nargs = list_length (decl_arg_types);
14880   args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
14881   for (arg = decl_arg_types, ix = 0;
14882        arg != NULL_TREE && arg != void_list_node;
14883        arg = TREE_CHAIN (arg), ++ix)
14884     args[ix] = TREE_VALUE (arg);
14885
14886   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
14887                            args, ix,
14888                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
14889                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
14890                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL))
14891     return NULL_TREE;
14892
14893   return targs;
14894 }
14895
14896 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
14897    template specialization whose innermost template parameters are
14898    TPARMS, and whose specialization arguments are SPEC_ARGS, yield the
14899    ARGS.
14900
14901    For example, suppose we have:
14902
14903      template <class T, class U> struct S {};
14904      template <class T> struct S<T*, int> {};
14905
14906    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
14907    {T}, the SPEC_ARGS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
14908    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
14909    is bound to `double'.  */
14910
14911 static tree
14912 get_class_bindings (tree tparms, tree spec_args, tree args)
14913 {
14914   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
14915   tree deduced_args;
14916   tree innermost_deduced_args;
14917
14918   innermost_deduced_args = make_tree_vec (ntparms);
14919   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
14920     {
14921       deduced_args = copy_node (args);
14922       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (deduced_args,
14923                            TMPL_ARGS_DEPTH (deduced_args),
14924                            innermost_deduced_args);
14925     }
14926   else
14927     deduced_args = innermost_deduced_args;
14928
14929   if (unify (tparms, deduced_args,
14930              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
14931              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
14932              UNIFY_ALLOW_NONE))
14933     return NULL_TREE;
14934
14935   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
14936     if (! TREE_VEC_ELT (innermost_deduced_args, i))
14937       return NULL_TREE;
14938
14939   /* Verify that nondeduced template arguments agree with the type
14940      obtained from argument deduction.
14941
14942      For example:
14943
14944        struct A { typedef int X; };
14945        template <class T, class U> struct C {};
14946        template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
14947
14948      Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
14949      `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
14950      is `int'.  */
14951   spec_args = tsubst (spec_args, deduced_args, tf_none, NULL_TREE);
14952   if (spec_args == error_mark_node
14953       /* We only need to check the innermost arguments; the other
14954          arguments will always agree.  */
14955       || !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
14956                               INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args)))
14957     return NULL_TREE;
14958
14959   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
14960      ensure that the arguments deduced for the template template
14961      parameters have compatible template parameter lists.  See the use
14962      of template_template_parm_bindings_ok_p in fn_type_unification
14963      for more information.  */
14964   if (!template_template_parm_bindings_ok_p (tparms, deduced_args))
14965     return NULL_TREE;
14966
14967   return deduced_args;
14968 }
14969
14970 /* TEMPLATES is a TREE_LIST.  Each TREE_VALUE is a TEMPLATE_DECL.
14971    Return the TREE_LIST node with the most specialized template, if
14972    any.  If there is no most specialized template, the error_mark_node
14973    is returned.
14974
14975    Note that this function does not look at, or modify, the
14976    TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of any of the nodes.  Since the node
14977    returned is one of the elements of INSTANTIATIONS, callers may
14978    store information in the TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of the nodes,
14979    and retrieve it from the value returned.  */
14980
14981 tree
14982 most_specialized_instantiation (tree templates)
14983 {
14984   tree fn, champ;
14985
14986   ++processing_template_decl;
14987
14988   champ = templates;
14989   for (fn = TREE_CHAIN (templates); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
14990     {
14991       int fate = 0;
14992
14993       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
14994                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
14995                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
14996         fate--;
14997
14998       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
14999                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
15000                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
15001         fate++;
15002
15003       if (fate == -1)
15004         champ = fn;
15005       else if (!fate)
15006         {
15007           /* Equally specialized, move to next function.  If there
15008              is no next function, nothing's most specialized.  */
15009           fn = TREE_CHAIN (fn);
15010           champ = fn;
15011           if (!fn)
15012             break;
15013         }
15014     }
15015
15016   if (champ)
15017     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
15018        instantiation list.  */
15019     for (fn = templates; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
15020       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
15021                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
15022                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false)
15023           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
15024                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
15025                             NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
15026         {
15027           champ = NULL_TREE;
15028           break;
15029         }
15030
15031   processing_template_decl--;
15032
15033   if (!champ)
15034     return error_mark_node;
15035
15036   return champ;
15037 }
15038
15039 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
15040    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
15041
15042    For example, given:
15043
15044      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
15045
15046    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
15047    the full template.  This function will not trace past partial
15048    specializations, however.  For example, given in addition:
15049
15050      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
15051
15052    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
15053    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
15054
15055 tree
15056 most_general_template (tree decl)
15057 {
15058   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
15059      an immediate specialization.  */
15060   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
15061     {
15062       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
15063         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
15064
15065         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
15066            template friend.  */
15067         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
15068           return NULL_TREE;
15069       } else
15070         return NULL_TREE;
15071     }
15072
15073   /* Look for more and more general templates.  */
15074   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
15075     {
15076       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
15077          (See cp-tree.h for details.)  */
15078       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
15079         break;
15080
15081       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
15082           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
15083         break;
15084
15085       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
15086       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
15087           && DECL_CONTEXT (decl)
15088           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
15089         break;
15090
15091       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
15092     }
15093
15094   return decl;
15095 }
15096
15097 /* Return the most specialized of the class template partial
15098    specializations of TMPL which can produce TYPE, a specialization of
15099    TMPL.  The value returned is actually a TREE_LIST; the TREE_TYPE is
15100    a _TYPE node corresponding to the partial specialization, while the
15101    TREE_PURPOSE is the set of template arguments that must be
15102    substituted into the TREE_TYPE in order to generate TYPE.
15103
15104    If the choice of partial specialization is ambiguous, a diagnostic
15105    is issued, and the error_mark_node is returned.  If there are no
15106    partial specializations of TMPL matching TYPE, then NULL_TREE is
15107    returned.  */
15108
15109 static tree
15110 most_specialized_class (tree type, tree tmpl)
15111 {
15112   tree list = NULL_TREE;
15113   tree t;
15114   tree champ;
15115   int fate;
15116   bool ambiguous_p;
15117   tree args;
15118   tree outer_args = NULL_TREE;
15119
15120   tmpl = most_general_template (tmpl);
15121   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
15122
15123   /* For determining which partial specialization to use, only the
15124      innermost args are interesting.  */
15125   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
15126     {
15127       outer_args = strip_innermost_template_args (args, 1);
15128       args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
15129     }
15130
15131   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
15132     {
15133       tree partial_spec_args;
15134       tree spec_args;
15135       tree parms = TREE_VALUE (t);
15136
15137       partial_spec_args = CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t));
15138       if (outer_args)
15139         {
15140           int i;
15141
15142           ++processing_template_decl;
15143
15144           /* Discard the outer levels of args, and then substitute in the
15145              template args from the enclosing class.  */
15146           partial_spec_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (partial_spec_args);
15147           partial_spec_args = tsubst_template_args
15148             (partial_spec_args, outer_args, tf_none, NULL_TREE);
15149
15150           /* PARMS already refers to just the innermost parms, but the
15151              template parms in partial_spec_args had their levels lowered
15152              by tsubst, so we need to do the same for the parm list.  We
15153              can't just tsubst the TREE_VEC itself, as tsubst wants to
15154              treat a TREE_VEC as an argument vector.  */
15155           parms = copy_node (parms);
15156           for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
15157             TREE_VEC_ELT (parms, i) =
15158               tsubst (TREE_VEC_ELT (parms, i), outer_args, tf_none, NULL_TREE);
15159
15160           --processing_template_decl;
15161         }
15162       spec_args = get_class_bindings (parms,
15163                                       partial_spec_args,
15164                                       args);
15165       if (spec_args)
15166         {
15167           if (outer_args)
15168             spec_args = add_to_template_args (outer_args, spec_args);
15169           list = tree_cons (spec_args, TREE_VALUE (t), list);
15170           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
15171         }
15172     }
15173
15174   if (! list)
15175     return NULL_TREE;
15176
15177   ambiguous_p = false;
15178   t = list;
15179   champ = t;
15180   t = TREE_CHAIN (t);
15181   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
15182     {
15183       fate = more_specialized_class (champ, t);
15184       if (fate == 1)
15185         ;
15186       else
15187         {
15188           if (fate == 0)
15189             {
15190               t = TREE_CHAIN (t);
15191               if (! t)
15192                 {
15193                   ambiguous_p = true;
15194                   break;
15195                 }
15196             }
15197           champ = t;
15198         }
15199     }
15200
15201   if (!ambiguous_p)
15202     for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
15203       {
15204         fate = more_specialized_class (champ, t);
15205         if (fate != 1)
15206           {
15207             ambiguous_p = true;
15208             break;
15209           }
15210       }
15211
15212   if (ambiguous_p)
15213     {
15214       const char *str = "candidates are:";
15215       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
15216       for (t = list; t; t = TREE_CHAIN (t))
15217         {
15218           error ("%s %+#T", str, TREE_TYPE (t));
15219           str = "               ";
15220         }
15221       return error_mark_node;
15222     }
15223
15224   return champ;
15225 }
15226
15227 /* Explicitly instantiate DECL.  */
15228
15229 void
15230 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
15231 {
15232   tree result = NULL_TREE;
15233   int extern_p = 0;
15234
15235   if (!decl || decl == error_mark_node)
15236     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
15237        an appropriate message.  */
15238     return;
15239   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
15240     {
15241       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
15242       return;
15243     }
15244   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
15245     {
15246       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
15247          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
15248          the latter, the DECL we get back will be marked as a
15249          template instantiation, and the appropriate
15250          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
15251          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
15252          should handle VAR_DECLs as it currently handles
15253          FUNCTION_DECLs.  */
15254       if (!DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
15255         {
15256           error ("%qD is not a static data member of a class template", decl);
15257           return;
15258         }
15259       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
15260       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
15261         {
15262           error ("no matching template for %qD found", decl);
15263           return;
15264         }
15265       if (!same_type_p (TREE_TYPE (result), TREE_TYPE (decl)))
15266         {
15267           error ("type %qT for explicit instantiation %qD does not match "
15268                  "declared type %qT", TREE_TYPE (result), decl,
15269                  TREE_TYPE (decl));
15270           return;
15271         }
15272     }
15273   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
15274     {
15275       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
15276       return;
15277     }
15278   else
15279     result = decl;
15280
15281   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
15282      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
15283      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
15284      until we get here.  */
15285
15286   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
15287     {
15288       /* DR 259 [temp.spec].
15289
15290          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
15291          specialization shall not appear in a program unless the explicit
15292          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
15293
15294          For a given set of template parameters, if an explicit
15295          instantiation of a template appears after a declaration of an
15296          explicit specialization for that template, the explicit
15297          instantiation has no effect.  */
15298       return;
15299     }
15300   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
15301     {
15302       /* [temp.spec]
15303
15304          No program shall explicitly instantiate any template more
15305          than once.
15306
15307          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
15308          the first instantiation was `extern' and the second is not,
15309          and EXTERN_P for the opposite case.  */
15310       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
15311         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
15312       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
15313          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
15314       if (extern_p)
15315         return;
15316     }
15317   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
15318     {
15319       error ("no matching template for %qD found", result);
15320       return;
15321     }
15322   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
15323     {
15324       permerror (input_location, "explicit instantiation of non-template %q#D", result);
15325       return;
15326     }
15327
15328   if (storage == NULL_TREE)
15329     ;
15330   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
15331     {
15332       if (!in_system_header && (cxx_dialect == cxx98))
15333         pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
15334                  "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on explicit "
15335                  "instantiations");
15336       extern_p = 1;
15337     }
15338   else
15339     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
15340
15341   check_explicit_instantiation_namespace (result);
15342   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
15343   if (! extern_p)
15344     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1,
15345                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
15346 }
15347
15348 static void
15349 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
15350 {
15351   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
15352   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
15353   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
15354   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
15355   if (! extern_p)
15356     {
15357       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
15358       rest_of_type_compilation (t, 1);
15359     }
15360 }
15361
15362 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
15363    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
15364 static void
15365 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
15366 {
15367   tree storage = *(tree *) data;
15368
15369   if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (entry->type)
15370       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
15371     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
15372 }
15373
15374 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
15375    (a member function or a static member variable) of an
15376    explicitly instantiated class template.  */
15377 static void
15378 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
15379 {
15380   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
15381   if (! extern_p)
15382     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1,
15383                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
15384 }
15385
15386 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
15387    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
15388    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
15389    since the standard is unclear (as detailed below).  */
15390
15391 void
15392 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
15393 {
15394   int extern_p = 0;
15395   int nomem_p = 0;
15396   int static_p = 0;
15397   int previous_instantiation_extern_p = 0;
15398
15399   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
15400     t = TREE_TYPE (t);
15401
15402   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
15403     {
15404       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
15405       return;
15406     }
15407
15408   complete_type (t);
15409
15410   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
15411     {
15412       if (complain & tf_error)
15413         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
15414                t);
15415       return;
15416     }
15417
15418   if (storage != NULL_TREE)
15419     {
15420       if (!in_system_header)
15421         {
15422           if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
15423             {
15424               if (cxx_dialect == cxx98)
15425                 pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
15426                          "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on "
15427                          "explicit instantiations");
15428             }
15429           else
15430             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
15431                      "ISO C++ forbids the use of %qE"
15432                      " on explicit instantiations", storage);
15433         }
15434
15435       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
15436         nomem_p = 1;
15437       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
15438         extern_p = 1;
15439       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
15440         static_p = 1;
15441       else
15442         {
15443           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
15444                  storage);
15445           extern_p = 0;
15446         }
15447     }
15448
15449   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
15450     {
15451       /* DR 259 [temp.spec].
15452
15453          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
15454          specialization shall not appear in a program unless the explicit
15455          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
15456
15457          For a given set of template parameters, if an explicit
15458          instantiation of a template appears after a declaration of an
15459          explicit specialization for that template, the explicit
15460          instantiation has no effect.  */
15461       return;
15462     }
15463   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
15464     {
15465       /* [temp.spec]
15466
15467          No program shall explicitly instantiate any template more
15468          than once.
15469
15470          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
15471          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
15472          These cases are OK.  */
15473       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
15474
15475       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
15476           && (complain & tf_error))
15477         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
15478
15479       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
15480       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
15481         return;
15482     }
15483
15484   check_explicit_instantiation_namespace (TYPE_NAME (t));
15485   mark_class_instantiated (t, extern_p);
15486
15487   if (nomem_p)
15488     return;
15489
15490   {
15491     tree tmp;
15492
15493     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
15494        declarations, and not the definitions, of members are
15495        instantiated, we have here:
15496
15497          [temp.explicit]
15498
15499          The explicit instantiation of a class template specialization
15500          implies the instantiation of all of its members not
15501          previously explicitly specialized in the translation unit
15502          containing the explicit instantiation.
15503
15504        Of course, we can't instantiate member template classes, since
15505        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
15506        is unclear on whether the instantiation of the members are
15507        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
15508        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
15509
15510     if (! static_p)
15511       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
15512         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
15513             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
15514           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
15515
15516     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
15517       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
15518         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
15519
15520     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
15521       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
15522                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
15523   }
15524 }
15525
15526 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
15527    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
15528    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
15529    should occur for DECL, not the most general template.
15530
15531    One reason for doing this is a scenario like this:
15532
15533      template <class T>
15534      void f(const T&, int i);
15535
15536      void g() { f(3, 7); }
15537
15538      template <class T>
15539      void f(const T& t, const int i) { }
15540
15541    Note that when the template is first instantiated, with
15542    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
15543    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
15544    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
15545
15546 static void
15547 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
15548 {
15549   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
15550      template.  */
15551   tree args;
15552   tree code_pattern;
15553
15554   args = DECL_TI_ARGS (decl);
15555   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
15556
15557   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
15558      correctly.  */
15559   push_access_scope (decl);
15560
15561   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
15562     {
15563       tree decl_parm;
15564       tree pattern_parm;
15565       tree specs;
15566       int args_depth;
15567       int parms_depth;
15568
15569       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
15570       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
15571       if (args_depth > parms_depth)
15572         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
15573
15574       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
15575                                               args, tf_error, NULL_TREE);
15576       if (specs)
15577         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
15578                                                     specs);
15579
15580       /* Merge parameter declarations.  */
15581       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
15582                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
15583       pattern_parm
15584         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
15585                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
15586       while (decl_parm && !FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
15587         {
15588           tree parm_type;
15589           tree attributes;
15590           
15591           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
15592             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
15593           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
15594                               NULL_TREE);
15595           parm_type = type_decays_to (parm_type);
15596           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
15597             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
15598           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
15599           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
15600             {
15601               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
15602               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
15603             }
15604           decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
15605           pattern_parm = TREE_CHAIN (pattern_parm);
15606         }
15607       /* Merge any parameters that match with the function parameter
15608          pack.  */
15609       if (pattern_parm && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
15610         {
15611           int i, len;
15612           tree expanded_types;
15613           /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
15614              the parameters in this function parameter pack.  */
15615           expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (pattern_parm), 
15616                                                  args, tf_error, NULL_TREE);
15617           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
15618           for (i = 0; i < len; i++)
15619             {
15620               tree parm_type;
15621               tree attributes;
15622           
15623               if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
15624                 /* Rename the parameter to include the index.  */
15625                 DECL_NAME (decl_parm) = 
15626                   make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (pattern_parm), i);
15627               parm_type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
15628               parm_type = type_decays_to (parm_type);
15629               if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
15630                 TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
15631               attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
15632               if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
15633                 {
15634                   DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
15635                   cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
15636                 }
15637               decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
15638             }
15639         }
15640       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
15641       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
15642           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
15643         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
15644     }
15645   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
15646     DECL_INITIAL (decl) =
15647       tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
15648                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl),
15649                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
15650   else
15651     gcc_unreachable ();
15652
15653   pop_access_scope (decl);
15654 }
15655
15656 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
15657    substituted to get DECL.  */
15658
15659 tree
15660 template_for_substitution (tree decl)
15661 {
15662   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
15663
15664   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
15665      for the instantiation.  This is not always the most general
15666      template.  Consider, for example:
15667
15668         template <class T>
15669         struct S { template <class U> void f();
15670                    template <> void f<int>(); };
15671
15672      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
15673      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
15674   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
15675             more general template.  */
15676          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
15677            /* We must also deal with friend templates.  Given:
15678
15679                 template <class T> struct S {
15680                   template <class U> friend void f() {};
15681                 };
15682
15683               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
15684               so far as the language is concerned, but that's still
15685               where we get the pattern for the instantiation from.  On
15686               other hand, if the definition comes outside the class, say:
15687
15688                 template <class T> struct S {
15689                   template <class U> friend void f();
15690                 };
15691                 template <class U> friend void f() {}
15692
15693               we don't need to look any further.  That's what the check for
15694               DECL_INITIAL is for.  */
15695           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
15696               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
15697               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
15698     {
15699       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
15700          were a definition, we should be using it!  Note that we
15701          cannot restructure the loop to just keep going until we find
15702          a template with a definition, since that might go too far if
15703          a specialization was declared, but not defined.  */
15704       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
15705                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
15706
15707       /* Fetch the more general template.  */
15708       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
15709     }
15710
15711   return tmpl;
15712 }
15713
15714 /* Returns true if we need to instantiate this template instance even if we
15715    know we aren't going to emit it..  */
15716
15717 bool
15718 always_instantiate_p (tree decl)
15719 {
15720   /* We always instantiate inline functions so that we can inline them.  An
15721      explicit instantiation declaration prohibits implicit instantiation of
15722      non-inline functions.  With high levels of optimization, we would
15723      normally inline non-inline functions -- but we're not allowed to do
15724      that for "extern template" functions.  Therefore, we check
15725      DECL_DECLARED_INLINE_P, rather than possibly_inlined_p.  */
15726   return ((TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
15727            && DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
15728           /* And we need to instantiate static data members so that
15729              their initializers are available in integral constant
15730              expressions.  */
15731           || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
15732               && DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (decl)));
15733 }
15734
15735 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
15736    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
15737    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
15738    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
15739    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
15740    explicitly instantiated class template.  */
15741
15742 tree
15743 instantiate_decl (tree d, int defer_ok,
15744                   bool expl_inst_class_mem_p)
15745 {
15746   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
15747   tree gen_args;
15748   tree args;
15749   tree td;
15750   tree code_pattern;
15751   tree spec;
15752   tree gen_tmpl;
15753   bool pattern_defined;
15754   int need_push;
15755   location_t saved_loc = input_location;
15756   bool external_p;
15757
15758   /* This function should only be used to instantiate templates for
15759      functions and static member variables.  */
15760   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
15761               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
15762
15763   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
15764      are instantiated right away.  That allows for better code in the
15765      case that an expression refers to the value of the variable --
15766      if the variable has a constant value the referring expression can
15767      take advantage of that fact.  */
15768   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
15769     defer_ok = 0;
15770
15771   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
15772      functions they cloned.  */
15773   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
15774     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
15775
15776   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d)
15777       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (d))
15778     /* D has already been instantiated or explicitly specialized, so
15779        there's nothing for us to do here.
15780
15781        It might seem reasonable to check whether or not D is an explicit
15782        instantiation, and, if so, stop here.  But when an explicit
15783        instantiation is deferred until the end of the compilation,
15784        DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is set, even though we still need to do
15785        the instantiation.  */
15786     return d;
15787
15788   /* Check to see whether we know that this template will be
15789      instantiated in some other file, as with "extern template"
15790      extension.  */
15791   external_p = (DECL_INTERFACE_KNOWN (d) && DECL_REALLY_EXTERN (d));
15792
15793   /* In general, we do not instantiate such templates.  */
15794   if (external_p && !always_instantiate_p (d))
15795     return d;
15796
15797   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
15798   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
15799
15800   if (tmpl != gen_tmpl)
15801     /* We should already have the extra args.  */
15802     gcc_assert (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl))
15803                 == TMPL_ARGS_DEPTH (gen_args));
15804   /* And what's in the hash table should match D.  */
15805   gcc_assert ((spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args, 0)) == d
15806               || spec == NULL_TREE);
15807
15808   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
15809   if (! push_tinst_level (d))
15810     return d;
15811
15812   timevar_push (TV_PARSE);
15813
15814   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
15815      for the instantiation.  */
15816   td = template_for_substitution (d);
15817   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
15818
15819   /* We should never be trying to instantiate a member of a class
15820      template or partial specialization.  */
15821   gcc_assert (d != code_pattern);
15822
15823   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
15824       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
15825     /* In the case of a friend template whose definition is provided
15826        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
15827        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
15828     args = get_innermost_template_args
15829       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
15830   else
15831     args = gen_args;
15832
15833   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
15834     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
15835   else
15836     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
15837
15838   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
15839   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
15840
15841   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
15842      the linkage of D, remember that a definition is available for
15843      this entity.  */
15844   if (pattern_defined
15845       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
15846       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
15847     mark_definable (d);
15848
15849   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
15850
15851   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
15852      and no definition is available, treat it like an implicit
15853      instantiation.  */
15854   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p
15855       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
15856     {
15857       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
15858       DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
15859       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
15860     }
15861
15862   if (!defer_ok)
15863     {
15864       /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
15865          about ignoring cv qualifiers.  */
15866       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
15867       tree type = TREE_TYPE (gen);
15868
15869       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
15870          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
15871          right context.  */
15872       push_access_scope (d);
15873
15874       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
15875         {
15876           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_warning_or_error, d);
15877           tsubst_exception_specification (type, gen_args, tf_warning_or_error,
15878                                           d);
15879           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
15880              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
15881              The function arguments are the same as the decl_arguments
15882              without the top level cv qualifiers.  */
15883           type = TREE_TYPE (type);
15884         }
15885       tsubst (type, gen_args, tf_warning_or_error, d);
15886
15887       pop_access_scope (d);
15888     }
15889
15890   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
15891      forbidden from doing so.  */
15892   if (/* If there is no definition, we cannot instantiate the
15893          template.  */
15894       ! pattern_defined
15895       /* If it's OK to postpone instantiation, do so.  */
15896       || defer_ok
15897       /* If this is a static data member that will be defined
15898          elsewhere, we don't want to instantiate the entire data
15899          member, but we do want to instantiate the initializer so that
15900          we can substitute that elsewhere.  */
15901       || (external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
15902     {
15903       /* The definition of the static data member is now required so
15904          we must substitute the initializer.  */
15905       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
15906           && !DECL_INITIAL (d)
15907           && DECL_INITIAL (code_pattern))
15908         {
15909           tree ns;
15910           tree init;
15911
15912           ns = decl_namespace_context (d);
15913           push_nested_namespace (ns);
15914           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
15915           init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern),
15916                               args,
15917                               tf_warning_or_error, NULL_TREE,
15918                               /*integral_constant_expression_p=*/false);
15919           cp_finish_decl (d, init, /*init_const_expr_p=*/false,
15920                           /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
15921                           LOOKUP_ONLYCONVERTING);
15922           pop_nested_class ();
15923           pop_nested_namespace (ns);
15924         }
15925
15926       /* We restore the source position here because it's used by
15927          add_pending_template.  */
15928       input_location = saved_loc;
15929
15930       if (at_eof && !pattern_defined
15931           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d)
15932           && DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
15933         /* [temp.explicit]
15934
15935            The definition of a non-exported function template, a
15936            non-exported member function template, or a non-exported
15937            member function or static data member of a class template
15938            shall be present in every translation unit in which it is
15939            explicitly instantiated.  */
15940         permerror (input_location,  "explicit instantiation of %qD "
15941                    "but no definition available", d);
15942
15943       /* ??? Historically, we have instantiated inline functions, even
15944          when marked as "extern template".  */
15945       if (!(external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
15946         add_pending_template (d);
15947       goto out;
15948     }
15949   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
15950      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
15951   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
15952     {
15953       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
15954          requested instantiation in the PCH it is still possible that
15955          an instantiation will be required in a file that includes the
15956          PCH.  */
15957       if (pch_file)
15958         add_pending_template (d);
15959       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
15960          job, even though we'll not be emitting a copy of this
15961          function.  */
15962       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && possibly_inlined_p (d)))
15963         goto out;
15964     }
15965
15966   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
15967   if (need_push)
15968     push_to_top_level ();
15969
15970   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
15971      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
15972   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
15973
15974   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
15975      by a subsequent redeclaration.  */
15976   regenerate_decl_from_template (d, td);
15977
15978   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
15979      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
15980   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
15981
15982   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
15983     {
15984       tree init;
15985
15986       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
15987          since we've reset the type of the declaration.  */
15988       SET_DECL_RTL (d, NULL_RTX);
15989       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
15990
15991       /* The initializer is placed in DECL_INITIAL by
15992          regenerate_decl_from_template.  Pull it out so that
15993          cp_finish_decl can process it.  */
15994       init = DECL_INITIAL (d);
15995       DECL_INITIAL (d) = NULL_TREE;
15996       DECL_INITIALIZED_P (d) = 0;
15997
15998       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
15999          initializer.  That function will defer actual emission until
16000          we have a chance to determine linkage.  */
16001       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
16002
16003       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
16004       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
16005       cp_finish_decl (d, init, false, NULL_TREE, 0);
16006       pop_nested_class ();
16007     }
16008   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
16009     {
16010       htab_t saved_local_specializations;
16011       tree subst_decl;
16012       tree tmpl_parm;
16013       tree spec_parm;
16014
16015       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
16016          template from within the body of another.  */
16017       saved_local_specializations = local_specializations;
16018
16019       /* Set up the list of local specializations.  */
16020       local_specializations = htab_create (37,
16021                                            hash_local_specialization,
16022                                            eq_local_specializations,
16023                                            NULL);
16024
16025       /* Set up context.  */
16026       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
16027
16028       /* Create substitution entries for the parameters.  */
16029       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
16030       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
16031       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
16032       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
16033         {
16034           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
16035           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
16036           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
16037         }
16038       while (tmpl_parm && !FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (tmpl_parm))
16039         {
16040           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
16041           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
16042           spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm);
16043         }
16044       if (tmpl_parm && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (tmpl_parm))
16045         {
16046           /* Register the (value) argument pack as a specialization of
16047              TMPL_PARM, then move on.  */
16048           tree argpack = make_fnparm_pack (spec_parm);
16049           register_local_specialization (argpack, tmpl_parm);
16050           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
16051           spec_parm = NULL_TREE;
16052         }
16053       gcc_assert (!spec_parm);
16054
16055       /* Substitute into the body of the function.  */
16056       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
16057                    tf_warning_or_error, tmpl,
16058                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
16059
16060       /* Set the current input_location to the end of the function
16061          so that finish_function knows where we are.  */
16062       input_location = DECL_STRUCT_FUNCTION (code_pattern)->function_end_locus;
16063
16064       /* We don't need the local specializations any more.  */
16065       htab_delete (local_specializations);
16066       local_specializations = saved_local_specializations;
16067
16068       /* Finish the function.  */
16069       d = finish_function (0);
16070       expand_or_defer_fn (d);
16071     }
16072
16073   /* We're not deferring instantiation any more.  */
16074   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
16075
16076   if (need_push)
16077     pop_from_top_level ();
16078
16079 out:
16080   input_location = saved_loc;
16081   pop_deferring_access_checks ();
16082   pop_tinst_level ();
16083
16084   timevar_pop (TV_PARSE);
16085
16086   return d;
16087 }
16088
16089 /* Run through the list of templates that we wish we could
16090    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
16091    number of times we retry pending template instantiation.  */
16092
16093 void
16094 instantiate_pending_templates (int retries)
16095 {
16096   int reconsider;
16097   location_t saved_loc = input_location;
16098
16099   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
16100      may require further template instantiations.  We place a limit here
16101      to avoid infinite loop.  */
16102   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
16103     {
16104       tree decl = pending_templates->tinst->decl;
16105
16106       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
16107              " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
16108              " (use -ftemplate-depth-NN to increase the maximum)",
16109              max_tinst_depth, decl);
16110       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
16111         /* Pretend that we defined it.  */
16112         DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
16113       return;
16114     }
16115
16116   do
16117     {
16118       struct pending_template **t = &pending_templates;
16119       struct pending_template *last = NULL;
16120       reconsider = 0;
16121       while (*t)
16122         {
16123           tree instantiation = reopen_tinst_level ((*t)->tinst);
16124           bool complete = false;
16125
16126           if (TYPE_P (instantiation))
16127             {
16128               tree fn;
16129
16130               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
16131                 {
16132                   instantiate_class_template (instantiation);
16133                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
16134                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
16135                          fn;
16136                          fn = TREE_CHAIN (fn))
16137                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
16138                         instantiate_decl (fn,
16139                                           /*defer_ok=*/0,
16140                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
16141                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
16142                     reconsider = 1;
16143                 }
16144
16145               complete = COMPLETE_TYPE_P (instantiation);
16146             }
16147           else
16148             {
16149               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
16150                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
16151                 {
16152                   instantiation
16153                     = instantiate_decl (instantiation,
16154                                         /*defer_ok=*/0,
16155                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
16156                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
16157                     reconsider = 1;
16158                 }
16159
16160               complete = (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
16161                           || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation));
16162             }
16163
16164           if (complete)
16165             /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
16166                need to consider it again in the future.  */
16167             *t = (*t)->next;
16168           else
16169             {
16170               last = *t;
16171               t = &(*t)->next;
16172             }
16173           tinst_depth = 0;
16174           current_tinst_level = NULL;
16175         }
16176       last_pending_template = last;
16177     }
16178   while (reconsider);
16179
16180   input_location = saved_loc;
16181 }
16182
16183 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
16184    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
16185    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
16186    instantiate_decl.  */
16187
16188 static tree
16189 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
16190 {
16191   tree inits = NULL_TREE;
16192
16193   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
16194     {
16195       tree decl;
16196       tree init;
16197       tree expanded_bases = NULL_TREE;
16198       tree expanded_arguments = NULL_TREE;
16199       int i, len = 1;
16200
16201       if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (t)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
16202         {
16203           tree expr;
16204           tree arg;
16205
16206           /* Expand the base class expansion type into separate base
16207              classes.  */
16208           expanded_bases = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), argvec,
16209                                                  tf_warning_or_error,
16210                                                  NULL_TREE);
16211           if (expanded_bases == error_mark_node)
16212             continue;
16213           
16214           /* We'll be building separate TREE_LISTs of arguments for
16215              each base.  */
16216           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
16217           expanded_arguments = make_tree_vec (len);
16218           for (i = 0; i < len; i++)
16219             TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = NULL_TREE;
16220
16221           /* Build a dummy EXPR_PACK_EXPANSION that will be used to
16222              expand each argument in the TREE_VALUE of t.  */
16223           expr = make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
16224           PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (expr) =
16225             PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (TREE_PURPOSE (t));
16226
16227           if (TREE_VALUE (t) == void_type_node)
16228             /* VOID_TYPE_NODE is used to indicate
16229                value-initialization.  */
16230             {
16231               for (i = 0; i < len; i++)
16232                 TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = void_type_node;
16233             }
16234           else
16235             {
16236               /* Substitute parameter packs into each argument in the
16237                  TREE_LIST.  */
16238               in_base_initializer = 1;
16239               for (arg = TREE_VALUE (t); arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
16240                 {
16241                   tree expanded_exprs;
16242
16243                   /* Expand the argument.  */
16244                   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (expr, TREE_VALUE (arg));
16245                   expanded_exprs 
16246                     = tsubst_pack_expansion (expr, argvec,
16247                                              tf_warning_or_error,
16248                                              NULL_TREE);
16249                   if (expanded_exprs == error_mark_node)
16250                     continue;
16251
16252                   /* Prepend each of the expanded expressions to the
16253                      corresponding TREE_LIST in EXPANDED_ARGUMENTS.  */
16254                   for (i = 0; i < len; i++)
16255                     {
16256                       TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
16257                         tree_cons (NULL_TREE, 
16258                                    TREE_VEC_ELT (expanded_exprs, i),
16259                                    TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
16260                     }
16261                 }
16262               in_base_initializer = 0;
16263
16264               /* Reverse all of the TREE_LISTs in EXPANDED_ARGUMENTS,
16265                  since we built them backwards.  */
16266               for (i = 0; i < len; i++)
16267                 {
16268                   TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
16269                     nreverse (TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
16270                 }
16271             }
16272         }
16273
16274       for (i = 0; i < len; ++i)
16275         {
16276           if (expanded_bases)
16277             {
16278               decl = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, i);
16279               decl = expand_member_init (decl);
16280               init = TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i);
16281             }
16282           else
16283             {
16284               decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, 
16285                                   tf_warning_or_error, NULL_TREE);
16286
16287               decl = expand_member_init (decl);
16288               if (decl && !DECL_P (decl))
16289                 in_base_initializer = 1;
16290
16291               init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, 
16292                                   tf_warning_or_error, NULL_TREE,
16293                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
16294               in_base_initializer = 0;
16295             }
16296
16297           if (decl)
16298             {
16299               init = build_tree_list (decl, init);
16300               TREE_CHAIN (init) = inits;
16301               inits = init;
16302             }
16303         }
16304     }
16305   return inits;
16306 }
16307
16308 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
16309
16310 static void
16311 set_current_access_from_decl (tree decl)
16312 {
16313   if (TREE_PRIVATE (decl))
16314     current_access_specifier = access_private_node;
16315   else if (TREE_PROTECTED (decl))
16316     current_access_specifier = access_protected_node;
16317   else
16318     current_access_specifier = access_public_node;
16319 }
16320
16321 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
16322    is the instantiation (which should have been created with
16323    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
16324
16325 static void
16326 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
16327 {
16328   tree e;
16329
16330   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
16331     {
16332       tree value;
16333       tree decl;
16334
16335       decl = TREE_VALUE (e);
16336       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
16337          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
16338       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
16339                            args, tf_warning_or_error, NULL_TREE,
16340                            /*integral_constant_expression_p=*/true);
16341
16342       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
16343       set_current_access_from_decl (decl);
16344
16345       /* Actually build the enumerator itself.  */
16346       build_enumerator (DECL_NAME (decl), value, newtag);
16347     }
16348
16349   finish_enum (newtag);
16350   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
16351     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
16352 }
16353
16354 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
16355    its type -- but without substituting the innermost set of template
16356    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
16357    the type.  */
16358
16359 tree
16360 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
16361 {
16362   tree fn_type;
16363   tree tmpl;
16364   tree targs;
16365   tree tparms;
16366   int parm_depth;
16367
16368   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
16369   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
16370   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
16371   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
16372
16373   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
16374      of parameters.  */
16375   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
16376
16377   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
16378
16379   if (parm_depth == 1)
16380     /* No substitution is necessary.  */
16381     ;
16382   else
16383     {
16384       int i, save_access_control;
16385       tree partial_args;
16386
16387       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
16388          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
16389       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
16390       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
16391         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
16392                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
16393       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
16394                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
16395                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
16396
16397       /* Disable access control as this function is used only during
16398          name-mangling.  */
16399       save_access_control = flag_access_control;
16400       flag_access_control = 0;
16401
16402       ++processing_template_decl;
16403       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
16404          appropriate function type.  */
16405       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
16406       --processing_template_decl;
16407
16408       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
16409          innermost set of parameters.  This step is important if the
16410          innermost set of template parameters contains value
16411          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
16412       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
16413       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
16414
16415       flag_access_control = save_access_control;
16416     }
16417
16418   return fn_type;
16419 }
16420
16421 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
16422    the last one involved in diagnostics.  */
16423 int
16424 problematic_instantiation_changed (void)
16425 {
16426   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
16427 }
16428
16429 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
16430 void
16431 record_last_problematic_instantiation (void)
16432 {
16433   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
16434 }
16435
16436 struct tinst_level *
16437 current_instantiation (void)
16438 {
16439   return current_tinst_level;
16440 }
16441
16442 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
16443    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
16444    warning messages under control of COMPLAIN.  */
16445
16446 static int
16447 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
16448 {
16449   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
16450     return 0;
16451   else if (POINTER_TYPE_P (type))
16452     return 0;
16453   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
16454     return 0;
16455   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
16456     return 0;
16457   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
16458     return 0;
16459
16460   if (complain & tf_error)
16461     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
16462   return 1;
16463 }
16464
16465 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
16466    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
16467
16468 static bool
16469 dependent_type_p_r (tree type)
16470 {
16471   tree scope;
16472
16473   /* [temp.dep.type]
16474
16475      A type is dependent if it is:
16476
16477      -- a template parameter. Template template parameters are types
16478         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
16479         them here.  */
16480   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
16481       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
16482     return true;
16483   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
16484         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
16485         names a dependent type.  */
16486   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
16487     return true;
16488   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
16489         dependent.  */
16490   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
16491   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
16492   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
16493     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
16494             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
16495                                            (type)));
16496   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
16497            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
16498     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
16499   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
16500            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
16501     {
16502       tree arg_type;
16503
16504       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
16505         return true;
16506       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
16507            arg_type;
16508            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
16509         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
16510           return true;
16511       return false;
16512     }
16513   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
16514         size is specified by a constant expression that is
16515         value-dependent.  */
16516   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
16517     {
16518       if (TYPE_DOMAIN (type)
16519           && dependent_type_p (TYPE_DOMAIN (type)))
16520         return true;
16521       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
16522     }
16523   else if (TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
16524            && !TREE_CONSTANT (TYPE_MAX_VALUE (type)))
16525     {
16526       /* If this is the TYPE_DOMAIN of an array type, consider it
16527          dependent.  We already checked for value-dependence in
16528          compute_array_index_type.  */
16529       return type_dependent_expression_p (TYPE_MAX_VALUE (type));
16530     }
16531
16532   /* -- a template-id in which either the template name is a template
16533      parameter ...  */
16534   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
16535     return true;
16536   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
16537         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
16538   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
16539            && (any_dependent_template_arguments_p
16540                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
16541     return true;
16542
16543   /* All TYPEOF_TYPEs and DECLTYPE_TYPEs are dependent; if the
16544      argument of the `typeof' expression is not type-dependent, then
16545      it should already been have resolved.  */
16546   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE
16547       || TREE_CODE (type) == DECLTYPE_TYPE)
16548     return true;
16549
16550   /* A template argument pack is dependent if any of its packed
16551      arguments are.  */
16552   if (TREE_CODE (type) == TYPE_ARGUMENT_PACK)
16553     {
16554       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (type);
16555       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
16556       for (i = 0; i < len; ++i)
16557         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
16558           return true;
16559     }
16560
16561   /* All TYPE_PACK_EXPANSIONs are dependent, because parameter packs must
16562      be template parameters.  */
16563   if (TREE_CODE (type) == TYPE_PACK_EXPANSION)
16564     return true;
16565
16566   /* The standard does not specifically mention types that are local
16567      to template functions or local classes, but they should be
16568      considered dependent too.  For example:
16569
16570        template <int I> void f() {
16571          enum E { a = I };
16572          S<sizeof (E)> s;
16573        }
16574
16575      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
16576      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
16577   scope = TYPE_CONTEXT (type);
16578   if (scope && TYPE_P (scope))
16579     return dependent_type_p (scope);
16580   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
16581     return type_dependent_expression_p (scope);
16582
16583   /* Other types are non-dependent.  */
16584   return false;
16585 }
16586
16587 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
16588    [temp.dep.type].  */
16589
16590 bool
16591 dependent_type_p (tree type)
16592 {
16593   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
16594      any dependent types.  */
16595   if (!processing_template_decl)
16596     {
16597       /* If we are not processing a template, then nobody should be
16598          providing us with a dependent type.  */
16599       gcc_assert (type);
16600       gcc_assert (TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM || is_auto (type));
16601       return false;
16602     }
16603
16604   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
16605      in question; in that case, the type is dependent.  */
16606   if (!type)
16607     return true;
16608
16609   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
16610   if (type == error_mark_node)
16611     return false;
16612
16613   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
16614      do so now.  */
16615   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
16616     {
16617       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
16618       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
16619     }
16620
16621   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
16622 }
16623
16624 /* Returns TRUE if SCOPE is a dependent scope, in which we can't do any
16625    lookup.  In other words, a dependent type that is not the current
16626    instantiation.  */
16627
16628 bool
16629 dependent_scope_p (tree scope)
16630 {
16631   return (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
16632           && !currently_open_class (scope));
16633 }
16634
16635 /* Returns TRUE if EXPRESSION is dependent, according to CRITERION.  */
16636
16637 static bool
16638 dependent_scope_ref_p (tree expression, bool criterion (tree))
16639 {
16640   tree scope;
16641   tree name;
16642
16643   gcc_assert (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF);
16644
16645   if (!TYPE_P (TREE_OPERAND (expression, 0)))
16646     return true;
16647
16648   scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
16649   name = TREE_OPERAND (expression, 1);
16650
16651   /* [temp.dep.expr]
16652
16653      An id-expression is type-dependent if it contains a
16654      nested-name-specifier that contains a class-name that names a
16655      dependent type.  */
16656   /* The suggested resolution to Core Issue 224 implies that if the
16657      qualifying type is the current class, then we must peek
16658      inside it.  */
16659   if (DECL_P (name)
16660       && currently_open_class (scope)
16661       && !criterion (name))
16662     return false;
16663   if (dependent_type_p (scope))
16664     return true;
16665
16666   return false;
16667 }
16668
16669 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
16670    [temp.dep.constexpr].  EXPRESSION is already known to be a constant
16671    expression.  */
16672
16673 bool
16674 value_dependent_expression_p (tree expression)
16675 {
16676   if (!processing_template_decl)
16677     return false;
16678
16679   /* A name declared with a dependent type.  */
16680   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
16681     return true;
16682
16683   switch (TREE_CODE (expression))
16684     {
16685     case IDENTIFIER_NODE:
16686       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
16687       return true;
16688
16689     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
16690       /* A non-type template parm.  */
16691       return true;
16692
16693     case CONST_DECL:
16694       /* A non-type template parm.  */
16695       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
16696         return true;
16697       return value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression));
16698
16699     case VAR_DECL:
16700        /* A constant with integral or enumeration type and is initialized
16701           with an expression that is value-dependent.  */
16702       if (DECL_INITIAL (expression)
16703           && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
16704           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
16705         return true;
16706       return false;
16707
16708     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
16709     case STATIC_CAST_EXPR:
16710     case CONST_CAST_EXPR:
16711     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
16712     case CAST_EXPR:
16713       /* These expressions are value-dependent if the type to which
16714          the cast occurs is dependent or the expression being casted
16715          is value-dependent.  */
16716       {
16717         tree type = TREE_TYPE (expression);
16718
16719         if (dependent_type_p (type))
16720           return true;
16721
16722         /* A functional cast has a list of operands.  */
16723         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
16724         if (!expression)
16725           {
16726             /* If there are no operands, it must be an expression such
16727                as "int()". This should not happen for aggregate types
16728                because it would form non-constant expressions.  */
16729             gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
16730
16731             return false;
16732           }
16733
16734         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
16735           return any_value_dependent_elements_p (expression);
16736
16737         return value_dependent_expression_p (expression);
16738       }
16739
16740     case SIZEOF_EXPR:
16741     case ALIGNOF_EXPR:
16742       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
16743          type-dependent or is a pack expansion.  */
16744       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
16745       if (PACK_EXPANSION_P (expression))
16746         return true;
16747       else if (TYPE_P (expression))
16748         return dependent_type_p (expression);
16749       return type_dependent_expression_p (expression);
16750
16751     case SCOPE_REF:
16752       return dependent_scope_ref_p (expression, value_dependent_expression_p);
16753
16754     case COMPONENT_REF:
16755       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
16756               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
16757
16758     case CALL_EXPR:
16759       /* A CALL_EXPR may appear in a constant expression if it is a
16760          call to a builtin function, e.g., __builtin_constant_p.  All
16761          such calls are value-dependent.  */
16762       return true;
16763
16764     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
16765       /* A NONTYPE_ARGUMENT_PACK is value-dependent if any packed argument
16766          is value-dependent.  */
16767       {
16768         tree values = ARGUMENT_PACK_ARGS (expression);
16769         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (values);
16770         
16771         for (i = 0; i < len; ++i)
16772           if (value_dependent_expression_p (TREE_VEC_ELT (values, i)))
16773             return true;
16774         
16775         return false;
16776       }
16777
16778     case TRAIT_EXPR:
16779       {
16780         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (expression);
16781         return (dependent_type_p (TRAIT_EXPR_TYPE1 (expression))
16782                 || (type2 ? dependent_type_p (type2) : false));
16783       }
16784
16785     case MODOP_EXPR:
16786       return ((value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
16787               || (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 2))));
16788
16789     default:
16790       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
16791          value-dependent.  */
16792       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
16793         {
16794         case tcc_reference:
16795         case tcc_unary:
16796           return (value_dependent_expression_p
16797                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
16798
16799         case tcc_comparison:
16800         case tcc_binary:
16801           return ((value_dependent_expression_p
16802                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
16803                   || (value_dependent_expression_p
16804                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
16805
16806         case tcc_expression:
16807         case tcc_vl_exp:
16808           {
16809             int i;
16810             for (i = 0; i < TREE_OPERAND_LENGTH (expression); ++i)
16811               /* In some cases, some of the operands may be missing.
16812                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
16813                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
16814                  make the expression dependent.  */
16815               if (TREE_OPERAND (expression, i)
16816                   && (value_dependent_expression_p
16817                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
16818                 return true;
16819             return false;
16820           }
16821
16822         default:
16823           break;
16824         }
16825     }
16826
16827   /* The expression is not value-dependent.  */
16828   return false;
16829 }
16830
16831 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
16832    [temp.dep.expr].  */
16833
16834 bool
16835 type_dependent_expression_p (tree expression)
16836 {
16837   if (!processing_template_decl)
16838     return false;
16839
16840   if (expression == error_mark_node)
16841     return false;
16842
16843   /* An unresolved name is always dependent.  */
16844   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE
16845       || TREE_CODE (expression) == USING_DECL)
16846     return true;
16847
16848   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
16849   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
16850       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
16851       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
16852       || TREE_CODE (expression) == TRAIT_EXPR
16853       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
16854       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
16855       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
16856       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
16857     return false;
16858
16859   /* The types of these expressions depends only on the type to which
16860      the cast occurs.  */
16861   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
16862       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
16863       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
16864       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
16865       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
16866     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
16867
16868   /* The types of these expressions depends only on the type created
16869      by the expression.  */
16870   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
16871       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
16872     {
16873       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
16874          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
16875          operand 1.  */
16876       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
16877       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
16878         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
16879            as well.  */
16880         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
16881                || value_dependent_expression_p
16882                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
16883       else
16884         return dependent_type_p (type);
16885     }
16886
16887   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF
16888       && dependent_scope_ref_p (expression,
16889                                 type_dependent_expression_p))
16890     return true;
16891
16892   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
16893       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
16894       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
16895       && (any_dependent_template_arguments_p
16896           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
16897     return true;
16898
16899   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
16900       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
16901     return false;
16902
16903   if (TREE_CODE (expression) == STMT_EXPR)
16904     expression = stmt_expr_value_expr (expression);
16905
16906   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (expression))
16907     {
16908       tree elt;
16909       unsigned i;
16910
16911       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (expression), i, elt)
16912         {
16913           if (type_dependent_expression_p (elt))
16914             return true;
16915         }
16916       return false;
16917     }
16918
16919   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
16920     {
16921       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
16922         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
16923       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
16924           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
16925         {
16926           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
16927             return true;
16928           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
16929           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
16930             return false;
16931         }
16932       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
16933       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
16934         return false;
16935
16936       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
16937         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
16938
16939       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
16940         {
16941           if (any_dependent_template_arguments_p
16942               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
16943             return true;
16944           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
16945         }
16946       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
16947                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
16948
16949       while (expression)
16950         {
16951           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
16952             return true;
16953           expression = OVL_NEXT (expression);
16954         }
16955       return false;
16956     }
16957
16958   gcc_assert (TREE_CODE (expression) != TYPE_DECL);
16959
16960   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
16961 }
16962
16963 /* Like type_dependent_expression_p, but it also works while not processing
16964    a template definition, i.e. during substitution or mangling.  */
16965
16966 bool
16967 type_dependent_expression_p_push (tree expr)
16968 {
16969   bool b;
16970   ++processing_template_decl;
16971   b = type_dependent_expression_p (expr);
16972   --processing_template_decl;
16973   return b;
16974 }
16975
16976 /* Returns TRUE if ARGS contains a type-dependent expression.  */
16977
16978 bool
16979 any_type_dependent_arguments_p (const VEC(tree,gc) *args)
16980 {
16981   unsigned int i;
16982   tree arg;
16983
16984   for (i = 0; VEC_iterate (tree, args, i, arg); ++i)
16985     {
16986       if (type_dependent_expression_p (arg))
16987         return true;
16988     }
16989   return false;
16990 }
16991
16992 /* Returns TRUE if LIST (a TREE_LIST whose TREE_VALUEs are
16993    expressions) contains any value-dependent expressions.  */
16994
16995 bool
16996 any_value_dependent_elements_p (const_tree list)
16997 {
16998   for (; list; list = TREE_CHAIN (list))
16999     if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (list)))
17000       return true;
17001
17002   return false;
17003 }
17004
17005 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
17006
17007 bool
17008 dependent_template_arg_p (tree arg)
17009 {
17010   if (!processing_template_decl)
17011     return false;
17012
17013   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
17014       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17015     return dependent_template_p (arg);
17016   else if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
17017     {
17018       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
17019       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
17020       for (i = 0; i < len; ++i)
17021         {
17022           if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
17023             return true;
17024         }
17025
17026       return false;
17027     }
17028   else if (TYPE_P (arg))
17029     return dependent_type_p (arg);
17030   else
17031     return (type_dependent_expression_p (arg)
17032             || value_dependent_expression_p (arg));
17033 }
17034
17035 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
17036    any types that require structural equality testing.  */
17037
17038 bool
17039 any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree args)
17040 {
17041   int i;
17042   int j;
17043
17044   if (!args)
17045     return false;
17046   if (args == error_mark_node)
17047     return true;
17048
17049   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
17050     {
17051       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
17052       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
17053         {
17054           tree arg = TREE_VEC_ELT (level, j);
17055           tree packed_args = NULL_TREE;
17056           int k, len = 1;
17057
17058           if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
17059             {
17060               /* Look inside the argument pack.  */
17061               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
17062               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
17063             }
17064
17065           for (k = 0; k < len; ++k)
17066             {
17067               if (packed_args)
17068                 arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, k);
17069
17070               if (error_operand_p (arg))
17071                 return true;
17072               else if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
17073                        || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17074                 continue;
17075               else if (TYPE_P (arg) && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (arg))
17076                 return true;
17077               else if (!TYPE_P (arg) && TREE_TYPE (arg)
17078                        && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (TREE_TYPE (arg)))
17079                 return true;
17080             }
17081         }
17082     }
17083
17084   return false;
17085 }
17086
17087 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
17088    any dependent arguments.  */
17089
17090 bool
17091 any_dependent_template_arguments_p (const_tree args)
17092 {
17093   int i;
17094   int j;
17095
17096   if (!args)
17097     return false;
17098   if (args == error_mark_node)
17099     return true;
17100
17101   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
17102     {
17103       const_tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
17104       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
17105         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
17106           return true;
17107     }
17108
17109   return false;
17110 }
17111
17112 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
17113
17114 bool
17115 dependent_template_p (tree tmpl)
17116 {
17117   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
17118     {
17119       while (tmpl)
17120         {
17121           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
17122             return true;
17123           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
17124         }
17125       return false;
17126     }
17127
17128   /* Template template parameters are dependent.  */
17129   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
17130       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17131     return true;
17132   /* So are names that have not been looked up.  */
17133   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
17134       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
17135     return true;
17136   /* So are member templates of dependent classes.  */
17137   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
17138     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
17139   return false;
17140 }
17141
17142 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
17143
17144 bool
17145 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
17146 {
17147   return (dependent_template_p (tmpl)
17148           || any_dependent_template_arguments_p (args));
17149 }
17150
17151 /* Returns TRUE if OMP_FOR with DECLV, INITV, CONDV and INCRV vectors
17152    is dependent.  */
17153
17154 bool
17155 dependent_omp_for_p (tree declv, tree initv, tree condv, tree incrv)
17156 {
17157   int i;
17158
17159   if (!processing_template_decl)
17160     return false;
17161
17162   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (declv); i++)
17163     {
17164       tree decl = TREE_VEC_ELT (declv, i);
17165       tree init = TREE_VEC_ELT (initv, i);
17166       tree cond = TREE_VEC_ELT (condv, i);
17167       tree incr = TREE_VEC_ELT (incrv, i);
17168
17169       if (type_dependent_expression_p (decl))
17170         return true;
17171
17172       if (init && type_dependent_expression_p (init))
17173         return true;
17174
17175       if (type_dependent_expression_p (cond))
17176         return true;
17177
17178       if (COMPARISON_CLASS_P (cond)
17179           && (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 0))
17180               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 1))))
17181         return true;
17182
17183       if (TREE_CODE (incr) == MODOP_EXPR)
17184         {
17185           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0))
17186               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 2)))
17187             return true;
17188         }
17189       else if (type_dependent_expression_p (incr))
17190         return true;
17191       else if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
17192         {
17193           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0)))
17194             return true;
17195           else if (BINARY_CLASS_P (TREE_OPERAND (incr, 1)))
17196             {
17197               tree t = TREE_OPERAND (incr, 1);
17198               if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 0))
17199                   || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 1)))
17200                 return true;
17201             }
17202         }
17203     }
17204
17205   return false;
17206 }
17207
17208 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
17209    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns the original TYPENAME_TYPE if
17210    no such TYPE can be found.  Note that this function peers inside
17211    uninstantiated templates and therefore should be used only in
17212    extremely limited situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this
17213    peering to the currently open classes hierarchy (which is required
17214    when comparing types).  */
17215
17216 tree
17217 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
17218 {
17219   tree scope;
17220   tree name;
17221   tree decl;
17222   int quals;
17223   tree pushed_scope;
17224   tree result;
17225
17226   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
17227
17228   scope = TYPE_CONTEXT (type);
17229   /* Usually the non-qualified identifier of a TYPENAME_TYPE is
17230      TYPE_IDENTIFIER (type). But when 'type' is a typedef variant of
17231      a TYPENAME_TYPE node, then TYPE_NAME (type) is set to the TYPE_DECL representing
17232      the typedef. In that case TYPE_IDENTIFIER (type) is not the non-qualified
17233      identifier  of the TYPENAME_TYPE anymore.
17234      So by getting the TYPE_IDENTIFIER of the _main declaration_ of the
17235      TYPENAME_TYPE instead, we avoid messing up with a possible
17236      typedef variant case.  */
17237   name = TYPE_IDENTIFIER (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
17238
17239   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
17240      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
17241   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
17242     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
17243   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
17244      TYPENAME_TYPE.  */
17245   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
17246     return type;
17247   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
17248      resolving the name.  */
17249   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
17250     return type;
17251   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
17252      to look inside it.  */
17253   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
17254     return type;
17255   /* If SCOPE isn't the template itself, it will not have a valid
17256      TYPE_FIELDS list.  */
17257   if (same_type_p (scope, CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope)))
17258     /* scope is either the template itself or a compatible instantiation
17259        like X<T>, so look up the name in the original template.  */
17260     scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
17261   else
17262     /* scope is a partial instantiation, so we can't do the lookup or we
17263        will lose the template arguments.  */
17264     return type;
17265   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
17266      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
17267      longer be considered a dependent type.  */
17268   pushed_scope = push_scope (scope);
17269   /* Look up the declaration.  */
17270   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
17271
17272   result = NULL_TREE;
17273   
17274   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
17275      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
17276   if (!decl)
17277     /*nop*/;
17278   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
17279            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
17280     {
17281       result = TREE_TYPE (decl);
17282       if (result == error_mark_node)
17283         result = NULL_TREE;
17284     }
17285   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
17286            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
17287     {
17288       tree tmpl;
17289       tree args;
17290       /* Obtain the template and the arguments.  */
17291       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
17292       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
17293       /* Instantiate the template.  */
17294       result = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
17295                                       /*entering_scope=*/0,
17296                                       tf_error | tf_user);
17297       if (result == error_mark_node)
17298         result = NULL_TREE;
17299     }
17300   
17301   /* Leave the SCOPE.  */
17302   if (pushed_scope)
17303     pop_scope (pushed_scope);
17304
17305   /* If we failed to resolve it, return the original typename.  */
17306   if (!result)
17307     return type;
17308   
17309   /* If lookup found a typename type, resolve that too.  */
17310   if (TREE_CODE (result) == TYPENAME_TYPE && !TYPENAME_IS_RESOLVING_P (result))
17311     {
17312       /* Ill-formed programs can cause infinite recursion here, so we
17313          must catch that.  */
17314       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 1;
17315       result = resolve_typename_type (result, only_current_p);
17316       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 0;
17317     }
17318   
17319   /* Qualify the resulting type.  */
17320   quals = cp_type_quals (type);
17321   if (quals)
17322     result = cp_build_qualified_type (result, cp_type_quals (result) | quals);
17323
17324   return result;
17325 }
17326
17327 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
17328    for EXPR that can be used to compute the types of larger
17329    expressions containing EXPR.  */
17330
17331 tree
17332 build_non_dependent_expr (tree expr)
17333 {
17334   tree inner_expr;
17335
17336   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like
17337      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
17338   if (null_ptr_cst_p (expr))
17339     return expr;
17340   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
17341      types.  */
17342   inner_expr = expr;
17343   if (TREE_CODE (inner_expr) == STMT_EXPR)
17344     inner_expr = stmt_expr_value_expr (inner_expr);
17345   if (TREE_CODE (inner_expr) == ADDR_EXPR)
17346     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 0);
17347   if (TREE_CODE (inner_expr) == COMPONENT_REF)
17348     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 1);
17349   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
17350       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
17351     return expr;
17352   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
17353   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
17354     return expr;
17355   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
17356      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
17357      cannot be used to initialize a "char *".  */
17358   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
17359     return expr;
17360   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
17361      reason to create a new node.  */
17362   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
17363     return expr;
17364   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
17365      There is at least one place where we want to know that a
17366      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
17367      expression, there are special rules if the second or third
17368      argument is a throw-expression.  */
17369   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
17370     return expr;
17371
17372   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
17373     return build3 (COND_EXPR,
17374                    TREE_TYPE (expr),
17375                    TREE_OPERAND (expr, 0),
17376                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
17377                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
17378                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
17379                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
17380   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
17381       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
17382     return build2 (COMPOUND_EXPR,
17383                    TREE_TYPE (expr),
17384                    TREE_OPERAND (expr, 0),
17385                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
17386
17387   /* If the type is unknown, it can't really be non-dependent */
17388   gcc_assert (TREE_TYPE (expr) != unknown_type_node);
17389
17390   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.
17391
17392      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
17393      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
17394      example:
17395
17396        template <typename T> void f<T& g>() { g(); }
17397
17398      In the body of "f", the expression for "g" will have
17399      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
17400      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
17401      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
17402      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
17403      stripped here.  */
17404   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
17405 }
17406
17407 /* ARGS is a vector of expressions as arguments to a function call.
17408    Replace the arguments with equivalent non-dependent expressions.
17409    This modifies ARGS in place.  */
17410
17411 void
17412 make_args_non_dependent (VEC(tree,gc) *args)
17413 {
17414   unsigned int ix;
17415   tree arg;
17416
17417   for (ix = 0; VEC_iterate (tree, args, ix, arg); ++ix)
17418     {
17419       tree newarg = build_non_dependent_expr (arg);
17420       if (newarg != arg)
17421         VEC_replace (tree, args, ix, newarg);
17422     }
17423 }
17424
17425 /* Returns a type which represents 'auto'.  We use a TEMPLATE_TYPE_PARM
17426    with a level one deeper than the actual template parms.  */
17427
17428 tree
17429 make_auto (void)
17430 {
17431   tree au;
17432
17433   /* ??? Is it worth caching this for multiple autos at the same level?  */
17434   au = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
17435   TYPE_NAME (au) = build_decl (BUILTINS_LOCATION,
17436                                TYPE_DECL, get_identifier ("auto"), au);
17437   TYPE_STUB_DECL (au) = TYPE_NAME (au);
17438   TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (au) = build_template_parm_index
17439     (0, processing_template_decl + 1, processing_template_decl + 1,
17440      TYPE_NAME (au), NULL_TREE);
17441   TYPE_CANONICAL (au) = canonical_type_parameter (au);
17442   DECL_ARTIFICIAL (TYPE_NAME (au)) = 1;
17443   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (TYPE_NAME (au));
17444
17445   return au;
17446 }
17447
17448 /* Replace auto in TYPE with std::initializer_list<auto>.  */
17449
17450 static tree
17451 listify_autos (tree type, tree auto_node)
17452 {
17453   tree std_init_list = namespace_binding
17454     (get_identifier ("initializer_list"), std_node);
17455   tree argvec;
17456   tree init_auto;
17457   if (!std_init_list || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (std_init_list))
17458     {    
17459       error ("deducing auto from brace-enclosed initializer list requires "
17460              "#include <initializer_list>");
17461       return error_mark_node;
17462     }
17463   argvec = make_tree_vec (1);
17464   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = auto_node;
17465   init_auto = lookup_template_class (std_init_list, argvec, NULL_TREE,
17466                                      NULL_TREE, 0, tf_warning_or_error);
17467
17468   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = init_auto;
17469   if (processing_template_decl)
17470     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
17471   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
17472 }
17473
17474 /* Replace occurrences of 'auto' in TYPE with the appropriate type deduced
17475    from INIT.  AUTO_NODE is the TEMPLATE_TYPE_PARM used for 'auto' in TYPE.  */
17476
17477 tree
17478 do_auto_deduction (tree type, tree init, tree auto_node)
17479 {
17480   tree parms, tparms, targs;
17481   tree args[1];
17482   int val;
17483
17484   /* [dcl.spec.auto]: Obtain P from T by replacing the occurrences of auto
17485      with either a new invented type template parameter U or, if the
17486      initializer is a braced-init-list (8.5.4), with
17487      std::initializer_list<U>.  */
17488   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (init))
17489     type = listify_autos (type, auto_node);
17490
17491   parms = build_tree_list (NULL_TREE, type);
17492   args[0] = init;
17493   tparms = make_tree_vec (1);
17494   targs = make_tree_vec (1);
17495   TREE_VEC_ELT (tparms, 0)
17496     = build_tree_list (NULL_TREE, TYPE_NAME (auto_node));
17497   val = type_unification_real (tparms, targs, parms, args, 1, 0,
17498                                DEDUCE_CALL, LOOKUP_NORMAL);
17499   if (val > 0)
17500     {
17501       error ("unable to deduce %qT from %qE", type, init);
17502       return error_mark_node;
17503     }
17504
17505   if (processing_template_decl)
17506     targs = add_to_template_args (current_template_args (), targs);
17507   return tsubst (type, targs, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
17508 }
17509
17510 /* Substitutes LATE_RETURN_TYPE for 'auto' in TYPE and returns the
17511    result.  */
17512
17513 tree
17514 splice_late_return_type (tree type, tree late_return_type)
17515 {
17516   tree argvec;
17517
17518   if (late_return_type == NULL_TREE)
17519     return type;
17520   argvec = make_tree_vec (1);
17521   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = late_return_type;
17522   if (processing_template_decl)
17523     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
17524   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
17525 }
17526
17527 /* Returns true iff TYPE is a TEMPLATE_TYPE_PARM representing 'auto'.  */
17528
17529 bool
17530 is_auto (const_tree type)
17531 {
17532   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
17533       && TYPE_IDENTIFIER (type) == get_identifier ("auto"))
17534     return true;
17535   else
17536     return false;
17537 }
17538
17539 /* Returns true iff TYPE contains a use of 'auto'.  Since auto can only
17540    appear as a type-specifier for the declaration in question, we don't
17541    have to look through the whole type.  */
17542
17543 tree
17544 type_uses_auto (tree type)
17545 {
17546   enum tree_code code;
17547   if (is_auto (type))
17548     return type;
17549
17550   code = TREE_CODE (type);
17551
17552   if (code == POINTER_TYPE || code == REFERENCE_TYPE
17553       || code == OFFSET_TYPE || code == FUNCTION_TYPE
17554       || code == METHOD_TYPE || code == ARRAY_TYPE)
17555     return type_uses_auto (TREE_TYPE (type));
17556
17557   if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
17558     return type_uses_auto (TREE_TYPE (TREE_TYPE
17559                                    (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (type))));
17560
17561   return NULL_TREE;
17562 }
17563
17564 /* For a given template T, return the list of typedefs referenced
17565    in T for which access check is needed at T instantiation time.
17566    T is either  a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
17567    Those typedefs were added to T by the function
17568    append_type_to_template_for_access_check.  */
17569
17570 tree
17571 get_types_needing_access_check (tree t)
17572 {
17573   tree ti, result = NULL_TREE;
17574
17575   if (!t || t == error_mark_node)
17576     return t;
17577
17578   if (!(ti = get_template_info (t)))
17579     return NULL_TREE;
17580
17581   if (CLASS_TYPE_P (t)
17582       || TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
17583     {
17584       if (!TI_TEMPLATE (ti))
17585         return NULL_TREE;
17586
17587       result = TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti);
17588     }
17589
17590   return result;
17591 }
17592
17593 /* Append the typedef TYPE_DECL used in template T to a list of typedefs
17594    tied to T. That list of typedefs will be access checked at
17595    T instantiation time.
17596    T is either a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
17597    TYPE_DECL is a TYPE_DECL node representing a typedef.
17598    SCOPE is the scope through which TYPE_DECL is accessed.
17599
17600    This function is a subroutine of
17601    append_type_to_template_for_access_check.  */
17602
17603 static void
17604 append_type_to_template_for_access_check_1 (tree t,
17605                                             tree type_decl,
17606                                             tree scope)
17607 {
17608   tree ti;
17609
17610   if (!t || t == error_mark_node)
17611     return;
17612
17613   gcc_assert ((TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
17614                || CLASS_TYPE_P (t))
17615               && type_decl
17616               && TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL
17617               && scope);
17618
17619   if (!(ti = get_template_info (t)))
17620     return;
17621
17622   gcc_assert (TI_TEMPLATE (ti));
17623
17624   TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti) =
17625     tree_cons (type_decl, scope, TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti));
17626 }
17627
17628 /* Append TYPE_DECL to the template TEMPL.
17629    TEMPL is either a class type, a FUNCTION_DECL or a a TEMPLATE_DECL.
17630    At TEMPL instanciation time, TYPE_DECL will be checked to see
17631    if it can be accessed through SCOPE.
17632
17633    e.g. consider the following code snippet:
17634
17635      class C
17636      {
17637        typedef int myint;
17638      };
17639
17640      template<class U> struct S
17641      {
17642        C::myint mi;
17643      };
17644
17645      S<char> s;
17646
17647    At S<char> instantiation time, we need to check the access of C::myint
17648    In other words, we need to check the access of the myint typedef through
17649    the C scope. For that purpose, this function will add the myint typedef
17650    and the scope C through which its being accessed to a list of typedefs
17651    tied to the template S. That list will be walked at template instantiation
17652    time and access check performed on each typedefs it contains.
17653    Note that this particular code snippet should yield an error because
17654    myint is private to C.  */
17655
17656 void
17657 append_type_to_template_for_access_check (tree templ,
17658                                           tree type_decl,
17659                                           tree scope)
17660 {
17661   tree node;
17662
17663   gcc_assert (type_decl && (TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL));
17664
17665   /* Make sure we don't append the type to the template twice.  */
17666   for (node = get_types_needing_access_check (templ);
17667        node;
17668        node = TREE_CHAIN (node))
17669     {
17670       tree decl = TREE_PURPOSE (node);
17671       tree type_scope = TREE_VALUE (node);
17672
17673       if (decl == type_decl && type_scope == scope)
17674         return;
17675     }
17676
17677   append_type_to_template_for_access_check_1 (templ, type_decl, scope);
17678 }
17679
17680 /* Set up the hash tables for template instantiations.  */
17681
17682 void
17683 init_template_processing (void)
17684 {
17685   decl_specializations = htab_create_ggc (37,
17686                                           hash_specialization,
17687                                           eq_specializations,
17688                                           ggc_free);
17689   type_specializations = htab_create_ggc (37,
17690                                           hash_specialization,
17691                                           eq_specializations,
17692                                           ggc_free);
17693 }
17694
17695 #include "gt-cp-pt.h"