OSDN Git Service

PR c++/52035
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / cp / pt.c
1 /* Handle parameterized types (templates) for GNU C++.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000,
3    2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012
4    Free Software Foundation, Inc.
5    Written by Ken Raeburn (raeburn@cygnus.com) while at Watchmaker Computing.
6    Rewritten by Jason Merrill (jason@cygnus.com).
7
8 This file is part of GCC.
9
10 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
11 it under the terms of the GNU General Public License as published by
12 the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
13 any later version.
14
15 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
16 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
18 GNU General Public License for more details.
19
20 You should have received a copy of the GNU General Public License
21 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
22 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
23
24 /* Known bugs or deficiencies include:
25
26      all methods must be provided in header files; can't use a source
27      file that contains only the method templates and "just win".  */
28
29 #include "config.h"
30 #include "system.h"
31 #include "coretypes.h"
32 #include "tm.h"
33 #include "tree.h"
34 #include "intl.h"
35 #include "pointer-set.h"
36 #include "flags.h"
37 #include "cp-tree.h"
38 #include "c-family/c-common.h"
39 #include "c-family/c-objc.h"
40 #include "cp-objcp-common.h"
41 #include "tree-inline.h"
42 #include "decl.h"
43 #include "output.h"
44 #include "toplev.h"
45 #include "timevar.h"
46 #include "tree-iterator.h"
47 #include "vecprim.h"
48
49 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
50    returning an int.  */
51 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
52
53 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
54    instantiations have been deferred, either because their definitions
55    were not yet available, or because we were putting off doing the work.  */
56 struct GTY ((chain_next ("%h.next"))) pending_template {
57   struct pending_template *next;
58   struct tinst_level *tinst;
59 };
60
61 static GTY(()) struct pending_template *pending_templates;
62 static GTY(()) struct pending_template *last_pending_template;
63
64 int processing_template_parmlist;
65 static int template_header_count;
66
67 static GTY(()) tree saved_trees;
68 static VEC(int,heap) *inline_parm_levels;
69
70 static GTY(()) struct tinst_level *current_tinst_level;
71
72 static GTY(()) tree saved_access_scope;
73
74 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
75    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
76    to the EXPR_STMT that is its result.  */
77 static tree cur_stmt_expr;
78
79 /* A map from local variable declarations in the body of the template
80    presently being instantiated to the corresponding instantiated
81    local variables.  */
82 static htab_t local_specializations;
83
84 typedef struct GTY(()) spec_entry
85 {
86   tree tmpl;
87   tree args;
88   tree spec;
89 } spec_entry;
90
91 static GTY ((param_is (spec_entry)))
92   htab_t decl_specializations;
93
94 static GTY ((param_is (spec_entry)))
95   htab_t type_specializations;
96
97 /* Contains canonical template parameter types. The vector is indexed by
98    the TEMPLATE_TYPE_IDX of the template parameter. Each element is a
99    TREE_LIST, whose TREE_VALUEs contain the canonical template
100    parameters of various types and levels.  */
101 static GTY(()) VEC(tree,gc) *canonical_template_parms;
102
103 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
104 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
105 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
106 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
107 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
108 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
109 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
110 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
111
112 enum template_base_result {
113   tbr_incomplete_type,
114   tbr_ambiguous_baseclass,
115   tbr_success
116 };
117
118 static void push_access_scope (tree);
119 static void pop_access_scope (tree);
120 static void push_deduction_access_scope (tree);
121 static void pop_deduction_access_scope (tree);
122 static bool resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
123                                             unification_kind_t, int,
124                                             bool);
125 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
126                              unification_kind_t, int, bool, bool);
127 static int unify (tree, tree, tree, tree, int, bool);
128 static void add_pending_template (tree);
129 static tree reopen_tinst_level (struct tinst_level *);
130 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
131 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
132 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t,
133                                    bool, bool);
134 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
135 static tree add_to_template_args (tree, tree);
136 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
137 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
138 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*,
139                                              tree);
140 static int type_unification_real (tree, tree, tree, const tree *,
141                                   unsigned int, int, unification_kind_t, int,
142                                   bool);
143 static void note_template_header (int);
144 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
145 static tree convert_nontype_argument (tree, tree, tsubst_flags_t);
146 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
147                                        tsubst_flags_t, int, tree);
148 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
149                                    struct pointer_set_t*, bool);
150 static tree expand_template_argument_pack (tree);
151 static tree build_template_parm_index (int, int, int, int, tree, tree);
152 static bool inline_needs_template_parms (tree);
153 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
154 static tree retrieve_local_specialization (tree);
155 static void register_local_specialization (tree, tree);
156 static hashval_t hash_specialization (const void *p);
157 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int, tree, tsubst_flags_t);
158 static int mark_template_parm (tree, void *);
159 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
160 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
161 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
162 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
163 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
164 static int template_decl_level (tree);
165 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
166 static void template_parm_level_and_index (tree, int*, int*);
167 static int unify_pack_expansion (tree, tree, tree,
168                                  tree, unification_kind_t, bool, bool);
169 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
170 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
171 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
172 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
173 static tree most_specialized_class (tree, tree, tsubst_flags_t);
174 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
175 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
176 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
177 static bool check_specialization_scope (void);
178 static tree process_partial_specialization (tree);
179 static void set_current_access_from_decl (tree);
180 static enum template_base_result get_template_base (tree, tree, tree, tree,
181                                                     bool , tree *);
182 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree, bool);
183 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
184                                            tree, tree);
185 static bool template_template_parm_bindings_ok_p (tree, tree);
186 static int template_args_equal (tree, tree);
187 static void tsubst_default_arguments (tree);
188 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
189 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
190 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
191 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
192 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
193 static bool dependent_template_arg_p (tree);
194 static bool any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree);
195 static bool dependent_type_p_r (tree);
196 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, bool);
197 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
198 static tree tsubst_pack_expansion (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
199 static tree tsubst_decl (tree, tree, tsubst_flags_t);
200 static void perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs);
201 static void append_type_to_template_for_access_check_1 (tree, tree, tree,
202                                                         location_t);
203 static tree listify (tree);
204 static tree listify_autos (tree, tree);
205 static tree template_parm_to_arg (tree t);
206 static bool arg_from_parm_pack_p (tree, tree);
207 static tree current_template_args (void);
208 static tree fixup_template_type_parm_type (tree, int);
209 static tree fixup_template_parm_index (tree, tree, int);
210 static tree tsubst_template_parm (tree, tree, tsubst_flags_t);
211
212 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
213    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
214    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
215    instantiate_decl).  */
216
217 static void
218 push_access_scope (tree t)
219 {
220   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
221               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
222
223   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
224     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
225   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
226     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
227   else
228     push_to_top_level ();
229
230   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
231     {
232       saved_access_scope = tree_cons
233         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
234       current_function_decl = t;
235     }
236 }
237
238 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
239    are processing.  */
240
241 static void
242 pop_access_scope (tree t)
243 {
244   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
245     {
246       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
247       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
248     }
249
250   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
251     pop_nested_class ();
252   else
253     pop_from_top_level ();
254 }
255
256 /* Do any processing required when DECL (a member template
257    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
258    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
259    itself is returned.  */
260
261 tree
262 finish_member_template_decl (tree decl)
263 {
264   if (decl == error_mark_node)
265     return error_mark_node;
266
267   gcc_assert (DECL_P (decl));
268
269   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
270     {
271       tree type;
272
273       type = TREE_TYPE (decl);
274       if (type == error_mark_node)
275         return error_mark_node;
276       if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (type)
277           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
278           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
279         {
280           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
281           check_member_template (tmpl);
282           return tmpl;
283         }
284       return NULL_TREE;
285     }
286   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
287     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
288   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
289     {
290       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
291         {
292           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
293           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
294         }
295       else
296         return decl;
297     }
298   else
299     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
300
301   return error_mark_node;
302 }
303
304 /* Create a template info node.  */
305
306 tree
307 build_template_info (tree template_decl, tree template_args)
308 {
309   tree result = make_node (TEMPLATE_INFO);
310   TI_TEMPLATE (result) = template_decl;
311   TI_ARGS (result) = template_args;
312   return result;
313 }
314
315 /* Return the template info node corresponding to T, whatever T is.  */
316
317 tree
318 get_template_info (const_tree t)
319 {
320   tree tinfo = NULL_TREE;
321
322   if (!t || t == error_mark_node)
323     return NULL;
324
325   if (DECL_P (t) && DECL_LANG_SPECIFIC (t))
326     tinfo = DECL_TEMPLATE_INFO (t);
327
328   if (!tinfo && DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (t))
329     t = TREE_TYPE (t);
330
331   if (TAGGED_TYPE_P (t))
332     tinfo = TYPE_TEMPLATE_INFO (t);
333   else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
334     tinfo = TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (t);
335
336   return tinfo;
337 }
338
339 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
340
341    For example, in:
342      template <class T>
343      struct A
344      {
345        template <class U>
346        struct B {};
347      };
348
349    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.
350    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
351    they are instantiations, not specializations.
352
353    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
354    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
355    always safe.  */
356
357 int
358 template_class_depth (tree type)
359 {
360   int depth;
361
362   for (depth = 0;
363        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
364        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL)
365          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : CP_TYPE_CONTEXT (type))
366     {
367       tree tinfo = get_template_info (type);
368
369       if (tinfo && PRIMARY_TEMPLATE_P (TI_TEMPLATE (tinfo))
370           && uses_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (tinfo))))
371         ++depth;
372     }
373
374   return depth;
375 }
376
377 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
378    Returns true if processing DECL needs us to push template parms.  */
379
380 static bool
381 inline_needs_template_parms (tree decl)
382 {
383   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
384     return false;
385
386   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
387           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
388 }
389
390 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
391    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
392    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
393    innermost first.  */
394
395 static void
396 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
397 {
398   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
399   int i;
400
401   if (levels > 1)
402     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
403
404   ++processing_template_decl;
405   current_template_parms
406     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
407                  parms, current_template_parms);
408   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
409
410   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
411                NULL);
412   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
413     {
414       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
415
416       if (parm == error_mark_node)
417         continue;
418
419       gcc_assert (DECL_P (parm));
420
421       switch (TREE_CODE (parm))
422         {
423         case TYPE_DECL:
424         case TEMPLATE_DECL:
425           pushdecl (parm);
426           break;
427
428         case PARM_DECL:
429           {
430             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
431                It is ugly that we recreate this here; the original
432                version built in process_template_parm is no longer
433                available.  */
434             tree decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (parm),
435                                     CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
436                                     TREE_TYPE (parm));
437             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
438             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
439             TREE_READONLY (decl) = 1;
440             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
441             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
442             pushdecl (decl);
443           }
444           break;
445
446         default:
447           gcc_unreachable ();
448         }
449     }
450 }
451
452 /* Restore the template parameter context for a member template or
453    a friend template defined in a class definition.  */
454
455 void
456 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
457 {
458   tree parms;
459   int levels = 0;
460
461   if (inline_needs_template_parms (decl))
462     {
463       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
464       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
465
466       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
467         {
468           --levels;
469           parms = TREE_CHAIN (parms);
470         }
471
472       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
473     }
474
475   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
476      we can pop them later.  */
477   VEC_safe_push (int, heap, inline_parm_levels, levels);
478 }
479
480 /* Undo the effects of maybe_begin_member_template_processing.  */
481
482 void
483 maybe_end_member_template_processing (void)
484 {
485   int i;
486   int last;
487
488   if (VEC_length (int, inline_parm_levels) == 0)
489     return;
490
491   last = VEC_pop (int, inline_parm_levels);
492   for (i = 0; i < last; ++i)
493     {
494       --processing_template_decl;
495       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
496       poplevel (0, 0, 0);
497     }
498 }
499
500 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
501    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
502
503 static tree
504 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
505 {
506   tree new_args;
507   int extra_depth;
508   int i;
509   int j;
510
511   if (args == NULL_TREE || extra_args == error_mark_node)
512     return extra_args;
513
514   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
515   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
516
517   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
518     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
519
520   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
521     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
522
523   return new_args;
524 }
525
526 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
527    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
528    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
529    the template arguments from a partial instantiation with the
530    template arguments used to attain the full instantiation from the
531    partial instantiation.  */
532
533 static tree
534 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
535 {
536   tree new_args;
537
538   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
539      something very fishy is going on.  */
540   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
541
542   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
543      them.  */
544   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
545     return extra_args;
546
547   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
548   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
549
550   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
551
552   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
553   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
554
555   return new_args;
556 }
557
558 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
559
560 tree
561 get_innermost_template_args (tree args, int n)
562 {
563   tree new_args;
564   int extra_levels;
565   int i;
566
567   gcc_assert (n >= 0);
568
569   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
570   if (n == 1)
571     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
572
573   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
574      given.  */
575   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
576   gcc_assert (extra_levels >= 0);
577   if (extra_levels == 0)
578     return args;
579
580   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
581   new_args = make_tree_vec (n);
582   for (i = 1; i <= n; ++i)
583     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
584                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
585
586   return new_args;
587 }
588
589 /* The inverse of get_innermost_template_args: Return all but the innermost
590    EXTRA_LEVELS levels of template arguments from the ARGS.  */
591
592 static tree
593 strip_innermost_template_args (tree args, int extra_levels)
594 {
595   tree new_args;
596   int n = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - extra_levels;
597   int i;
598
599   gcc_assert (n >= 0);
600
601   /* If N is 1, just return the outermost set of template arguments.  */
602   if (n == 1)
603     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, 1);
604
605   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
606      given.  */
607   gcc_assert (extra_levels >= 0);
608   if (extra_levels == 0)
609     return args;
610
611   /* Make a new set of arguments, not containing the inner arguments.  */
612   new_args = make_tree_vec (n);
613   for (i = 1; i <= n; ++i)
614     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
615                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
616
617   return new_args;
618 }
619
620 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
621    the parms.  */
622
623 void
624 begin_template_parm_list (void)
625 {
626   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
627      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
628      namespace scope.  This is the right thing, since we want
629      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
630      global template class, push_template_decl handles putting the
631      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
632      e.g.:
633
634        template <class T> struct S1 {
635          template <class T> struct S2 {};
636        };
637
638      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
639      TEMPLATE_DECL for S2.  */
640   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
641   ++processing_template_decl;
642   ++processing_template_parmlist;
643   note_template_header (0);
644 }
645
646 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
647    invalid to declare a specialization here, an error is reported and
648    false is returned, otherwise this routine will return true.  */
649
650 static bool
651 check_specialization_scope (void)
652 {
653   tree scope = current_scope ();
654
655   /* [temp.expl.spec]
656
657      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
658      which the template is a member, or, for member templates, in the
659      namespace of which the enclosing class or enclosing class
660      template is a member.  An explicit specialization of a member
661      function, member class or static data member of a class template
662      shall be declared in the namespace of which the class template
663      is a member.  */
664   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
665     {
666       error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
667       return false;
668     }
669
670   /* [temp.expl.spec]
671
672      In an explicit specialization declaration for a member of a class
673      template or a member template that appears in namespace scope,
674      the member template and some of its enclosing class templates may
675      remain unspecialized, except that the declaration shall not
676      explicitly specialize a class member template if its enclosing
677      class templates are not explicitly specialized as well.  */
678   if (current_template_parms)
679     {
680       error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
681       return false;
682     }
683
684   return true;
685 }
686
687 /* We've just seen template <>.  */
688
689 bool
690 begin_specialization (void)
691 {
692   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
693   note_template_header (1);
694   return check_specialization_scope ();
695 }
696
697 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
698    template<>.  */
699
700 void
701 end_specialization (void)
702 {
703   finish_scope ();
704   reset_specialization ();
705 }
706
707 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
708    function specialization.  */
709
710 void
711 reset_specialization (void)
712 {
713   processing_specialization = 0;
714   template_header_count = 0;
715 }
716
717 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
718    it was of the form template <>.  */
719
720 static void
721 note_template_header (int specialization)
722 {
723   processing_specialization = specialization;
724   template_header_count++;
725 }
726
727 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
728
729 void
730 begin_explicit_instantiation (void)
731 {
732   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
733   processing_explicit_instantiation = true;
734 }
735
736
737 void
738 end_explicit_instantiation (void)
739 {
740   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
741   processing_explicit_instantiation = false;
742 }
743
744 /* An explicit specialization or partial specialization TMPL is being
745    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
746    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
747    specialize TMPL in the current namespace.  */
748
749 static bool
750 check_specialization_namespace (tree tmpl)
751 {
752   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
753
754   /* [tmpl.expl.spec]
755
756      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
757      which the template is a member, or, for member templates, in the
758      namespace of which the enclosing class or enclosing class
759      template is a member.  An explicit specialization of a member
760      function, member class or static data member of a class template
761      shall be declared in the namespace of which the class template is
762      a member.  */
763   if (current_scope() != DECL_CONTEXT (tmpl)
764       && !at_namespace_scope_p ())
765     {
766       error ("specialization of %qD must appear at namespace scope", tmpl);
767       return false;
768     }
769   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
770     /* Same or super-using namespace.  */
771     return true;
772   else
773     {
774       permerror (input_location, "specialization of %qD in different namespace", tmpl);
775       permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
776       return false;
777     }
778 }
779
780 /* SPEC is an explicit instantiation.  Check that it is valid to
781    perform this explicit instantiation in the current namespace.  */
782
783 static void
784 check_explicit_instantiation_namespace (tree spec)
785 {
786   tree ns;
787
788   /* DR 275: An explicit instantiation shall appear in an enclosing
789      namespace of its template.  */
790   ns = decl_namespace_context (spec);
791   if (!is_ancestor (current_namespace, ns))
792     permerror (input_location, "explicit instantiation of %qD in namespace %qD "
793                "(which does not enclose namespace %qD)",
794                spec, current_namespace, ns);
795 }
796
797 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
798    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
799
800 tree
801 maybe_process_partial_specialization (tree type)
802 {
803   tree context;
804
805   if (type == error_mark_node)
806     return error_mark_node;
807
808   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
809     {
810       error ("name of class shadows template template parameter %qD",
811              TYPE_NAME (type));
812       return error_mark_node;
813     }
814
815   context = TYPE_CONTEXT (type);
816
817   if ((CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
818       /* Consider non-class instantiations of alias templates as
819          well.  */
820       || (TYPE_P (type)
821           && TYPE_TEMPLATE_INFO (type)
822           && DECL_LANG_SPECIFIC (TYPE_NAME (type))
823           && DECL_USE_TEMPLATE (TYPE_NAME (type))))
824     {
825       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
826          specialization of a template class such as:
827
828            template <> class C<int>;
829
830          or:
831
832            template <class T> class C<T*>;
833
834          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
835
836       if (CLASS_TYPE_P (type)
837           && CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
838           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
839         {
840           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
841           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
842           if (processing_template_decl)
843             {
844               if (push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type))
845                   == error_mark_node)
846                 return error_mark_node;
847             }
848         }
849       else if (CLASS_TYPE_P (type)
850                && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
851         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
852
853       if (DECL_ALIAS_TEMPLATE_P (TYPE_TI_TEMPLATE (type)))
854         {
855           error ("partial specialization of alias template %qD",
856                  TYPE_TI_TEMPLATE (type));
857           return error_mark_node;
858         }
859     }
860   else if (CLASS_TYPE_P (type)
861            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
862            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
863            && context && CLASS_TYPE_P (context)
864            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
865     {
866       /* This is for an explicit specialization of member class
867          template according to [temp.expl.spec/18]:
868
869            template <> template <class U> class C<int>::D;
870
871          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
872          Otherwise this is just a member class template declared
873          earlier like:
874
875            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
876            template <> template <class U> class C<int>::D;
877
878          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
879          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
880          and `C<T>::D' may not exist.  */
881
882       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
883           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
884         {
885           tree t;
886           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
887
888           if (current_namespace
889               != decl_namespace_context (tmpl))
890             {
891               permerror (input_location, "specializing %q#T in different namespace", type);
892               permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
893             }
894
895           /* Check for invalid specialization after instantiation:
896
897                template <> template <> class C<int>::D<int>;
898                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
899
900           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
901                t; t = TREE_CHAIN (t))
902             {
903               tree inst = TREE_VALUE (t);
904               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (inst))
905                 {
906                   /* We already have a full specialization of this partial
907                      instantiation.  Reassign it to the new member
908                      specialization template.  */
909                   spec_entry elt;
910                   spec_entry *entry;
911                   void **slot;
912
913                   elt.tmpl = most_general_template (tmpl);
914                   elt.args = CLASSTYPE_TI_ARGS (inst);
915                   elt.spec = inst;
916
917                   htab_remove_elt (type_specializations, &elt);
918
919                   elt.tmpl = tmpl;
920                   elt.args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (elt.args);
921
922                   slot = htab_find_slot (type_specializations, &elt, INSERT);
923                   entry = ggc_alloc_spec_entry ();
924                   *entry = elt;
925                   *slot = entry;
926                 }
927               else if (COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (inst))
928                 /* But if we've had an implicit instantiation, that's a
929                    problem ([temp.expl.spec]/6).  */
930                 error ("specialization %qT after instantiation %qT",
931                        type, inst);
932             }
933
934           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
935              have one level of template argument for the innermost
936              class template.  */
937           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
938           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
939             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
940         }
941     }
942   else if (processing_specialization)
943     {
944        /* Someday C++0x may allow for enum template specialization.  */
945       if (cxx_dialect > cxx98 && TREE_CODE (type) == ENUMERAL_TYPE
946           && CLASS_TYPE_P (context) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (context))
947         pedwarn (input_location, OPT_pedantic, "template specialization "
948                  "of %qD not allowed by ISO C++", type);
949       else
950         {
951           error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
952           return error_mark_node;
953         }
954     }
955
956   return type;
957 }
958
959 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
960    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
961    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
962
963 static inline bool
964 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
965 {
966   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
967           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
968           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
969              parameter.  */
970           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
971           /* The optimized lookup depends on the fact that the
972              template arguments for the member function template apply
973              purely to the containing class, which is not true if the
974              containing class is an explicit or partial
975              specialization.  */
976           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
977           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
978           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
979           /* It is possible to have a template that is not a member
980              template and is not a member of a template class:
981
982              template <typename T>
983              struct S { friend A::f(); };
984
985              Here, the friend function is a template, but the context does
986              not have template information.  The optimized lookup relies
987              on having ARGS be the template arguments for both the class
988              and the function template.  */
989           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
990 }
991
992 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
993    specialization is either an instantiation or an explicit
994    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
995    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
996    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
997    templates with more than one level of parameters.
998
999    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
1000    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
1001    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
1002
1003 static tree
1004 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args, hashval_t hash)
1005 {
1006   if (args == error_mark_node)
1007     return NULL_TREE;
1008
1009   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
1010
1011   /* There should be as many levels of arguments as there are
1012      levels of parameters.  */
1013   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args)
1014               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
1015
1016   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1017     {
1018       tree class_template;
1019       tree class_specialization;
1020       VEC(tree,gc) *methods;
1021       tree fns;
1022       int idx;
1023
1024       /* The template arguments actually apply to the containing
1025          class.  Find the class specialization with those
1026          arguments.  */
1027       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
1028       class_specialization
1029         = retrieve_specialization (class_template, args, 0);
1030       if (!class_specialization)
1031         return NULL_TREE;
1032       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
1033          for the specialization.  */
1034       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
1035       if (idx == -1)
1036         return NULL_TREE;
1037       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
1038          for the one that has an instance of TMPL.  */
1039       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
1040       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1041         {
1042           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1043           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl
1044               /* using-declarations can add base methods to the method vec,
1045                  and we don't want those here.  */
1046               && DECL_CONTEXT (fn) == class_specialization)
1047             return fn;
1048         }
1049       return NULL_TREE;
1050     }
1051   else
1052     {
1053       spec_entry *found;
1054       spec_entry elt;
1055       htab_t specializations;
1056
1057       elt.tmpl = tmpl;
1058       elt.args = args;
1059       elt.spec = NULL_TREE;
1060
1061       if (DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
1062         specializations = type_specializations;
1063       else
1064         specializations = decl_specializations;
1065
1066       if (hash == 0)
1067         hash = hash_specialization (&elt);
1068       found = (spec_entry *) htab_find_with_hash (specializations, &elt, hash);
1069       if (found)
1070         return found->spec;
1071     }
1072
1073   return NULL_TREE;
1074 }
1075
1076 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
1077
1078 static tree
1079 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
1080 {
1081   tree spec;
1082
1083   if (local_specializations == NULL)
1084     return NULL_TREE;
1085
1086   spec = (tree) htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
1087                                      htab_hash_pointer (tmpl));
1088   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
1089 }
1090
1091 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
1092
1093 int
1094 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
1095 {
1096   tree t;
1097
1098   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1099     {
1100       for (t = decl;
1101            t != NULL_TREE;
1102            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
1103         if (t == tmpl)
1104           return 1;
1105     }
1106   else
1107     {
1108       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1109
1110       for (t = TREE_TYPE (decl);
1111            t != NULL_TREE;
1112            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
1113              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
1114         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
1115           return 1;
1116     }
1117
1118   return 0;
1119 }
1120
1121 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
1122    FRIEND_DECL according to [temp.friend].  */
1123
1124 bool
1125 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend_decl)
1126 {
1127   bool need_template = true;
1128   int template_depth;
1129
1130   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
1131               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1132
1133   /* For [temp.friend/6] when FRIEND_DECL is an ordinary member function
1134      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
1135      if this.  */
1136   if (TREE_CODE (friend_decl) == FUNCTION_DECL
1137       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend_decl)
1138       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend_decl))
1139     {
1140       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
1141       friend_decl = DECL_TI_TEMPLATE (friend_decl);
1142       need_template = false;
1143     }
1144   else if (TREE_CODE (friend_decl) == TEMPLATE_DECL
1145            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend_decl))
1146     need_template = false;
1147
1148   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
1149   if (TREE_CODE (friend_decl) != TEMPLATE_DECL)
1150     return false;
1151
1152   if (is_specialization_of (decl, friend_decl))
1153     return true;
1154
1155   /* [temp.friend/6]
1156      A member of a class template may be declared to be a friend of a
1157      non-template class.  In this case, the corresponding member of
1158      every specialization of the class template is a friend of the
1159      class granting friendship.
1160
1161      For example, given a template friend declaration
1162
1163        template <class T> friend void A<T>::f();
1164
1165      the member function below is considered a friend
1166
1167        template <> struct A<int> {
1168          void f();
1169        };
1170
1171      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
1172      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
1173      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
1174
1175   template_depth = template_class_depth (CP_DECL_CONTEXT (friend_decl));
1176   if (template_depth
1177       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
1178       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)),
1179                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend_decl))))
1180     {
1181       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
1182          a few tricky cases, such as when FRIEND_DECL's are
1183
1184            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
1185            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
1186
1187          and DECL's are
1188
1189            void A<int>::g(int);
1190            template <int> void A<int>::h();
1191
1192          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1193          the context of DECL.  This is required for template substitution
1194          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1195          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1196
1197       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1198       tree args = NULL_TREE;
1199       int current_depth = 0;
1200
1201       while (current_depth < template_depth)
1202         {
1203           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1204             {
1205               if (current_depth == 0)
1206                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1207               else
1208                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1209               current_depth++;
1210             }
1211           context = TYPE_CONTEXT (context);
1212         }
1213
1214       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1215         {
1216           bool is_template;
1217           tree friend_type;
1218           tree decl_type;
1219           tree friend_args_type;
1220           tree decl_args_type;
1221
1222           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1223              non-templates.  */
1224           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1225                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1226           if (need_template ^ is_template)
1227             return false;
1228           else if (is_template)
1229             {
1230               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1231               tree friend_parms
1232                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1233                                          args, tf_none);
1234               if (!comp_template_parms
1235                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1236                       friend_parms))
1237                 return false;
1238
1239               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1240             }
1241           else
1242             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1243
1244           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend_decl), args,
1245                                               tf_none, NULL_TREE);
1246           if (friend_type == error_mark_node)
1247             return false;
1248
1249           /* Check if return types match.  */
1250           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1251             return false;
1252
1253           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1254              `this' parameter.  */
1255           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1256           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1257           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend_decl))
1258             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1259           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1260             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1261
1262           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1263         }
1264       else
1265         {
1266           /* DECL is a TYPE_DECL */
1267           bool is_template;
1268           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1269
1270           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1271              non-templates.  */
1272           is_template
1273             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1274               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1275
1276           if (need_template ^ is_template)
1277             return false;
1278           else if (is_template)
1279             {
1280               tree friend_parms;
1281               /* If both are templates, check the name of the two
1282                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1283               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1284                   != DECL_NAME (friend_decl))
1285                 return false;
1286
1287               /* Now check template parameter list.  */
1288               friend_parms
1289                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1290                                          args, tf_none);
1291               return comp_template_parms
1292                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1293                  friend_parms);
1294             }
1295           else
1296             return (DECL_NAME (decl)
1297                     == DECL_NAME (friend_decl));
1298         }
1299     }
1300   return false;
1301 }
1302
1303 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1304    the indicated ARGS.  IS_FRIEND indicates whether the specialization
1305    is actually just a friend declaration.  Returns SPEC, or an
1306    equivalent prior declaration, if available.  */
1307
1308 static tree
1309 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args, bool is_friend,
1310                          hashval_t hash)
1311 {
1312   tree fn;
1313   void **slot = NULL;
1314   spec_entry elt;
1315
1316   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL && DECL_P (spec));
1317
1318   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL
1319       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1320     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1321        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1322        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1323        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1324        with default function arguments.  In particular, given
1325        something like this:
1326
1327           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1328
1329        the default argument expression is not substituted for in an
1330        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1331     return spec;
1332
1333   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1334     /* We don't put these specializations in the hash table, but we might
1335        want to give an error about a mismatch.  */
1336     fn = retrieve_specialization (tmpl, args, 0);
1337   else
1338     {
1339       elt.tmpl = tmpl;
1340       elt.args = args;
1341       elt.spec = spec;
1342
1343       if (hash == 0)
1344         hash = hash_specialization (&elt);
1345
1346       slot =
1347         htab_find_slot_with_hash (decl_specializations, &elt, hash, INSERT);
1348       if (*slot)
1349         fn = ((spec_entry *) *slot)->spec;
1350       else
1351         fn = NULL_TREE;
1352     }
1353
1354   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1355      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1356      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1357      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1358      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1359   if (fn == spec)
1360     return spec;
1361   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1362     {
1363       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1364         {
1365           if (DECL_ODR_USED (fn)
1366               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1367             {
1368               error ("specialization of %qD after instantiation",
1369                      fn);
1370               return error_mark_node;
1371             }
1372           else
1373             {
1374               tree clone;
1375               /* This situation should occur only if the first
1376                  specialization is an implicit instantiation, the
1377                  second is an explicit specialization, and the
1378                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1379                  situation can occur if we have implicitly
1380                  instantiated a member function and then specialized
1381                  it later.
1382
1383                  We can also wind up here if a friend declaration that
1384                  looked like an instantiation turns out to be a
1385                  specialization:
1386
1387                    template <class T> void foo(T);
1388                    class S { friend void foo<>(int) };
1389                    template <> void foo(int);
1390
1391                  We transform the existing DECL in place so that any
1392                  pointers to it become pointers to the updated
1393                  declaration.
1394
1395                  If there was a definition for the template, but not
1396                  for the specialization, we want this to look as if
1397                  there were no definition, and vice versa.  */
1398               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1399               duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1400               /* The call to duplicate_decls will have applied
1401                  [temp.expl.spec]:
1402
1403                    An explicit specialization of a function template
1404                    is inline only if it is explicitly declared to be,
1405                    and independently of whether its function template
1406                    is.
1407
1408                 to the primary function; now copy the inline bits to
1409                 the various clones.  */
1410               FOR_EACH_CLONE (clone, fn)
1411                 {
1412                   DECL_DECLARED_INLINE_P (clone)
1413                     = DECL_DECLARED_INLINE_P (fn);
1414                   DECL_SOURCE_LOCATION (clone)
1415                     = DECL_SOURCE_LOCATION (fn);
1416                 }
1417               check_specialization_namespace (fn);
1418
1419               return fn;
1420             }
1421         }
1422       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1423         {
1424           if (!duplicate_decls (spec, fn, is_friend) && DECL_INITIAL (spec))
1425             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1426                line number so any errors match this new
1427                definition.  */
1428             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1429
1430           return fn;
1431         }
1432     }
1433   else if (fn)
1434     return duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1435
1436   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1437      template it is specializing.  */
1438   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1439       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1440     DECL_CONTEXT (spec) = DECL_CONTEXT (tmpl);
1441
1442   if (slot != NULL /* !optimize_specialization_lookup_p (tmpl) */)
1443     {
1444       spec_entry *entry = ggc_alloc_spec_entry ();
1445       gcc_assert (tmpl && args && spec);
1446       *entry = elt;
1447       *slot = entry;
1448       if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL && DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (spec)
1449           && PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl)
1450           && DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == NULL_TREE)
1451         /* TMPL is a forward declaration of a template function; keep a list
1452            of all specializations in case we need to reassign them to a friend
1453            template later in tsubst_friend_function.  */
1454         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl)
1455           = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl));
1456     }
1457
1458   return spec;
1459 }
1460
1461 /* Returns true iff two spec_entry nodes are equivalent.  Only compares the
1462    TMPL and ARGS members, ignores SPEC.  */
1463
1464 static int
1465 eq_specializations (const void *p1, const void *p2)
1466 {
1467   const spec_entry *e1 = (const spec_entry *)p1;
1468   const spec_entry *e2 = (const spec_entry *)p2;
1469
1470   return (e1->tmpl == e2->tmpl
1471           && comp_template_args (e1->args, e2->args));
1472 }
1473
1474 /* Returns a hash for a template TMPL and template arguments ARGS.  */
1475
1476 static hashval_t
1477 hash_tmpl_and_args (tree tmpl, tree args)
1478 {
1479   hashval_t val = DECL_UID (tmpl);
1480   return iterative_hash_template_arg (args, val);
1481 }
1482
1483 /* Returns a hash for a spec_entry node based on the TMPL and ARGS members,
1484    ignoring SPEC.  */
1485
1486 static hashval_t
1487 hash_specialization (const void *p)
1488 {
1489   const spec_entry *e = (const spec_entry *)p;
1490   return hash_tmpl_and_args (e->tmpl, e->args);
1491 }
1492
1493 /* Recursively calculate a hash value for a template argument ARG, for use
1494    in the hash tables of template specializations.  */
1495
1496 hashval_t
1497 iterative_hash_template_arg (tree arg, hashval_t val)
1498 {
1499   unsigned HOST_WIDE_INT i;
1500   enum tree_code code;
1501   char tclass;
1502
1503   if (arg == NULL_TREE)
1504     return iterative_hash_object (arg, val);
1505
1506   if (!TYPE_P (arg))
1507     STRIP_NOPS (arg);
1508
1509   if (TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
1510     /* We can get one of these when re-hashing a previous entry in the middle
1511        of substituting into a pack expansion.  Just look through it.  */
1512     arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg);
1513
1514   code = TREE_CODE (arg);
1515   tclass = TREE_CODE_CLASS (code);
1516
1517   val = iterative_hash_object (code, val);
1518
1519   switch (code)
1520     {
1521     case ERROR_MARK:
1522       return val;
1523
1524     case IDENTIFIER_NODE:
1525       return iterative_hash_object (IDENTIFIER_HASH_VALUE (arg), val);
1526
1527     case TREE_VEC:
1528       {
1529         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
1530         for (i = 0; i < len; ++i)
1531           val = iterative_hash_template_arg (TREE_VEC_ELT (arg, i), val);
1532         return val;
1533       }
1534
1535     case TYPE_PACK_EXPANSION:
1536     case EXPR_PACK_EXPANSION:
1537       val = iterative_hash_template_arg (PACK_EXPANSION_PATTERN (arg), val);
1538       return iterative_hash_template_arg (PACK_EXPANSION_EXTRA_ARGS (arg), val);
1539
1540     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
1541     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
1542       return iterative_hash_template_arg (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg), val);
1543
1544     case TREE_LIST:
1545       for (; arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
1546         val = iterative_hash_template_arg (TREE_VALUE (arg), val);
1547       return val;
1548
1549     case OVERLOAD:
1550       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
1551         val = iterative_hash_template_arg (OVL_CURRENT (arg), val);
1552       return val;
1553
1554     case CONSTRUCTOR:
1555       {
1556         tree field, value;
1557         FOR_EACH_CONSTRUCTOR_ELT (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, field, value)
1558           {
1559             val = iterative_hash_template_arg (field, val);
1560             val = iterative_hash_template_arg (value, val);
1561           }
1562         return val;
1563       }
1564
1565     case PARM_DECL:
1566       if (!DECL_ARTIFICIAL (arg))
1567         {
1568           val = iterative_hash_object (DECL_PARM_INDEX (arg), val);
1569           val = iterative_hash_object (DECL_PARM_LEVEL (arg), val);
1570         }
1571       return iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1572
1573     case TARGET_EXPR:
1574       return iterative_hash_template_arg (TARGET_EXPR_INITIAL (arg), val);
1575
1576     case PTRMEM_CST:
1577       val = iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_CLASS (arg), val);
1578       return iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_MEMBER (arg), val);
1579
1580     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
1581       val = iterative_hash_template_arg
1582         (TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (arg)), val);
1583       val = iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_LEVEL (arg), val);
1584       return iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_IDX (arg), val);
1585
1586     case TRAIT_EXPR:
1587       val = iterative_hash_object (TRAIT_EXPR_KIND (arg), val);
1588       val = iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE1 (arg), val);
1589       return iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE2 (arg), val);
1590
1591     case BASELINK:
1592       val = iterative_hash_template_arg (BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (arg)),
1593                                          val);
1594       return iterative_hash_template_arg (DECL_NAME (get_first_fn (arg)),
1595                                           val);
1596
1597     case MODOP_EXPR:
1598       val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 0), val);
1599       code = TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 1));
1600       val = iterative_hash_object (code, val);
1601       return iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 2), val);
1602
1603     case LAMBDA_EXPR:
1604       /* A lambda can't appear in a template arg, but don't crash on
1605          erroneous input.  */
1606       gcc_assert (seen_error ());
1607       return val;
1608
1609     case CAST_EXPR:
1610     case IMPLICIT_CONV_EXPR:
1611     case STATIC_CAST_EXPR:
1612     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
1613     case CONST_CAST_EXPR:
1614     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
1615     case NEW_EXPR:
1616       val = iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1617       /* Now hash operands as usual.  */
1618       break;
1619
1620     default:
1621       break;
1622     }
1623
1624   switch (tclass)
1625     {
1626     case tcc_type:
1627       if (TYPE_CANONICAL (arg))
1628         return iterative_hash_object (TYPE_HASH (TYPE_CANONICAL (arg)),
1629                                       val);
1630       else if (TREE_CODE (arg) == DECLTYPE_TYPE)
1631         return iterative_hash_template_arg (DECLTYPE_TYPE_EXPR (arg), val);
1632       /* Otherwise just compare the types during lookup.  */
1633       return val;
1634
1635     case tcc_declaration:
1636     case tcc_constant:
1637       return iterative_hash_expr (arg, val);
1638
1639     default:
1640       gcc_assert (IS_EXPR_CODE_CLASS (tclass));
1641       {
1642         unsigned n = cp_tree_operand_length (arg);
1643         for (i = 0; i < n; ++i)
1644           val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, i), val);
1645         return val;
1646       }
1647     }
1648   gcc_unreachable ();
1649   return 0;
1650 }
1651
1652 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1653    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1654    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.
1655
1656    Note that SPEC has been ggc_freed, so we can't look inside it.  */
1657
1658 bool
1659 reregister_specialization (tree spec, tree tinfo, tree new_spec)
1660 {
1661   spec_entry *entry;
1662   spec_entry elt;
1663
1664   elt.tmpl = most_general_template (TI_TEMPLATE (tinfo));
1665   elt.args = TI_ARGS (tinfo);
1666   elt.spec = NULL_TREE;
1667
1668   entry = (spec_entry *) htab_find (decl_specializations, &elt);
1669   if (entry != NULL)
1670     {
1671       gcc_assert (entry->spec == spec || entry->spec == new_spec);
1672       gcc_assert (new_spec != NULL_TREE);
1673       entry->spec = new_spec;
1674       return 1;
1675     }
1676
1677   return 0;
1678 }
1679
1680 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1681    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1682    DECL).  */
1683
1684 static int
1685 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1686 {
1687   return TREE_VALUE ((const_tree) p1) == (const_tree) p2;
1688 }
1689
1690 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1691
1692 static hashval_t
1693 hash_local_specialization (const void* p1)
1694 {
1695   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((const_tree) p1));
1696 }
1697
1698 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1699    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1700
1701 static void
1702 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1703 {
1704   void **slot;
1705
1706   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl,
1707                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1708   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1709 }
1710
1711 /* TYPE is a class type.  Returns true if TYPE is an explicitly
1712    specialized class.  */
1713
1714 bool
1715 explicit_class_specialization_p (tree type)
1716 {
1717   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
1718     return false;
1719   return !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
1720 }
1721
1722 /* Print the list of functions at FNS, going through all the overloads
1723    for each element of the list.  Alternatively, FNS can not be a
1724    TREE_LIST, in which case it will be printed together with all the
1725    overloads.
1726
1727    MORE and *STR should respectively be FALSE and NULL when the function
1728    is called from the outside.  They are used internally on recursive
1729    calls.  print_candidates manages the two parameters and leaves NULL
1730    in *STR when it ends.  */
1731
1732 static void
1733 print_candidates_1 (tree fns, bool more, const char **str)
1734 {
1735   tree fn, fn2;
1736   char *spaces = NULL;
1737
1738   for (fn = fns; fn; fn = OVL_NEXT (fn))
1739     if (TREE_CODE (fn) == TREE_LIST)
1740       {
1741         for (fn2 = fn; fn2 != NULL_TREE; fn2 = TREE_CHAIN (fn2))
1742           print_candidates_1 (TREE_VALUE (fn2),
1743                               TREE_CHAIN (fn2) || more, str);
1744       }
1745     else
1746       {
1747         if (!*str)
1748           {
1749             /* Pick the prefix string.  */
1750             if (!more && !OVL_NEXT (fns))
1751               {
1752                 error ("candidate is: %+#D", OVL_CURRENT (fn));
1753                 continue;
1754               }
1755
1756             *str = _("candidates are:");
1757             spaces = get_spaces (*str);
1758           }
1759         error ("%s %+#D", *str, OVL_CURRENT (fn));
1760         *str = spaces ? spaces : *str;
1761       }
1762
1763   if (!more)
1764     {
1765       free (spaces);
1766       *str = NULL;
1767     }
1768 }
1769
1770 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  FNS can also
1771    be a TREE_LIST of non-functions in the case of an ambiguous lookup.  */
1772
1773 void
1774 print_candidates (tree fns)
1775 {
1776   const char *str = NULL;
1777   print_candidates_1 (fns, false, &str);
1778   gcc_assert (str == NULL);
1779 }
1780
1781 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1782    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1783    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1784    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1785    TEMPLATE_ID are non-members.
1786
1787    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1788    specialization of a member template.
1789
1790    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1791    template classes that appeared in the name of the function. See
1792    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1793
1794    TSK indicates what kind of template declaration (if any) is being
1795    declared.  TSK_TEMPLATE indicates that the declaration given by
1796    DECL, though a FUNCTION_DECL, has template parameters, and is
1797    therefore a template function.
1798
1799    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1800    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1801
1802    If it is impossible to determine the result, an error message is
1803    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1804
1805 static tree
1806 determine_specialization (tree template_id,
1807                           tree decl,
1808                           tree* targs_out,
1809                           int need_member_template,
1810                           int template_count,
1811                           tmpl_spec_kind tsk)
1812 {
1813   tree fns;
1814   tree targs;
1815   tree explicit_targs;
1816   tree candidates = NULL_TREE;
1817   /* A TREE_LIST of templates of which DECL may be a specialization.
1818      The TREE_VALUE of each node is a TEMPLATE_DECL.  The
1819      corresponding TREE_PURPOSE is the set of template arguments that,
1820      when used to instantiate the template, would produce a function
1821      with the signature of DECL.  */
1822   tree templates = NULL_TREE;
1823   int header_count;
1824   cp_binding_level *b;
1825
1826   *targs_out = NULL_TREE;
1827
1828   if (template_id == error_mark_node || decl == error_mark_node)
1829     return error_mark_node;
1830
1831   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1832   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1833
1834   if (fns == error_mark_node)
1835     return error_mark_node;
1836
1837   /* Check for baselinks.  */
1838   if (BASELINK_P (fns))
1839     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1840
1841   if (!is_overloaded_fn (fns))
1842     {
1843       error ("%qD is not a function template", fns);
1844       return error_mark_node;
1845     }
1846
1847   /* Count the number of template headers specified for this
1848      specialization.  */
1849   header_count = 0;
1850   for (b = current_binding_level;
1851        b->kind == sk_template_parms;
1852        b = b->level_chain)
1853     ++header_count;
1854
1855   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1856     {
1857       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1858
1859       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1860         {
1861           tree decl_arg_types;
1862           tree fn_arg_types;
1863
1864           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1865              the number of template headers appearing in the specialization
1866              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1867              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1868              member functions. Consider the following code:
1869
1870              template <> void A<int>::f(int);
1871              template <> template <> void A<int>::f(int);
1872
1873              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1874              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1875              member function, whilst the second line specializes "f" which
1876              is a template member function. So both lines are syntactically
1877              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1878              them.
1879
1880              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1881              against the declarations. We count the number of template
1882              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1883              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1884              plus there must be another header for the member template
1885              itself).
1886
1887              Notice that if header_count is zero, this is not a
1888              specialization but rather a template instantiation, so there
1889              is no check we can perform here.  */
1890           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1891             continue;
1892
1893           /* Check that the number of template arguments at the
1894              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1895           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1896               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1897               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1898                   != TREE_VEC_LENGTH (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
1899                                       (current_template_parms))))
1900             continue;
1901
1902           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1903           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1904           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1905
1906           /* For a non-static member function, we need to make sure
1907              that the const qualification is the same.  Since
1908              get_bindings does not try to merge the "this" parameter,
1909              we must do the comparison explicitly.  */
1910           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1911               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types),
1912                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1913             continue;
1914
1915           /* Skip the "this" parameter and, for constructors of
1916              classes with virtual bases, the VTT parameter.  A
1917              full specialization of a constructor will have a VTT
1918              parameter, but a template never will.  */ 
1919           decl_arg_types 
1920             = skip_artificial_parms_for (decl, decl_arg_types);
1921           fn_arg_types 
1922             = skip_artificial_parms_for (fn, fn_arg_types);
1923
1924           /* Check that the number of function parameters matches.
1925              For example,
1926                template <class T> void f(int i = 0);
1927                template <> void f<int>();
1928              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1929              by get_bindings below.  */
1930           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1931             continue;
1932
1933           /* Function templates cannot be specializations; there are
1934              no partial specializations of functions.  Therefore, if
1935              the type of DECL does not match FN, there is no
1936              match.  */
1937           if (tsk == tsk_template)
1938             {
1939               if (compparms (fn_arg_types, decl_arg_types))
1940                 candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1941               continue;
1942             }
1943
1944           /* See whether this function might be a specialization of this
1945              template.  */
1946           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1947
1948           if (!targs)
1949             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1950                specialize TMPL will produce DECL.  */
1951             continue;
1952
1953           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1954           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1955         }
1956       else if (need_member_template)
1957         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1958            specialization of a member template.  */
1959         ;
1960       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1961         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1962            cases.  */
1963         ;
1964       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1965         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1966            be a specialization of that.  */
1967         ;
1968       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1969         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1970         ;
1971       else
1972         {
1973           tree decl_arg_types;
1974
1975           /* This is an ordinary member function.  However, since
1976              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1977              template class.  For example,
1978
1979                template <typename T> struct S { void f(); };
1980                template <> void S<int>::f() {}
1981
1982              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1983              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1984              might be in business.  */
1985
1986           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1987             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1988                of a template class.  This is not a candidate.  */
1989             continue;
1990
1991           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1992                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1993             /* The return types differ.  */
1994             continue;
1995
1996           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1997           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1998           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1999               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2000             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
2001
2002           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)),
2003                          decl_arg_types))
2004             /* They match!  */
2005             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
2006         }
2007     }
2008
2009   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
2010     {
2011       /* We have:
2012
2013            [temp.expl.spec]
2014
2015            It is possible for a specialization with a given function
2016            signature to be instantiated from more than one function
2017            template.  In such cases, explicit specification of the
2018            template arguments must be used to uniquely identify the
2019            function template specialization being specialized.
2020
2021          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
2022          determine which of the candidate templates is most
2023          specialized.  However, we, also have:
2024
2025            [temp.func.order]
2026
2027            Partial ordering of overloaded function template
2028            declarations is used in the following contexts to select
2029            the function template to which a function template
2030            specialization refers:
2031
2032            -- when an explicit specialization refers to a function
2033               template.
2034
2035          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
2036          This extension can only serve to make invalid programs valid,
2037          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
2038          the committee intended the partial ordering rules to apply;
2039          the EDG front end has that behavior, and John Spicer claims
2040          that the committee simply forgot to delete the wording in
2041          [temp.expl.spec].  */
2042       tree tmpl = most_specialized_instantiation (templates);
2043       if (tmpl != error_mark_node)
2044         {
2045           templates = tmpl;
2046           TREE_CHAIN (templates) = NULL_TREE;
2047         }
2048     }
2049
2050   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
2051     {
2052       error ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
2053              "declaration", template_id, decl);
2054       if (header_count && header_count != template_count + 1)
2055         inform (input_location, "saw %d %<template<>%>, need %d for "
2056                 "specializing a member function template",
2057                 header_count, template_count + 1);
2058       return error_mark_node;
2059     }
2060   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
2061            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
2062            || (templates && candidates))
2063     {
2064       error ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
2065              template_id, decl);
2066       candidates = chainon (candidates, templates);
2067       print_candidates (candidates);
2068       return error_mark_node;
2069     }
2070
2071   /* We have one, and exactly one, match.  */
2072   if (candidates)
2073     {
2074       tree fn = TREE_VALUE (candidates);
2075       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (fn));
2076       /* DECL is a re-declaration or partial instantiation of a template
2077          function.  */
2078       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
2079         return fn;
2080       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
2081          template class.  */
2082       return DECL_TI_TEMPLATE (fn);
2083     }
2084
2085   /* It was a specialization of a template.  */
2086   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
2087   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
2088     {
2089       *targs_out = copy_node (targs);
2090       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out,
2091                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
2092                            TREE_PURPOSE (templates));
2093     }
2094   else
2095     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
2096   return TREE_VALUE (templates);
2097 }
2098
2099 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
2100    but with the default argument values filled in from those in the
2101    TMPL_TYPES.  */
2102
2103 static tree
2104 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
2105                                       tree tmpl_types)
2106 {
2107   tree new_spec_types;
2108
2109   if (!spec_types)
2110     return NULL_TREE;
2111
2112   if (spec_types == void_list_node)
2113     return void_list_node;
2114
2115   /* Substitute into the rest of the list.  */
2116   new_spec_types =
2117     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
2118                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
2119
2120   /* Add the default argument for this parameter.  */
2121   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
2122                          TREE_VALUE (spec_types),
2123                          new_spec_types);
2124 }
2125
2126 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
2127    from the template it specializes.  (That way, code like:
2128
2129      template <class T> void f(T = 3);
2130      template <> void f(double);
2131      void g () { f (); }
2132
2133    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
2134    the correct default arguments at the call-site, but this approach
2135    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
2136
2137 static void
2138 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
2139 {
2140   tree tmpl;
2141   tree spec_types;
2142   tree tmpl_types;
2143   tree new_spec_types;
2144   tree old_type;
2145   tree new_type;
2146   tree t;
2147   tree object_type = NULL_TREE;
2148   tree in_charge = NULL_TREE;
2149   tree vtt = NULL_TREE;
2150
2151   /* See if there's anything we need to do.  */
2152   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
2153   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
2154   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
2155     if (TREE_PURPOSE (t))
2156       break;
2157   if (!t)
2158     return;
2159
2160   old_type = TREE_TYPE (decl);
2161   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
2162
2163   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2164     {
2165       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
2166          CV quals.  */
2167       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
2168       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2169       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
2170
2171       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
2172         {
2173           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
2174              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
2175           in_charge = spec_types;
2176           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2177         }
2178       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
2179         {
2180           vtt = spec_types;
2181           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2182         }
2183     }
2184
2185   /* Compute the merged default arguments.  */
2186   new_spec_types =
2187     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
2188
2189   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
2190   if (object_type)
2191     {
2192       if (vtt)
2193         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
2194                                          TREE_VALUE (vtt),
2195                                          new_spec_types);
2196
2197       if (in_charge)
2198         /* Put the in-charge parameter back.  */
2199         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
2200                                          TREE_VALUE (in_charge),
2201                                          new_spec_types);
2202
2203       new_type = build_method_type_directly (object_type,
2204                                              TREE_TYPE (old_type),
2205                                              new_spec_types);
2206     }
2207   else
2208     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
2209                                     new_spec_types);
2210   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
2211                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
2212   new_type = build_exception_variant (new_type,
2213                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
2214   TREE_TYPE (decl) = new_type;
2215 }
2216
2217 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
2218    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
2219    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
2220    instantiation at this point.
2221
2222    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
2223    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
2224    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
2225    recoverable.
2226
2227    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags:
2228
2229    2: The function has a definition.
2230    4: The function is a friend.
2231
2232    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
2233    template classes that appeared in the name of the function.  For
2234    example, in
2235
2236      template <class T> struct S { void f(); };
2237      void S<int>::f();
2238
2239    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
2240    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
2241
2242      template <class T> struct S {};
2243      template <> struct S<int> { void f(); }
2244      template <> void S<int>::f();
2245
2246    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
2247    invalid; there should be no template <>.)
2248
2249    If the function is a specialization, it is marked as such via
2250    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
2251    is set up correctly, and it is added to the list of specializations
2252    for that template.  */
2253
2254 tree
2255 check_explicit_specialization (tree declarator,
2256                                tree decl,
2257                                int template_count,
2258                                int flags)
2259 {
2260   int have_def = flags & 2;
2261   int is_friend = flags & 4;
2262   int specialization = 0;
2263   int explicit_instantiation = 0;
2264   int member_specialization = 0;
2265   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
2266   tree dname = DECL_NAME (decl);
2267   tmpl_spec_kind tsk;
2268
2269   if (is_friend)
2270     {
2271       if (!processing_specialization)
2272         tsk = tsk_none;
2273       else
2274         tsk = tsk_excessive_parms;
2275     }
2276   else
2277     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
2278
2279   switch (tsk)
2280     {
2281     case tsk_none:
2282       if (processing_specialization)
2283         {
2284           specialization = 1;
2285           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2286         }
2287       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2288         {
2289           if (is_friend)
2290             /* This could be something like:
2291
2292                template <class T> void f(T);
2293                class S { friend void f<>(int); }  */
2294             specialization = 1;
2295           else
2296             {
2297               /* This case handles bogus declarations like template <>
2298                  template <class T> void f<int>(); */
2299
2300               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2301                      declarator);
2302               return decl;
2303             }
2304         }
2305       break;
2306
2307     case tsk_invalid_member_spec:
2308       /* The error has already been reported in
2309          check_specialization_scope.  */
2310       return error_mark_node;
2311
2312     case tsk_invalid_expl_inst:
2313       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
2314
2315       /* Fall through.  */
2316
2317     case tsk_expl_inst:
2318       if (have_def)
2319         error ("definition provided for explicit instantiation");
2320
2321       explicit_instantiation = 1;
2322       break;
2323
2324     case tsk_excessive_parms:
2325     case tsk_insufficient_parms:
2326       if (tsk == tsk_excessive_parms)
2327         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
2328                decl);
2329       else if (template_header_count)
2330         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
2331       else
2332         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
2333               "%<template <>%>", decl);
2334
2335       /* Fall through.  */
2336     case tsk_expl_spec:
2337       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2338       if (ctype)
2339         member_specialization = 1;
2340       else
2341         specialization = 1;
2342       break;
2343
2344     case tsk_template:
2345       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2346         {
2347           /* This case handles bogus declarations like template <>
2348              template <class T> void f<int>(); */
2349
2350           if (uses_template_parms (declarator))
2351             error ("function template partial specialization %qD "
2352                    "is not allowed", declarator);
2353           else
2354             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2355                    declarator);
2356           return decl;
2357         }
2358
2359       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
2360         /* This is a specialization of a member template, without
2361            specialization the containing class.  Something like:
2362
2363              template <class T> struct S {
2364                template <class U> void f (U);
2365              };
2366              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
2367
2368            That's a specialization -- but of the entire template.  */
2369         specialization = 1;
2370       break;
2371
2372     default:
2373       gcc_unreachable ();
2374     }
2375
2376   if (specialization || member_specialization)
2377     {
2378       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
2379       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
2380         if (TREE_PURPOSE (t))
2381           {
2382             permerror (input_location, 
2383                        "default argument specified in explicit specialization");
2384             break;
2385           }
2386     }
2387
2388   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
2389     {
2390       tree tmpl = NULL_TREE;
2391       tree targs = NULL_TREE;
2392
2393       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
2394       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
2395         {
2396           tree fns;
2397
2398           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
2399           if (ctype)
2400             fns = dname;
2401           else
2402             {
2403               /* If there is no class context, the explicit instantiation
2404                  must be at namespace scope.  */
2405               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
2406
2407               /* Find the namespace binding, using the declaration
2408                  context.  */
2409               fns = lookup_qualified_name (CP_DECL_CONTEXT (decl), dname,
2410                                            false, true);
2411               if (fns == error_mark_node || !is_overloaded_fn (fns))
2412                 {
2413                   error ("%qD is not a template function", dname);
2414                   fns = error_mark_node;
2415                 }
2416               else
2417                 {
2418                   tree fn = OVL_CURRENT (fns);
2419                   if (!is_associated_namespace (CP_DECL_CONTEXT (decl),
2420                                                 CP_DECL_CONTEXT (fn)))
2421                     error ("%qD is not declared in %qD",
2422                            decl, current_namespace);
2423                 }
2424             }
2425
2426           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
2427         }
2428
2429       if (declarator == error_mark_node)
2430         return error_mark_node;
2431
2432       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
2433         {
2434           if (!explicit_instantiation)
2435             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
2436                but the error will already have been flagged by
2437                check_specialization_scope.  */
2438             return error_mark_node;
2439           else
2440             {
2441               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
2442                  class scope, e.g.:
2443
2444                    class C { template void f(); }
2445
2446                    This case is caught by the parser.  However, on
2447                    something like:
2448
2449                    template class C { void f(); };
2450
2451                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
2452                    issued later.  */
2453               ;
2454             }
2455
2456           return decl;
2457         }
2458       else if (ctype != NULL_TREE
2459                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
2460                    IDENTIFIER_NODE))
2461         {
2462           /* Find the list of functions in ctype that have the same
2463              name as the declared function.  */
2464           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
2465           tree fns = NULL_TREE;
2466           int idx;
2467
2468           if (constructor_name_p (name, ctype))
2469             {
2470               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2471
2472               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (ctype)
2473                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
2474                 {
2475                   /* From [temp.expl.spec]:
2476
2477                      If such an explicit specialization for the member
2478                      of a class template names an implicitly-declared
2479                      special member function (clause _special_), the
2480                      program is ill-formed.
2481
2482                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
2483                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
2484                   return error_mark_node;
2485                 }
2486
2487               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
2488             }
2489
2490           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
2491             {
2492               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
2493               if (idx >= 0)
2494                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
2495             }
2496           else
2497             {
2498               VEC(tree,gc) *methods;
2499               tree ovl;
2500
2501               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
2502                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
2503                  int' which will be a specialization of `operator T'.
2504                  So, we find *all* the conversion operators, and then
2505                  select from them.  */
2506               fns = NULL_TREE;
2507
2508               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
2509               if (methods)
2510                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
2511                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
2512                      ++idx)
2513                   {
2514                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
2515                       /* There are no more conversion functions.  */
2516                       break;
2517
2518                     /* Glue all these conversion functions together
2519                        with those we already have.  */
2520                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
2521                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
2522                   }
2523             }
2524
2525           if (fns == NULL_TREE)
2526             {
2527               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
2528               return error_mark_node;
2529             }
2530           else
2531             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2532         }
2533
2534       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2535          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2536          member function, we cannot tell apriori whether the
2537          instantiation is for a member template, or just a member
2538          function of a template class.  Even if a member template is
2539          being instantiated, the member template arguments may be
2540          elided if they can be deduced from the rest of the
2541          declaration.  */
2542       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2543                                        &targs,
2544                                        member_specialization,
2545                                        template_count,
2546                                        tsk);
2547
2548       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2549         /* We couldn't figure out what this declaration was
2550            specializing.  */
2551         return error_mark_node;
2552       else
2553         {
2554           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2555
2556           if (explicit_instantiation)
2557             {
2558               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2559                  is done by do_decl_instantiation later.  */
2560
2561               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2562               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2563
2564               if (arg_depth > parm_depth)
2565                 {
2566                   /* If TMPL is not the most general template (for
2567                      example, if TMPL is a friend template that is
2568                      injected into namespace scope), then there will
2569                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2570                      here.  */
2571                   int i;
2572                   tree new_targs;
2573
2574                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2575                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2576                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2577                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2578                   targs = new_targs;
2579                 }
2580
2581               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2582             }
2583
2584           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2585              turns out to be specializing a static member function,
2586              make DECL a static member function as well.  */
2587           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2588               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2589             revert_static_member_fn (decl);
2590
2591           /* If this is a specialization of a member template of a
2592              template class, we want to return the TEMPLATE_DECL, not
2593              the specialization of it.  */
2594           if (tsk == tsk_template)
2595             {
2596               tree result = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
2597               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2598               DECL_INITIAL (result) = NULL_TREE;
2599               if (have_def)
2600                 {
2601                   tree parm;
2602                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2603                   DECL_SOURCE_LOCATION (result)
2604                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2605                   /* We want to use the argument list specified in the
2606                      definition, not in the original declaration.  */
2607                   DECL_ARGUMENTS (result) = DECL_ARGUMENTS (decl);
2608                   for (parm = DECL_ARGUMENTS (result); parm;
2609                        parm = DECL_CHAIN (parm))
2610                     DECL_CONTEXT (parm) = result;
2611                 }
2612               return register_specialization (tmpl, gen_tmpl, targs,
2613                                               is_friend, 0);
2614             }
2615
2616           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2617           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = build_template_info (tmpl, targs);
2618
2619           /* Inherit default function arguments from the template
2620              DECL is specializing.  */
2621           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2622
2623           /* This specialization has the same protection as the
2624              template it specializes.  */
2625           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2626           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2627
2628           /* 7.1.1-1 [dcl.stc]
2629
2630              A storage-class-specifier shall not be specified in an
2631              explicit specialization...
2632
2633              The parser rejects these, so unless action is taken here,
2634              explicit function specializations will always appear with
2635              global linkage.
2636
2637              The action recommended by the C++ CWG in response to C++
2638              defect report 605 is to make the storage class and linkage
2639              of the explicit specialization match the templated function:
2640
2641              http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_active.html#605
2642            */
2643           if (tsk == tsk_expl_spec && DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
2644             {
2645               tree tmpl_func = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
2646               gcc_assert (TREE_CODE (tmpl_func) == FUNCTION_DECL);
2647
2648               /* This specialization has the same linkage and visibility as
2649                  the function template it specializes.  */
2650               TREE_PUBLIC (decl) = TREE_PUBLIC (tmpl_func);
2651               if (! TREE_PUBLIC (decl))
2652                 {
2653                   DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
2654                   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
2655                 }
2656               DECL_THIS_STATIC (decl) = DECL_THIS_STATIC (tmpl_func);
2657               if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (tmpl_func))
2658                 {
2659                   DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (decl) = 1;
2660                   DECL_VISIBILITY (decl) = DECL_VISIBILITY (tmpl_func);
2661                 }
2662             }
2663
2664           /* If DECL is a friend declaration, declared using an
2665              unqualified name, the namespace associated with DECL may
2666              have been set incorrectly.  For example, in:
2667
2668                template <typename T> void f(T);
2669                namespace N {
2670                  struct S { friend void f<int>(int); }
2671                }
2672
2673              we will have set the DECL_CONTEXT for the friend
2674              declaration to N, rather than to the global namespace.  */
2675           if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl))
2676             DECL_CONTEXT (decl) = DECL_CONTEXT (tmpl);
2677
2678           if (is_friend && !have_def)
2679             /* This is not really a declaration of a specialization.
2680                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2681                a request for an instantiation, either.  */
2682             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2683           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2684             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2685                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2686                versions in V3 ABI.  */
2687             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2688
2689           /* Register this specialization so that we can find it
2690              again.  */
2691           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs, is_friend, 0);
2692         }
2693     }
2694
2695   return decl;
2696 }
2697
2698 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2699    parameters.  These are represented in the same format used for
2700    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2701
2702 int
2703 comp_template_parms (const_tree parms1, const_tree parms2)
2704 {
2705   const_tree p1;
2706   const_tree p2;
2707
2708   if (parms1 == parms2)
2709     return 1;
2710
2711   for (p1 = parms1, p2 = parms2;
2712        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2713        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2714     {
2715       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2716       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2717       int i;
2718
2719       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2720       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2721
2722       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2723         return 0;
2724
2725       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i)
2726         {
2727           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2728           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2729
2730           /* If either of the template parameters are invalid, assume
2731              they match for the sake of error recovery. */
2732           if (parm1 == error_mark_node || parm2 == error_mark_node)
2733             return 1;
2734
2735           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2736             return 0;
2737
2738           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2739               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm1)
2740                   == TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm2)))
2741             continue;
2742           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2743             return 0;
2744         }
2745     }
2746
2747   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2748     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2749        other.  */
2750     return 0;
2751
2752   return 1;
2753 }
2754
2755 /* Determine whether PARM is a parameter pack.  */
2756
2757 bool 
2758 template_parameter_pack_p (const_tree parm)
2759 {
2760   /* Determine if we have a non-type template parameter pack.  */
2761   if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
2762     return (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm) 
2763             && TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)));
2764   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2765     return TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm);
2766
2767   /* If this is a list of template parameters, we could get a
2768      TYPE_DECL or a TEMPLATE_DECL.  */ 
2769   if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2770     parm = TREE_TYPE (parm);
2771
2772   /* Otherwise it must be a type template parameter.  */
2773   return ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2774            || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
2775           && TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm));
2776 }
2777
2778 /* Determine if T is a function parameter pack.  */
2779
2780 bool
2781 function_parameter_pack_p (const_tree t)
2782 {
2783   if (t && TREE_CODE (t) == PARM_DECL)
2784     return FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t);
2785   return false;
2786 }
2787
2788 /* Return the function template declaration of PRIMARY_FUNC_TMPL_INST.
2789    PRIMARY_FUNC_TMPL_INST is a primary function template instantiation.  */
2790
2791 tree
2792 get_function_template_decl (const_tree primary_func_tmpl_inst)
2793 {
2794   if (! primary_func_tmpl_inst
2795       || TREE_CODE (primary_func_tmpl_inst) != FUNCTION_DECL
2796       || ! primary_template_instantiation_p (primary_func_tmpl_inst))
2797     return NULL;
2798
2799   return DECL_TEMPLATE_RESULT (DECL_TI_TEMPLATE (primary_func_tmpl_inst));
2800 }
2801
2802 /* Return true iff the function parameter PARAM_DECL was expanded
2803    from the function parameter pack PACK.  */
2804
2805 bool
2806 function_parameter_expanded_from_pack_p (tree param_decl, tree pack)
2807 {
2808   if (DECL_ARTIFICIAL (param_decl)
2809       || !function_parameter_pack_p (pack))
2810     return false;
2811
2812   /* The parameter pack and its pack arguments have the same
2813      DECL_PARM_INDEX.  */
2814   return DECL_PARM_INDEX (pack) == DECL_PARM_INDEX (param_decl);
2815 }
2816
2817 /* Determine whether ARGS describes a variadic template args list,
2818    i.e., one that is terminated by a template argument pack.  */
2819
2820 static bool 
2821 template_args_variadic_p (tree args)
2822 {
2823   int nargs;
2824   tree last_parm;
2825
2826   if (args == NULL_TREE)
2827     return false;
2828
2829   args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
2830   nargs = TREE_VEC_LENGTH (args);
2831
2832   if (nargs == 0)
2833     return false;
2834
2835   last_parm = TREE_VEC_ELT (args, nargs - 1);
2836
2837   return ARGUMENT_PACK_P (last_parm);
2838 }
2839
2840 /* Generate a new name for the parameter pack name NAME (an
2841    IDENTIFIER_NODE) that incorporates its */
2842
2843 static tree
2844 make_ith_pack_parameter_name (tree name, int i)
2845 {
2846   /* Munge the name to include the parameter index.  */
2847 #define NUMBUF_LEN 128
2848   char numbuf[NUMBUF_LEN];
2849   char* newname;
2850   int newname_len;
2851
2852   snprintf (numbuf, NUMBUF_LEN, "%i", i);
2853   newname_len = IDENTIFIER_LENGTH (name)
2854                 + strlen (numbuf) + 2;
2855   newname = (char*)alloca (newname_len);
2856   snprintf (newname, newname_len,
2857             "%s#%i", IDENTIFIER_POINTER (name), i);
2858   return get_identifier (newname);
2859 }
2860
2861 /* Return true if T is a primary function, class or alias template
2862    instantiation.  */
2863
2864 bool
2865 primary_template_instantiation_p (const_tree t)
2866 {
2867   if (!t)
2868     return false;
2869
2870   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
2871     return DECL_LANG_SPECIFIC (t)
2872            && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2873            && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (t));
2874   else if (CLASS_TYPE_P (t) && !TYPE_DECL_ALIAS_P (TYPE_NAME (t)))
2875     return CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2876            && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
2877   else if (TYPE_P (t)
2878            && TYPE_TEMPLATE_INFO (t)
2879            && PRIMARY_TEMPLATE_P (TYPE_TI_TEMPLATE (t))
2880            && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (TYPE_NAME (t)))
2881     return true;
2882   return false;
2883 }
2884
2885 /* Return true if PARM is a template template parameter.  */
2886
2887 bool
2888 template_template_parameter_p (const_tree parm)
2889 {
2890   return DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2891 }
2892
2893 /* Return the template parameters of T if T is a
2894    primary template instantiation, NULL otherwise.  */
2895
2896 tree
2897 get_primary_template_innermost_parameters (const_tree t)
2898 {
2899   tree parms = NULL, template_info = NULL;
2900
2901   if ((template_info = get_template_info (t))
2902       && primary_template_instantiation_p (t))
2903     parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
2904         (DECL_TEMPLATE_PARMS (TI_TEMPLATE (template_info)));
2905
2906   return parms;
2907 }
2908
2909 /* Return the template parameters of the LEVELth level from the full list
2910    of template parameters PARMS.  */
2911
2912 tree
2913 get_template_parms_at_level (tree parms, int level)
2914 {
2915   tree p;
2916   if (!parms
2917       || TREE_CODE (parms) != TREE_LIST
2918       || level > TMPL_PARMS_DEPTH (parms))
2919     return NULL_TREE;
2920
2921   for (p = parms; p; p = TREE_CHAIN (p))
2922     if (TMPL_PARMS_DEPTH (p) == level)
2923       return p;
2924
2925   return NULL_TREE;
2926 }
2927
2928 /* Returns the template arguments of T if T is a template instantiation,
2929    NULL otherwise.  */
2930
2931 tree
2932 get_template_innermost_arguments (const_tree t)
2933 {
2934   tree args = NULL, template_info = NULL;
2935
2936   if ((template_info = get_template_info (t))
2937       && TI_ARGS (template_info))
2938     args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (template_info));
2939
2940   return args;
2941 }
2942
2943 /* Return the argument pack elements of T if T is a template argument pack,
2944    NULL otherwise.  */
2945
2946 tree
2947 get_template_argument_pack_elems (const_tree t)
2948 {
2949   if (TREE_CODE (t) != TYPE_ARGUMENT_PACK
2950       && TREE_CODE (t) != NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
2951     return NULL;
2952
2953   return ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
2954 }
2955
2956 /* Structure used to track the progress of find_parameter_packs_r.  */
2957 struct find_parameter_pack_data 
2958 {
2959   /* TREE_LIST that will contain all of the parameter packs found by
2960      the traversal.  */
2961   tree* parameter_packs;
2962
2963   /* Set of AST nodes that have been visited by the traversal.  */
2964   struct pointer_set_t *visited;
2965 };
2966
2967 /* Identifies all of the argument packs that occur in a template
2968    argument and appends them to the TREE_LIST inside DATA, which is a
2969    find_parameter_pack_data structure. This is a subroutine of
2970    make_pack_expansion and uses_parameter_packs.  */
2971 static tree
2972 find_parameter_packs_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void* data)
2973 {
2974   tree t = *tp;
2975   struct find_parameter_pack_data* ppd = 
2976     (struct find_parameter_pack_data*)data;
2977   bool parameter_pack_p = false;
2978
2979   /* Handle type aliases/typedefs.  */
2980   if (TYPE_P (t)
2981       && TYPE_NAME (t)
2982       && TREE_CODE (TYPE_NAME (t)) == TYPE_DECL
2983       && TYPE_DECL_ALIAS_P (TYPE_NAME (t)))
2984     {
2985       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
2986         cp_walk_tree (&TYPE_TI_ARGS (t),
2987                       &find_parameter_packs_r,
2988                       ppd, ppd->visited);
2989       *walk_subtrees = 0;
2990       return NULL_TREE;
2991     }
2992
2993   /* Identify whether this is a parameter pack or not.  */
2994   switch (TREE_CODE (t))
2995     {
2996     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
2997       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
2998         parameter_pack_p = true;
2999       break;
3000
3001     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
3002       t = TYPE_MAIN_VARIANT (t);
3003     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
3004       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
3005         parameter_pack_p = true;
3006       break;
3007
3008     case PARM_DECL:
3009       if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
3010         {
3011           /* We don't want to walk into the type of a PARM_DECL,
3012              because we don't want to see the type parameter pack.  */
3013           *walk_subtrees = 0;
3014           parameter_pack_p = true;
3015         }
3016       break;
3017
3018     case BASES:
3019       parameter_pack_p = true;
3020       break;
3021     default:
3022       /* Not a parameter pack.  */
3023       break;
3024     }
3025
3026   if (parameter_pack_p)
3027     {
3028       /* Add this parameter pack to the list.  */
3029       *ppd->parameter_packs = tree_cons (NULL_TREE, t, *ppd->parameter_packs);
3030     }
3031
3032   if (TYPE_P (t))
3033     cp_walk_tree (&TYPE_CONTEXT (t), 
3034                   &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3035
3036   /* This switch statement will return immediately if we don't find a
3037      parameter pack.  */
3038   switch (TREE_CODE (t)) 
3039     {
3040     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
3041       return NULL_TREE;
3042
3043     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
3044       /* Check the template itself.  */
3045       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (TYPE_TI_TEMPLATE (t)), 
3046                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3047       /* Check the template arguments.  */
3048       cp_walk_tree (&TYPE_TI_ARGS (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
3049                     ppd->visited);
3050       *walk_subtrees = 0;
3051       return NULL_TREE;
3052
3053     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
3054     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
3055       return NULL_TREE;
3056
3057     case PARM_DECL:
3058       return NULL_TREE;
3059
3060     case RECORD_TYPE:
3061       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
3062         return NULL_TREE;
3063       /* Fall through.  */
3064
3065     case UNION_TYPE:
3066     case ENUMERAL_TYPE:
3067       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
3068         cp_walk_tree (&TI_ARGS (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
3069                       &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3070
3071       *walk_subtrees = 0;
3072       return NULL_TREE;
3073
3074     case CONSTRUCTOR:
3075     case TEMPLATE_DECL:
3076       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t),
3077                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3078       return NULL_TREE;
3079  
3080     case TYPENAME_TYPE:
3081       cp_walk_tree (&TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), &find_parameter_packs_r,
3082                    ppd, ppd->visited);
3083       *walk_subtrees = 0;
3084       return NULL_TREE;
3085       
3086     case TYPE_PACK_EXPANSION:
3087     case EXPR_PACK_EXPANSION:
3088       *walk_subtrees = 0;
3089       return NULL_TREE;
3090
3091     case INTEGER_TYPE:
3092       cp_walk_tree (&TYPE_MAX_VALUE (t), &find_parameter_packs_r, 
3093                     ppd, ppd->visited);
3094       *walk_subtrees = 0;
3095       return NULL_TREE;
3096
3097     case IDENTIFIER_NODE:
3098       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
3099                     ppd->visited);
3100       *walk_subtrees = 0;
3101       return NULL_TREE;
3102
3103     default:
3104       return NULL_TREE;
3105     }
3106
3107   return NULL_TREE;
3108 }
3109
3110 /* Determines if the expression or type T uses any parameter packs.  */
3111 bool
3112 uses_parameter_packs (tree t)
3113 {
3114   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3115   struct find_parameter_pack_data ppd;
3116   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3117   ppd.visited = pointer_set_create ();
3118   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3119   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3120   return parameter_packs != NULL_TREE;
3121 }
3122
3123 /* Turn ARG, which may be an expression, type, or a TREE_LIST
3124    representation a base-class initializer into a parameter pack
3125    expansion. If all goes well, the resulting node will be an
3126    EXPR_PACK_EXPANSION, TYPE_PACK_EXPANSION, or TREE_LIST,
3127    respectively.  */
3128 tree 
3129 make_pack_expansion (tree arg)
3130 {
3131   tree result;
3132   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3133   bool for_types = false;
3134   struct find_parameter_pack_data ppd;
3135
3136   if (!arg || arg == error_mark_node)
3137     return arg;
3138
3139   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST)
3140     {
3141       /* The only time we will see a TREE_LIST here is for a base
3142          class initializer.  In this case, the TREE_PURPOSE will be a
3143          _TYPE node (representing the base class expansion we're
3144          initializing) and the TREE_VALUE will be a TREE_LIST
3145          containing the initialization arguments. 
3146
3147          The resulting expansion looks somewhat different from most
3148          expansions. Rather than returning just one _EXPANSION, we
3149          return a TREE_LIST whose TREE_PURPOSE is a
3150          TYPE_PACK_EXPANSION containing the bases that will be
3151          initialized.  The TREE_VALUE will be identical to the
3152          original TREE_VALUE, which is a list of arguments that will
3153          be passed to each base.  We do not introduce any new pack
3154          expansion nodes into the TREE_VALUE (although it is possible
3155          that some already exist), because the TREE_PURPOSE and
3156          TREE_VALUE all need to be expanded together with the same
3157          _EXPANSION node.  Note that the TYPE_PACK_EXPANSION in the
3158          resulting TREE_PURPOSE will mention the parameter packs in
3159          both the bases and the arguments to the bases.  */
3160       tree purpose;
3161       tree value;
3162       tree parameter_packs = NULL_TREE;
3163
3164       /* Determine which parameter packs will be used by the base
3165          class expansion.  */
3166       ppd.visited = pointer_set_create ();
3167       ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3168       cp_walk_tree (&TREE_PURPOSE (arg), &find_parameter_packs_r, 
3169                     &ppd, ppd.visited);
3170
3171       if (parameter_packs == NULL_TREE)
3172         {
3173           error ("base initializer expansion %<%T%> contains no parameter packs", arg);
3174           pointer_set_destroy (ppd.visited);
3175           return error_mark_node;
3176         }
3177
3178       if (TREE_VALUE (arg) != void_type_node)
3179         {
3180           /* Collect the sets of parameter packs used in each of the
3181              initialization arguments.  */
3182           for (value = TREE_VALUE (arg); value; value = TREE_CHAIN (value))
3183             {
3184               /* Determine which parameter packs will be expanded in this
3185                  argument.  */
3186               cp_walk_tree (&TREE_VALUE (value), &find_parameter_packs_r, 
3187                             &ppd, ppd.visited);
3188             }
3189         }
3190
3191       pointer_set_destroy (ppd.visited);
3192
3193       /* Create the pack expansion type for the base type.  */
3194       purpose = cxx_make_type (TYPE_PACK_EXPANSION);
3195       SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (purpose, TREE_PURPOSE (arg));
3196       PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (purpose) = parameter_packs;
3197
3198       /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
3199          they will rarely be compared to anything.  */
3200       SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (purpose);
3201
3202       return tree_cons (purpose, TREE_VALUE (arg), NULL_TREE);
3203     }
3204
3205   if (TYPE_P (arg) || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
3206     for_types = true;
3207
3208   /* Build the PACK_EXPANSION_* node.  */
3209   result = for_types
3210      ? cxx_make_type (TYPE_PACK_EXPANSION)
3211      : make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
3212   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (result, arg);
3213   if (TREE_CODE (result) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3214     {
3215       /* Propagate type and const-expression information.  */
3216       TREE_TYPE (result) = TREE_TYPE (arg);
3217       TREE_CONSTANT (result) = TREE_CONSTANT (arg);
3218     }
3219   else
3220     /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
3221        they will rarely be compared to anything.  */
3222     SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (result);
3223
3224   /* Determine which parameter packs will be expanded.  */
3225   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3226   ppd.visited = pointer_set_create ();
3227   cp_walk_tree (&arg, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3228   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3229
3230   /* Make sure we found some parameter packs.  */
3231   if (parameter_packs == NULL_TREE)
3232     {
3233       if (TYPE_P (arg))
3234         error ("expansion pattern %<%T%> contains no argument packs", arg);
3235       else
3236         error ("expansion pattern %<%E%> contains no argument packs", arg);
3237       return error_mark_node;
3238     }
3239   PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (result) = parameter_packs;
3240
3241   PACK_EXPANSION_LOCAL_P (result) = at_function_scope_p ();
3242
3243   return result;
3244 }
3245
3246 /* Checks T for any "bare" parameter packs, which have not yet been
3247    expanded, and issues an error if any are found. This operation can
3248    only be done on full expressions or types (e.g., an expression
3249    statement, "if" condition, etc.), because we could have expressions like:
3250
3251      foo(f(g(h(args)))...)
3252
3253    where "args" is a parameter pack. check_for_bare_parameter_packs
3254    should not be called for the subexpressions args, h(args),
3255    g(h(args)), or f(g(h(args))), because we would produce erroneous
3256    error messages. 
3257
3258    Returns TRUE and emits an error if there were bare parameter packs,
3259    returns FALSE otherwise.  */
3260 bool 
3261 check_for_bare_parameter_packs (tree t)
3262 {
3263   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3264   struct find_parameter_pack_data ppd;
3265
3266   if (!processing_template_decl || !t || t == error_mark_node)
3267     return false;
3268
3269   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
3270     t = TREE_TYPE (t);
3271
3272   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3273   ppd.visited = pointer_set_create ();
3274   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3275   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3276
3277   if (parameter_packs) 
3278     {
3279       error ("parameter packs not expanded with %<...%>:");
3280       while (parameter_packs)
3281         {
3282           tree pack = TREE_VALUE (parameter_packs);
3283           tree name = NULL_TREE;
3284
3285           if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TYPE_PARM
3286               || TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
3287             name = TYPE_NAME (pack);
3288           else if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3289             name = DECL_NAME (TEMPLATE_PARM_DECL (pack));
3290           else
3291             name = DECL_NAME (pack);
3292
3293           if (name)
3294             inform (input_location, "        %qD", name);
3295           else
3296             inform (input_location, "        <anonymous>");
3297
3298           parameter_packs = TREE_CHAIN (parameter_packs);
3299         }
3300
3301       return true;
3302     }
3303
3304   return false;
3305 }
3306
3307 /* Expand any parameter packs that occur in the template arguments in
3308    ARGS.  */
3309 tree
3310 expand_template_argument_pack (tree args)
3311 {
3312   tree result_args = NULL_TREE;
3313   int in_arg, out_arg = 0, nargs = args ? TREE_VEC_LENGTH (args) : 0;
3314   int num_result_args = -1;
3315   int non_default_args_count = -1;
3316
3317   /* First, determine if we need to expand anything, and the number of
3318      slots we'll need.  */
3319   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3320     {
3321       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3322       if (arg == NULL_TREE)
3323         return args;
3324       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3325         {
3326           int num_packed = TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg));
3327           if (num_result_args < 0)
3328             num_result_args = in_arg + num_packed;
3329           else
3330             num_result_args += num_packed;
3331         }
3332       else
3333         {
3334           if (num_result_args >= 0)
3335             num_result_args++;
3336         }
3337     }
3338
3339   /* If no expansion is necessary, we're done.  */
3340   if (num_result_args < 0)
3341     return args;
3342
3343   /* Expand arguments.  */
3344   result_args = make_tree_vec (num_result_args);
3345   if (NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (args))
3346     non_default_args_count =
3347       GET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (args);
3348   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3349     {
3350       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3351       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3352         {
3353           tree packed = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
3354           int i, num_packed = TREE_VEC_LENGTH (packed);
3355           for (i = 0; i < num_packed; ++i, ++out_arg)
3356             TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = TREE_VEC_ELT(packed, i);
3357           if (non_default_args_count > 0)
3358             non_default_args_count += num_packed;
3359         }
3360       else
3361         {
3362           TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = arg;
3363           ++out_arg;
3364         }
3365     }
3366   if (non_default_args_count >= 0)
3367     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (result_args, non_default_args_count);
3368   return result_args;
3369 }
3370
3371 /* Checks if DECL shadows a template parameter.
3372
3373    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
3374    scope (including nested scopes).
3375
3376    Emits an error and returns TRUE if the DECL shadows a parameter,
3377    returns FALSE otherwise.  */
3378
3379 bool
3380 check_template_shadow (tree decl)
3381 {
3382   tree olddecl;
3383
3384   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
3385      parameter.  */
3386   if (!current_template_parms)
3387     return true;
3388
3389   /* Figure out what we're shadowing.  */
3390   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
3391     decl = OVL_CURRENT (decl);
3392   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
3393
3394   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
3395      anything, let alone a template parameter.  */
3396   if (!olddecl)
3397     return true;
3398
3399   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
3400      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
3401      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
3402      node.  */
3403   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
3404     return true;
3405
3406   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
3407      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
3408      inline member templates.  */
3409   if (decl == olddecl
3410       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
3411     return true;
3412
3413   error ("declaration of %q+#D", decl);
3414   error (" shadows template parm %q+#D", olddecl);
3415   return false;
3416 }
3417
3418 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
3419    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  NUM_SIBLINGS is the total number of
3420    template parameters.  */
3421
3422 static tree
3423 build_template_parm_index (int index,
3424                            int level,
3425                            int orig_level,
3426                            int num_siblings,
3427                            tree decl,
3428                            tree type)
3429 {
3430   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
3431   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
3432   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
3433   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
3434   TEMPLATE_PARM_NUM_SIBLINGS (t) = num_siblings;
3435   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
3436   TREE_TYPE (t) = type;
3437   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
3438   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
3439
3440   return t;
3441 }
3442
3443 /* Find the canonical type parameter for the given template type
3444    parameter.  Returns the canonical type parameter, which may be TYPE
3445    if no such parameter existed.  */
3446
3447 static tree
3448 canonical_type_parameter (tree type)
3449 {
3450   tree list;
3451   int idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (type);
3452   if (!canonical_template_parms)
3453     canonical_template_parms = VEC_alloc (tree, gc, idx+1);
3454
3455   while (VEC_length (tree, canonical_template_parms) <= (unsigned)idx)
3456     VEC_safe_push (tree, gc, canonical_template_parms, NULL_TREE);
3457
3458   list = VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx);
3459   while (list && !comptypes (type, TREE_VALUE (list), COMPARE_STRUCTURAL))
3460     list = TREE_CHAIN (list);
3461
3462   if (list)
3463     return TREE_VALUE (list);
3464   else
3465     {
3466       VEC_replace(tree, canonical_template_parms, idx,
3467                   tree_cons (NULL_TREE, type, 
3468                              VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx)));
3469       return type;
3470     }
3471 }
3472
3473 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
3474    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
3475    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
3476    new one is created.  */
3477
3478 static tree
3479 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels, tree args,
3480                             tsubst_flags_t complain)
3481 {
3482   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
3483       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
3484           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels)
3485       || !same_type_p (type, TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))))
3486     {
3487       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
3488       tree decl, t;
3489
3490       decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (orig_decl),
3491                          TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
3492       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
3493       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
3494       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3495       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3496
3497       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
3498                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
3499                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
3500                                      TEMPLATE_PARM_NUM_SIBLINGS (index),
3501                                      decl, type);
3502       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
3503       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t) 
3504         = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (index);
3505
3506         /* Template template parameters need this.  */
3507       if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
3508         DECL_TEMPLATE_PARMS (decl) = tsubst_template_parms
3509           (DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index)),
3510            args, complain);
3511     }
3512
3513   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
3514 }
3515
3516 /* Process information from new template parameter PARM and append it
3517    to the LIST being built.  This new parameter is a non-type
3518    parameter iff IS_NON_TYPE is true. This new parameter is a
3519    parameter pack iff IS_PARAMETER_PACK is true.  The location of PARM
3520    is in PARM_LOC. NUM_TEMPLATE_PARMS is the size of the template
3521    parameter list PARM belongs to. This is used used to create a
3522    proper canonical type for the type of PARM that is to be created,
3523    iff PARM is a type.  If the size is not known, this parameter shall
3524    be set to 0.  */
3525
3526 tree
3527 process_template_parm (tree list, location_t parm_loc, tree parm,
3528                        bool is_non_type, bool is_parameter_pack,
3529                        unsigned num_template_parms)
3530 {
3531   tree decl = 0;
3532   tree defval;
3533   tree err_parm_list;
3534   int idx = 0;
3535
3536   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
3537   defval = TREE_PURPOSE (parm);
3538
3539   if (list)
3540     {
3541       tree p = tree_last (list);
3542
3543       if (p && TREE_VALUE (p) != error_mark_node)
3544         {
3545           p = TREE_VALUE (p);
3546           if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
3547             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
3548           else
3549             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
3550         }
3551
3552       ++idx;
3553     }
3554   else
3555     idx = 0;
3556
3557   if (is_non_type)
3558     {
3559       parm = TREE_VALUE (parm);
3560
3561       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
3562
3563       if (TREE_TYPE (parm) == error_mark_node)
3564         {
3565           err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3566           TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3567            return chainon (list, err_parm_list);
3568         }
3569       else
3570       {
3571         /* [temp.param]
3572
3573            The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
3574            ignored when determining its type.  */
3575         TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
3576         if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
3577           {
3578             err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3579             TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3580              return chainon (list, err_parm_list);
3581           }
3582
3583         if (uses_parameter_packs (TREE_TYPE (parm)) && !is_parameter_pack)
3584           {
3585             /* This template parameter is not a parameter pack, but it
3586                should be. Complain about "bare" parameter packs.  */
3587             check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (parm));
3588             
3589             /* Recover by calling this a parameter pack.  */
3590             is_parameter_pack = true;
3591           }
3592       }
3593
3594       /* A template parameter is not modifiable.  */
3595       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
3596       TREE_READONLY (parm) = 1;
3597       decl = build_decl (parm_loc,
3598                          CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
3599       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
3600       TREE_READONLY (decl) = 1;
3601       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl)
3602         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3603                                      processing_template_decl,
3604                                      num_template_parms,
3605                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3606
3607       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)) 
3608         = is_parameter_pack;
3609     }
3610   else
3611     {
3612       tree t;
3613       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
3614
3615       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
3616         {
3617           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
3618           /* This is for distinguishing between real templates and template
3619              template parameters */
3620           TREE_TYPE (parm) = t;
3621           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
3622           decl = parm;
3623         }
3624       else
3625         {
3626           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
3627           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
3628           decl = build_decl (parm_loc,
3629                              TYPE_DECL, parm, t);
3630         }
3631
3632       TYPE_NAME (t) = decl;
3633       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
3634       parm = decl;
3635       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
3636         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3637                                      processing_template_decl,
3638                                      num_template_parms,
3639                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3640       TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t) = is_parameter_pack;
3641       TYPE_CANONICAL (t) = canonical_type_parameter (t);
3642     }
3643   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3644   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3645   pushdecl (decl);
3646   parm = build_tree_list (defval, parm);
3647   return chainon (list, parm);
3648 }
3649
3650 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
3651    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
3652    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
3653    as PARM_DECLs.  */
3654
3655 tree
3656 end_template_parm_list (tree parms)
3657 {
3658   int nparms;
3659   tree parm, next;
3660   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
3661
3662   current_template_parms
3663     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
3664                  saved_parmlist, current_template_parms);
3665
3666   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
3667     {
3668       next = TREE_CHAIN (parm);
3669       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
3670       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
3671     }
3672
3673   --processing_template_parmlist;
3674
3675   return saved_parmlist;
3676 }
3677
3678 /* Create a new type almost identical to TYPE but which has the
3679    following differences:
3680
3681      1/ T has a new TEMPLATE_PARM_INDEX that carries the new number of
3682      template sibling parameters of T.
3683
3684      2/ T has a new canonical type that matches the new number
3685      of sibling parms.
3686
3687      3/ From now on, T is going to be what lookups referring to the
3688      name of TYPE will return. No lookup should return TYPE anymore.
3689
3690    NUM_PARMS is the new number of sibling parms TYPE belongs to.
3691
3692    This is a subroutine of fixup_template_parms.  */
3693
3694 static tree
3695 fixup_template_type_parm_type (tree type, int num_parms)
3696 {
3697   tree orig_idx = TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (type), idx;
3698   tree t;
3699   /* This is the decl which name is inserted into the symbol table for
3700      the template parm type. So whenever we lookup the type name, this
3701      is the DECL we get.  */
3702   tree decl;
3703
3704   /* Do not fix up the type twice.  */
3705   if (orig_idx && TEMPLATE_PARM_NUM_SIBLINGS (orig_idx) != 0)
3706     return type;
3707
3708   t = copy_type (type);
3709   decl = TYPE_NAME (t);
3710
3711   TYPE_MAIN_VARIANT (t) = t;
3712   TYPE_NEXT_VARIANT (t)= NULL_TREE;
3713   TYPE_POINTER_TO (t) = 0;
3714   TYPE_REFERENCE_TO (t) = 0;
3715
3716   idx = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (orig_idx),
3717                                    TEMPLATE_PARM_LEVEL (orig_idx),
3718                                    TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (orig_idx),
3719                                    num_parms,
3720                                    decl, t);
3721   TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (idx) = TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (orig_idx);
3722   TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (idx) = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (orig_idx);
3723   TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t) = idx;
3724
3725   TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
3726   TEMPLATE_TYPE_DECL (t) = decl;
3727   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
3728     TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT  (decl)) = t;
3729
3730   /* Update the type associated to the type name stored in the symbol
3731      table. Now, whenever the type name is looked up, the resulting
3732      type is properly fixed up.  */
3733   TREE_TYPE (decl) = t;
3734
3735   TYPE_CANONICAL (t) = canonical_type_parameter (t);
3736
3737   return t;
3738 }
3739
3740 /* Create and return a new TEMPLATE_PARM_INDEX that is almost
3741    identical to I, but that is fixed up as to:
3742
3743    1/ carry the number of sibling parms (NUM_PARMS) of the template
3744    parm represented by I.
3745
3746    2/ replace all references to template parm types declared before I
3747    (in the same template parm list as I) by references to template
3748    parm types contained in ARGS. ARGS should contain the list of
3749    template parms that have been fixed up so far, in a form suitable
3750    to be passed to tsubst.
3751
3752    This is a subroutine of fixup_template_parms.  */
3753
3754 static tree
3755 fixup_template_parm_index (tree i, tree args, int num_parms)
3756 {
3757   tree index, decl, type;
3758
3759   if (i == NULL_TREE
3760       || TREE_CODE (i) != TEMPLATE_PARM_INDEX
3761       /* Do not fix up the index twice.  */
3762       || (TEMPLATE_PARM_NUM_SIBLINGS (i) != 0))
3763     return i;
3764
3765   decl = TEMPLATE_PARM_DECL (i);
3766   type = TREE_TYPE (decl);
3767
3768   index = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (i),
3769                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (i),
3770                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (i),
3771                                      num_parms,
3772                                      decl, type);
3773
3774   TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (i);
3775   TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (index) = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (i);
3776
3777   type = tsubst (type, args, tf_none, NULL_TREE);
3778   
3779   TREE_TYPE (decl) = type;
3780   TREE_TYPE (index) = type;
3781
3782   return index;
3783 }
3784
3785 /* 
3786    This is a subroutine of fixup_template_parms.
3787
3788    It computes the canonical type of the type of the template
3789    parameter PARM_DESC and update all references to that type so that
3790    they use the newly computed canonical type. No access check is
3791    performed during the fixup. PARM_DESC is a TREE_LIST which
3792    TREE_VALUE is the template parameter and its TREE_PURPOSE is the
3793    default argument of the template parm if any. IDX is the index of
3794    the template parameter, starting at 0. NUM_PARMS is the number of
3795    template parameters in the set PARM_DESC belongs to. ARGLIST is a
3796    TREE_VEC containing the full set of template parameters in a form
3797    suitable to be passed to substs functions as their ARGS
3798    argument. This is what current_template_args returns for a given
3799    template. The innermost vector of args in ARGLIST is the set of
3800    template parms that have been fixed up so far. This function adds
3801    the fixed up parameter into that vector.  */
3802
3803 static void
3804 fixup_template_parm (tree parm_desc,
3805                      int idx,
3806                      int num_parms,
3807                      tree arglist)
3808 {
3809   tree parm = TREE_VALUE (parm_desc);
3810   tree fixedup_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist);
3811
3812   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
3813
3814   if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL)
3815     {
3816       /* PARM is a template type parameter. Fix up its type, add
3817          the fixed-up template parm to the vector of fixed-up
3818          template parms so far, and substitute the fixed-up
3819          template parms into the default argument of this
3820          parameter.  */
3821       tree t =
3822         fixup_template_type_parm_type (TREE_TYPE (parm), num_parms);
3823       TREE_TYPE (parm) = t;
3824
3825       TREE_VEC_ELT (fixedup_args, idx) = template_parm_to_arg (parm_desc);
3826     }
3827   else if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
3828     {
3829       /* PARM is a template template parameter. This is going to
3830          be interesting.  */
3831       tree tparms, targs, innermost_args, t;
3832       int j;
3833
3834       /* First, fix up the parms of the template template parm
3835          because the parms are involved in defining the new canonical
3836          type of the template template parm.  */
3837
3838       /* So we need to substitute the template parm types that have
3839          been fixed up so far into the template parms of this template
3840          template parm. E.g, consider this:
3841
3842          template<class T, template<T u> class TT> class S;
3843
3844          In this case we want to substitute T into the
3845          template parameters of TT.
3846
3847          So let's walk the template parms of PARM here, and
3848          tsubst ARGLIST into into each of the template
3849          parms.   */
3850
3851       /* For this substitution we need to build the full set of
3852          template parameters and use that as arguments for the
3853          tsubsting function.  */
3854       tparms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (DECL_TEMPLATE_PARMS (parm));
3855
3856       /* This will contain the innermost parms of PARM into which
3857          we have substituted so far.  */
3858       innermost_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (tparms));
3859       targs = add_to_template_args (arglist, innermost_args);
3860       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (tparms); ++j)
3861         {
3862           tree parameter;
3863
3864           parameter = TREE_VEC_ELT (tparms, j);
3865
3866           /* INNERMOST_ARGS needs to have at least the same number
3867              of elements as the index PARAMETER, ortherwise
3868              tsubsting into PARAMETER will result in partially
3869              instantiating it, reducing its tempate parm
3870              level. Let's tactically fill INNERMOST_ARGS for that
3871              purpose.  */
3872           TREE_VEC_ELT (innermost_args, j) =
3873             template_parm_to_arg (parameter);
3874
3875           fixup_template_parm (parameter, j,
3876                                TREE_VEC_LENGTH (tparms),
3877                                targs);
3878         }
3879
3880       /* Now fix up the type of the template template parm.  */
3881
3882       t = fixup_template_type_parm_type (TREE_TYPE (parm), num_parms);
3883       TREE_TYPE (parm) = t;
3884
3885       TREE_VEC_ELT (fixedup_args, idx) =
3886         template_parm_to_arg (parm_desc);
3887     }
3888   else if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
3889     {
3890       /* PARM is a non-type template parameter. We need to:
3891
3892        * Fix up its TEMPLATE_PARM_INDEX to make it carry the
3893        proper number of sibling parameters.
3894
3895        * Make lookups of the template parameter return a reference
3896        to the fixed-up index. No lookup should return references
3897        to the former index anymore.
3898
3899        * Substitute the template parms that got fixed up so far
3900
3901        * into the type of PARM.  */
3902
3903       tree index = DECL_INITIAL (parm);
3904
3905       /* PUSHED_DECL is the decl added to the symbol table with
3906          the name of the parameter. E,g:
3907              
3908          template<class T, T u> //#0
3909          auto my_function(T t) -> decltype(u); //#1
3910
3911          Here, when looking up u at //#1, we get the decl of u
3912          resulting from the declaration in #0. This is what
3913          PUSHED_DECL is. We need to replace the reference to the
3914          old TEMPLATE_PARM_INDEX carried by PUSHED_DECL by the
3915          fixed-up TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
3916       tree pushed_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
3917
3918       /* Let's fix up the TEMPLATE_PARM_INDEX then. Note that we must
3919          fixup the type of PUSHED_DECL as well and luckily
3920          fixup_template_parm_index does it for us too.  */
3921       tree fixed_up_index =
3922         fixup_template_parm_index (index, arglist, num_parms);
3923
3924       DECL_INITIAL (pushed_decl) = DECL_INITIAL (parm) = fixed_up_index;
3925
3926       /* Add this fixed up PARM to the template parms we've fixed
3927          up so far and use that to substitute the fixed-up
3928          template parms into the type of PARM.  */
3929       TREE_VEC_ELT (fixedup_args, idx) =
3930         template_parm_to_arg (parm_desc);
3931       TREE_TYPE (parm) = tsubst (TREE_TYPE (parm), arglist,
3932                                  tf_none, NULL_TREE);
3933     }
3934
3935   TREE_PURPOSE (parm_desc) =
3936     tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm_desc),
3937                          arglist, tf_none, parm);
3938
3939   pop_deferring_access_checks ();
3940 }
3941
3942 /* Walk the current template parms and properly compute the canonical
3943    types of the dependent types created during
3944    cp_parser_template_parameter_list.  */
3945
3946 void
3947 fixup_template_parms (void)
3948 {
3949   tree arglist;
3950   tree parameter_vec;
3951   tree fixedup_args;
3952   int i, num_parms;
3953
3954   parameter_vec = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
3955   if (parameter_vec == NULL_TREE)
3956     return;
3957
3958   num_parms = TREE_VEC_LENGTH (parameter_vec);
3959
3960   /* This vector contains the current innermost template parms that
3961      have been fixed up so far.  The form of FIXEDUP_ARGS is suitable
3962      to be passed to tsubst* functions as their ARGS argument.  */
3963   fixedup_args = make_tree_vec (num_parms);
3964
3965   /* This vector contains the full set of template parms in a form
3966      suitable to be passed to substs functions as their ARGS
3967      argument.  */
3968   arglist = current_template_args ();
3969   arglist = add_outermost_template_args (arglist, fixedup_args);
3970
3971   /* Let's do the proper fixup now.  */
3972   for (i = 0; i < num_parms; ++i)
3973     fixup_template_parm (TREE_VEC_ELT (parameter_vec, i),
3974                          i, num_parms, arglist);
3975 }
3976
3977 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
3978
3979 void
3980 end_template_decl (void)
3981 {
3982   reset_specialization ();
3983
3984   if (! processing_template_decl)
3985     return;
3986
3987   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
3988   finish_scope ();
3989
3990   --processing_template_decl;
3991   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
3992 }
3993
3994 /* Takes a TREE_LIST representing a template parameter and convert it
3995    into an argument suitable to be passed to the type substitution
3996    functions.  Note that If the TREE_LIST contains an error_mark
3997    node, the returned argument is error_mark_node.  */
3998
3999 static tree
4000 template_parm_to_arg (tree t)
4001 {
4002
4003   if (t == NULL_TREE
4004       || TREE_CODE (t) != TREE_LIST)
4005     return t;
4006
4007   if (error_operand_p (TREE_VALUE (t)))
4008     return error_mark_node;
4009
4010   t = TREE_VALUE (t);
4011
4012   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
4013       || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
4014     {
4015       t = TREE_TYPE (t);
4016
4017       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
4018         {
4019           /* Turn this argument into a TYPE_ARGUMENT_PACK
4020              with a single element, which expands T.  */
4021           tree vec = make_tree_vec (1);
4022 #ifdef ENABLE_CHECKING
4023           SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT
4024             (vec, TREE_VEC_LENGTH (vec));
4025 #endif
4026           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
4027
4028           t = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
4029           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
4030         }
4031     }
4032   else
4033     {
4034       t = DECL_INITIAL (t);
4035
4036       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
4037         {
4038           /* Turn this argument into a NONTYPE_ARGUMENT_PACK
4039              with a single element, which expands T.  */
4040           tree vec = make_tree_vec (1);
4041           tree type = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (t));
4042 #ifdef ENABLE_CHECKING
4043           SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT
4044             (vec, TREE_VEC_LENGTH (vec));
4045 #endif
4046           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
4047
4048           t  = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
4049           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
4050           TREE_TYPE (t) = type;
4051         }
4052     }
4053   return t;
4054 }
4055
4056 /* This function returns TRUE if PARM_PACK is a template parameter
4057    pack and if ARG_PACK is what template_parm_to_arg returned when
4058    passed PARM_PACK.  */
4059
4060 static bool
4061 arg_from_parm_pack_p (tree arg_pack, tree parm_pack)
4062 {
4063   /* For clarity in the comments below let's use the representation
4064      argument_pack<elements>' to denote an argument pack and its
4065      elements.
4066
4067      In the 'if' block below, we want to detect cases where
4068      ARG_PACK is argument_pack<PARM_PACK...>.  I.e, we want to
4069      check if ARG_PACK is an argument pack which sole element is
4070      the expansion of PARM_PACK.  That argument pack is typically
4071      created by template_parm_to_arg when passed a parameter
4072      pack.  */
4073
4074   if (arg_pack
4075       && TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack)) == 1
4076       && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0)))
4077     {
4078       tree expansion = TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0);
4079       tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (expansion);
4080       /* So we have an argument_pack<P...>.  We want to test if P
4081          is actually PARM_PACK.  We will not use cp_tree_equal to
4082          test P and PARM_PACK because during type fixup (by
4083          fixup_template_parm) P can be a pre-fixup version of a
4084          type and PARM_PACK be its post-fixup version.
4085          cp_tree_equal would consider them as different even
4086          though we would want to consider them compatible for our
4087          precise purpose here.
4088
4089          Thus we are going to consider that P and PARM_PACK are
4090          compatible if they have the same DECL.  */
4091       if ((/* If ARG_PACK is a type parameter pack named by the
4092               same DECL as parm_pack ...  */
4093            (TYPE_P (pattern)
4094             && TYPE_P (parm_pack)
4095             && TYPE_NAME (pattern) == TYPE_NAME (parm_pack))
4096            /* ... or if PARM_PACK is a non-type parameter named by the
4097               same DECL as ARG_PACK.  Note that PARM_PACK being a
4098               non-type parameter means it's either a PARM_DECL or a
4099               TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
4100            || (TREE_CODE (pattern) == TEMPLATE_PARM_INDEX
4101                && ((TREE_CODE (parm_pack) == PARM_DECL
4102                     && (TEMPLATE_PARM_DECL (pattern)
4103                         == TEMPLATE_PARM_DECL (DECL_INITIAL (parm_pack))))
4104                    || (TREE_CODE (parm_pack) == TEMPLATE_PARM_INDEX
4105                        && (TEMPLATE_PARM_DECL (pattern)
4106                            == TEMPLATE_PARM_DECL (parm_pack))))))
4107           && template_parameter_pack_p (pattern))
4108         return true;
4109     }
4110   return false;
4111 }
4112
4113 /* Within the declaration of a template, return all levels of template
4114    parameters that apply.  The template parameters are represented as
4115    a TREE_VEC, in the form documented in cp-tree.h for template
4116    arguments.  */
4117
4118 static tree
4119 current_template_args (void)
4120 {
4121   tree header;
4122   tree args = NULL_TREE;
4123   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
4124   int l = length;
4125
4126   /* If there is only one level of template parameters, we do not
4127      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
4128      TREE_VEC containing the arguments.  */
4129   if (length > 1)
4130     args = make_tree_vec (length);
4131
4132   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
4133     {
4134       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
4135       int i;
4136
4137       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
4138       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
4139         TREE_VEC_ELT (a, i) = template_parm_to_arg (TREE_VEC_ELT (a, i));
4140
4141 #ifdef ENABLE_CHECKING
4142       SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (a, TREE_VEC_LENGTH (a));
4143 #endif
4144
4145       if (length > 1)
4146         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
4147       else
4148         args = a;
4149     }
4150
4151     if (length > 1 && TREE_VEC_ELT (args, 0) == NULL_TREE)
4152       /* This can happen for template parms of a template template
4153          parameter, e.g:
4154
4155          template<template<class T, class U> class TT> struct S;
4156
4157          Consider the level of the parms of TT; T and U both have
4158          level 2; TT has no template parm of level 1. So in this case
4159          the first element of full_template_args is NULL_TREE. If we
4160          leave it like this TMPL_ARG_DEPTH on args returns 1 instead
4161          of 2. This will make tsubst wrongly consider that T and U
4162          have level 1. Instead, let's create a dummy vector as the
4163          first element of full_template_args so that TMPL_ARG_DEPTH
4164          returns the correct depth for args.  */
4165       TREE_VEC_ELT (args, 0) = make_tree_vec (1);
4166   return args;
4167 }
4168
4169 /* Update the declared TYPE by doing any lookups which were thought to be
4170    dependent, but are not now that we know the SCOPE of the declarator.  */
4171
4172 tree
4173 maybe_update_decl_type (tree orig_type, tree scope)
4174 {
4175   tree type = orig_type;
4176
4177   if (type == NULL_TREE)
4178     return type;
4179
4180   if (TREE_CODE (orig_type) == TYPE_DECL)
4181     type = TREE_TYPE (type);
4182
4183   if (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
4184       && dependent_type_p (type)
4185       /* Don't bother building up the args in this case.  */
4186       && TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
4187     {
4188       /* tsubst in the args corresponding to the template parameters,
4189          including auto if present.  Most things will be unchanged, but
4190          make_typename_type and tsubst_qualified_id will resolve
4191          TYPENAME_TYPEs and SCOPE_REFs that were previously dependent.  */
4192       tree args = current_template_args ();
4193       tree auto_node = type_uses_auto (type);
4194       tree pushed;
4195       if (auto_node)
4196         {
4197           tree auto_vec = make_tree_vec (1);
4198           TREE_VEC_ELT (auto_vec, 0) = auto_node;
4199           args = add_to_template_args (args, auto_vec);
4200         }
4201       pushed = push_scope (scope);
4202       type = tsubst (type, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
4203       if (pushed)
4204         pop_scope (scope);
4205     }
4206
4207   if (type == error_mark_node)
4208     return orig_type;
4209
4210   if (TREE_CODE (orig_type) == TYPE_DECL)
4211     {
4212       if (same_type_p (type, TREE_TYPE (orig_type)))
4213         type = orig_type;
4214       else
4215         type = TYPE_NAME (type);
4216     }
4217   return type;
4218 }
4219
4220 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
4221    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
4222    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
4223
4224 static tree
4225 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
4226 {
4227   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
4228   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
4229   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
4230   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
4231   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
4232
4233   return tmpl;
4234 }
4235
4236 struct template_parm_data
4237 {
4238   /* The level of the template parameters we are currently
4239      processing.  */
4240   int level;
4241
4242   /* The index of the specialization argument we are currently
4243      processing.  */
4244   int current_arg;
4245
4246   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
4247      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
4248      of the arguments processed so far.  */
4249   int* parms;
4250
4251   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
4252      elements are nonzero if the argument makes use of template
4253      parameters of this level.  */
4254   int* arg_uses_template_parms;
4255 };
4256
4257 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
4258    parameter in a partial specialization is used in the explicit
4259    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
4260    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
4261    appropriately.  */
4262
4263 static int
4264 mark_template_parm (tree t, void* data)
4265 {
4266   int level;
4267   int idx;
4268   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
4269
4270   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
4271     {
4272       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
4273       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
4274     }
4275   else
4276     {
4277       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
4278       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
4279     }
4280
4281   if (level == tpd->level)
4282     {
4283       tpd->parms[idx] = 1;
4284       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
4285     }
4286
4287   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
4288      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
4289   return 0;
4290 }
4291
4292 /* Process the partial specialization DECL.  */
4293
4294 static tree
4295 process_partial_specialization (tree decl)
4296 {
4297   tree type = TREE_TYPE (decl);
4298   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
4299   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
4300   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
4301   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
4302   tree inner_parms;
4303   tree inst;
4304   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
4305   int ntparms;
4306   int  i;
4307   bool did_error_intro = false;
4308   struct template_parm_data tpd;
4309   struct template_parm_data tpd2;
4310
4311   gcc_assert (current_template_parms);
4312
4313   inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
4314   ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4315
4316   /* We check that each of the template parameters given in the
4317      partial specialization is used in the argument list to the
4318      specialization.  For example:
4319
4320        template <class T> struct S;
4321        template <class T> struct S<T*>;
4322
4323      The second declaration is OK because `T*' uses the template
4324      parameter T, whereas
4325
4326        template <class T> struct S<int>;
4327
4328      is no good.  Even trickier is:
4329
4330        template <class T>
4331        struct S1
4332        {
4333           template <class U>
4334           struct S2;
4335           template <class U>
4336           struct S2<T>;
4337        };
4338
4339      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
4340      full-specialization.  Of course,
4341
4342           template <class U>
4343           struct S2<T (*)(U)>;
4344
4345      or some such would have been OK.  */
4346   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
4347   tpd.parms = XALLOCAVEC (int, ntparms);
4348   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
4349
4350   tpd.arg_uses_template_parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
4351   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
4352   for (i = 0; i < nargs; ++i)
4353     {
4354       tpd.current_arg = i;
4355       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
4356                               &mark_template_parm,
4357                               &tpd,
4358                               NULL,
4359                               /*include_nondeduced_p=*/false);
4360     }
4361   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4362     if (tpd.parms[i] == 0)
4363       {
4364         /* One of the template parms was not used in the
4365            specialization.  */
4366         if (!did_error_intro)
4367           {
4368             error ("template parameters not used in partial specialization:");
4369             did_error_intro = true;
4370           }
4371
4372         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
4373       }
4374
4375   if (did_error_intro)
4376     return error_mark_node;
4377
4378   /* [temp.class.spec]
4379
4380      The argument list of the specialization shall not be identical to
4381      the implicit argument list of the primary template.  */
4382   if (comp_template_args
4383       (inner_args,
4384        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
4385                                                    (maintmpl)))))
4386     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
4387
4388   /* [temp.class.spec]
4389
4390      A partially specialized non-type argument expression shall not
4391      involve template parameters of the partial specialization except
4392      when the argument expression is a simple identifier.
4393
4394      The type of a template parameter corresponding to a specialized
4395      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
4396      specialization. 
4397
4398      Also, we verify that pack expansions only occur at the
4399      end of the argument list.  */
4400   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
4401   tpd2.parms = 0;
4402   for (i = 0; i < nargs; ++i)
4403     {
4404       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms, i));
4405       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
4406       tree packed_args = NULL_TREE;
4407       int j, len = 1;
4408
4409       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
4410         {
4411           /* Extract the arguments from the argument pack. We'll be
4412              iterating over these in the following loop.  */
4413           packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
4414           len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
4415         }
4416
4417       for (j = 0; j < len; j++)
4418         {
4419           if (packed_args)
4420             /* Get the Jth argument in the parameter pack.  */
4421             arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, j);
4422
4423           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
4424             {
4425               /* Pack expansions must come at the end of the
4426                  argument list.  */
4427               if ((packed_args && j < len - 1)
4428                   || (!packed_args && i < nargs - 1))
4429                 {
4430                   if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
4431                     error ("parameter pack argument %qE must be at the "
4432                            "end of the template argument list", arg);
4433                   else
4434                     error ("parameter pack argument %qT must be at the "
4435                            "end of the template argument list", arg);
4436                 }
4437             }
4438
4439           if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
4440             /* We only care about the pattern.  */
4441             arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
4442
4443           if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
4444               !TYPE_P (arg)
4445               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
4446               /* This next line is the `argument expression is not just a
4447                  simple identifier' condition and also the `specialized
4448                  non-type argument' bit.  */
4449               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
4450             {
4451               if ((!packed_args && tpd.arg_uses_template_parms[i])
4452                   || (packed_args && uses_template_parms (arg)))
4453                 error ("template argument %qE involves template parameter(s)",
4454                        arg);
4455               else 
4456                 {
4457                   /* Look at the corresponding template parameter,
4458                      marking which template parameters its type depends
4459                      upon.  */
4460                   tree type = TREE_TYPE (parm);
4461
4462                   if (!tpd2.parms)
4463                     {
4464                       /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
4465                       tpd2.arg_uses_template_parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
4466                       /* The number of parameters here is the number in the
4467                          main template, which, as checked in the assertion
4468                          above, is NARGS.  */
4469                       tpd2.parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
4470                       tpd2.level = 
4471                         TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
4472                     }
4473
4474                   /* Mark the template parameters.  But this time, we're
4475                      looking for the template parameters of the main
4476                      template, not in the specialization.  */
4477                   tpd2.current_arg = i;
4478                   tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
4479                   memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
4480                   for_each_template_parm (type,
4481                                           &mark_template_parm,
4482                                           &tpd2,
4483                                           NULL,
4484                                           /*include_nondeduced_p=*/false);
4485
4486                   if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
4487                     {
4488                       /* The type depended on some template parameters.
4489                          If they are fully specialized in the
4490                          specialization, that's OK.  */
4491                       int j;
4492                       int count = 0;
4493                       for (j = 0; j < nargs; ++j)
4494                         if (tpd2.parms[j] != 0
4495                             && tpd.arg_uses_template_parms [j])
4496                           ++count;
4497                       if (count != 0)
4498                         error_n (input_location, count,
4499                                  "type %qT of template argument %qE depends "
4500                                  "on a template parameter",
4501                                  "type %qT of template argument %qE depends "
4502                                  "on template parameters",
4503                                  type,
4504                                  arg);
4505                     }
4506                 }
4507             }
4508         }
4509     }
4510
4511   /* We should only get here once.  */
4512   gcc_assert (!COMPLETE_TYPE_P (type));
4513
4514   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
4515     = tree_cons (specargs, inner_parms,
4516                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
4517   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
4518
4519   for (inst = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (maintmpl); inst;
4520        inst = TREE_CHAIN (inst))
4521     {
4522       tree inst_type = TREE_VALUE (inst);
4523       if (COMPLETE_TYPE_P (inst_type)
4524           && CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (inst_type))
4525         {
4526           tree spec = most_specialized_class (inst_type, maintmpl, tf_none);
4527           if (spec && TREE_TYPE (spec) == type)
4528             permerror (input_location,
4529                        "partial specialization of %qT after instantiation "
4530                        "of %qT", type, inst_type);
4531         }
4532     }
4533
4534   return decl;
4535 }
4536
4537 /* Check that a template declaration's use of default arguments and
4538    parameter packs is not invalid.  Here, PARMS are the template
4539    parameters.  IS_PRIMARY is nonzero if DECL is the thing declared by
4540    a primary template.  IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial
4541    specialization.
4542    
4543
4544    IS_FRIEND_DECL is nonzero if DECL is a friend function template
4545    declaration (but not a definition); 1 indicates a declaration, 2
4546    indicates a redeclaration. When IS_FRIEND_DECL=2, no errors are
4547    emitted for extraneous default arguments.
4548
4549    Returns TRUE if there were no errors found, FALSE otherwise. */
4550
4551 bool
4552 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, 
4553                          int is_partial, int is_friend_decl)
4554 {
4555   const char *msg;
4556   int last_level_to_check;
4557   tree parm_level;
4558   bool no_errors = true;
4559
4560   /* [temp.param]
4561
4562      A default template-argument shall not be specified in a
4563      function template declaration or a function template definition, nor
4564      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
4565      class template.  */
4566
4567   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
4568     /* You can't have a function template declaration in a local
4569        scope, nor you can you define a member of a class template in a
4570        local scope.  */
4571     return true;
4572
4573   if (current_class_type
4574       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
4575       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4576       && DECL_DECLARES_FUNCTION_P (decl)
4577       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
4578          or a member function.  */
4579       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
4580           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
4581           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
4582           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
4583           : false)
4584       /* And, if it was a member function, it really was defined in
4585          the scope of the class.  */
4586       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
4587           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
4588     /* We already checked these parameters when the template was
4589        declared, so there's no need to do it again now.  This function
4590        was defined in class scope, but we're processing it's body now
4591        that the class is complete.  */
4592     return true;
4593
4594   /* Core issue 226 (C++0x only): the following only applies to class
4595      templates.  */
4596   if ((cxx_dialect == cxx98) || TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
4597     {
4598       /* [temp.param]
4599
4600          If a template-parameter has a default template-argument, all
4601          subsequent template-parameters shall have a default
4602          template-argument supplied.  */
4603       for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
4604         {
4605           tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
4606           int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4607           int seen_def_arg_p = 0;
4608           int i;
4609
4610           for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4611             {
4612               tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
4613
4614               if (parm == error_mark_node)
4615                 continue;
4616
4617               if (TREE_PURPOSE (parm))
4618                 seen_def_arg_p = 1;
4619               else if (seen_def_arg_p
4620                        && !template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
4621                 {
4622                   error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
4623                   /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
4624                      there should have been a default argument.  */
4625                   TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
4626                   no_errors = false;
4627                 }
4628               else if (is_primary
4629                        && !is_partial
4630                        && !is_friend_decl
4631                        /* Don't complain about an enclosing partial
4632                           specialization.  */
4633                        && parm_level == parms
4634                        && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4635                        && i < ntparms - 1
4636                        && template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
4637                 {
4638                   /* A primary class template can only have one
4639                      parameter pack, at the end of the template
4640                      parameter list.  */
4641
4642                   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL)
4643                     error ("parameter pack %qE must be at the end of the"
4644                            " template parameter list", TREE_VALUE (parm));
4645                   else
4646                     error ("parameter pack %qT must be at the end of the"
4647                            " template parameter list", 
4648                            TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
4649
4650                   TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) 
4651                     = error_mark_node;
4652                   no_errors = false;
4653                 }
4654             }
4655         }
4656     }
4657
4658   if (((cxx_dialect == cxx98) && TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
4659       || is_partial 
4660       || !is_primary
4661       || is_friend_decl)
4662     /* For an ordinary class template, default template arguments are
4663        allowed at the innermost level, e.g.:
4664          template <class T = int>
4665          struct S {};
4666        but, in a partial specialization, they're not allowed even
4667        there, as we have in [temp.class.spec]:
4668
4669          The template parameter list of a specialization shall not
4670          contain default template argument values.
4671
4672        So, for a partial specialization, or for a function template
4673        (in C++98/C++03), we look at all of them.  */
4674     ;
4675   else
4676     /* But, for a primary class template that is not a partial
4677        specialization we look at all template parameters except the
4678        innermost ones.  */
4679     parms = TREE_CHAIN (parms);
4680
4681   /* Figure out what error message to issue.  */
4682   if (is_friend_decl == 2)
4683     msg = G_("default template arguments may not be used in function template "
4684              "friend re-declaration");
4685   else if (is_friend_decl)
4686     msg = G_("default template arguments may not be used in function template "
4687              "friend declarations");
4688   else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && (cxx_dialect == cxx98))
4689     msg = G_("default template arguments may not be used in function templates "
4690              "without -std=c++11 or -std=gnu++11");
4691   else if (is_partial)
4692     msg = G_("default template arguments may not be used in "
4693              "partial specializations");
4694   else
4695     msg = G_("default argument for template parameter for class enclosing %qD");
4696
4697   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
4698     /* If we're inside a class definition, there's no need to
4699        examine the parameters to the class itself.  On the one
4700        hand, they will be checked when the class is defined, and,
4701        on the other, default arguments are valid in things like:
4702          template <class T = double>
4703          struct S { template <class U> void f(U); };
4704        Here the default argument for `S' has no bearing on the
4705        declaration of `f'.  */
4706     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
4707   else
4708     /* Check everything.  */
4709     last_level_to_check = 0;
4710
4711   for (parm_level = parms;
4712        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check;
4713        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
4714     {
4715       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
4716       int i;
4717       int ntparms;
4718
4719       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4720       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4721         {
4722           if (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i) == error_mark_node)
4723             continue;
4724
4725           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
4726             {
4727               if (msg)
4728                 {
4729                   no_errors = false;
4730                   if (is_friend_decl == 2)
4731                     return no_errors;
4732
4733                   error (msg, decl);
4734                   msg = 0;
4735                 }
4736
4737               /* Clear out the default argument so that we are not
4738                  confused later.  */
4739               TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
4740             }
4741         }
4742
4743       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
4744          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
4745       if (msg)
4746         msg = G_("default argument for template parameter for class "
4747                  "enclosing %qD");
4748     }
4749
4750   return no_errors;
4751 }
4752
4753 /* Worker for push_template_decl_real, called via
4754    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
4755    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
4756    parameter of that level, return nonzero.  */
4757
4758 static int
4759 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
4760 {
4761   int this_level = *(int *)data;
4762   int level;
4763
4764   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
4765     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
4766   else
4767     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
4768   return level == this_level;
4769 }
4770
4771 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
4772    parameters given by current_template_args, or reuses a
4773    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
4774    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.
4775
4776    If IS_FRIEND is true, DECL is a friend declaration.  */
4777
4778 tree
4779 push_template_decl_real (tree decl, bool is_friend)
4780 {
4781   tree tmpl;
4782   tree args;
4783   tree info;
4784   tree ctx;
4785   int primary;
4786   int is_partial;
4787   int new_template_p = 0;
4788   /* True if the template is a member template, in the sense of
4789      [temp.mem].  */
4790   bool member_template_p = false;
4791
4792   if (decl == error_mark_node || !current_template_parms)
4793     return error_mark_node;
4794
4795   /* See if this is a partial specialization.  */
4796   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4797                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
4798                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
4799
4800   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl))
4801     is_friend = true;
4802
4803   if (is_friend)
4804     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
4805        the type of which it is a friend.  */
4806     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
4807   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
4808            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
4809     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
4810        it is defined.  */
4811     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
4812   else
4813     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
4814        is assumed to be a member of the class.  */
4815     ctx = current_scope ();
4816
4817   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
4818     ctx = NULL_TREE;
4819
4820   if (!DECL_CONTEXT (decl))
4821     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
4822
4823   /* See if this is a primary template.  */
4824   if (is_friend && ctx)
4825     /* A friend template that specifies a class context, i.e.
4826          template <typename T> friend void A<T>::f();
4827        is not primary.  */
4828     primary = 0;
4829   else
4830     primary = template_parm_scope_p ();
4831
4832   if (primary)
4833     {
4834       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
4835         member_template_p = true;
4836       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4837           && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl)))
4838         {
4839           error ("template class without a name");
4840           return error_mark_node;
4841         }
4842       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4843         {
4844           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
4845             {
4846               /* [temp.mem]
4847
4848                  A destructor shall not be a member template.  */
4849               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
4850               return error_mark_node;
4851             }
4852           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
4853               && (!prototype_p (TREE_TYPE (decl))
4854                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
4855                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
4856                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
4857                       == void_list_node)))
4858             {
4859               /* [basic.stc.dynamic.allocation]
4860
4861                  An allocation function can be a function
4862                  template. ... Template allocation functions shall
4863                  have two or more parameters.  */
4864               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
4865               return error_mark_node;
4866             }
4867         }
4868       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4869                && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
4870         /* OK */;
4871       else if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4872                && TYPE_DECL_ALIAS_P (decl))
4873         /* alias-declaration */
4874         gcc_assert (!DECL_ARTIFICIAL (decl));
4875       else
4876         {
4877           error ("template declaration of %q#D", decl);
4878           return error_mark_node;
4879         }
4880     }
4881
4882   /* Check to see that the rules regarding the use of default
4883      arguments are not being violated.  */
4884   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms,
4885                            primary, is_partial, /*is_friend_decl=*/0);
4886
4887   /* Ensure that there are no parameter packs in the type of this
4888      declaration that have not been expanded.  */
4889   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4890     {
4891       /* Check each of the arguments individually to see if there are
4892          any bare parameter packs.  */
4893       tree type = TREE_TYPE (decl);
4894       tree arg = DECL_ARGUMENTS (decl);
4895       tree argtype = TYPE_ARG_TYPES (type);
4896
4897       while (arg && argtype)
4898         {
4899           if (!FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (arg)
4900               && check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (arg)))
4901             {
4902             /* This is a PARM_DECL that contains unexpanded parameter
4903                packs. We have already complained about this in the
4904                check_for_bare_parameter_packs call, so just replace
4905                these types with ERROR_MARK_NODE.  */
4906               TREE_TYPE (arg) = error_mark_node;
4907               TREE_VALUE (argtype) = error_mark_node;
4908             }
4909
4910           arg = DECL_CHAIN (arg);
4911           argtype = TREE_CHAIN (argtype);
4912         }
4913
4914       /* Check for bare parameter packs in the return type and the
4915          exception specifiers.  */
4916       if (check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (type)))
4917         /* Errors were already issued, set return type to int
4918            as the frontend doesn't expect error_mark_node as
4919            the return type.  */
4920         TREE_TYPE (type) = integer_type_node;
4921       if (check_for_bare_parameter_packs (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type)))
4922         TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type) = NULL_TREE;
4923     }
4924   else if (check_for_bare_parameter_packs ((TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4925                                             && TYPE_DECL_ALIAS_P (decl))
4926                                            ? DECL_ORIGINAL_TYPE (decl)
4927                                            : TREE_TYPE (decl)))
4928     {
4929       TREE_TYPE (decl) = error_mark_node;
4930       return error_mark_node;
4931     }
4932
4933   if (is_partial)
4934     return process_partial_specialization (decl);
4935
4936   args = current_template_args ();
4937
4938   if (!ctx
4939       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
4940       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
4941       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
4942     {
4943       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4944           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
4945           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
4946         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
4947       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
4948          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
4949          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
4950       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4951                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
4952                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
4953         {
4954           /* Since a template declaration already existed for this
4955              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
4956              that the redeclaration is valid.  */
4957           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
4958                                     current_template_parms);
4959           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
4960              one we already had.  */
4961           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
4962         }
4963       else
4964         {
4965           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4966                                       member_template_p);
4967           new_template_p = 1;
4968
4969           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4970               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
4971             {
4972               /* A specialization of a member template of a template
4973                  class.  */
4974               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
4975               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
4976               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
4977             }
4978         }
4979     }
4980   else
4981     {
4982       tree a, t, current, parms;
4983       int i;
4984       tree tinfo = get_template_info (decl);
4985
4986       if (!tinfo)
4987         {
4988           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
4989           return error_mark_node;
4990         }
4991
4992       tmpl = TI_TEMPLATE (tinfo);
4993
4994       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
4995           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl)
4996           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
4997           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
4998         {
4999           tree new_tmpl;
5000
5001           /* The declaration is a specialization of a member
5002              template, declared outside the class.  Therefore, the
5003              innermost template arguments will be NULL, so we
5004              replace them with the arguments determined by the
5005              earlier call to check_explicit_specialization.  */
5006           args = DECL_TI_ARGS (decl);
5007
5008           new_tmpl
5009             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
5010                                    member_template_p);
5011           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
5012           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
5013           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
5014           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
5015           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl)
5016             = build_template_info (tmpl, args);
5017
5018           register_specialization (new_tmpl,
5019                                    most_general_template (tmpl),
5020                                    args,
5021                                    is_friend, 0);
5022           return decl;
5023         }
5024
5025       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
5026
5027       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
5028       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
5029       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
5030         {
5031           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
5032                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
5033         }
5034       else
5035         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
5036           {
5037             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
5038             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
5039
5040             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
5041               {
5042                 if (current == decl)
5043                   error ("got %d template parameters for %q#D",
5044                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
5045                 else
5046                   error ("got %d template parameters for %q#T",
5047                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
5048                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
5049                 return error_mark_node;
5050               }
5051
5052             if (current == decl)
5053               current = ctx;
5054             else if (current == NULL_TREE)
5055               /* Can happen in erroneous input.  */
5056               break;
5057             else
5058               current = (TYPE_P (current)
5059                          ? TYPE_CONTEXT (current)
5060                          : DECL_CONTEXT (current));
5061           }
5062
5063       /* Check that the parms are used in the appropriate qualifying scopes
5064          in the declarator.  */
5065       if (!comp_template_args
5066           (TI_ARGS (tinfo),
5067            TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)))))
5068         {
5069           error ("\
5070 template arguments to %qD do not match original template %qD",
5071                  decl, DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
5072           if (!uses_template_parms (TI_ARGS (tinfo)))
5073             inform (input_location, "use template<> for an explicit specialization");
5074           /* Avoid crash in import_export_decl.  */
5075           DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
5076           return error_mark_node;
5077         }
5078     }
5079
5080   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
5081   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
5082
5083   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
5084      that we do not try to push a global template friend declared in a
5085      template class; such a thing may well depend on the template
5086      parameters of the class.  */
5087   if (new_template_p && !ctx
5088       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
5089     {
5090       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl, is_friend);
5091       if (tmpl == error_mark_node)
5092         return error_mark_node;
5093
5094       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
5095       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
5096         {
5097           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
5098           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
5099         }
5100     }
5101
5102   if (primary)
5103     {
5104       tree parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
5105       int i;
5106
5107       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
5108       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
5109         {
5110           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
5111
5112           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
5113              depends on innermost template operands.  */
5114
5115           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
5116                                          depth))
5117             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
5118         }
5119
5120       /* Give template template parms a DECL_CONTEXT of the template
5121          for which they are a parameter.  */
5122       parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
5123       for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
5124         {
5125           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
5126           if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
5127             DECL_CONTEXT (parm) = tmpl;
5128         }
5129     }
5130
5131   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
5132      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
5133      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
5134      argument levels if necessary.  */
5135   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
5136     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
5137
5138   info = build_template_info (tmpl, args);
5139
5140   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
5141     SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
5142   else
5143     {
5144       if (primary && !DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
5145         retrofit_lang_decl (decl);
5146       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
5147         DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
5148     }
5149
5150   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
5151 }
5152
5153 tree
5154 push_template_decl (tree decl)
5155 {
5156   return push_template_decl_real (decl, false);
5157 }
5158
5159 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
5160    template PARMS, e.g.:
5161
5162      template <class T> struct S;
5163      template <class T> struct S {};  */
5164
5165 bool
5166 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
5167 {
5168   tree tmpl;
5169   tree tmpl_parms;
5170   int i;
5171
5172   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
5173     {
5174       error ("%qT is not a template type", type);
5175       return false;
5176     }
5177
5178   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
5179   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
5180     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
5181        about here; there are no new template parameters for the nested
5182        type.  */
5183     return true;
5184
5185   if (!parms)
5186     {
5187       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
5188              tmpl);
5189       return false;
5190     }
5191
5192   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
5193   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
5194
5195   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
5196     {
5197       error_n (input_location, TREE_VEC_LENGTH (parms),
5198                "redeclared with %d template parameter",
5199                "redeclared with %d template parameters",
5200                TREE_VEC_LENGTH (parms));
5201       inform_n (input_location, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms),
5202                 "previous declaration %q+D used %d template parameter",
5203                 "previous declaration %q+D used %d template parameters",
5204                 tmpl, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms));
5205       return false;
5206     }
5207
5208   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
5209     {
5210       tree tmpl_parm;
5211       tree parm;
5212       tree tmpl_default;
5213       tree parm_default;
5214
5215       if (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i) == error_mark_node
5216           || TREE_VEC_ELT (parms, i) == error_mark_node)
5217         continue;
5218
5219       tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
5220       if (tmpl_parm == error_mark_node)
5221         return false;
5222
5223       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
5224       tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
5225       parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
5226
5227       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
5228          TEMPLATE_DECL.  */
5229       if (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
5230           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
5231               && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm)))
5232           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != PARM_DECL
5233               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (tmpl_parm))
5234                   != TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm))))
5235           || (TREE_CODE (tmpl_parm) == PARM_DECL
5236               && (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (tmpl_parm))
5237                   != TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))))
5238         {
5239           error ("template parameter %q+#D", tmpl_parm);
5240           error ("redeclared here as %q#D", parm);
5241           return false;
5242         }
5243
5244       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
5245         {
5246           /* We have in [temp.param]:
5247
5248              A template-parameter may not be given default arguments
5249              by two different declarations in the same scope.  */
5250           error_at (input_location, "redefinition of default argument for %q#D", parm);
5251           inform (DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl_parm),
5252                   "original definition appeared here");
5253           return false;
5254         }
5255
5256       if (parm_default != NULL_TREE)
5257         /* Update the previous template parameters (which are the ones
5258            that will really count) with the new default value.  */
5259         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
5260       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
5261         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
5262            parameters for any members.  */
5263         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
5264     }
5265
5266     return true;
5267 }
5268
5269 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
5270    (possibly simplified) expression.  */
5271
5272 static tree
5273 fold_non_dependent_expr_sfinae (tree expr, tsubst_flags_t complain)
5274 {
5275   if (expr == NULL_TREE)
5276     return NULL_TREE;
5277
5278   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
5279      it.  We're supposed to treat:
5280
5281        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
5282        template <typename T> void f(T[2]);
5283
5284      as two declarations of the same function, for example.  */
5285   if (processing_template_decl
5286       && !type_dependent_expression_p (expr)
5287       && potential_constant_expression (expr)
5288       && !value_dependent_expression_p (expr))
5289     {
5290       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
5291
5292       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
5293       processing_template_decl = 0;
5294       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
5295                                     /*args=*/NULL_TREE,
5296                                     complain,
5297                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
5298                                     /*function_p=*/false,
5299                                     /*integral_constant_expression_p=*/true);
5300       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
5301     }
5302   return expr;
5303 }
5304
5305 tree
5306 fold_non_dependent_expr (tree expr)
5307 {
5308   return fold_non_dependent_expr_sfinae (expr, tf_error);
5309 }
5310
5311 /* Return TRUE iff T is a type alias, a TEMPLATE_DECL for an alias
5312    template declaration, or a TYPE_DECL for an alias declaration.  */
5313
5314 bool
5315 alias_type_or_template_p (tree t)
5316 {
5317   if (t == NULL_TREE)
5318     return false;
5319   return ((TREE_CODE (t) == TYPE_DECL && TYPE_DECL_ALIAS_P (t))
5320           || (TYPE_P (t)
5321               && TYPE_NAME (t)
5322               && TYPE_DECL_ALIAS_P (TYPE_NAME (t)))
5323           || DECL_ALIAS_TEMPLATE_P (t));
5324 }
5325
5326 /* Return TRUE iff is a specialization of an alias template.  */
5327
5328 bool
5329 alias_template_specialization_p (tree t)
5330 {
5331   if (t == NULL_TREE)
5332     return false;
5333   return (primary_template_instantiation_p (t)
5334           && DECL_ALIAS_TEMPLATE_P (TYPE_TI_TEMPLATE (t)));
5335 }
5336
5337 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
5338    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
5339    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
5340    and check that the resulting function has external linkage.  */
5341
5342 static tree
5343 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
5344 {
5345   tree fns = expr;
5346   tree fn, fn_no_ptr;
5347   linkage_kind linkage;
5348
5349   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
5350   if (fn == error_mark_node)
5351     return error_mark_node;
5352
5353   fn_no_ptr = fn;
5354   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
5355     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
5356   if (BASELINK_P (fn_no_ptr))
5357     fn_no_ptr = BASELINK_FUNCTIONS (fn_no_ptr);
5358  
5359   /* [temp.arg.nontype]/1
5360
5361      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5362      shall be one of:
5363      [...]
5364      -- the address of an object or function with external [C++11: or
5365         internal] linkage.  */
5366   linkage = decl_linkage (fn_no_ptr);
5367   if (cxx_dialect >= cxx0x ? linkage == lk_none : linkage != lk_external)
5368     {
5369       if (cxx_dialect >= cxx0x)
5370         error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5371                "because %qD has no linkage",
5372                expr, type, fn_no_ptr);
5373       else
5374         error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5375                "because %qD does not have external linkage",
5376                expr, type, fn_no_ptr);
5377       return NULL_TREE;
5378     }
5379
5380   return fn;
5381 }
5382
5383 /* Subroutine of convert_nontype_argument.
5384    Check if EXPR of type TYPE is a valid pointer-to-member constant.
5385    Emit an error otherwise.  */
5386
5387 static bool
5388 check_valid_ptrmem_cst_expr (tree type, tree expr,
5389                              tsubst_flags_t complain)
5390 {
5391   STRIP_NOPS (expr);
5392   if (expr && (null_ptr_cst_p (expr) || TREE_CODE (expr) == PTRMEM_CST))
5393     return true;
5394   if (cxx_dialect >= cxx0x && null_member_pointer_value_p (expr))
5395     return true;
5396   if (complain & tf_error)
5397     {
5398       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT",
5399              expr, type);
5400       error ("it must be a pointer-to-member of the form %<&X::Y%>");
5401     }
5402   return false;
5403 }
5404
5405 /* Returns TRUE iff the address of OP is value-dependent.
5406
5407    14.6.2.4 [temp.dep.temp]:
5408    A non-integral non-type template-argument is dependent if its type is
5409    dependent or it has either of the following forms
5410      qualified-id
5411      & qualified-id
5412    and contains a nested-name-specifier which specifies a class-name that
5413    names a dependent type.
5414
5415    We generalize this to just say that the address of a member of a
5416    dependent class is value-dependent; the above doesn't cover the
5417    address of a static data member named with an unqualified-id.  */
5418
5419 static bool
5420 has_value_dependent_address (tree op)
5421 {
5422   /* We could use get_inner_reference here, but there's no need;
5423      this is only relevant for template non-type arguments, which
5424      can only be expressed as &id-expression.  */
5425   if (DECL_P (op))
5426     {
5427       tree ctx = CP_DECL_CONTEXT (op);
5428       if (TYPE_P (ctx) && dependent_type_p (ctx))
5429         return true;
5430     }
5431
5432   return false;
5433 }
5434
5435 /* The next set of functions are used for providing helpful explanatory
5436    diagnostics for failed overload resolution.  Their messages should be
5437    indented by two spaces for consistency with the messages in
5438    call.c  */
5439
5440 static int
5441 unify_success (bool explain_p ATTRIBUTE_UNUSED)
5442 {
5443   return 0;
5444 }
5445
5446 static int
5447 unify_parameter_deduction_failure (bool explain_p, tree parm)
5448 {
5449   if (explain_p)
5450     inform (input_location,
5451             "  couldn't deduce template parameter %qD", parm);
5452   return 1;
5453 }
5454
5455 static int
5456 unify_invalid (bool explain_p ATTRIBUTE_UNUSED)
5457 {
5458   return 1;
5459 }
5460
5461 static int
5462 unify_cv_qual_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5463 {
5464   if (explain_p)
5465     inform (input_location,
5466             "  types %qT and %qT have incompatible cv-qualifiers",
5467             parm, arg);
5468   return 1;
5469 }
5470
5471 static int
5472 unify_type_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5473 {
5474   if (explain_p)
5475     inform (input_location, "  mismatched types %qT and %qT", parm, arg);
5476   return 1;
5477 }
5478
5479 static int
5480 unify_parameter_pack_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5481 {
5482   if (explain_p)
5483     inform (input_location,
5484             "  template parameter %qD is not a parameter pack, but "
5485             "argument %qD is",
5486             parm, arg);
5487   return 1;
5488 }
5489
5490 static int
5491 unify_ptrmem_cst_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5492 {
5493   if (explain_p)
5494     inform (input_location,
5495             "  template argument %qE does not match "
5496             "pointer-to-member constant %qE",
5497             arg, parm);
5498   return 1;
5499 }
5500
5501 static int
5502 unify_expression_unequal (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5503 {
5504   if (explain_p)
5505     inform (input_location, "  %qE is not equivalent to %qE", parm, arg);
5506   return 1;
5507 }
5508
5509 static int
5510 unify_parameter_pack_inconsistent (bool explain_p, tree old_arg, tree new_arg)
5511 {
5512   if (explain_p)
5513     inform (input_location,
5514             "  inconsistent parameter pack deduction with %qT and %qT",
5515             old_arg, new_arg);
5516   return 1;
5517 }
5518
5519 static int
5520 unify_inconsistency (bool explain_p, tree parm, tree first, tree second)
5521 {
5522   if (explain_p)
5523     {
5524       if (TYPE_P (parm))
5525         inform (input_location,
5526                 "  deduced conflicting types for parameter %qT (%qT and %qT)",
5527                 parm, first, second);
5528       else
5529         inform (input_location,
5530                 "  deduced conflicting values for non-type parameter "
5531                 "%qE (%qE and %qE)", parm, first, second);
5532     }
5533   return 1;
5534 }
5535
5536 static int
5537 unify_vla_arg (bool explain_p, tree arg)
5538 {
5539   if (explain_p)
5540     inform (input_location,
5541             "  variable-sized array type %qT is not "
5542             "a valid template argument",
5543             arg);
5544   return 1;
5545 }
5546
5547 static int
5548 unify_method_type_error (bool explain_p, tree arg)
5549 {
5550   if (explain_p)
5551     inform (input_location,
5552             "  member function type %qT is not a valid template argument",
5553             arg);
5554   return 1;
5555 }
5556
5557 static int
5558 unify_arity (bool explain_p, int have, int wanted)
5559 {
5560   if (explain_p)
5561     inform_n (input_location, wanted,
5562               "  candidate expects %d argument, %d provided",
5563               "  candidate expects %d arguments, %d provided",
5564               wanted, have);
5565   return 1;
5566 }
5567
5568 static int
5569 unify_too_many_arguments (bool explain_p, int have, int wanted)
5570 {
5571   return unify_arity (explain_p, have, wanted);
5572 }
5573
5574 static int
5575 unify_too_few_arguments (bool explain_p, int have, int wanted)
5576 {
5577   return unify_arity (explain_p, have, wanted);
5578 }
5579
5580 static int
5581 unify_arg_conversion (bool explain_p, tree to_type,
5582                       tree from_type, tree arg)
5583 {
5584   if (explain_p)
5585     inform (input_location, "  cannot convert %qE (type %qT) to type %qT",
5586             arg, from_type, to_type);
5587   return 1;
5588 }
5589
5590 static int
5591 unify_no_common_base (bool explain_p, enum template_base_result r,
5592                       tree parm, tree arg)
5593 {
5594   if (explain_p)
5595     switch (r)
5596       {
5597       case tbr_ambiguous_baseclass:
5598         inform (input_location, "  %qT is an ambiguous base class of %qT",
5599                 arg, parm);
5600         break;
5601       default:
5602         inform (input_location, "  %qT is not derived from %qT", arg, parm);
5603         break;
5604       }
5605   return 1;
5606 }
5607
5608 static int
5609 unify_inconsistent_template_template_parameters (bool explain_p)
5610 {
5611   if (explain_p)
5612     inform (input_location,
5613             "  template parameters of a template template argument are "
5614             "inconsistent with other deduced template arguments");
5615   return 1;
5616 }
5617
5618 static int
5619 unify_template_deduction_failure (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5620 {
5621   if (explain_p)
5622     inform (input_location,
5623             "  can't deduce a template for %qT from non-template type %qT",
5624             parm, arg);
5625   return 1;
5626 }
5627
5628 static int
5629 unify_template_argument_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5630 {
5631   if (explain_p)
5632     inform (input_location,
5633             "  template argument %qE does not match %qD", arg, parm);
5634   return 1;
5635 }
5636
5637 static int
5638 unify_overload_resolution_failure (bool explain_p, tree arg)
5639 {
5640   if (explain_p)
5641     inform (input_location,
5642             "  could not resolve address from overloaded function %qE",
5643             arg);
5644   return 1;
5645 }
5646
5647 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
5648    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
5649    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
5650    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
5651    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
5652    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
5653    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
5654    must be non-dependent.
5655
5656    The conversion follows the special rules described in
5657    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
5658    conversion.
5659
5660    This function is called twice for each template argument (see
5661    lookup_template_class for a more accurate description of this
5662    problem). This means that we need to handle expressions which
5663    are not valid in a C++ source, but can be created from the
5664    first call (for instance, casts to perform conversions). These
5665    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
5666
5667 static tree
5668 convert_nontype_argument (tree type, tree expr, tsubst_flags_t complain)
5669 {
5670   tree expr_type;
5671
5672   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
5673      This special-case is not needed for correctness (we would easily
5674      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
5675      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
5676      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
5677   /* FIXME we're making this OK.  */
5678   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
5679     {
5680       if (complain & tf_error)
5681         error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5682                "because string literals can never be used in this context",
5683                expr, type);
5684       return NULL_TREE;
5685     }
5686
5687   /* Add the ADDR_EXPR now for the benefit of
5688      value_dependent_expression_p.  */
5689   if (TYPE_PTROBV_P (type)
5690       && TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == ARRAY_TYPE)
5691     expr = decay_conversion (expr);
5692
5693   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
5694      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
5695      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
5696      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
5697      so that access checking can be performed when the template is
5698      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
5699      convert the argument.  */
5700   if (TYPE_REF_OBJ_P (type)
5701       && has_value_dependent_address (expr))
5702     /* If we want the address and it's value-dependent, don't fold.  */;
5703   else if (!type_unknown_p (expr))
5704     expr = fold_non_dependent_expr_sfinae (expr, complain);
5705   if (error_operand_p (expr))
5706     return error_mark_node;
5707   expr_type = TREE_TYPE (expr);
5708   if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
5709     expr = mark_lvalue_use (expr);
5710   else
5711     expr = mark_rvalue_use (expr);
5712
5713   /* 14.3.2/5: The null pointer{,-to-member} conversion is applied
5714      to a non-type argument of "nullptr".  */
5715   if (expr == nullptr_node
5716       && (TYPE_PTR_P (type) || TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type)))
5717     expr = convert (type, expr);
5718
5719   /* In C++11, integral or enumeration non-type template arguments can be
5720      arbitrary constant expressions.  Pointer and pointer to
5721      member arguments can be general constant expressions that evaluate
5722      to a null value, but otherwise still need to be of a specific form.  */
5723   if (cxx_dialect >= cxx0x)
5724     {
5725       if (TREE_CODE (expr) == PTRMEM_CST)
5726         /* A PTRMEM_CST is already constant, and a valid template
5727            argument for a parameter of pointer to member type, we just want
5728            to leave it in that form rather than lower it to a
5729            CONSTRUCTOR.  */;
5730       else if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
5731         expr = maybe_constant_value (expr);
5732       else if (TYPE_PTR_P (type)
5733                || TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
5734         {
5735           tree folded = maybe_constant_value (expr);
5736           if (TYPE_PTR_P (type) ? integer_zerop (folded)
5737               : null_member_pointer_value_p (folded))
5738             expr = folded;
5739         }
5740     }
5741
5742   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
5743      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
5744      which is the tree that we built on the first call (see
5745      below when coercing to reference to object or to reference to
5746      function). We just strip everything and get to the arg.
5747      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
5748      for examples.  */
5749   if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
5750     {
5751       tree probe_type, probe = expr;
5752       if (REFERENCE_REF_P (probe))
5753         probe = TREE_OPERAND (probe, 0);
5754       probe_type = TREE_TYPE (probe);
5755       if (TREE_CODE (probe) == NOP_EXPR)
5756         {
5757           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
5758              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
5759              could actually change the type to something more cv-qualified,
5760              and this is not folded by convert_from_reference.  */
5761           tree addr = TREE_OPERAND (probe, 0);
5762           gcc_assert (TREE_CODE (probe_type) == REFERENCE_TYPE);
5763           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
5764           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
5765           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
5766                       (TREE_TYPE (probe_type),
5767                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
5768
5769           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
5770           expr_type = TREE_TYPE (expr);
5771         }
5772     }
5773
5774   /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
5775      parameter is a pointer to object, through decay and
5776      qualification conversion. Let's strip everything.  */
5777   else if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR && TYPE_PTROBV_P (type))
5778     {
5779       STRIP_NOPS (expr);
5780       gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
5781       gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
5782       /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
5783          an array. Otherwise, it is part of the original argument
5784          in the source code.  */
5785       if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
5786         expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
5787       expr_type = TREE_TYPE (expr);
5788     }
5789
5790   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
5791
5792      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
5793      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
5794      (_conv.integral_) are applied.  */
5795   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
5796     {
5797       tree t = build_integral_nontype_arg_conv (type, expr, complain);
5798       t = maybe_constant_value (t);
5799       if (t != error_mark_node)
5800         expr = t;
5801
5802       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (type, TREE_TYPE (expr)))
5803         return error_mark_node;
5804
5805       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
5806          do not fold into integer constants.  */
5807       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
5808         {
5809           if (complain & tf_error)
5810             {
5811               int errs = errorcount, warns = warningcount;
5812               if (processing_template_decl
5813                   && !require_potential_constant_expression (expr))
5814                 return NULL_TREE;
5815               expr = cxx_constant_value (expr);
5816               if (errorcount > errs || warningcount > warns)
5817                 inform (EXPR_LOC_OR_HERE (expr),
5818                         "in template argument for type %qT ", type);
5819               if (expr == error_mark_node)
5820                 return NULL_TREE;
5821               /* else cxx_constant_value complained but gave us
5822                  a real constant, so go ahead.  */
5823               gcc_assert (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST);
5824             }
5825           else
5826             return NULL_TREE;
5827         }
5828     }
5829   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
5830
5831      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
5832      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
5833      conversion (_conv.array_) are applied.  */
5834   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
5835     {
5836       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
5837
5838          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5839          shall be one of: [...]
5840
5841          -- the name of a non-type template-parameter;
5842          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
5843             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
5844             refers to a function or array, or if the corresponding
5845             template-parameter is a reference.
5846
5847         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
5848         for a parameter of type pointer-to-object.  */
5849
5850       if (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr))
5851         /* Non-type template parameters are OK.  */
5852         ;
5853       else if (cxx_dialect >= cxx0x && integer_zerop (expr))
5854         /* Null pointer values are OK in C++11.  */;
5855       else if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR
5856                && TREE_CODE (expr_type) != ARRAY_TYPE)
5857         {
5858           if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
5859             {
5860               error ("%qD is not a valid template argument "
5861                      "because %qD is a variable, not the address of "
5862                      "a variable",
5863                      expr, expr);
5864               return NULL_TREE;
5865             }
5866           /* Other values, like integer constants, might be valid
5867              non-type arguments of some other type.  */
5868           return error_mark_node;
5869         }
5870       else
5871         {
5872           tree decl;
5873
5874           decl = ((TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
5875                   ? TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
5876           if (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL)
5877             {
5878               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5879                      "because %qE is not a variable",
5880                      expr, type, decl);
5881               return NULL_TREE;
5882             }
5883           else if (cxx_dialect < cxx0x && !DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (decl))
5884             {
5885               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5886                      "because %qD does not have external linkage",
5887                      expr, type, decl);
5888               return NULL_TREE;
5889             }
5890           else if (cxx_dialect >= cxx0x && decl_linkage (decl) == lk_none)
5891             {
5892               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5893                      "because %qD has no linkage",
5894                      expr, type, decl);
5895               return NULL_TREE;
5896             }
5897         }
5898
5899       expr = decay_conversion (expr);
5900       if (expr == error_mark_node)
5901         return error_mark_node;
5902
5903       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
5904       if (expr == error_mark_node)
5905         return error_mark_node;
5906     }
5907   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
5908
5909      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
5910      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
5911      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
5912      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
5913      template-argument, which must be an lvalue.  */
5914   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
5915     {
5916       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
5917                                                       expr_type))
5918         return error_mark_node;
5919
5920       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
5921         {
5922           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5923                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
5924           return NULL_TREE;
5925         }
5926
5927       if (!real_lvalue_p (expr))
5928         {
5929           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5930                  "because it is not an lvalue", expr, type);
5931           return NULL_TREE;
5932         }
5933
5934       /* [temp.arg.nontype]/1
5935
5936          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5937          shall be one of: [...]
5938
5939          -- the address of an object or function with external linkage.  */
5940       if (TREE_CODE (expr) == INDIRECT_REF
5941           && TYPE_REF_OBJ_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))))
5942         {
5943           expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
5944           if (DECL_P (expr))
5945             {
5946               error ("%q#D is not a valid template argument for type %qT "
5947                      "because a reference variable does not have a constant "
5948                      "address", expr, type);
5949               return NULL_TREE;
5950             }
5951         }
5952
5953       if (!DECL_P (expr))
5954         {
5955           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5956                  "because it is not an object with external linkage",
5957                  expr, type);
5958           return NULL_TREE;
5959         }
5960
5961       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
5962         {
5963           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5964                  "because object %qD has not external linkage",
5965                  expr, type, expr);
5966           return NULL_TREE;
5967         }
5968
5969       expr = build_nop (type, build_address (expr));
5970     }
5971   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
5972
5973      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
5974      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
5975      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
5976      pointer to such), the matching function is selected from the set
5977      (_over.over_).  */
5978   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
5979     {
5980       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
5981          context information to decay the pointer.  */
5982       if (!type_unknown_p (expr_type))
5983         {
5984           expr = decay_conversion (expr);
5985           if (expr == error_mark_node)
5986             return error_mark_node;
5987         }
5988
5989       if (cxx_dialect >= cxx0x && integer_zerop (expr))
5990         /* Null pointer values are OK in C++11.  */
5991         return perform_qualification_conversions (type, expr);
5992
5993       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
5994       if (!expr || expr == error_mark_node)
5995         return expr;
5996
5997       if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR)
5998         {
5999           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT", expr, type);
6000           error ("it must be the address of a function with external linkage");
6001           return NULL_TREE;
6002         }
6003     }
6004   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
6005
6006      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
6007      conversions apply. If the template-argument represents a set of
6008      overloaded functions, the matching function is selected from the set
6009      (_over.over_).  */
6010   else if (TYPE_REFFN_P (type))
6011     {
6012       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
6013         {
6014           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
6015                  "because it is a pointer", expr, type);
6016           inform (input_location, "try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
6017           return NULL_TREE;
6018         }
6019
6020       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
6021       if (!expr || expr == error_mark_node)
6022         return expr;
6023
6024       expr = build_nop (type, build_address (expr));
6025     }
6026   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
6027
6028      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
6029      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
6030      overloaded member functions, the matching member function is selected
6031      from the set (_over.over_).  */
6032   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
6033     {
6034       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
6035       if (expr == error_mark_node)
6036         return error_mark_node;
6037
6038       /* [temp.arg.nontype] bullet 1 says the pointer to member
6039          expression must be a pointer-to-member constant.  */
6040       if (!check_valid_ptrmem_cst_expr (type, expr, complain))
6041         return error_mark_node;
6042
6043       /* There is no way to disable standard conversions in
6044          resolve_address_of_overloaded_function (called by
6045          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
6046          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
6047          to reject this conversion here.
6048
6049          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
6050          it would still be better to reject them here so that we can
6051          provide a superior diagnostic.  */
6052       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
6053         {
6054           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
6055                  "because it is of type %qT", expr, type,
6056                  TREE_TYPE (expr));
6057           /* If we are just one standard conversion off, explain.  */
6058           if (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)))
6059             inform (input_location,
6060                     "standard conversions are not allowed in this context");
6061           return NULL_TREE;
6062         }
6063     }
6064   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
6065
6066      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
6067      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
6068   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
6069     {
6070       /* [temp.arg.nontype] bullet 1 says the pointer to member
6071          expression must be a pointer-to-member constant.  */
6072       if (!check_valid_ptrmem_cst_expr (type, expr, complain))
6073         return error_mark_node;
6074
6075       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
6076       if (expr == error_mark_node)
6077         return expr;
6078     }
6079   else if (NULLPTR_TYPE_P (type))
6080     {
6081       if (expr != nullptr_node)
6082         {
6083           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
6084                  "because it is of type %qT", expr, type, TREE_TYPE (expr));
6085           return NULL_TREE;
6086         }
6087       return expr;
6088     }
6089   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
6090   else
6091     gcc_unreachable ();
6092
6093   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
6094      right type?  */
6095   gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
6096               (type, TREE_TYPE (expr)));
6097   return expr;
6098 }
6099
6100 /* Subroutine of coerce_template_template_parms, which returns 1 if
6101    PARM_PARM and ARG_PARM match using the rule for the template
6102    parameters of template template parameters. Both PARM and ARG are
6103    template parameters; the rest of the arguments are the same as for
6104    coerce_template_template_parms.
6105  */
6106 static int
6107 coerce_template_template_parm (tree parm,
6108                               tree arg,
6109                               tsubst_flags_t complain,
6110                               tree in_decl,
6111                               tree outer_args)
6112 {
6113   if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
6114       || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
6115     return 0;
6116   
6117   if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
6118     return 0;
6119   
6120   switch (TREE_CODE (parm))
6121     {
6122     case TEMPLATE_DECL:
6123       /* We encounter instantiations of templates like
6124          template <template <template <class> class> class TT>
6125          class C;  */
6126       {
6127         tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
6128         tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
6129         
6130         if (!coerce_template_template_parms
6131             (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
6132           return 0;
6133       }
6134       /* Fall through.  */
6135       
6136     case TYPE_DECL:
6137       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (arg))
6138           && !TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
6139         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
6140         return 0;
6141       break;
6142       
6143     case PARM_DECL:
6144       /* The tsubst call is used to handle cases such as
6145          
6146            template <int> class C {};
6147            template <class T, template <T> class TT> class D {};
6148            D<int, C> d;
6149
6150          i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
6151       if (!uses_template_parms (TREE_TYPE (arg))
6152           && !same_type_p
6153                 (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
6154                  TREE_TYPE (arg)))
6155         return 0;
6156       
6157       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (arg))
6158           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
6159         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
6160         return 0;
6161       
6162       break;
6163
6164     default:
6165       gcc_unreachable ();
6166     }
6167
6168   return 1;
6169 }
6170
6171
6172 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
6173    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
6174    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
6175    or PARM_DECL.
6176
6177    Consider the example:
6178      template <class T> class A;
6179      template<template <class U> class TT> class B;
6180
6181    For B<A>, PARM_PARMS are the parameters to TT, while ARG_PARMS are
6182    the parameters to A, and OUTER_ARGS contains A.  */
6183
6184 static int
6185 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
6186                                 tree arg_parms,
6187                                 tsubst_flags_t complain,
6188                                 tree in_decl,
6189                                 tree outer_args)
6190 {
6191   int nparms, nargs, i;
6192   tree parm, arg;
6193   int variadic_p = 0;
6194
6195   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
6196   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
6197
6198   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
6199   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
6200
6201   /* Determine whether we have a parameter pack at the end of the
6202      template template parameter's template parameter list.  */
6203   if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1) != error_mark_node)
6204     {
6205       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1));
6206       
6207       if (parm == error_mark_node)
6208         return 0;
6209
6210       switch (TREE_CODE (parm))
6211         {
6212         case TEMPLATE_DECL:
6213         case TYPE_DECL:
6214           if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
6215             variadic_p = 1;
6216           break;
6217           
6218         case PARM_DECL:
6219           if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
6220             variadic_p = 1;
6221           break;
6222           
6223         default:
6224           gcc_unreachable ();
6225         }
6226     }
6227  
6228   if (nargs != nparms
6229       && !(variadic_p && nargs >= nparms - 1))
6230     return 0;
6231
6232   /* Check all of the template parameters except the parameter pack at
6233      the end (if any).  */
6234   for (i = 0; i < nparms - variadic_p; ++i)
6235     {
6236       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node
6237           || TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
6238         continue;
6239
6240       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
6241       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
6242
6243       if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
6244                                           outer_args))
6245         return 0;
6246
6247     }
6248
6249   if (variadic_p)
6250     {
6251       /* Check each of the template parameters in the template
6252          argument against the template parameter pack at the end of
6253          the template template parameter.  */
6254       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node)
6255         return 0;
6256
6257       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
6258
6259       for (; i < nargs; ++i)
6260         {
6261           if (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
6262             continue;
6263  
6264           arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
6265  
6266           if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
6267                                               outer_args))
6268             return 0;
6269         }
6270     }
6271
6272   return 1;
6273 }
6274
6275 /* Verifies that the deduced template arguments (in TARGS) for the
6276    template template parameters (in TPARMS) represent valid bindings,
6277    by comparing the template parameter list of each template argument
6278    to the template parameter list of its corresponding template
6279    template parameter, in accordance with DR150. This
6280    routine can only be called after all template arguments have been
6281    deduced. It will return TRUE if all of the template template
6282    parameter bindings are okay, FALSE otherwise.  */
6283 bool 
6284 template_template_parm_bindings_ok_p (tree tparms, tree targs)
6285 {
6286   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
6287   bool ret = true;
6288
6289   /* We're dealing with template parms in this process.  */
6290   ++processing_template_decl;
6291
6292   targs = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs);
6293
6294   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
6295     {
6296       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
6297       tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
6298
6299       if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_DECL && targ)
6300         {
6301           tree packed_args = NULL_TREE;
6302           int idx, len = 1;
6303
6304           if (ARGUMENT_PACK_P (targ))
6305             {
6306               /* Look inside the argument pack.  */
6307               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
6308               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
6309             }
6310
6311           for (idx = 0; idx < len; ++idx)
6312             {
6313               tree targ_parms = NULL_TREE;
6314
6315               if (packed_args)
6316                 /* Extract the next argument from the argument
6317                    pack.  */
6318                 targ = TREE_VEC_ELT (packed_args, idx);
6319
6320               if (PACK_EXPANSION_P (targ))
6321                 /* Look at the pattern of the pack expansion.  */
6322                 targ = PACK_EXPANSION_PATTERN (targ);
6323
6324               /* Extract the template parameters from the template
6325                  argument.  */
6326               if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_DECL)
6327                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (targ);
6328               else if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
6329                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (targ));
6330
6331               /* Verify that we can coerce the template template
6332                  parameters from the template argument to the template
6333                  parameter.  This requires an exact match.  */
6334               if (targ_parms
6335                   && !coerce_template_template_parms
6336                        (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tparm),
6337                         targ_parms,
6338                         tf_none,
6339                         tparm,
6340                         targs))
6341                 {
6342                   ret = false;
6343                   goto out;
6344                 }
6345             }
6346         }
6347     }
6348
6349  out:
6350
6351   --processing_template_decl;
6352   return ret;
6353 }
6354
6355 /* Since type attributes aren't mangled, we need to strip them from
6356    template type arguments.  */
6357
6358 static tree
6359 canonicalize_type_argument (tree arg, tsubst_flags_t complain)
6360 {
6361   tree mv;
6362   if (!arg || arg == error_mark_node || arg == TYPE_CANONICAL (arg))
6363     return arg;
6364   mv = TYPE_MAIN_VARIANT (arg);
6365   arg = strip_typedefs (arg);
6366   if (TYPE_ALIGN (arg) != TYPE_ALIGN (mv)
6367       || TYPE_ATTRIBUTES (arg) != TYPE_ATTRIBUTES (mv))
6368     {
6369       if (complain & tf_warning)
6370         warning (0, "ignoring attributes on template argument %qT", arg);
6371       arg = build_aligned_type (arg, TYPE_ALIGN (mv));
6372       arg = cp_build_type_attribute_variant (arg, TYPE_ATTRIBUTES (mv));
6373     }
6374   return arg;
6375 }
6376
6377 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
6378    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
6379    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
6380    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
6381    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
6382    the full set of template arguments deduced so far.  */
6383
6384 static tree
6385 convert_template_argument (tree parm,
6386                            tree arg,
6387                            tree args,
6388                            tsubst_flags_t complain,
6389                            int i,
6390                            tree in_decl)
6391 {
6392   tree orig_arg;
6393   tree val;
6394   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
6395
6396   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
6397       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
6398     {
6399       /* The template argument was the name of some
6400          member function.  That's usually
6401          invalid, but static members are OK.  In any
6402          case, grab the underlying fields/functions
6403          and issue an error later if required.  */
6404       orig_arg = TREE_VALUE (arg);
6405       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
6406     }
6407
6408   orig_arg = arg;
6409
6410   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
6411   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
6412                    || requires_tmpl_type);
6413
6414   /* When determining whether an argument pack expansion is a template,
6415      look at the pattern.  */
6416   if (TREE_CODE (arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
6417     arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
6418
6419   /* Deal with an injected-class-name used as a template template arg.  */
6420   if (requires_tmpl_type && CLASS_TYPE_P (arg))
6421     {
6422       tree t = maybe_get_template_decl_from_type_decl (TYPE_NAME (arg));
6423       if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
6424         {
6425           if (cxx_dialect >= cxx0x)
6426             /* OK under DR 1004.  */;
6427           else if (complain & tf_warning_or_error)
6428             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, "injected-class-name %qD"
6429                      " used as template template argument", TYPE_NAME (arg));
6430           else if (flag_pedantic_errors)
6431             t = arg;
6432
6433           arg = t;
6434         }
6435     }
6436
6437   is_tmpl_type = 
6438     ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
6439       && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
6440      || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6441      || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
6442
6443   if (is_tmpl_type
6444       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6445           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
6446     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
6447
6448   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
6449
6450   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
6451       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
6452     {
6453       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
6454         {
6455           if (complain & tf_error)
6456             error ("invalid use of destructor %qE as a type", orig_arg);
6457           return error_mark_node;
6458         }
6459
6460       permerror (input_location,
6461                  "to refer to a type member of a template parameter, "
6462                  "use %<typename %E%>", orig_arg);
6463
6464       orig_arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
6465                                      TREE_OPERAND (arg, 1),
6466                                      typename_type,
6467                                      complain & tf_error);
6468       arg = orig_arg;
6469       is_type = 1;
6470     }
6471   if (is_type != requires_type)
6472     {
6473       if (in_decl)
6474         {
6475           if (complain & tf_error)
6476             {
6477               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
6478                      "parameter list for %qD",
6479                      i + 1, in_decl);
6480               if (is_type)
6481                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
6482                        TREE_TYPE (parm),
6483                        (DECL_P (arg) ? DECL_NAME (arg) : orig_arg));
6484               else if (requires_tmpl_type)
6485                 error ("  expected a class template, got %qE", orig_arg);
6486               else
6487                 error ("  expected a type, got %qE", orig_arg);
6488             }
6489         }
6490       return error_mark_node;
6491     }
6492   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
6493     {
6494       if (in_decl && (complain & tf_error))
6495         {
6496           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
6497                  "parameter list for %qD",
6498                  i + 1, in_decl);
6499           if (is_tmpl_type)
6500             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
6501           else
6502             error ("  expected a class template, got %qT", orig_arg);
6503         }
6504       return error_mark_node;
6505     }
6506
6507   if (is_type)
6508     {
6509       if (requires_tmpl_type)
6510         {
6511           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
6512             /* The number of argument required is not known yet.
6513                Just accept it for now.  */
6514             val = TREE_TYPE (arg);
6515           else
6516             {
6517               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
6518               tree argparm;
6519
6520               argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
6521
6522               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
6523                                                   complain, in_decl,
6524                                                   args))
6525                 {
6526                   val = arg;
6527
6528                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
6529                      TEMPLATE_DECL.  */
6530                   if (val != error_mark_node)
6531                     {
6532                       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
6533                         val = TREE_TYPE (val);
6534                       if (TREE_CODE (orig_arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
6535                         val = make_pack_expansion (val);
6536                     }
6537                 }
6538               else
6539                 {
6540                   if (in_decl && (complain & tf_error))
6541                     {
6542                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
6543                              "template parameter list for %qD",
6544                              i + 1, in_decl);
6545                       error ("  expected a template of type %qD, got %qT",
6546                              parm, orig_arg);
6547                     }
6548
6549                   val = error_mark_node;
6550                 }
6551             }
6552         }
6553       else
6554         val = orig_arg;
6555       /* We only form one instance of each template specialization.
6556          Therefore, if we use a non-canonical variant (i.e., a
6557          typedef), any future messages referring to the type will use
6558          the typedef, which is confusing if those future uses do not
6559          themselves also use the typedef.  */
6560       if (TYPE_P (val))
6561         val = canonicalize_type_argument (val, complain);
6562     }
6563   else
6564     {
6565       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
6566
6567       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
6568         return error_mark_node;
6569
6570       if (template_parameter_pack_p (parm) && ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
6571         {
6572           if (same_type_p (t, TREE_TYPE (orig_arg)))
6573             val = orig_arg;
6574           else
6575             {
6576               /* Not sure if this is reachable, but it doesn't hurt
6577                  to be robust.  */
6578               error ("type mismatch in nontype parameter pack");
6579               val = error_mark_node;
6580             }
6581         }
6582       else if (!uses_template_parms (orig_arg) && !uses_template_parms (t))
6583         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
6584            will report errors, which we don't want when complain
6585            is zero.  More importantly, digest_init will try too
6586            hard to convert things: for example, `0' should not be
6587            converted to pointer type at this point according to
6588            the standard.  Accepting this is not merely an
6589            extension, since deciding whether or not these
6590            conversions can occur is part of determining which
6591            function template to call, or whether a given explicit
6592            argument specification is valid.  */
6593         val = convert_nontype_argument (t, orig_arg, complain);
6594       else
6595         val = orig_arg;
6596
6597       if (val == NULL_TREE)
6598         val = error_mark_node;
6599       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
6600         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  orig_arg, t);
6601
6602       if (TREE_CODE (val) == SCOPE_REF)
6603         {
6604           /* Strip typedefs from the SCOPE_REF.  */
6605           tree type = canonicalize_type_argument (TREE_TYPE (val), complain);
6606           tree scope = canonicalize_type_argument (TREE_OPERAND (val, 0),
6607                                                    complain);
6608           val = build_qualified_name (type, scope, TREE_OPERAND (val, 1),
6609                                       QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (val));
6610         }
6611     }
6612
6613   return val;
6614 }
6615
6616 /* Coerces the remaining template arguments in INNER_ARGS (from
6617    ARG_IDX to the end) into the parameter pack at PARM_IDX in PARMS.
6618    Returns the coerced argument pack. PARM_IDX is the position of this
6619    parameter in the template parameter list. ARGS is the original
6620    template argument list.  */
6621 static tree
6622 coerce_template_parameter_pack (tree parms,
6623                                 int parm_idx,
6624                                 tree args,
6625                                 tree inner_args,
6626                                 int arg_idx,
6627                                 tree new_args,
6628                                 int* lost,
6629                                 tree in_decl,
6630                                 tsubst_flags_t complain)
6631 {
6632   tree parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
6633   int nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
6634   tree packed_args;
6635   tree argument_pack;
6636   tree packed_types = NULL_TREE;
6637
6638   if (arg_idx > nargs)
6639     arg_idx = nargs;
6640
6641   packed_args = make_tree_vec (nargs - arg_idx);
6642
6643   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL
6644       && uses_parameter_packs (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm))))
6645     {
6646       /* When the template parameter is a non-type template
6647          parameter pack whose type uses parameter packs, we need
6648          to look at each of the template arguments
6649          separately. Build a vector of the types for these
6650          non-type template parameters in PACKED_TYPES.  */
6651       tree expansion 
6652         = make_pack_expansion (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
6653       packed_types = tsubst_pack_expansion (expansion, args,
6654                                             complain, in_decl);
6655
6656       if (packed_types == error_mark_node)
6657         return error_mark_node;
6658
6659       /* Check that we have the right number of arguments.  */
6660       if (arg_idx < nargs
6661           && !PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx))
6662           && nargs - arg_idx != TREE_VEC_LENGTH (packed_types))
6663         {
6664           int needed_parms 
6665             = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1 + TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
6666           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
6667                  nargs, needed_parms);
6668           return error_mark_node;
6669         }
6670
6671       /* If we aren't able to check the actual arguments now
6672          (because they haven't been expanded yet), we can at least
6673          verify that all of the types used for the non-type
6674          template parameter pack are, in fact, valid for non-type
6675          template parameters.  */
6676       if (arg_idx < nargs 
6677           && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx)))
6678         {
6679           int j, len = TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
6680           for (j = 0; j < len; ++j)
6681             {
6682               tree t = TREE_VEC_ELT (packed_types, j);
6683               if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
6684                 return error_mark_node;
6685             }
6686         }
6687     }
6688
6689   /* Convert the remaining arguments, which will be a part of the
6690      parameter pack "parm".  */
6691   for (; arg_idx < nargs; ++arg_idx)
6692     {
6693       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
6694       tree actual_parm = TREE_VALUE (parm);
6695
6696       if (packed_types && !PACK_EXPANSION_P (arg))
6697         {
6698           /* When we have a vector of types (corresponding to the
6699              non-type template parameter pack that uses parameter
6700              packs in its type, as mention above), and the
6701              argument is not an expansion (which expands to a
6702              currently unknown number of arguments), clone the
6703              parm and give it the next type in PACKED_TYPES.  */
6704           actual_parm = copy_node (actual_parm);
6705           TREE_TYPE (actual_parm) = 
6706             TREE_VEC_ELT (packed_types, arg_idx - parm_idx);
6707         }
6708
6709       if (arg != error_mark_node)
6710         arg = convert_template_argument (actual_parm, 
6711                                          arg, new_args, complain, parm_idx,
6712                                          in_decl);
6713       if (arg == error_mark_node)
6714         (*lost)++;
6715       TREE_VEC_ELT (packed_args, arg_idx - parm_idx) = arg; 
6716     }
6717
6718   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TYPE_DECL
6719       || TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TEMPLATE_DECL)
6720     argument_pack = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
6721   else
6722     {
6723       argument_pack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
6724       TREE_TYPE (argument_pack) 
6725         = tsubst (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)), new_args, complain, in_decl);
6726       TREE_CONSTANT (argument_pack) = 1;
6727     }
6728
6729   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argument_pack, packed_args);
6730 #ifdef ENABLE_CHECKING
6731   SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (packed_args,
6732                                        TREE_VEC_LENGTH (packed_args));
6733 #endif
6734   return argument_pack;
6735 }
6736
6737 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
6738    return a vector containing the innermost resulting template
6739    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
6740    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
6741
6742    If REQUIRE_ALL_ARGS is false, argument deduction will be performed
6743    for arguments not specified in ARGS.  Otherwise, if
6744    USE_DEFAULT_ARGS is true, default arguments will be used to fill in
6745    unspecified arguments.  If REQUIRE_ALL_ARGS is true, but
6746    USE_DEFAULT_ARGS is false, then all arguments must be specified in
6747    ARGS.  */
6748
6749 static tree
6750 coerce_template_parms (tree parms,
6751                        tree args,
6752                        tree in_decl,
6753                        tsubst_flags_t complain,
6754                        bool require_all_args,
6755                        bool use_default_args)
6756 {
6757   int nparms, nargs, parm_idx, arg_idx, lost = 0;
6758   tree inner_args;
6759   tree new_args;
6760   tree new_inner_args;
6761   int saved_unevaluated_operand;
6762   int saved_inhibit_evaluation_warnings;
6763
6764   /* When used as a boolean value, indicates whether this is a
6765      variadic template parameter list. Since it's an int, we can also
6766      subtract it from nparms to get the number of non-variadic
6767      parameters.  */
6768   int variadic_p = 0;
6769   int post_variadic_parms = 0;
6770
6771   if (args == error_mark_node)
6772     return error_mark_node;
6773
6774   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
6775
6776   /* Determine if there are any parameter packs.  */
6777   for (parm_idx = 0; parm_idx < nparms; ++parm_idx)
6778     {
6779       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx));
6780       if (variadic_p)
6781         ++post_variadic_parms;
6782       if (template_parameter_pack_p (tparm))
6783         ++variadic_p;
6784     }
6785
6786   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
6787   /* If there are no parameters that follow a parameter pack, we need to
6788      expand any argument packs so that we can deduce a parameter pack from
6789      some non-packed args followed by an argument pack, as in variadic85.C.
6790      If there are such parameters, we need to leave argument packs intact
6791      so the arguments are assigned properly.  This can happen when dealing
6792      with a nested class inside a partial specialization of a class
6793      template, as in variadic92.C, or when deducing a template parameter pack
6794      from a sub-declarator, as in variadic114.C.  */
6795   if (!post_variadic_parms)
6796     inner_args = expand_template_argument_pack (inner_args);
6797
6798   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
6799   if ((nargs > nparms && !variadic_p)
6800       || (nargs < nparms - variadic_p
6801           && require_all_args
6802           && (!use_default_args
6803               || (TREE_VEC_ELT (parms, nargs) != error_mark_node
6804                   && !TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs))))))
6805     {
6806       if (complain & tf_error)
6807         {
6808           if (variadic_p)
6809             {
6810               nparms -= variadic_p;
6811               error ("wrong number of template arguments "
6812                      "(%d, should be %d or more)", nargs, nparms);
6813             }
6814           else
6815              error ("wrong number of template arguments "
6816                     "(%d, should be %d)", nargs, nparms);
6817
6818           if (in_decl)
6819             error ("provided for %q+D", in_decl);
6820         }
6821
6822       return error_mark_node;
6823     }
6824
6825   /* We need to evaluate the template arguments, even though this
6826      template-id may be nested within a "sizeof".  */
6827   saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
6828   cp_unevaluated_operand = 0;
6829   saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
6830   c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
6831   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
6832   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
6833   for (parm_idx = 0, arg_idx = 0; parm_idx < nparms; parm_idx++, arg_idx++)
6834     {
6835       tree arg;
6836       tree parm;
6837
6838       /* Get the Ith template parameter.  */
6839       parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
6840  
6841       if (parm == error_mark_node)
6842       {
6843         TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = error_mark_node;
6844         continue;
6845       }
6846
6847       /* Calculate the next argument.  */
6848       if (arg_idx < nargs)
6849         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
6850       else
6851         arg = NULL_TREE;
6852
6853       if (template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm))
6854           && !(arg && ARGUMENT_PACK_P (arg)))
6855         {
6856           /* All remaining arguments will be placed in the
6857              template parameter pack PARM.  */
6858           arg = coerce_template_parameter_pack (parms, parm_idx, args, 
6859                                                 inner_args, arg_idx,
6860                                                 new_args, &lost,
6861                                                 in_decl, complain);
6862
6863           /* Store this argument.  */
6864           if (arg == error_mark_node)
6865             lost++;
6866           TREE_VEC_ELT (new_inner_args, parm_idx) = arg;
6867
6868           /* We are done with all of the arguments.  */
6869           arg_idx = nargs;
6870           
6871           continue;
6872         }
6873       else if (arg)
6874         {
6875           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
6876             {
6877               /* We don't know how many args we have yet, just
6878                  use the unconverted ones for now.  */
6879               new_inner_args = args;
6880               break;
6881             }
6882         }
6883       else if (require_all_args)
6884         {
6885           /* There must be a default arg in this case.  */
6886           arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
6887                                      complain, in_decl);
6888           /* The position of the first default template argument,
6889              is also the number of non-defaulted arguments in NEW_INNER_ARGS.
6890              Record that.  */
6891           if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args))
6892             SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args, arg_idx);
6893         }
6894       else
6895         break;
6896
6897       if (arg == error_mark_node)
6898         {
6899           if (complain & tf_error)
6900             error ("template argument %d is invalid", arg_idx + 1);
6901         }
6902       else if (!arg)
6903         /* This only occurs if there was an error in the template
6904            parameter list itself (which we would already have
6905            reported) that we are trying to recover from, e.g., a class
6906            template with a parameter list such as
6907            template<typename..., typename>.  */
6908         ++lost;
6909       else
6910         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
6911                                          arg, new_args, complain, 
6912                                          parm_idx, in_decl);
6913
6914       if (arg == error_mark_node)
6915         lost++;
6916       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = arg;
6917     }
6918   cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
6919   c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
6920
6921   if (lost)
6922     return error_mark_node;
6923
6924 #ifdef ENABLE_CHECKING
6925   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args))
6926     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args,
6927                                          TREE_VEC_LENGTH (new_inner_args));
6928 #endif
6929
6930   return new_inner_args;
6931 }
6932
6933 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
6934
6935 static int
6936 template_args_equal (tree ot, tree nt)
6937 {
6938   if (nt == ot)
6939     return 1;
6940   if (nt == NULL_TREE || ot == NULL_TREE)
6941     return false;
6942
6943   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
6944     /* For member templates */
6945     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
6946   else if (PACK_EXPANSION_P (ot))
6947     return (PACK_EXPANSION_P (nt)
6948             && template_args_equal (PACK_EXPANSION_PATTERN (ot),
6949                                     PACK_EXPANSION_PATTERN (nt))
6950             && template_args_equal (PACK_EXPANSION_EXTRA_ARGS (ot),
6951                                     PACK_EXPANSION_EXTRA_ARGS (nt)));
6952   else if (ARGUMENT_PACK_P (ot))
6953     {
6954       int i, len;
6955       tree opack, npack;
6956
6957       if (!ARGUMENT_PACK_P (nt))
6958         return 0;
6959
6960       opack = ARGUMENT_PACK_ARGS (ot);
6961       npack = ARGUMENT_PACK_ARGS (nt);
6962       len = TREE_VEC_LENGTH (opack);
6963       if (TREE_VEC_LENGTH (npack) != len)
6964         return 0;
6965       for (i = 0; i < len; ++i)
6966         if (!template_args_equal (TREE_VEC_ELT (opack, i),
6967                                   TREE_VEC_ELT (npack, i)))
6968           return 0;
6969       return 1;
6970     }
6971   else if (ot && TREE_CODE (ot) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
6972     {
6973       /* We get here probably because we are in the middle of substituting
6974          into the pattern of a pack expansion. In that case the
6975          ARGUMENT_PACK_SELECT temporarily replaces the pack argument we are
6976          interested in. So we want to use the initial pack argument for
6977          the comparison.  */
6978       ot = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (ot);
6979       if (nt && TREE_CODE (nt) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
6980         nt = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (nt);
6981       return template_args_equal (ot, nt);
6982     }
6983   else if (TYPE_P (nt))
6984     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
6985   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
6986     return 0;
6987   else
6988     return cp_tree_equal (ot, nt);
6989 }
6990
6991 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets of
6992    template arguments.  Returns 0 otherwise, and updates OLDARG_PTR and
6993    NEWARG_PTR with the offending arguments if they are non-NULL.  */
6994
6995 static int
6996 comp_template_args_with_info (tree oldargs, tree newargs,
6997                               tree *oldarg_ptr, tree *newarg_ptr)
6998 {
6999   int i;
7000
7001   if (oldargs == newargs)
7002     return 1;
7003
7004   if (!oldargs || !newargs)
7005     return 0;
7006
7007   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
7008     return 0;
7009
7010   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
7011     {
7012       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
7013       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
7014
7015       if (! template_args_equal (ot, nt))
7016         {
7017           if (oldarg_ptr != NULL)
7018             *oldarg_ptr = ot;
7019           if (newarg_ptr != NULL)
7020             *newarg_ptr = nt;
7021           return 0;
7022         }
7023     }
7024   return 1;
7025 }
7026
7027 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
7028    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
7029
7030 int
7031 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
7032 {
7033   return comp_template_args_with_info (oldargs, newargs, NULL, NULL);
7034 }
7035
7036 static void
7037 add_pending_template (tree d)
7038 {
7039   tree ti = (TYPE_P (d)
7040              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
7041              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
7042   struct pending_template *pt;
7043   int level;
7044
7045   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
7046     return;
7047
7048   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
7049      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
7050      Compensate.  */
7051   level = !current_tinst_level || current_tinst_level->decl != d;
7052
7053   if (level)
7054     push_tinst_level (d);
7055
7056   pt = ggc_alloc_pending_template ();
7057   pt->next = NULL;
7058   pt->tinst = current_tinst_level;
7059   if (last_pending_template)
7060     last_pending_template->next = pt;
7061   else
7062     pending_templates = pt;
7063
7064   last_pending_template = pt;
7065
7066   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
7067
7068   if (level)
7069     pop_tinst_level ();
7070 }
7071
7072
7073 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
7074    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
7075    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
7076
7077 tree
7078 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
7079 {
7080   tree type;
7081
7082   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
7083     return error_mark_node;
7084
7085   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
7086
7087   if (!is_overloaded_fn (fns) && TREE_CODE (fns) != IDENTIFIER_NODE)
7088     {
7089       error ("%q#D is not a function template", fns);
7090       return error_mark_node;
7091     }
7092
7093   if (BASELINK_P (fns))
7094     {
7095       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
7096                                          unknown_type_node,
7097                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
7098                                          arglist);
7099       return fns;
7100     }
7101
7102   type = TREE_TYPE (fns);
7103   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
7104     type = unknown_type_node;
7105
7106   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
7107 }
7108
7109 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
7110    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
7111    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
7112    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
7113    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
7114    DECL is returned.
7115
7116    Also handle the case when DECL is a TREE_LIST of ambiguous
7117    injected-class-names from different bases.  */
7118
7119 tree
7120 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
7121 {
7122   if (decl == NULL_TREE)
7123     return decl;
7124
7125   /* DR 176: A lookup that finds an injected-class-name (10.2
7126      [class.member.lookup]) can result in an ambiguity in certain cases
7127      (for example, if it is found in more than one base class). If all of
7128      the injected-class-names that are found refer to specializations of
7129      the same class template, and if the name is followed by a
7130      template-argument-list, the reference refers to the class template
7131      itself and not a specialization thereof, and is not ambiguous.  */
7132   if (TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
7133     {
7134       tree t, tmpl = NULL_TREE;
7135       for (t = decl; t; t = TREE_CHAIN (t))
7136         {
7137           tree elt = maybe_get_template_decl_from_type_decl (TREE_VALUE (t));
7138           if (!tmpl)
7139             tmpl = elt;
7140           else if (tmpl != elt)
7141             break;
7142         }
7143       if (tmpl && t == NULL_TREE)
7144         return tmpl;
7145       else
7146         return decl;
7147     }
7148
7149   return (decl != NULL_TREE
7150           && DECL_SELF_REFERENCE_P (decl)
7151           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
7152     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
7153 }
7154
7155 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
7156    parameters, find the desired type.
7157
7158    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
7159
7160    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
7161    instantiate.
7162
7163    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
7164    the class we are looking up.
7165
7166    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
7167
7168    If the template class is really a local class in a template
7169    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
7170    being instantiated.
7171
7172    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
7173    template-id: the first time from the parser, while creating the
7174    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
7175    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
7176    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
7177    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
7178
7179 static tree
7180 lookup_template_class_1 (tree d1, tree arglist, tree in_decl, tree context,
7181                          int entering_scope, tsubst_flags_t complain)
7182 {
7183   tree templ = NULL_TREE, parmlist;
7184   tree t;
7185   void **slot;
7186   spec_entry *entry;
7187   spec_entry elt;
7188   hashval_t hash;
7189
7190   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
7191     {
7192       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
7193       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
7194         templ = value;
7195       else
7196         {
7197           if (context)
7198             push_decl_namespace (context);
7199           templ = lookup_name (d1);
7200           templ = maybe_get_template_decl_from_type_decl (templ);
7201           if (context)
7202             pop_decl_namespace ();
7203         }
7204       if (templ)
7205         context = DECL_CONTEXT (templ);
7206     }
7207   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && MAYBE_CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (d1)))
7208     {
7209       tree type = TREE_TYPE (d1);
7210
7211       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
7212          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
7213       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
7214         type = TREE_TYPE (type);
7215
7216       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
7217         {
7218           templ = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
7219           d1 = DECL_NAME (templ);
7220         }
7221     }
7222   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
7223            || (TYPE_P (d1) && MAYBE_CLASS_TYPE_P (d1)))
7224     {
7225       templ = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
7226       d1 = DECL_NAME (templ);
7227     }
7228   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
7229            && DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)
7230            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
7231     {
7232       templ = d1;
7233       d1 = DECL_NAME (templ);
7234       context = DECL_CONTEXT (templ);
7235     }
7236
7237   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
7238   if (! templ)
7239     {
7240       if (complain & tf_error)
7241         error ("%qT is not a template", d1);
7242       return error_mark_node;
7243     }
7244
7245   if (TREE_CODE (templ) != TEMPLATE_DECL
7246          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
7247             the user.  */
7248       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (templ)
7249           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (templ)))
7250     {
7251       if (complain & tf_error)
7252         {
7253           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
7254           if (in_decl)
7255             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
7256         }
7257       return error_mark_node;
7258     }
7259
7260   complain &= ~tf_user;
7261
7262   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (templ))
7263     {
7264       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
7265          template arguments */
7266
7267       tree parm;
7268       tree arglist2;
7269       tree outer;
7270
7271       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (templ);
7272
7273       /* Consider an example where a template template parameter declared as
7274
7275            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
7276
7277          The template parameter level of T and U are one level larger than
7278          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
7279          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
7280          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
7281          available when not appearing as default template argument, can be
7282          obtained from the arguments of the enclosing template.
7283
7284          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
7285          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
7286          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
7287          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
7288
7289       outer = DECL_CONTEXT (templ);
7290       if (outer)
7291         outer = TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (outer)));
7292       else if (current_template_parms)
7293         /* This is an argument of the current template, so we haven't set
7294            DECL_CONTEXT yet.  */
7295         outer = current_template_args ();
7296
7297       if (outer)
7298         arglist = add_to_template_args (outer, arglist);
7299
7300       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, templ,
7301                                         complain,
7302                                         /*require_all_args=*/true,
7303                                         /*use_default_args=*/true);
7304       if (arglist2 == error_mark_node
7305           || (!uses_template_parms (arglist2)
7306               && check_instantiated_args (templ, arglist2, complain)))
7307         return error_mark_node;
7308
7309       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (templ), arglist2);
7310       return parm;
7311     }
7312   else
7313     {
7314       tree template_type = TREE_TYPE (templ);
7315       tree gen_tmpl;
7316       tree type_decl;
7317       tree found = NULL_TREE;
7318       int arg_depth;
7319       int parm_depth;
7320       int is_dependent_type;
7321       int use_partial_inst_tmpl = false;
7322
7323       if (template_type == error_mark_node)
7324         /* An error occured while building the template TEMPL, and a
7325            diagnostic has most certainly been emitted for that
7326            already.  Let's propagate that error.  */
7327         return error_mark_node;
7328
7329       gen_tmpl = most_general_template (templ);
7330       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
7331       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
7332       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
7333
7334       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
7335         {
7336           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
7337              For example, given:
7338
7339                template <class T> struct S1 {
7340                  template <class U> struct S2 {};
7341                  template <class U> struct S2<U*> {};
7342                 };
7343
7344              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
7345              TEMPLATE will be `template <class T> template
7346              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
7347              arguments.  */
7348           arglist
7349             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (templ)),
7350                                            arglist);
7351           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
7352         }
7353
7354       /* Now we should have enough arguments.  */
7355       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
7356
7357       /* From here on, we're only interested in the most general
7358          template.  */
7359
7360       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
7361          actually tsubst'd into the definition to create the
7362          instantiation.  */
7363       if (parm_depth > 1)
7364         {
7365           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
7366           int i;
7367           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
7368
7369           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
7370
7371           for (i = saved_depth,
7372                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
7373                i > 0 && t != NULL_TREE;
7374                --i, t = TREE_CHAIN (t))
7375             {
7376               tree a;
7377               if (i == saved_depth)
7378                 a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
7379                                            arglist, gen_tmpl,
7380                                            complain,
7381                                            /*require_all_args=*/true,
7382                                            /*use_default_args=*/true);
7383               else
7384                 /* Outer levels should have already been coerced.  */
7385                 a = TMPL_ARGS_LEVEL (arglist, i);
7386
7387               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
7388               if (a == error_mark_node)
7389                 {
7390                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
7391                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
7392                   return error_mark_node;
7393                 }
7394
7395               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
7396
7397               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
7398                  that coerce_template_parms will see only the arguments
7399                  corresponding to the template parameters it is
7400                  examining.  */
7401               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
7402             }
7403
7404           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
7405           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
7406
7407           arglist = bound_args;
7408         }
7409       else
7410         arglist
7411           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
7412                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
7413                                    gen_tmpl,
7414                                    complain,
7415                                    /*require_all_args=*/true,
7416                                    /*use_default_args=*/true);
7417
7418       if (arglist == error_mark_node)
7419         /* We were unable to bind the arguments.  */
7420         return error_mark_node;
7421
7422       /* In the scope of a template class, explicit references to the
7423          template class refer to the type of the template, not any
7424          instantiation of it.  For example, in:
7425
7426            template <class T> class C { void f(C<T>); }
7427
7428          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
7429          class, however, such a reference is an instantiation.  */
7430       if ((entering_scope
7431            || !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
7432            || currently_open_class (template_type))
7433           /* comp_template_args is expensive, check it last.  */
7434           && comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
7435                                  arglist))
7436         return template_type;
7437
7438       /* If we already have this specialization, return it.  */
7439       elt.tmpl = gen_tmpl;
7440       elt.args = arglist;
7441       hash = hash_specialization (&elt);
7442       entry = (spec_entry *) htab_find_with_hash (type_specializations,
7443                                                   &elt, hash);
7444
7445       if (entry)
7446         return entry->spec;
7447
7448       is_dependent_type = uses_template_parms (arglist);
7449
7450       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
7451          failed.  */
7452       if (!is_dependent_type
7453           && check_instantiated_args (gen_tmpl,
7454                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
7455                                       complain))
7456         return error_mark_node;
7457
7458       if (!is_dependent_type
7459           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
7460           && !LAMBDA_TYPE_P (TREE_TYPE (gen_tmpl))
7461           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (gen_tmpl)) == NAMESPACE_DECL)
7462         {
7463           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (gen_tmpl),
7464                                       DECL_NAME (gen_tmpl),
7465                                       /*tag_scope=*/ts_global);
7466           return found;
7467         }
7468
7469       context = tsubst (DECL_CONTEXT (gen_tmpl), arglist,
7470                         complain, in_decl);
7471       if (context == error_mark_node)
7472         return error_mark_node;
7473
7474       if (!context)
7475         context = global_namespace;
7476
7477       /* Create the type.  */
7478       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
7479         {
7480           if (!is_dependent_type)
7481             {
7482               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
7483               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type), NULL_TREE,
7484                               tsubst (ENUM_UNDERLYING_TYPE (template_type),
7485                                       arglist, complain, in_decl),
7486                               SCOPED_ENUM_P (template_type), NULL);
7487             }
7488           else
7489             {
7490               /* We don't want to call start_enum for this type, since
7491                  the values for the enumeration constants may involve
7492                  template parameters.  And, no one should be interested
7493                  in the enumeration constants for such a type.  */
7494               t = cxx_make_type (ENUMERAL_TYPE);
7495               SET_SCOPED_ENUM_P (t, SCOPED_ENUM_P (template_type));
7496             }
7497           SET_OPAQUE_ENUM_P (t, OPAQUE_ENUM_P (template_type));
7498           ENUM_FIXED_UNDERLYING_TYPE_P (t)
7499             = ENUM_FIXED_UNDERLYING_TYPE_P (template_type);
7500         }
7501       else if (DECL_ALIAS_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
7502         {
7503           /* The user referred to a specialization of an alias
7504             template represented by GEN_TMPL.
7505
7506             [temp.alias]/2 says:
7507
7508                 When a template-id refers to the specialization of an
7509                 alias template, it is equivalent to the associated
7510                 type obtained by substitution of its
7511                 template-arguments for the template-parameters in the
7512                 type-id of the alias template.  */
7513
7514           t = tsubst (TREE_TYPE (gen_tmpl), arglist, complain, in_decl);
7515           /* Note that the call above (by indirectly calling
7516              register_specialization in tsubst_decl) registers the
7517              TYPE_DECL representing the specialization of the alias
7518              template.  So next time someone substitutes ARGLIST for
7519              the template parms into the alias template (GEN_TMPL),
7520              she'll get that TYPE_DECL back.  */
7521
7522           if (t == error_mark_node)
7523             return t;
7524         }
7525       else if (CLASS_TYPE_P (template_type))
7526         {
7527           t = make_class_type (TREE_CODE (template_type));
7528           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
7529             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
7530           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
7531           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
7532
7533           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
7534           if (context == current_function_decl)
7535             pushtag (DECL_NAME (gen_tmpl), t, /*tag_scope=*/ts_current);
7536
7537           if (comp_template_args (CLASSTYPE_TI_ARGS (template_type), arglist))
7538             /* This instantiation is another name for the primary
7539                template type. Set the TYPE_CANONICAL field
7540                appropriately. */
7541             TYPE_CANONICAL (t) = template_type;
7542           else if (any_template_arguments_need_structural_equality_p (arglist))
7543             /* Some of the template arguments require structural
7544                equality testing, so this template class requires
7545                structural equality testing. */
7546             SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (t);
7547         }
7548       else
7549         gcc_unreachable ();
7550
7551       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
7552          will already be set up.  */
7553       if (!TYPE_NAME (t))
7554         {
7555           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
7556
7557           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (gen_tmpl), t);
7558           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
7559           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
7560             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
7561         }
7562       else
7563         type_decl = TYPE_NAME (t);
7564
7565       if (CLASS_TYPE_P (template_type))
7566         {
7567           TREE_PRIVATE (type_decl)
7568             = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
7569           TREE_PROTECTED (type_decl)
7570             = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
7571           if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
7572             {
7573               DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
7574               DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
7575             }
7576         }
7577
7578       /* Let's consider the explicit specialization of a member
7579          of a class template specialization that is implicitely instantiated,
7580          e.g.:
7581              template<class T>
7582              struct S
7583              {
7584                template<class U> struct M {}; //#0
7585              };
7586
7587              template<>
7588              template<>
7589              struct S<int>::M<char> //#1
7590              {
7591                int i;
7592              };
7593         [temp.expl.spec]/4 says this is valid.
7594
7595         In this case, when we write:
7596         S<int>::M<char> m;
7597
7598         M is instantiated from the CLASSTYPE_TI_TEMPLATE of #1, not from
7599         the one of #0.
7600
7601         When we encounter #1, we want to store the partial instantiation
7602         of M (template<class T> S<int>::M<T>) in it's CLASSTYPE_TI_TEMPLATE.
7603
7604         For all cases other than this "explicit specialization of member of a
7605         class template", we just want to store the most general template into
7606         the CLASSTYPE_TI_TEMPLATE of M.
7607
7608         This case of "explicit specialization of member of a class template"
7609         only happens when:
7610         1/ the enclosing class is an instantiation of, and therefore not
7611         the same as, the context of the most general template, and
7612         2/ we aren't looking at the partial instantiation itself, i.e.
7613         the innermost arguments are not the same as the innermost parms of
7614         the most general template.
7615
7616         So it's only when 1/ and 2/ happens that we want to use the partial
7617         instantiation of the member template in lieu of its most general
7618         template.  */
7619
7620       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
7621           && TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (arglist)
7622           /* the enclosing class must be an instantiation...  */
7623           && CLASS_TYPE_P (context)
7624           && !same_type_p (context, DECL_CONTEXT (gen_tmpl)))
7625         {
7626           tree partial_inst_args;
7627           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
7628           ++processing_template_decl;
7629           partial_inst_args =
7630             tsubst (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS
7631                         (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (gen_tmpl))),
7632                     arglist, complain, NULL_TREE);
7633           --processing_template_decl;
7634           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
7635           use_partial_inst_tmpl =
7636             /*...and we must not be looking at the partial instantiation
7637              itself. */
7638             !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
7639                                  partial_inst_args);
7640         }
7641
7642       if (!use_partial_inst_tmpl)
7643         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
7644         found = gen_tmpl;
7645       else
7646         {
7647           /* This is a full instantiation of a member template.  Find
7648              the partial instantiation of which this is an instance.  */
7649
7650           /* Temporarily reduce by one the number of levels in the ARGLIST
7651              so as to avoid comparing the last set of arguments.  */
7652           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
7653           found = tsubst (gen_tmpl, arglist, complain, NULL_TREE);
7654           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
7655           /* FOUND is either a proper class type, or an alias
7656              template specialization.  In the later case, it's a
7657              TYPE_DECL, resulting from the substituting of arguments
7658              for parameters in the TYPE_DECL of the alias template
7659              done earlier.  So be careful while getting the template
7660              of FOUND.  */
7661           found = TREE_CODE (found) == TYPE_DECL
7662             ? TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (found))
7663             : CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (found);
7664         }
7665
7666       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, build_template_info (found, arglist));
7667
7668       elt.spec = t;
7669       slot = htab_find_slot_with_hash (type_specializations,
7670                                        &elt, hash, INSERT);
7671       entry = ggc_alloc_spec_entry ();
7672       *entry = elt;
7673       *slot = entry;
7674
7675       /* Note this use of the partial instantiation so we can check it
7676          later in maybe_process_partial_specialization.  */
7677       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ)
7678         = tree_cons (arglist, t,
7679                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ));
7680
7681       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE && !is_dependent_type)
7682         /* Now that the type has been registered on the instantiations
7683            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
7684            constants may involve the enumeration type itself, we make
7685            sure to register the type first, and then create the
7686            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
7687            constants won't result in recursive calls here; we'll find
7688            the instantiation and exit above.  */
7689         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
7690
7691       if (CLASS_TYPE_P (template_type) && is_dependent_type)
7692         /* If the type makes use of template parameters, the
7693            code that generates debugging information will crash.  */
7694         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
7695
7696       /* Possibly limit visibility based on template args.  */
7697       TREE_PUBLIC (type_decl) = 1;
7698       determine_visibility (type_decl);
7699
7700       return t;
7701     }
7702 }
7703
7704 /* Wrapper for lookup_template_class_1.  */
7705
7706 tree
7707 lookup_template_class (tree d1, tree arglist, tree in_decl, tree context,
7708                        int entering_scope, tsubst_flags_t complain)
7709 {
7710   tree ret;
7711   timevar_push (TV_TEMPLATE_INST);
7712   ret = lookup_template_class_1 (d1, arglist, in_decl, context,
7713                                  entering_scope, complain);
7714   timevar_pop (TV_TEMPLATE_INST);
7715   return ret;
7716 }
7717 \f
7718 struct pair_fn_data
7719 {
7720   tree_fn_t fn;
7721   void *data;
7722   /* True when we should also visit template parameters that occur in
7723      non-deduced contexts.  */
7724   bool include_nondeduced_p;
7725   struct pointer_set_t *visited;
7726 };
7727
7728 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
7729
7730 static tree
7731 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
7732 {
7733   tree t = *tp;
7734   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
7735   tree_fn_t fn = pfd->fn;
7736   void *data = pfd->data;
7737
7738   if (TYPE_P (t)
7739       && (pfd->include_nondeduced_p || TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE)
7740       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited,
7741                                  pfd->include_nondeduced_p))
7742     return error_mark_node;
7743
7744   switch (TREE_CODE (t))
7745     {
7746     case RECORD_TYPE:
7747       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
7748         break;
7749       /* Fall through.  */
7750
7751     case UNION_TYPE:
7752     case ENUMERAL_TYPE:
7753       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
7754         *walk_subtrees = 0;
7755       else if (for_each_template_parm (TI_ARGS (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
7756                                        fn, data, pfd->visited, 
7757                                        pfd->include_nondeduced_p))
7758         return error_mark_node;
7759       break;
7760
7761     case INTEGER_TYPE:
7762       if (for_each_template_parm (TYPE_MIN_VALUE (t),
7763                                   fn, data, pfd->visited, 
7764                                   pfd->include_nondeduced_p)
7765           || for_each_template_parm (TYPE_MAX_VALUE (t),
7766                                      fn, data, pfd->visited,
7767                                      pfd->include_nondeduced_p))
7768         return error_mark_node;
7769       break;
7770
7771     case METHOD_TYPE:
7772       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
7773          explicitly here.  */
7774       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
7775                                   pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7776         return error_mark_node;
7777       /* Fall through.  */
7778
7779     case FUNCTION_TYPE:
7780       /* Check the return type.  */
7781       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
7782                                   pfd->include_nondeduced_p))
7783         return error_mark_node;
7784
7785       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
7786          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
7787          contain expressions that involve template parameters.  But,
7788          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
7789          instantiated, they don't contain template parameters, so
7790          there's no point in looking at them then, either.  */
7791       {
7792         tree parm;
7793
7794         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
7795           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
7796                                       pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7797             return error_mark_node;
7798
7799         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
7800            want walk_tree walking into them itself.  */
7801         *walk_subtrees = 0;
7802       }
7803       break;
7804
7805     case TYPEOF_TYPE:
7806     case UNDERLYING_TYPE:
7807       if (pfd->include_nondeduced_p
7808           && for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
7809                                      pfd->visited, 
7810                                      pfd->include_nondeduced_p))
7811         return error_mark_node;
7812       break;
7813
7814     case FUNCTION_DECL:
7815     case VAR_DECL:
7816       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
7817           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
7818                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7819         return error_mark_node;
7820       /* Fall through.  */
7821
7822     case PARM_DECL:
7823     case CONST_DECL:
7824       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
7825           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
7826                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7827         return error_mark_node;
7828       if (DECL_CONTEXT (t)
7829           && pfd->include_nondeduced_p
7830           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
7831                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7832         return error_mark_node;
7833       break;
7834
7835     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7836       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
7837       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited,
7838                                   pfd->include_nondeduced_p))
7839         return error_mark_node;
7840       /* Fall through.  */
7841
7842     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7843     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7844     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7845       if (fn && (*fn)(t, data))
7846         return error_mark_node;
7847       else if (!fn)
7848         return error_mark_node;
7849       break;
7850
7851     case TEMPLATE_DECL:
7852       /* A template template parameter is encountered.  */
7853       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
7854           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
7855                                      pfd->include_nondeduced_p))
7856         return error_mark_node;
7857
7858       /* Already substituted template template parameter */
7859       *walk_subtrees = 0;
7860       break;
7861
7862     case TYPENAME_TYPE:
7863       if (!fn
7864           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
7865                                      data, pfd->visited, 
7866                                      pfd->include_nondeduced_p))
7867         return error_mark_node;
7868       break;
7869
7870     case CONSTRUCTOR:
7871       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
7872           && pfd->include_nondeduced_p
7873           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
7874                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
7875                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7876         return error_mark_node;
7877       break;
7878
7879     case INDIRECT_REF:
7880     case COMPONENT_REF:
7881       /* If there's no type, then this thing must be some expression
7882          involving template parameters.  */
7883       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
7884         return error_mark_node;
7885       break;
7886
7887     case MODOP_EXPR:
7888     case CAST_EXPR:
7889     case IMPLICIT_CONV_EXPR:
7890     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
7891     case CONST_CAST_EXPR:
7892     case STATIC_CAST_EXPR:
7893     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
7894     case ARROW_EXPR:
7895     case DOTSTAR_EXPR:
7896     case TYPEID_EXPR:
7897     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
7898       if (!fn)
7899         return error_mark_node;
7900       break;
7901
7902     default:
7903       break;
7904     }
7905
7906   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
7907   return NULL_TREE;
7908 }
7909
7910 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
7911    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
7912    call FN with the parameter and the DATA.
7913    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
7914    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
7915    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
7916    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
7917    considered to be the function which always returns 1.
7918
7919    If INCLUDE_NONDEDUCED_P, then this routine will also visit template
7920    parameters that occur in non-deduced contexts.  When false, only
7921    visits those template parameters that can be deduced.  */
7922
7923 static int
7924 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
7925                         struct pointer_set_t *visited,
7926                         bool include_nondeduced_p)
7927 {
7928   struct pair_fn_data pfd;
7929   int result;
7930
7931   /* Set up.  */
7932   pfd.fn = fn;
7933   pfd.data = data;
7934   pfd.include_nondeduced_p = include_nondeduced_p;
7935
7936   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
7937      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
7938      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
7939      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
7940      visited list.)  */
7941   if (visited)
7942     pfd.visited = visited;
7943   else
7944     pfd.visited = pointer_set_create ();
7945   result = cp_walk_tree (&t,
7946                          for_each_template_parm_r,
7947                          &pfd,
7948                          pfd.visited) != NULL_TREE;
7949
7950   /* Clean up.  */
7951   if (!visited)
7952     {
7953       pointer_set_destroy (pfd.visited);
7954       pfd.visited = 0;
7955     }
7956
7957   return result;
7958 }
7959
7960 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
7961
7962 int
7963 uses_template_parms (tree t)
7964 {
7965   bool dependent_p;
7966   int saved_processing_template_decl;
7967
7968   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
7969   if (!saved_processing_template_decl)
7970     processing_template_decl = 1;
7971   if (TYPE_P (t))
7972     dependent_p = dependent_type_p (t);
7973   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
7974     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
7975   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
7976     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
7977                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
7978   else if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
7979     dependent_p = dependent_type_p (TREE_TYPE (t));
7980   else if (DECL_P (t)
7981            || EXPR_P (t)
7982            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
7983            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
7984            || BASELINK_P (t)
7985            || TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE
7986            || TREE_CODE (t) == TRAIT_EXPR
7987            || TREE_CODE (t) == CONSTRUCTOR
7988            || CONSTANT_CLASS_P (t))
7989     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
7990                    || value_dependent_expression_p (t));
7991   else
7992     {
7993       gcc_assert (t == error_mark_node);
7994       dependent_p = false;
7995     }
7996
7997   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
7998
7999   return dependent_p;
8000 }
8001
8002 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
8003
8004 int
8005 uses_template_parms_level (tree t, int level)
8006 {
8007   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL,
8008                                  /*include_nondeduced_p=*/true);
8009 }
8010
8011 /* Returns TRUE iff INST is an instantiation we don't need to do in an
8012    ill-formed translation unit, i.e. a variable or function that isn't
8013    usable in a constant expression.  */
8014
8015 static inline bool
8016 neglectable_inst_p (tree d)
8017 {
8018   return (DECL_P (d)
8019           && !(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL ? DECL_DECLARED_CONSTEXPR_P (d)
8020                : decl_maybe_constant_var_p (d)));
8021 }
8022
8023 /* Returns TRUE iff we should refuse to instantiate DECL because it's
8024    neglectable and instantiated from within an erroneous instantiation.  */
8025
8026 static bool
8027 limit_bad_template_recursion (tree decl)
8028 {
8029   struct tinst_level *lev = current_tinst_level;
8030   int errs = errorcount + sorrycount;
8031   if (lev == NULL || errs == 0 || !neglectable_inst_p (decl))
8032     return false;
8033
8034   for (; lev; lev = lev->next)
8035     if (neglectable_inst_p (lev->decl))
8036       break;
8037
8038   return (lev && errs > lev->errors);
8039 }
8040
8041 static int tinst_depth;
8042 extern int max_tinst_depth;
8043 #ifdef GATHER_STATISTICS
8044 int depth_reached;
8045 #endif
8046 static GTY(()) struct tinst_level *last_error_tinst_level;
8047
8048 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
8049    for diagnostics and to restore it later.  */
8050
8051 int
8052 push_tinst_level (tree d)
8053 {
8054   struct tinst_level *new_level;
8055
8056   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
8057     {
8058       last_error_tinst_level = current_tinst_level;
8059       if (TREE_CODE (d) == TREE_LIST)
8060         error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
8061                "-ftemplate-depth= to increase the maximum) substituting %qS",
8062                max_tinst_depth, d);
8063       else
8064         error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
8065                "-ftemplate-depth= to increase the maximum) instantiating %qD",
8066                max_tinst_depth, d);
8067
8068       print_instantiation_context ();
8069
8070       return 0;
8071     }
8072
8073   /* If the current instantiation caused problems, don't let it instantiate
8074      anything else.  Do allow deduction substitution and decls usable in
8075      constant expressions.  */
8076   if (limit_bad_template_recursion (d))
8077     return 0;
8078
8079   new_level = ggc_alloc_tinst_level ();
8080   new_level->decl = d;
8081   new_level->locus = input_location;
8082   new_level->errors = errorcount+sorrycount;
8083   new_level->in_system_header_p = in_system_header;
8084   new_level->next = current_tinst_level;
8085   current_tinst_level = new_level;
8086
8087   ++tinst_depth;
8088 #ifdef GATHER_STATISTICS
8089   if (tinst_depth > depth_reached)
8090     depth_reached = tinst_depth;
8091 #endif
8092
8093   return 1;
8094 }
8095
8096 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
8097    context.  */
8098
8099 void
8100 pop_tinst_level (void)
8101 {
8102   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
8103      this instantiation.  */
8104   input_location = current_tinst_level->locus;
8105   current_tinst_level = current_tinst_level->next;
8106   --tinst_depth;
8107 }
8108
8109 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
8110    instantiation context in which the instantiation was requested, which
8111    is one step out from LEVEL.  Return the corresponding DECL or TYPE.  */
8112
8113 static tree
8114 reopen_tinst_level (struct tinst_level *level)
8115 {
8116   struct tinst_level *t;
8117
8118   tinst_depth = 0;
8119   for (t = level; t; t = t->next)
8120     ++tinst_depth;
8121
8122   current_tinst_level = level;
8123   pop_tinst_level ();
8124   if (current_tinst_level)
8125     current_tinst_level->errors = errorcount+sorrycount;
8126   return level->decl;
8127 }
8128
8129 /* Returns the TINST_LEVEL which gives the original instantiation
8130    context.  */
8131
8132 struct tinst_level *
8133 outermost_tinst_level (void)
8134 {
8135   struct tinst_level *level = current_tinst_level;
8136   if (level)
8137     while (level->next)
8138       level = level->next;
8139   return level;
8140 }
8141
8142 /* Returns TRUE if PARM is a parameter of the template TEMPL.  */
8143
8144 bool
8145 parameter_of_template_p (tree parm, tree templ)
8146 {
8147   tree parms;
8148   int i;
8149
8150   if (!parm || !templ)
8151     return false;
8152
8153   gcc_assert (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm));
8154   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
8155
8156   parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (templ);
8157   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
8158
8159   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
8160     {
8161       tree p = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
8162       if (p == error_mark_node)
8163         continue;
8164
8165       if (parm == p
8166           || (DECL_INITIAL (parm)
8167               && DECL_INITIAL (parm) == DECL_INITIAL (p)))
8168         return true;
8169     }
8170
8171   return false;
8172 }
8173
8174 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
8175    vector of template arguments, as for tsubst.
8176
8177    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
8178
8179 static tree
8180 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
8181 {
8182   tree new_friend;
8183
8184   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
8185       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
8186       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
8187     /* This was a friend declared with an explicit template
8188        argument list, e.g.:
8189
8190        friend void f<>(T);
8191
8192        to indicate that f was a template instantiation, not a new
8193        function declaration.  Now, we have to figure out what
8194        instantiation of what template.  */
8195     {
8196       tree template_id, arglist, fns;
8197       tree new_args;
8198       tree tmpl;
8199       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
8200
8201       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
8202          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
8203          current class with same name.  */
8204       push_nested_namespace (ns);
8205       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
8206                          tf_warning_or_error, NULL_TREE,
8207                          /*integral_constant_expression_p=*/false);
8208       pop_nested_namespace (ns);
8209       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
8210                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8211       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
8212
8213       new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8214       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
8215                                        &new_args,
8216                                        /*need_member_template=*/0,
8217                                        TREE_VEC_LENGTH (args),
8218                                        tsk_none);
8219       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
8220     }
8221
8222   new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8223
8224   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
8225      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
8226      the language.  For example, we might have had:
8227
8228      template <class T> struct S {
8229        template <class U> friend void f(T, U);
8230      };
8231
8232      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
8233      instantiation of anything.  */
8234   if (new_friend == error_mark_node)
8235     return error_mark_node;
8236
8237   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
8238   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
8239     {
8240       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
8241       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
8242         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
8243     }
8244
8245   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
8246      is not a template instantiation and should not be mangled like
8247      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
8248      later if we need it.  */
8249   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
8250     {
8251       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL);
8252       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
8253     }
8254
8255   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
8256     {
8257       tree old_decl;
8258       tree new_friend_template_info;
8259       tree new_friend_result_template_info;
8260       tree ns;
8261       int  new_friend_is_defn;
8262
8263       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
8264          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
8265          possible.  */
8266       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
8267       new_friend_is_defn =
8268             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
8269                            (template_for_substitution (new_friend)))
8270              != NULL_TREE);
8271       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
8272         {
8273           /* This declaration is a `primary' template.  */
8274           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
8275
8276           new_friend_result_template_info
8277             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
8278         }
8279       else
8280         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
8281
8282       /* Make the init_value nonzero so pushdecl knows this is a defn.  */
8283       if (new_friend_is_defn)
8284         DECL_INITIAL (new_friend) = error_mark_node;
8285
8286       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
8287          current namespace. However, the friend function should go
8288          into the namespace of the template.  */
8289       ns = decl_namespace_context (new_friend);
8290       push_nested_namespace (ns);
8291       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend, /*is_friend=*/true);
8292       pop_nested_namespace (ns);
8293
8294       if (old_decl == error_mark_node)
8295         return error_mark_node;
8296
8297       if (old_decl != new_friend)
8298         {
8299           /* This new friend declaration matched an existing
8300              declaration.  For example, given:
8301
8302                template <class T> void f(T);
8303                template <class U> class C {
8304                  template <class T> friend void f(T) {}
8305                };
8306
8307              the friend declaration actually provides the definition
8308              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
8309              old_decl will be the out-of-class template declaration,
8310              while new_friend is the in-class definition.
8311
8312              But, if `f' was called before this point, the
8313              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
8314              to `T' but not to `U', references to which might appear
8315              in the definition of `f'.  Previously, the most general
8316              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
8317              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
8318              run through all specialization of `f', adding to their
8319              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
8320              new set of outer arguments, corresponding to the
8321              arguments for this class instantiation.
8322
8323              The same situation can arise with something like this:
8324
8325                friend void f(int);
8326                template <class T> class C {
8327                  friend void f(T) {}
8328                };
8329
8330              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
8331              in the class.  */
8332
8333           if (!new_friend_is_defn)
8334             /* On the other hand, if the in-class declaration does
8335                *not* provide a definition, then we don't want to alter
8336                existing definitions.  We can just leave everything
8337                alone.  */
8338             ;
8339           else
8340             {
8341               tree new_template = TI_TEMPLATE (new_friend_template_info);
8342               tree new_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
8343
8344               /* Overwrite whatever template info was there before, if
8345                  any, with the new template information pertaining to
8346                  the declaration.  */
8347               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
8348
8349               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
8350                 {
8351                   /* We should have called reregister_specialization in
8352                      duplicate_decls.  */
8353                   gcc_assert (retrieve_specialization (new_template,
8354                                                        new_args, 0)
8355                               == old_decl);
8356
8357                   /* Instantiate it if the global has already been used.  */
8358                   if (DECL_ODR_USED (old_decl))
8359                     instantiate_decl (old_decl, /*defer_ok=*/true,
8360                                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
8361                 }
8362               else
8363                 {
8364                   tree t;
8365
8366                   /* Indicate that the old function template is a partial
8367                      instantiation.  */
8368                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
8369                     = new_friend_result_template_info;
8370
8371                   gcc_assert (new_template
8372                               == most_general_template (new_template));
8373                   gcc_assert (new_template != old_decl);
8374
8375                   /* Reassign any specializations already in the hash table
8376                      to the new more general template, and add the
8377                      additional template args.  */
8378                   for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl);
8379                        t != NULL_TREE;
8380                        t = TREE_CHAIN (t))
8381                     {
8382                       tree spec = TREE_VALUE (t);
8383                       spec_entry elt;
8384
8385                       elt.tmpl = old_decl;
8386                       elt.args = DECL_TI_ARGS (spec);
8387                       elt.spec = NULL_TREE;
8388
8389                       htab_remove_elt (decl_specializations, &elt);
8390
8391                       DECL_TI_ARGS (spec)
8392                         = add_outermost_template_args (new_args,
8393                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
8394
8395                       register_specialization
8396                         (spec, new_template, DECL_TI_ARGS (spec), true, 0);
8397
8398                     }
8399                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
8400                 }
8401             }
8402
8403           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
8404              by duplicate_decls.  */
8405           new_friend = old_decl;
8406         }
8407     }
8408   else
8409     {
8410       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
8411       bool dependent_p;
8412
8413       /* In the code
8414            template <class T> class C {
8415              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
8416              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
8417            };
8418          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
8419          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
8420          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
8421          this isn't true for case 2.  */
8422       ++processing_template_decl;
8423       dependent_p = dependent_type_p (context);
8424       --processing_template_decl;
8425
8426       if (!dependent_p
8427           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
8428         return error_mark_node;
8429
8430       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
8431         {
8432           /* Check to see that the declaration is really present, and,
8433              possibly obtain an improved declaration.  */
8434           tree fn = check_classfn (context,
8435                                    new_friend, NULL_TREE);
8436
8437           if (fn)
8438             new_friend = fn;
8439         }
8440     }
8441
8442   return new_friend;
8443 }
8444
8445 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
8446    template arguments, as for tsubst.
8447
8448    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
8449    failure.  */
8450
8451 static tree
8452 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
8453 {
8454   tree friend_type;
8455   tree tmpl;
8456   tree context;
8457
8458   context = CP_DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
8459
8460   if (context != global_namespace)
8461     {
8462       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
8463         push_nested_namespace (context);
8464       else
8465         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
8466     }
8467
8468   /* Look for a class template declaration.  We look for hidden names
8469      because two friend declarations of the same template are the
8470      same.  For example, in:
8471
8472        struct A { 
8473          template <typename> friend class F;
8474        };
8475        template <typename> struct B { 
8476          template <typename> friend class F;
8477        };
8478
8479      both F templates are the same.  */
8480   tmpl = lookup_name_real (DECL_NAME (friend_tmpl), 0, 0,
8481                            /*block_p=*/true, 0, 
8482                            LOOKUP_COMPLAIN | LOOKUP_HIDDEN);
8483
8484   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
8485      situation like this:
8486
8487        template <class T>
8488        struct S {
8489          template <class U>
8490          friend struct S;
8491        };
8492
8493      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
8494      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
8495   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
8496     {
8497       tmpl = lookup_name_prefer_type (DECL_NAME (friend_tmpl), 1);
8498       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
8499     }
8500
8501   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
8502     {
8503       /* The friend template has already been declared.  Just
8504          check to see that the declarations match, and install any new
8505          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
8506          of course.  We only need the innermost template parameters
8507          because that is all that redeclare_class_template will look
8508          at.  */
8509       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
8510           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
8511         {
8512           tree parms;
8513           location_t saved_input_location;
8514           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
8515                                          args, tf_warning_or_error);
8516
8517           saved_input_location = input_location;
8518           input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (friend_tmpl);
8519           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
8520           input_location = saved_input_location;
8521           
8522         }
8523
8524       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
8525     }
8526   else
8527     {
8528       /* The friend template has not already been declared.  In this
8529          case, the instantiation of the template class will cause the
8530          injection of this template into the global scope.  */
8531       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8532       if (tmpl == error_mark_node)
8533         return error_mark_node;
8534
8535       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
8536          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
8537          the new type because that is supposed to be the corresponding
8538          template decl, i.e., TMPL.  */
8539       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
8540       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
8541       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
8542       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
8543         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
8544
8545       /* Inject this template into the global scope.  */
8546       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level_maybe_friend (tmpl, true));
8547     }
8548
8549   if (context != global_namespace)
8550     {
8551       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
8552         pop_nested_namespace (context);
8553       else
8554         pop_nested_class ();
8555     }
8556
8557   return friend_type;
8558 }
8559
8560 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
8561    Otherwise returns one.  */
8562
8563 static int
8564 can_complete_type_without_circularity (tree type)
8565 {
8566   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
8567     return 0;
8568   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
8569     return 1;
8570   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
8571     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
8572   else if (CLASS_TYPE_P (type)
8573            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
8574     return 0;
8575   else
8576     return 1;
8577 }
8578
8579 /* Apply any attributes which had to be deferred until instantiation
8580    time.  DECL_P, ATTRIBUTES and ATTR_FLAGS are as cplus_decl_attributes;
8581    ARGS, COMPLAIN, IN_DECL are as tsubst.  */
8582
8583 static void
8584 apply_late_template_attributes (tree *decl_p, tree attributes, int attr_flags,
8585                                 tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8586 {
8587   tree last_dep = NULL_TREE;
8588   tree t;
8589   tree *p;
8590
8591   for (t = attributes; t; t = TREE_CHAIN (t))
8592     if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
8593       {
8594         last_dep = t;
8595         attributes = copy_list (attributes);
8596         break;
8597       }
8598
8599   if (DECL_P (*decl_p))
8600     {
8601       if (TREE_TYPE (*decl_p) == error_mark_node)
8602         return;
8603       p = &DECL_ATTRIBUTES (*decl_p);
8604     }
8605   else
8606     p = &TYPE_ATTRIBUTES (*decl_p);
8607
8608   if (last_dep)
8609     {
8610       tree late_attrs = NULL_TREE;
8611       tree *q = &late_attrs;
8612
8613       for (*p = attributes; *p; )
8614         {
8615           t = *p;
8616           if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
8617             {
8618               *p = TREE_CHAIN (t);
8619               TREE_CHAIN (t) = NULL_TREE;
8620               /* If the first attribute argument is an identifier, don't
8621                  pass it through tsubst.  Attributes like mode, format,
8622                  cleanup and several target specific attributes expect it
8623                  unmodified.  */
8624               if (TREE_VALUE (t)
8625                   && TREE_CODE (TREE_VALUE (t)) == TREE_LIST
8626                   && TREE_VALUE (TREE_VALUE (t))
8627                   && (TREE_CODE (TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)))
8628                       == IDENTIFIER_NODE))
8629                 {
8630                   tree chain
8631                     = tsubst_expr (TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)), args, complain,
8632                                    in_decl,
8633                                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
8634                   if (chain != TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)))
8635                     TREE_VALUE (t)
8636                       = tree_cons (NULL_TREE, TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)),
8637                                    chain);
8638                 }
8639               else
8640                 TREE_VALUE (t)
8641                   = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), args, complain, in_decl,
8642                                  /*integral_constant_expression_p=*/false);
8643               *q = t;
8644               q = &TREE_CHAIN (t);
8645             }
8646           else
8647             p = &TREE_CHAIN (t);
8648         }
8649
8650       cplus_decl_attributes (decl_p, late_attrs, attr_flags);
8651     }
8652 }
8653
8654 /* Perform (or defer) access check for typedefs that were referenced
8655    from within the template TMPL code.
8656    This is a subroutine of instantiate_template and instantiate_class_template.
8657    TMPL is the template to consider and TARGS is the list of arguments of
8658    that template.  */
8659
8660 static void
8661 perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs)
8662 {
8663   location_t saved_location;
8664   int i;
8665   qualified_typedef_usage_t *iter;
8666
8667   if (!tmpl
8668       || (!CLASS_TYPE_P (tmpl)
8669           && TREE_CODE (tmpl) != FUNCTION_DECL))
8670     return;
8671
8672   saved_location = input_location;
8673   FOR_EACH_VEC_ELT (qualified_typedef_usage_t,
8674                     get_types_needing_access_check (tmpl),
8675                     i, iter)
8676     {
8677       tree type_decl = iter->typedef_decl;
8678       tree type_scope = iter->context;
8679
8680       if (!type_decl || !type_scope || !CLASS_TYPE_P (type_scope))
8681         continue;
8682
8683       if (uses_template_parms (type_decl))
8684         type_decl = tsubst (type_decl, targs, tf_error, NULL_TREE);
8685       if (uses_template_parms (type_scope))
8686         type_scope = tsubst (type_scope, targs, tf_error, NULL_TREE);
8687
8688       /* Make access check error messages point to the location
8689          of the use of the typedef.  */
8690       input_location = iter->locus;
8691       perform_or_defer_access_check (TYPE_BINFO (type_scope),
8692                                      type_decl, type_decl);
8693     }
8694     input_location = saved_location;
8695 }
8696
8697 static tree
8698 instantiate_class_template_1 (tree type)
8699 {
8700   tree templ, args, pattern, t, member;
8701   tree typedecl;
8702   tree pbinfo;
8703   tree base_list;
8704   unsigned int saved_maximum_field_alignment;
8705
8706   if (type == error_mark_node)
8707     return error_mark_node;
8708
8709   if (COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (type)
8710       || uses_template_parms (type))
8711     return type;
8712
8713   /* Figure out which template is being instantiated.  */
8714   templ = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
8715   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
8716
8717   /* Determine what specialization of the original template to
8718      instantiate.  */
8719   t = most_specialized_class (type, templ, tf_warning_or_error);
8720   if (t == error_mark_node)
8721     {
8722       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
8723       return error_mark_node;
8724     }
8725   else if (t)
8726     {
8727       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
8728          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
8729          the arguments appropriate for substitution.  For example,
8730          given:
8731
8732            template <class T> struct S {};
8733            template <class T> struct S<T*> {};
8734
8735          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
8736          presently be {int*} -- but we need {int}.  */
8737       pattern = TREE_TYPE (t);
8738       args = TREE_PURPOSE (t);
8739     }
8740   else
8741     {
8742       pattern = TREE_TYPE (templ);
8743       args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
8744     }
8745
8746   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
8747      there's nothing we can do.  */
8748   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
8749     return type;
8750
8751   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
8752   if (! push_tinst_level (type))
8753     return type;
8754
8755   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
8756      the process of being defined.  */
8757   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
8758
8759   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
8760      it now.  */
8761   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
8762
8763   push_to_top_level ();
8764   /* Use #pragma pack from the template context.  */
8765   saved_maximum_field_alignment = maximum_field_alignment;
8766   maximum_field_alignment = TYPE_PRECISION (pattern);
8767
8768   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
8769
8770   /* Set the input location to the most specialized template definition.
8771      This is needed if tsubsting causes an error.  */
8772   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (pattern);
8773   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (type)) =
8774     DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
8775
8776   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
8777   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
8778   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
8779   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
8780   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
8781     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
8782   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
8783     {
8784       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
8785       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
8786       /* Adjust visibility for template arguments.  */
8787       determine_visibility (TYPE_MAIN_DECL (type));
8788     }
8789   CLASSTYPE_FINAL (type) = CLASSTYPE_FINAL (pattern);
8790
8791   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
8792
8793   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
8794      class; we need to look up the nested class by name before we can
8795      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
8796      class.  */
8797   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
8798               || COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type)));
8799
8800   base_list = NULL_TREE;
8801   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
8802     {
8803       tree pbase_binfo;
8804       tree pushed_scope;
8805       int i;
8806
8807       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
8808          the accessibility of types named in dependent bases are
8809          looked up from.  */
8810       pushed_scope = push_scope (CP_TYPE_CONTEXT (type));
8811
8812       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
8813          basetypes.  */
8814       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
8815         {
8816           tree base;
8817           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
8818           tree expanded_bases = NULL_TREE;
8819           int idx, len = 1;
8820
8821           if (PACK_EXPANSION_P (BINFO_TYPE (pbase_binfo)))
8822             {
8823               expanded_bases = 
8824                 tsubst_pack_expansion (BINFO_TYPE (pbase_binfo),
8825                                        args, tf_error, NULL_TREE);
8826               if (expanded_bases == error_mark_node)
8827                 continue;
8828
8829               len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
8830             }
8831
8832           for (idx = 0; idx < len; idx++)
8833             {
8834               if (expanded_bases)
8835                 /* Extract the already-expanded base class.  */
8836                 base = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, idx);
8837               else
8838                 /* Substitute to figure out the base class.  */
8839                 base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, 
8840                                NULL_TREE);
8841
8842               if (base == error_mark_node)
8843                 continue;
8844
8845               base_list = tree_cons (access, base, base_list);
8846               if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
8847                 TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
8848             }
8849         }
8850
8851       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
8852       base_list = nreverse (base_list);
8853
8854       if (pushed_scope)
8855         pop_scope (pushed_scope);
8856     }
8857   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
8858      information.  */
8859   xref_basetypes (type, base_list);
8860
8861   apply_late_template_attributes (&type, TYPE_ATTRIBUTES (pattern),
8862                                   (int) ATTR_FLAG_TYPE_IN_PLACE,
8863                                   args, tf_error, NULL_TREE);
8864   fixup_attribute_variants (type);
8865
8866   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
8867      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
8868      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
8869      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
8870      class, except we also need to push the enclosing classes.  */
8871   push_nested_class (type);
8872
8873   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
8874   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
8875        member; member = TREE_CHAIN (member))
8876     {
8877       tree t = TREE_VALUE (member);
8878
8879       if (TREE_PURPOSE (member))
8880         {
8881           if (TYPE_P (t))
8882             {
8883               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
8884
8885               tree newtag;
8886               bool class_template_p;
8887
8888               class_template_p = (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE
8889                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
8890                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (t));
8891               /* If the member is a class template, then -- even after
8892                  substitution -- there may be dependent types in the
8893                  template argument list for the class.  We increment
8894                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
8895                  that function will assume that no types are dependent
8896                  when outside of a template.  */
8897               if (class_template_p)
8898                 ++processing_template_decl;
8899               newtag = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
8900               if (class_template_p)
8901                 --processing_template_decl;
8902               if (newtag == error_mark_node)
8903                 continue;
8904
8905               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
8906                 {
8907                   tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
8908
8909                   if (class_template_p)
8910                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
8911                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
8912                        instantiation (i.e., for the type of a member
8913                        template class nested within a template class.)
8914                        This behavior is required for
8915                        maybe_process_partial_specialization to work
8916                        correctly, but is not accurate in this case;
8917                        the TAG is not an instantiation of anything.
8918                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
8919                        instantiation, but the TYPE is not.) */
8920                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
8921
8922                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
8923                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
8924                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
8925                      this for enums because it will already have been done in
8926                      tsubst_enum.  */
8927                   if (name)
8928                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
8929                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
8930                 }
8931             }
8932           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
8933                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
8934             {
8935               /* Build new TYPE_METHODS.  */
8936               tree r;
8937
8938               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8939                 ++processing_template_decl;
8940               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
8941               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8942                 --processing_template_decl;
8943               set_current_access_from_decl (r);
8944               finish_member_declaration (r);
8945               /* Instantiate members marked with attribute used.  */
8946               if (r != error_mark_node && DECL_PRESERVE_P (r))
8947                 mark_used (r);
8948             }
8949           else
8950             {
8951               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
8952               if (TREE_CODE (t) == STATIC_ASSERT)
8953                 {
8954                   tree condition = 
8955                     tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), args, 
8956                                  tf_warning_or_error, NULL_TREE,
8957                                  /*integral_constant_expression_p=*/true);
8958                   finish_static_assert (condition,
8959                                         STATIC_ASSERT_MESSAGE (t), 
8960                                         STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
8961                                         /*member_p=*/true);
8962                 }
8963               else if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
8964                 {
8965                   tree r;
8966
8967                   /* The file and line for this declaration, to
8968                      assist in error message reporting.  Since we
8969                      called push_tinst_level above, we don't need to
8970                      restore these.  */
8971                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
8972
8973                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8974                     ++processing_template_decl;
8975                   r = tsubst (t, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8976                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8977                     --processing_template_decl;
8978                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
8979                     {
8980                       /* In [temp.inst]:
8981
8982                            [t]he initialization (and any associated
8983                            side-effects) of a static data member does
8984                            not occur unless the static data member is
8985                            itself used in a way that requires the
8986                            definition of the static data member to
8987                            exist.
8988
8989                          Therefore, we do not substitute into the
8990                          initialized for the static data member here.  */
8991                       finish_static_data_member_decl
8992                         (r,
8993                          /*init=*/NULL_TREE,
8994                          /*init_const_expr_p=*/false,
8995                          /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
8996                          /*flags=*/0);
8997                       /* Instantiate members marked with attribute used.  */
8998                       if (r != error_mark_node && DECL_PRESERVE_P (r))
8999                         mark_used (r);
9000                     }
9001                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
9002                     {
9003                       /* Determine whether R has a valid type and can be
9004                          completed later.  If R is invalid, then it is
9005                          replaced by error_mark_node so that it will not be
9006                          added to TYPE_FIELDS.  */
9007                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
9008                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
9009                         complete_type (rtype);
9010
9011                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
9012                         {
9013                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
9014                           r = error_mark_node;
9015                         }
9016                     }
9017
9018                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
9019                      such a thing will already have been added to the field
9020                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
9021                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
9022                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
9023                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
9024                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
9025                     {
9026                       set_current_access_from_decl (r);
9027                       finish_member_declaration (r);
9028                     }
9029                 }
9030             }
9031         }
9032       else
9033         {
9034           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
9035             {
9036               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
9037
9038               tree friend_type = t;
9039               bool adjust_processing_template_decl = false;
9040
9041               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
9042                 {
9043                   /* template <class T> friend class C;  */
9044                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
9045                   adjust_processing_template_decl = true;
9046                 }
9047               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
9048                 {
9049                   /* template <class T> friend class C::D;  */
9050                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
9051                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
9052                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
9053                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
9054                   adjust_processing_template_decl = true;
9055                 }
9056               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE
9057                        || TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
9058                 {
9059                   /* This could be either
9060
9061                        friend class T::C;
9062
9063                      when dependent_type_p is false or
9064
9065                        template <class U> friend class T::C;
9066
9067                      otherwise.  */
9068                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
9069                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
9070                   /* Bump processing_template_decl for correct
9071                      dependent_type_p calculation.  */
9072                   ++processing_template_decl;
9073                   if (dependent_type_p (friend_type))
9074                     adjust_processing_template_decl = true;
9075                   --processing_template_decl;
9076                 }
9077               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
9078                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
9079                 {
9080                   /* friend class C;
9081
9082                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
9083                      from namespace scope directly, bypassing any name that
9084                      come from dependent base class.  */
9085                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
9086
9087                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
9088                      classes.  */
9089                   push_nested_namespace (ns);
9090                   friend_type =
9091                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
9092                                         /*tag_scope=*/ts_current);
9093                   pop_nested_namespace (ns);
9094                 }
9095               else if (uses_template_parms (friend_type))
9096                 /* friend class C<T>;  */
9097                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
9098                                       tf_warning_or_error, NULL_TREE);
9099               /* Otherwise it's
9100
9101                    friend class C;
9102
9103                  where C is already declared or
9104
9105                    friend class C<int>;
9106
9107                  We don't have to do anything in these cases.  */
9108
9109               if (adjust_processing_template_decl)
9110                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
9111                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
9112                    important that we use make_friend_class since it will
9113                    perform some error-checking and output cross-reference
9114                    information.  */
9115                 ++processing_template_decl;
9116
9117               if (friend_type != error_mark_node)
9118                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
9119
9120               if (adjust_processing_template_decl)
9121                 --processing_template_decl;
9122             }
9123           else
9124             {
9125               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
9126               tree r;
9127
9128               /* The file and line for this declaration, to
9129                  assist in error message reporting.  Since we
9130                  called push_tinst_level above, we don't need to
9131                  restore these.  */
9132               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
9133
9134               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
9135                 {
9136                   ++processing_template_decl;
9137                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
9138                 }
9139
9140               r = tsubst_friend_function (t, args);
9141               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
9142               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
9143                 {
9144                   pop_deferring_access_checks ();
9145                   --processing_template_decl;
9146                 }
9147             }
9148         }
9149     }
9150
9151   if (CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (type))
9152     {
9153       tree decl = lambda_function (type);
9154       if (decl)
9155         {
9156           tree lambda = CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (type);
9157           if (LAMBDA_EXPR_DEDUCE_RETURN_TYPE_P (lambda))
9158             {
9159               apply_lambda_return_type (lambda, void_type_node);
9160               LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (lambda) = NULL_TREE;
9161             }
9162           instantiate_decl (decl, false, false);
9163           maybe_add_lambda_conv_op (type);
9164         }
9165       else
9166         gcc_assert (errorcount);
9167     }
9168
9169   /* Set the file and line number information to whatever is given for
9170      the class itself.  This puts error messages involving generated
9171      implicit functions at a predictable point, and the same point
9172      that would be used for non-template classes.  */
9173   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
9174
9175   unreverse_member_declarations (type);
9176   finish_struct_1 (type);
9177   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
9178
9179   /* We don't instantiate default arguments for member functions.  14.7.1:
9180
9181      The implicit instantiation of a class template specialization causes
9182      the implicit instantiation of the declarations, but not of the
9183      definitions or default arguments, of the class member functions,
9184      member classes, static data members and member templates....  */
9185
9186   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
9187      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
9188      added to the template at parsing time. Let's get those and perform
9189      the access checks then.  */
9190   perform_typedefs_access_check (pattern, args);
9191   perform_deferred_access_checks ();
9192   pop_nested_class ();
9193   maximum_field_alignment = saved_maximum_field_alignment;
9194   pop_from_top_level ();
9195   pop_deferring_access_checks ();
9196   pop_tinst_level ();
9197
9198   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
9199      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
9200      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
9201      the keyed_classes list.  */
9202   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
9203     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
9204
9205   return type;
9206 }
9207
9208 /* Wrapper for instantiate_class_template_1.  */
9209
9210 tree
9211 instantiate_class_template (tree type)
9212 {
9213   tree ret;
9214   timevar_push (TV_TEMPLATE_INST);
9215   ret = instantiate_class_template_1 (type);
9216   timevar_pop (TV_TEMPLATE_INST);
9217   return ret;
9218 }
9219
9220 static tree
9221 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
9222 {
9223   tree r;
9224
9225   if (!t)
9226     r = t;
9227   else if (TYPE_P (t))
9228     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
9229   else
9230     {
9231       if (!(complain & tf_warning))
9232         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
9233       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl,
9234                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
9235       if (!(complain & tf_warning))
9236         --c_inhibit_evaluation_warnings;
9237       /* Preserve the raw-reference nature of T.  */
9238       if (TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) == REFERENCE_TYPE
9239           && REFERENCE_REF_P (r))
9240         r = TREE_OPERAND (r, 0);
9241     }
9242   return r;
9243 }
9244
9245 /* Given a function parameter pack TMPL_PARM and some function parameters
9246    instantiated from it at *SPEC_P, return a NONTYPE_ARGUMENT_PACK of them
9247    and set *SPEC_P to point at the next point in the list.  */
9248
9249 static tree
9250 extract_fnparm_pack (tree tmpl_parm, tree *spec_p)
9251 {
9252   /* Collect all of the extra "packed" parameters into an
9253      argument pack.  */
9254   tree parmvec;
9255   tree parmtypevec;
9256   tree argpack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
9257   tree argtypepack = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
9258   tree spec_parm = *spec_p;
9259   int i, len;
9260
9261   for (len = 0; spec_parm; ++len, spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm))
9262     if (tmpl_parm
9263         && !function_parameter_expanded_from_pack_p (spec_parm, tmpl_parm))
9264       break;
9265
9266   /* Fill in PARMVEC and PARMTYPEVEC with all of the parameters.  */
9267   parmvec = make_tree_vec (len);
9268   parmtypevec = make_tree_vec (len);
9269   spec_parm = *spec_p;
9270   for (i = 0; i < len; i++, spec_parm = DECL_CHAIN (spec_parm))
9271     {
9272       TREE_VEC_ELT (parmvec, i) = spec_parm;
9273       TREE_VEC_ELT (parmtypevec, i) = TREE_TYPE (spec_parm);
9274     }
9275
9276   /* Build the argument packs.  */
9277   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argpack, parmvec);
9278   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argtypepack, parmtypevec);
9279   TREE_TYPE (argpack) = argtypepack;
9280   *spec_p = spec_parm;
9281
9282   return argpack;
9283 }
9284
9285 /* Give a chain SPEC_PARM of PARM_DECLs, pack them into a
9286    NONTYPE_ARGUMENT_PACK.  */
9287
9288 static tree
9289 make_fnparm_pack (tree spec_parm)
9290 {
9291   return extract_fnparm_pack (NULL_TREE, &spec_parm);
9292 }
9293
9294 /* Substitute ARGS into T, which is an pack expansion
9295    (i.e. TYPE_PACK_EXPANSION or EXPR_PACK_EXPANSION). Returns a
9296    TREE_VEC with the substituted arguments, a PACK_EXPANSION_* node
9297    (if only a partial substitution could be performed) or
9298    ERROR_MARK_NODE if there was an error.  */
9299 tree
9300 tsubst_pack_expansion (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
9301                        tree in_decl)
9302 {
9303   tree pattern;
9304   tree pack, packs = NULL_TREE;
9305   bool unsubstituted_packs = false;
9306   bool real_packs = false;
9307   int missing_level = 0;
9308   int i, len = -1;
9309   tree result;
9310   htab_t saved_local_specializations = NULL;
9311   bool need_local_specializations = false;
9312   int levels;
9313
9314   gcc_assert (PACK_EXPANSION_P (t));
9315   pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (t);
9316
9317   /* Add in any args remembered from an earlier partial instantiation.  */
9318   args = add_to_template_args (PACK_EXPANSION_EXTRA_ARGS (t), args);
9319
9320   levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
9321
9322   /* Determine the argument packs that will instantiate the parameter
9323      packs used in the expansion expression. While we're at it,
9324      compute the number of arguments to be expanded and make sure it
9325      is consistent.  */
9326   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (t); pack; 
9327        pack = TREE_CHAIN (pack))
9328     {
9329       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
9330       tree arg_pack = NULL_TREE;
9331       tree orig_arg = NULL_TREE;
9332       int level = 0;
9333
9334       if (TREE_CODE (parm_pack) == BASES)
9335        {
9336          if (BASES_DIRECT (parm_pack))
9337            return calculate_direct_bases (tsubst_expr (BASES_TYPE (parm_pack),
9338                                                         args, complain, in_decl, false));
9339          else
9340            return calculate_bases (tsubst_expr (BASES_TYPE (parm_pack),
9341                                                  args, complain, in_decl, false));
9342        }
9343       if (TREE_CODE (parm_pack) == PARM_DECL)
9344         {
9345           if (PACK_EXPANSION_LOCAL_P (t))
9346             arg_pack = retrieve_local_specialization (parm_pack);
9347           else
9348             {
9349               /* We can't rely on local_specializations for a parameter
9350                  name used later in a function declaration (such as in a
9351                  late-specified return type).  Even if it exists, it might
9352                  have the wrong value for a recursive call.  Just make a
9353                  dummy decl, since it's only used for its type.  */
9354               arg_pack = tsubst_decl (parm_pack, args, complain);
9355               if (arg_pack && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (arg_pack))
9356                 /* Partial instantiation of the parm_pack, we can't build
9357                    up an argument pack yet.  */
9358                 arg_pack = NULL_TREE;
9359               else
9360                 arg_pack = make_fnparm_pack (arg_pack);
9361               need_local_specializations = true;
9362             }
9363         }
9364       else
9365         {
9366           int idx;
9367           template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
9368
9369           if (level <= levels)
9370             arg_pack = TMPL_ARG (args, level, idx);
9371         }
9372
9373       orig_arg = arg_pack;
9374       if (arg_pack && TREE_CODE (arg_pack) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
9375         arg_pack = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg_pack);
9376       
9377       if (arg_pack && !ARGUMENT_PACK_P (arg_pack))
9378         /* This can only happen if we forget to expand an argument
9379            pack somewhere else. Just return an error, silently.  */
9380         {
9381           result = make_tree_vec (1);
9382           TREE_VEC_ELT (result, 0) = error_mark_node;
9383           return result;
9384         }
9385
9386       if (arg_from_parm_pack_p (arg_pack, parm_pack))
9387         /* The argument pack that the parameter maps to is just an
9388            expansion of the parameter itself, such as one would find
9389            in the implicit typedef of a class inside the class itself.
9390            Consider this parameter "unsubstituted", so that we will
9391            maintain the outer pack expansion.  */
9392         arg_pack = NULL_TREE;
9393           
9394       if (arg_pack)
9395         {
9396           int my_len = 
9397             TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack));
9398
9399           /* Don't bother trying to do a partial substitution with
9400              incomplete packs; we'll try again after deduction.  */
9401           if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg_pack))
9402             return t;
9403
9404           if (len < 0)
9405             len = my_len;
9406           else if (len != my_len)
9407             {
9408               if (!(complain & tf_error))
9409                 /* Fail quietly.  */;
9410               else if (TREE_CODE (t) == TYPE_PACK_EXPANSION)
9411                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
9412                        "%<%T%>",
9413                        pattern);
9414               else
9415                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
9416                        "%<%E%>",
9417                        pattern);
9418               return error_mark_node;
9419             }
9420
9421           if (TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack)) == 1
9422               && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack),
9423                                                  0)))
9424             /* This isn't a real argument pack yet.  */;
9425           else
9426             real_packs = true;
9427
9428           /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
9429              argument packs.  */
9430           packs = tree_cons (parm_pack, arg_pack, packs);
9431           TREE_TYPE (packs) = orig_arg;
9432         }
9433       else
9434         {
9435           /* We can't substitute for this parameter pack.  We use a flag as
9436              well as the missing_level counter because function parameter
9437              packs don't have a level.  */
9438           unsubstituted_packs = true;
9439           if (!missing_level || missing_level > level)
9440             missing_level = level;
9441         }
9442     }
9443
9444   /* We cannot expand this expansion expression, because we don't have
9445      all of the argument packs we need.  */
9446   if (unsubstituted_packs)
9447     {
9448       if (real_packs)
9449         {
9450           /* We got some full packs, but we can't substitute them in until we
9451              have values for all the packs.  So remember these until then.  */
9452           tree save_args;
9453
9454           t = make_pack_expansion (pattern);
9455
9456           /* The call to add_to_template_args above assumes no overlap
9457              between saved args and new args, so prune away any fake
9458              args, i.e. those that satisfied arg_from_parm_pack_p above.  */
9459           if (missing_level && levels >= missing_level)
9460             {
9461               gcc_assert (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args)
9462                           && missing_level > 1);
9463               TREE_VEC_LENGTH (args) = missing_level - 1;
9464               save_args = copy_node (args);
9465               TREE_VEC_LENGTH (args) = levels;
9466             }
9467           else
9468             save_args = args;
9469
9470           PACK_EXPANSION_EXTRA_ARGS (t) = save_args;
9471         }
9472       else
9473         {
9474           /* There were no real arguments, we're just replacing a parameter
9475              pack with another version of itself. Substitute into the
9476              pattern and return a PACK_EXPANSION_*. The caller will need to
9477              deal with that.  */
9478           if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
9479             t = tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
9480                              /*integral_constant_expression_p=*/false);
9481           else
9482             t = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
9483           t = make_pack_expansion (t);
9484         }
9485       return t;
9486     }
9487
9488   /* We could not find any argument packs that work.  */
9489   if (len < 0)
9490     return error_mark_node;
9491
9492   if (need_local_specializations)
9493     {
9494       /* We're in a late-specified return type, so create our own local
9495          specializations table; the current table is either NULL or (in the
9496          case of recursive unification) might have bindings that we don't
9497          want to use or alter.  */
9498       saved_local_specializations = local_specializations;
9499       local_specializations = htab_create (37,
9500                                            hash_local_specialization,
9501                                            eq_local_specializations,
9502                                            NULL);
9503     }
9504
9505   /* For each argument in each argument pack, substitute into the
9506      pattern.  */
9507   result = make_tree_vec (len);
9508   for (i = 0; i < len; ++i)
9509     {
9510       /* For parameter pack, change the substitution of the parameter
9511          pack to the ith argument in its argument pack, then expand
9512          the pattern.  */
9513       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
9514         {
9515           tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
9516           tree arg;
9517
9518           /* Select the Ith argument from the pack.  */
9519           if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
9520             {
9521               if (i == 0)
9522                 {
9523                   arg = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
9524                   ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg) = TREE_VALUE (pack);
9525                   mark_used (parm);
9526                   register_local_specialization (arg, parm);
9527                 }
9528               else
9529                 arg = retrieve_local_specialization (parm);
9530             }
9531           else
9532             {
9533               int idx, level;
9534               template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
9535
9536               if (i == 0)
9537                 {
9538                   arg = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
9539                   ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg) = TREE_VALUE (pack);
9540                   /* Update the corresponding argument.  */
9541                   TMPL_ARG (args, level, idx) = arg;
9542                 }
9543               else
9544                 /* Re-use the ARGUMENT_PACK_SELECT.  */
9545                 arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
9546             }
9547           ARGUMENT_PACK_SELECT_INDEX (arg) = i;
9548         }
9549
9550       /* Substitute into the PATTERN with the altered arguments.  */
9551       if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
9552         TREE_VEC_ELT (result, i) = 
9553           tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
9554                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
9555       else
9556         TREE_VEC_ELT (result, i) = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
9557
9558       if (TREE_VEC_ELT (result, i) == error_mark_node)
9559         {
9560           result = error_mark_node;
9561           break;
9562         }
9563     }
9564
9565   /* Update ARGS to restore the substitution from parameter packs to
9566      their argument packs.  */
9567   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
9568     {
9569       tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
9570
9571       if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
9572         register_local_specialization (TREE_TYPE (pack), parm);
9573       else
9574         {
9575           int idx, level;
9576           template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
9577           
9578           /* Update the corresponding argument.  */
9579           if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
9580             TREE_VEC_ELT (TREE_VEC_ELT (args, level -1 ), idx) =
9581               TREE_TYPE (pack);
9582           else
9583             TREE_VEC_ELT (args, idx) = TREE_TYPE (pack);
9584         }
9585     }
9586
9587   if (need_local_specializations)
9588     {
9589       htab_delete (local_specializations);
9590       local_specializations = saved_local_specializations;
9591     }
9592   
9593   return result;
9594 }
9595
9596 /* Given PARM_DECL PARM, find the corresponding PARM_DECL in the template
9597    TMPL.  We do this using DECL_PARM_INDEX, which should work even with
9598    parameter packs; all parms generated from a function parameter pack will
9599    have the same DECL_PARM_INDEX.  */
9600
9601 tree
9602 get_pattern_parm (tree parm, tree tmpl)
9603 {
9604   tree pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
9605   tree patparm;
9606
9607   if (DECL_ARTIFICIAL (parm))
9608     {
9609       for (patparm = DECL_ARGUMENTS (pattern);
9610            patparm; patparm = DECL_CHAIN (patparm))
9611         if (DECL_ARTIFICIAL (patparm)
9612             && DECL_NAME (parm) == DECL_NAME (patparm))
9613           break;
9614     }
9615   else
9616     {
9617       patparm = FUNCTION_FIRST_USER_PARM (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
9618       patparm = chain_index (DECL_PARM_INDEX (parm)-1, patparm);
9619       gcc_assert (DECL_PARM_INDEX (patparm)
9620                   == DECL_PARM_INDEX (parm));
9621     }
9622
9623   return patparm;
9624 }
9625
9626 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
9627
9628 static tree
9629 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
9630 {
9631   tree orig_t = t;
9632   int len, need_new = 0, i, expanded_len_adjust = 0, out;
9633   tree *elts;
9634
9635   if (t == error_mark_node)
9636     return error_mark_node;
9637
9638   len = TREE_VEC_LENGTH (t);
9639   elts = XALLOCAVEC (tree, len);
9640
9641   for (i = 0; i < len; i++)
9642     {
9643       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
9644       tree new_arg;
9645
9646       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
9647         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
9648       else if (PACK_EXPANSION_P (orig_arg))
9649         {
9650           /* Substitute into an expansion expression.  */
9651           new_arg = tsubst_pack_expansion (orig_arg, args, complain, in_decl);
9652
9653           if (TREE_CODE (new_arg) == TREE_VEC)
9654             /* Add to the expanded length adjustment the number of
9655                expanded arguments. We subtract one from this
9656                measurement, because the argument pack expression
9657                itself is already counted as 1 in
9658                LEN. EXPANDED_LEN_ADJUST can actually be negative, if
9659                the argument pack is empty.  */
9660             expanded_len_adjust += TREE_VEC_LENGTH (new_arg) - 1;
9661         }
9662       else if (ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
9663         {
9664           /* Substitute into each of the arguments.  */
9665           new_arg = TYPE_P (orig_arg)
9666             ? cxx_make_type (TREE_CODE (orig_arg))
9667             : make_node (TREE_CODE (orig_arg));
9668           
9669           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (
9670             new_arg,
9671             tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (orig_arg),
9672                                   args, complain, in_decl));
9673
9674           if (ARGUMENT_PACK_ARGS (new_arg) == error_mark_node)
9675             new_arg = error_mark_node;
9676
9677           if (TREE_CODE (new_arg) == NONTYPE_ARGUMENT_PACK) {
9678             TREE_TYPE (new_arg) = tsubst (TREE_TYPE (orig_arg), args,
9679                                           complain, in_decl);
9680             TREE_CONSTANT (new_arg) = TREE_CONSTANT (orig_arg);
9681
9682             if (TREE_TYPE (new_arg) == error_mark_node)
9683               new_arg = error_mark_node;
9684           }
9685         }
9686       else
9687         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
9688
9689       if (new_arg == error_mark_node)
9690         return error_mark_node;
9691
9692       elts[i] = new_arg;
9693       if (new_arg != orig_arg)
9694         need_new = 1;
9695     }
9696
9697   if (!need_new)
9698     return t;
9699
9700   /* Make space for the expanded arguments coming from template
9701      argument packs.  */
9702   t = make_tree_vec (len + expanded_len_adjust);
9703   /* ORIG_T can contain TREE_VECs. That happens if ORIG_T contains the
9704      arguments for a member template.
9705      In that case each TREE_VEC in ORIG_T represents a level of template
9706      arguments, and ORIG_T won't carry any non defaulted argument count.
9707      It will rather be the nested TREE_VECs that will carry one.
9708      In other words, ORIG_T carries a non defaulted argument count only
9709      if it doesn't contain any nested TREE_VEC.  */
9710   if (NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (orig_t))
9711     {
9712       int count = GET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (orig_t);
9713       count += expanded_len_adjust;
9714       SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (t, count);
9715     }
9716   for (i = 0, out = 0; i < len; i++)
9717     {
9718       if ((PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i))
9719            || ARGUMENT_PACK_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i)))
9720           && TREE_CODE (elts[i]) == TREE_VEC)
9721         {
9722           int idx;
9723
9724           /* Now expand the template argument pack "in place".  */
9725           for (idx = 0; idx < TREE_VEC_LENGTH (elts[i]); idx++, out++)
9726             TREE_VEC_ELT (t, out) = TREE_VEC_ELT (elts[i], idx);
9727         }
9728       else
9729         {
9730           TREE_VEC_ELT (t, out) = elts[i];
9731           out++;
9732         }
9733     }
9734
9735   return t;
9736 }
9737
9738 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
9739    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
9740    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
9741    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
9742    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
9743    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
9744
9745 static tree
9746 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
9747 {
9748   tree r = NULL_TREE;
9749   tree* new_parms;
9750
9751   /* When substituting into a template, we must set
9752      PROCESSING_TEMPLATE_DECL as the template parameters may be
9753      dependent if they are based on one-another, and the dependency
9754      predicates are short-circuit outside of templates.  */
9755   ++processing_template_decl;
9756
9757   for (new_parms = &r;
9758        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
9759        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
9760          parms = TREE_CHAIN (parms))
9761     {
9762       tree new_vec =
9763         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
9764       int i;
9765
9766       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
9767         {
9768           tree tuple;
9769
9770           if (parms == error_mark_node)
9771             continue;
9772
9773           tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
9774
9775           if (tuple == error_mark_node)
9776             continue;
9777
9778           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) =
9779             tsubst_template_parm (tuple, args, complain);
9780         }
9781
9782       *new_parms =
9783         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
9784                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
9785                    new_vec, NULL_TREE);
9786     }
9787
9788   --processing_template_decl;
9789
9790   return r;
9791 }
9792
9793 /* Return the result of substituting ARGS into one template parameter
9794    given by T. T Must be a TREE_LIST which TREE_VALUE is the template
9795    parameter and which TREE_PURPOSE is the default argument of the
9796    template parameter.  */
9797
9798 static tree
9799 tsubst_template_parm (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
9800 {
9801   tree default_value, parm_decl;
9802
9803   if (args == NULL_TREE
9804       || t == NULL_TREE
9805       || t == error_mark_node)
9806     return t;
9807
9808   gcc_assert (TREE_CODE (t) == TREE_LIST);
9809
9810   default_value = TREE_PURPOSE (t);
9811   parm_decl = TREE_VALUE (t);
9812
9813   parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
9814   if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
9815       && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
9816     parm_decl = error_mark_node;
9817   default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
9818                                        complain, NULL_TREE);
9819
9820   return build_tree_list (default_value, parm_decl);
9821 }
9822
9823 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
9824    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
9825    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
9826    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
9827    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
9828
9829 static tree
9830 tsubst_aggr_type (tree t,
9831                   tree args,
9832                   tsubst_flags_t complain,
9833                   tree in_decl,
9834                   int entering_scope)
9835 {
9836   if (t == NULL_TREE)
9837     return NULL_TREE;
9838
9839   switch (TREE_CODE (t))
9840     {
9841     case RECORD_TYPE:
9842       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
9843         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9844
9845       /* Else fall through.  */
9846     case ENUMERAL_TYPE:
9847     case UNION_TYPE:
9848       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t) && uses_template_parms (t))
9849         {
9850           tree argvec;
9851           tree context;
9852           tree r;
9853           int saved_unevaluated_operand;
9854           int saved_inhibit_evaluation_warnings;
9855
9856           /* In "sizeof(X<I>)" we need to evaluate "I".  */
9857           saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
9858           cp_unevaluated_operand = 0;
9859           saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
9860           c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
9861
9862           /* First, determine the context for the type we are looking
9863              up.  */
9864           context = TYPE_CONTEXT (t);
9865           if (context && TYPE_P (context))
9866             {
9867               context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
9868                                           in_decl, /*entering_scope=*/1);
9869               /* If context is a nested class inside a class template,
9870                  it may still need to be instantiated (c++/33959).  */
9871               context = complete_type (context);
9872             }
9873
9874           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
9875              type we are trying to find.  For example, given:
9876
9877                template <class T> struct S;
9878                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
9879
9880              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
9881              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
9882              S we only want {double}.  */
9883           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
9884                                          complain, in_decl);
9885           if (argvec == error_mark_node)
9886             r = error_mark_node;
9887           else
9888             {
9889               r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
9890                                          entering_scope, complain);
9891               r = cp_build_qualified_type_real (r, cp_type_quals (t), complain);
9892             }
9893
9894           cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
9895           c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
9896
9897           return r;
9898         }
9899       else
9900         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
9901         return t;
9902
9903     default:
9904       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
9905     }
9906 }
9907
9908 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
9909    FN), which has the indicated TYPE.  */
9910
9911 tree
9912 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
9913 {
9914   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
9915   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
9916
9917   /* This can happen in invalid code.  */
9918   if (TREE_CODE (arg) == DEFAULT_ARG)
9919     return arg;
9920
9921   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
9922      default argument here, not in tsubst.  In the case of
9923      something like:
9924
9925        template <class T>
9926        struct S {
9927          static T t();
9928          void f(T = t());
9929        };
9930
9931      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
9932      rather than in the current class.  */
9933   push_access_scope (fn);
9934   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
9935   if (cfun)
9936     {
9937       saved_class_ptr = current_class_ptr;
9938       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
9939       saved_class_ref = current_class_ref;
9940       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
9941     }
9942
9943   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
9944   /* The default argument expression may cause implicitly defined
9945      member functions to be synthesized, which will result in garbage
9946      collection.  We must treat this situation as if we were within
9947      the body of function so as to avoid collecting live data on the
9948      stack.  */
9949   ++function_depth;
9950   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
9951                      tf_warning_or_error, NULL_TREE,
9952                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
9953   --function_depth;
9954   pop_deferring_access_checks();
9955
9956   /* Restore the "this" pointer.  */
9957   if (cfun)
9958     {
9959       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
9960       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
9961     }
9962
9963   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
9964   arg = check_default_argument (type, arg);
9965
9966   pop_access_scope (fn);
9967
9968   return arg;
9969 }
9970
9971 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
9972
9973 static void
9974 tsubst_default_arguments (tree fn)
9975 {
9976   tree arg;
9977   tree tmpl_args;
9978
9979   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
9980
9981   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
9982      its default arguments.  */
9983   if (uses_template_parms (tmpl_args))
9984     return;
9985   /* Don't do this again for clones.  */
9986   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (fn))
9987     return;
9988
9989   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
9990        arg;
9991        arg = TREE_CHAIN (arg))
9992     if (TREE_PURPOSE (arg))
9993       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
9994                                                     TREE_VALUE (arg),
9995                                                     TREE_PURPOSE (arg));
9996 }
9997
9998 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
9999    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
10000    control of COMPLAIN.  */
10001
10002 static tree
10003 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
10004 {
10005 #define RETURN(EXP) do { r = (EXP); goto out; } while(0)
10006   location_t saved_loc;
10007   tree r = NULL_TREE;
10008   tree in_decl = t;
10009   hashval_t hash = 0;
10010
10011   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
10012   saved_loc = input_location;
10013   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
10014
10015   switch (TREE_CODE (t))
10016     {
10017     case TEMPLATE_DECL:
10018       {
10019         /* We can get here when processing a member function template,
10020            member class template, or template template parameter.  */
10021         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
10022         tree spec;
10023         tree tmpl_args;
10024         tree full_args;
10025
10026         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
10027           {
10028             /* Template template parameter is treated here.  */
10029             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10030             if (new_type == error_mark_node)
10031               RETURN (error_mark_node);
10032
10033             r = copy_decl (t);
10034             DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10035             TREE_TYPE (r) = new_type;
10036             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
10037               = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (decl),
10038                             TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
10039             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
10040               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
10041                                        complain);
10042             TYPE_NAME (new_type) = r;
10043             break;
10044           }
10045
10046         /* We might already have an instance of this template.
10047            The ARGS are for the surrounding class type, so the
10048            full args contain the tsubst'd args for the context,
10049            plus the innermost args from the template decl.  */
10050         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
10051           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
10052           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
10053         /* Because this is a template, the arguments will still be
10054            dependent, even after substitution.  If
10055            PROCESSING_TEMPLATE_DECL is not set, the dependency
10056            predicates will short-circuit.  */
10057         ++processing_template_decl;
10058         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
10059                                           complain, in_decl);
10060         --processing_template_decl;
10061         if (full_args == error_mark_node)
10062           RETURN (error_mark_node);
10063
10064         /* If this is a default template template argument,
10065            tsubst might not have changed anything.  */
10066         if (full_args == tmpl_args)
10067           RETURN (t);
10068
10069         hash = hash_tmpl_and_args (t, full_args);
10070         spec = retrieve_specialization (t, full_args, hash);
10071         if (spec != NULL_TREE)
10072           {
10073             r = spec;
10074             break;
10075           }
10076
10077         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
10078            original, but will record the current template arguments.
10079            We also create a new function declaration, which is just
10080            like the old one, but points to this new template, rather
10081            than the old one.  */
10082         r = copy_decl (t);
10083         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
10084         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10085
10086         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (t, args);
10087
10088         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
10089             && !TYPE_DECL_ALIAS_P (decl))
10090           {
10091             tree new_type;
10092             ++processing_template_decl;
10093             new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10094             --processing_template_decl;
10095             if (new_type == error_mark_node)
10096               RETURN (error_mark_node);
10097
10098             TREE_TYPE (r) = new_type;
10099             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
10100             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
10101             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
10102             DECL_CONTEXT (r) = TYPE_CONTEXT (new_type);
10103           }
10104         else
10105           {
10106             tree new_decl;
10107             ++processing_template_decl;
10108             new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
10109             --processing_template_decl;
10110             if (new_decl == error_mark_node)
10111               RETURN (error_mark_node);
10112
10113             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
10114             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
10115             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
10116             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
10117             DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (new_decl);
10118           }
10119
10120         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
10121         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
10122         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
10123
10124         /* The template parameters for this new template are all the
10125            template parameters for the old template, except the
10126            outermost level of parameters.  */
10127         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
10128           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
10129                                    complain);
10130
10131         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
10132           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
10133
10134         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
10135           /* Record this non-type partial instantiation.  */
10136           register_specialization (r, t,
10137                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)),
10138                                    false, hash);
10139       }
10140       break;
10141
10142     case FUNCTION_DECL:
10143       {
10144         tree ctx;
10145         tree argvec = NULL_TREE;
10146         tree *friends;
10147         tree gen_tmpl;
10148         tree type;
10149         int member;
10150         int args_depth;
10151         int parms_depth;
10152
10153         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
10154         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
10155
10156         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
10157           {
10158             tree spec;
10159             bool dependent_p;
10160
10161             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
10162                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
10163                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
10164                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
10165             ++processing_template_decl;
10166             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
10167             --processing_template_decl;
10168             if (!dependent_p)
10169               RETURN (t);
10170
10171             /* Calculate the most general template of which R is a
10172                specialization, and the complete set of arguments used to
10173                specialize R.  */
10174             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
10175             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
10176                                           (DECL_TEMPLATE_RESULT
10177                                                  (DECL_TI_TEMPLATE (t))),
10178                                            args, complain, in_decl);
10179             if (argvec == error_mark_node)
10180               RETURN (error_mark_node);
10181
10182             /* Check to see if we already have this specialization.  */
10183             hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
10184             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
10185
10186             if (spec)
10187               {
10188                 r = spec;
10189                 break;
10190               }
10191
10192             /* We can see more levels of arguments than parameters if
10193                there was a specialization of a member template, like
10194                this:
10195
10196                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
10197                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
10198
10199                Here, we'll be substituting into the specialization,
10200                because that's where we can find the code we actually
10201                want to generate, but we'll have enough arguments for
10202                the most general template.
10203
10204                We also deal with the peculiar case:
10205
10206                  template <class T> struct S {
10207                    template <class U> friend void f();
10208                  };
10209                  template <class U> void f() {}
10210                  template S<int>;
10211                  template void f<double>();
10212
10213                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
10214                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
10215                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
10216                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
10217                situations like:
10218
10219                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
10220                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
10221
10222                which we can spot because the pattern will be a
10223                specialization in this case.  */
10224             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
10225             parms_depth =
10226               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
10227             if (args_depth > parms_depth
10228                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
10229               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
10230           }
10231         else
10232           {
10233             /* This special case arises when we have something like this:
10234
10235                  template <class T> struct S {
10236                    friend void f<int>(int, double);
10237                  };
10238
10239                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
10240                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
10241                tsubst_friend_function, and we want only to create a
10242                new decl (R) with appropriate types so that we can call
10243                determine_specialization.  */
10244             gen_tmpl = NULL_TREE;
10245           }
10246
10247         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
10248           {
10249             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
10250               member = 2;
10251             else
10252               member = 1;
10253             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
10254                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
10255           }
10256         else
10257           {
10258             member = 0;
10259             ctx = DECL_CONTEXT (t);
10260           }
10261         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10262         if (type == error_mark_node)
10263           RETURN (error_mark_node);
10264
10265         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
10266            point, as they may not represent instantiations of this
10267            template, and in any case are considered separate under the
10268            discrete model.  */
10269         r = copy_decl (t);
10270         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
10271         TREE_TYPE (r) = type;
10272         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
10273         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
10274         SET_DECL_RTL (r, NULL);
10275         /* Leave DECL_INITIAL set on deleted instantiations.  */
10276         if (!DECL_DELETED_FN (r))
10277           DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
10278         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
10279
10280         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
10281           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
10282              case it's the name of one of the template's parameters.  */
10283           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
10284
10285         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
10286                                      complain, t);
10287         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
10288
10289         TREE_STATIC (r) = 0;
10290         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
10291         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
10292         /* If this is an instantiation of a function with internal
10293            linkage, we already know what object file linkage will be
10294            assigned to the instantiation.  */
10295         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
10296         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
10297         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10298         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
10299         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
10300         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
10301         DECL_STRUCT_FUNCTION (r) = NULL;
10302         TREE_USED (r) = 0;
10303         /* We'll re-clone as appropriate in instantiate_template.  */
10304         DECL_CLONED_FUNCTION (r) = NULL_TREE;
10305
10306         /* If we aren't complaining now, return on error before we register
10307            the specialization so that we'll complain eventually.  */
10308         if ((complain & tf_error) == 0
10309             && IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
10310             && !grok_op_properties (r, /*complain=*/false))
10311           RETURN (error_mark_node);
10312
10313         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
10314            this in the special friend case mentioned above where
10315            GEN_TMPL is NULL.  */
10316         if (gen_tmpl)
10317           {
10318             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
10319               = build_template_info (gen_tmpl, argvec);
10320             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
10321             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
10322
10323             /* We're not supposed to instantiate default arguments
10324                until they are called, for a template.  But, for a
10325                declaration like:
10326
10327                  template <class T> void f ()
10328                  { extern void g(int i = T()); }
10329
10330                we should do the substitution when the template is
10331                instantiated.  We handle the member function case in
10332                instantiate_class_template since the default arguments
10333                might refer to other members of the class.  */
10334             if (!member
10335                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
10336                 && !uses_template_parms (argvec))
10337               tsubst_default_arguments (r);
10338           }
10339         else
10340           DECL_TEMPLATE_INFO (r) = NULL_TREE;
10341
10342         /* Copy the list of befriending classes.  */
10343         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
10344              *friends;
10345              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
10346           {
10347             *friends = copy_node (*friends);
10348             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
10349                                             args, complain,
10350                                             in_decl);
10351           }
10352
10353         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
10354           {
10355             maybe_retrofit_in_chrg (r);
10356             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
10357               grok_ctor_properties (ctx, r);
10358             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
10359                If it isn't, that'll be handled by
10360                clone_constructors_and_destructors.  */
10361             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
10362               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
10363           }
10364         else if ((complain & tf_error) != 0
10365                  && IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
10366                  && !grok_op_properties (r, /*complain=*/true))
10367           RETURN (error_mark_node);
10368
10369         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
10370           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
10371                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
10372                                             args, complain, in_decl));
10373
10374         /* Possibly limit visibility based on template args.  */
10375         DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
10376         if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
10377           {
10378             DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
10379             DECL_ATTRIBUTES (r)
10380               = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
10381           }
10382         determine_visibility (r);
10383         if (DECL_DEFAULTED_OUTSIDE_CLASS_P (r)
10384             && !processing_template_decl)
10385           defaulted_late_check (r);
10386
10387         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
10388                                         args, complain, in_decl);
10389       }
10390       break;
10391
10392     case PARM_DECL:
10393       {
10394         tree type = NULL_TREE;
10395         int i, len = 1;
10396         tree expanded_types = NULL_TREE;
10397         tree prev_r = NULL_TREE;
10398         tree first_r = NULL_TREE;
10399
10400         if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
10401           {
10402             /* If there is a local specialization that isn't a
10403                parameter pack, it means that we're doing a "simple"
10404                substitution from inside tsubst_pack_expansion. Just
10405                return the local specialization (which will be a single
10406                parm).  */
10407             tree spec = retrieve_local_specialization (t);
10408             if (spec 
10409                 && TREE_CODE (spec) == PARM_DECL
10410                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (spec)) != TYPE_PACK_EXPANSION)
10411               RETURN (spec);
10412
10413             /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
10414                the parameters in this function parameter pack.  */
10415             expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (t), args,
10416                                                     complain, in_decl);
10417             if (TREE_CODE (expanded_types) == TREE_VEC)
10418               {
10419                 len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
10420
10421                 /* Zero-length parameter packs are boring. Just substitute
10422                    into the chain.  */
10423                 if (len == 0)
10424                   RETURN (tsubst (TREE_CHAIN (t), args, complain,
10425                                   TREE_CHAIN (t)));
10426               }
10427             else
10428               {
10429                 /* All we did was update the type. Make a note of that.  */
10430                 type = expanded_types;
10431                 expanded_types = NULL_TREE;
10432               }
10433           }
10434
10435         /* Loop through all of the parameter's we'll build. When T is
10436            a function parameter pack, LEN is the number of expanded
10437            types in EXPANDED_TYPES; otherwise, LEN is 1.  */
10438         r = NULL_TREE;
10439         for (i = 0; i < len; ++i)
10440           {
10441             prev_r = r;
10442             r = copy_node (t);
10443             if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
10444               SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
10445
10446             if (expanded_types)
10447               /* We're on the Ith parameter of the function parameter
10448                  pack.  */
10449               {
10450                 /* An argument of a function parameter pack is not a parameter
10451                    pack.  */
10452                 FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (r) = false;
10453
10454                 /* Get the Ith type.  */
10455                 type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
10456
10457                 if (DECL_NAME (r))
10458                   /* Rename the parameter to include the index.  */
10459                   DECL_NAME (r) =
10460                     make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (r), i);
10461               }
10462             else if (!type)
10463               /* We're dealing with a normal parameter.  */
10464               type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10465
10466             type = type_decays_to (type);
10467             TREE_TYPE (r) = type;
10468             cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
10469
10470             if (DECL_INITIAL (r))
10471               {
10472                 if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
10473                   DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
10474                 else
10475                   DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
10476                                              complain, in_decl);
10477               }
10478
10479             DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
10480
10481             if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
10482               DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
10483
10484             apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
10485                                             args, complain, in_decl);
10486
10487             /* Keep track of the first new parameter we
10488                generate. That's what will be returned to the
10489                caller.  */
10490             if (!first_r)
10491               first_r = r;
10492
10493             /* Build a proper chain of parameters when substituting
10494                into a function parameter pack.  */
10495             if (prev_r)
10496               DECL_CHAIN (prev_r) = r;
10497           }
10498
10499         if (DECL_CHAIN (t))
10500           DECL_CHAIN (r) = tsubst (DECL_CHAIN (t), args,
10501                                    complain, DECL_CHAIN (t));
10502
10503         /* FIRST_R contains the start of the chain we've built.  */
10504         r = first_r;
10505       }
10506       break;
10507
10508     case FIELD_DECL:
10509       {
10510         tree type;
10511
10512         r = copy_decl (t);
10513         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10514         if (type == error_mark_node)
10515           RETURN (error_mark_node);
10516         TREE_TYPE (r) = type;
10517         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
10518
10519         if (DECL_C_BIT_FIELD (r))
10520           /* For bit-fields, DECL_INITIAL gives the number of bits.  For
10521              non-bit-fields DECL_INITIAL is a non-static data member
10522              initializer, which gets deferred instantiation.  */
10523           DECL_INITIAL (r)
10524             = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
10525                            complain, in_decl,
10526                            /*integral_constant_expression_p=*/true);
10527         else if (DECL_INITIAL (t))
10528           {
10529             /* Set up DECL_TEMPLATE_INFO so that we can get at the
10530                NSDMI in perform_member_init.  Still set DECL_INITIAL
10531                so that we know there is one.  */
10532             DECL_INITIAL (r) = void_zero_node;
10533             gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) == NULL);
10534             retrofit_lang_decl (r);
10535             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (t, args);
10536           }
10537         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
10538            finish_member_declaration.  */
10539         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10540         if (VOID_TYPE_P (type))
10541           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
10542
10543         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
10544                                         args, complain, in_decl);
10545       }
10546       break;
10547
10548     case USING_DECL:
10549       /* We reach here only for member using decls.  */
10550       if (DECL_DEPENDENT_P (t))
10551         {
10552           r = do_class_using_decl
10553             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
10554              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
10555           if (!r)
10556             r = error_mark_node;
10557           else
10558             {
10559               TREE_PROTECTED (r) = TREE_PROTECTED (t);
10560               TREE_PRIVATE (r) = TREE_PRIVATE (t);
10561             }
10562         }
10563       else
10564         {
10565           r = copy_node (t);
10566           DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10567         }
10568       break;
10569
10570     case TYPE_DECL:
10571     case VAR_DECL:
10572       {
10573         tree argvec = NULL_TREE;
10574         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
10575         tree spec;
10576         tree tmpl = NULL_TREE;
10577         tree ctx;
10578         tree type = NULL_TREE;
10579         bool local_p;
10580
10581         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
10582             && t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
10583           {
10584             /* If this is the canonical decl, we don't have to
10585                mess with instantiations, and often we can't (for
10586                typename, template type parms and such).  Note that
10587                TYPE_NAME is not correct for the above test if
10588                we've copied the type for a typedef.  */
10589             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10590             if (type == error_mark_node)
10591               RETURN (error_mark_node);
10592             r = TYPE_NAME (type);
10593             break;
10594           }
10595
10596         /* Check to see if we already have the specialization we
10597            need.  */
10598         spec = NULL_TREE;
10599         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t) || DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
10600           {
10601             /* T is a static data member or namespace-scope entity.
10602                We have to substitute into namespace-scope variables
10603                (even though such entities are never templates) because
10604                of cases like:
10605                
10606                  template <class T> void f() { extern T t; }
10607
10608                where the entity referenced is not known until
10609                instantiation time.  */
10610             local_p = false;
10611             ctx = DECL_CONTEXT (t);
10612             if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
10613               {
10614                 ctx = tsubst_aggr_type (ctx, args,
10615                                         complain,
10616                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
10617                 /* If CTX is unchanged, then T is in fact the
10618                    specialization we want.  That situation occurs when
10619                    referencing a static data member within in its own
10620                    class.  We can use pointer equality, rather than
10621                    same_type_p, because DECL_CONTEXT is always
10622                    canonical...  */
10623                 if (ctx == DECL_CONTEXT (t)
10624                     && (TREE_CODE (t) != TYPE_DECL
10625                         /* ... unless T is a member template; in which
10626                            case our caller can be willing to create a
10627                            specialization of that template represented
10628                            by T.  */
10629                         || !(DECL_TI_TEMPLATE (t)
10630                              && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (t)))))
10631                   spec = t;
10632               }
10633
10634             if (!spec)
10635               {
10636                 tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
10637                 gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
10638                 argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
10639                 hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
10640                 spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
10641               }
10642           }
10643         else
10644           {
10645             /* A local variable.  */
10646             local_p = true;
10647             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
10648             ctx = NULL_TREE;
10649             spec = retrieve_local_specialization (t);
10650           }
10651         /* If we already have the specialization we need, there is
10652            nothing more to do.  */ 
10653         if (spec)
10654           {
10655             r = spec;
10656             break;
10657           }
10658
10659         /* Create a new node for the specialization we need.  */
10660         r = copy_decl (t);
10661         if (type == NULL_TREE)
10662           {
10663             if (is_typedef_decl (t))
10664               type = DECL_ORIGINAL_TYPE (t);
10665             else
10666               type = TREE_TYPE (t);
10667             if (TREE_CODE (t) == VAR_DECL
10668                 && VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (t)
10669                 && type != error_mark_node)
10670               type = strip_array_domain (type);
10671             type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
10672           }
10673         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
10674           {
10675             /* Even if the original location is out of scope, the
10676                newly substituted one is not.  */
10677             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
10678             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
10679             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (r) = 0;
10680             if (type == error_mark_node)
10681               RETURN (error_mark_node);
10682             if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
10683               {
10684                 /* It may seem that this case cannot occur, since:
10685
10686                      typedef void f();
10687                      void g() { f x; }
10688
10689                    declares a function, not a variable.  However:
10690       
10691                      typedef void f();
10692                      template <typename T> void g() { T t; }
10693                      template void g<f>();
10694
10695                    is an attempt to declare a variable with function
10696                    type.  */
10697                 error ("variable %qD has function type",
10698                        /* R is not yet sufficiently initialized, so we
10699                           just use its name.  */
10700                        DECL_NAME (r));
10701                 RETURN (error_mark_node);
10702               }
10703             type = complete_type (type);
10704             /* Wait until cp_finish_decl to set this again, to handle
10705                circular dependency (template/instantiate6.C). */
10706             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r) = 0;
10707             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
10708
10709             if (DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (t))
10710               {
10711                 tree ve = DECL_VALUE_EXPR (t);
10712                 ve = tsubst_expr (ve, args, complain, in_decl,
10713                                   /*constant_expression_p=*/false);
10714                 if (REFERENCE_REF_P (ve))
10715                   {
10716                     gcc_assert (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE);
10717                     ve = TREE_OPERAND (ve, 0);
10718                   }
10719                 SET_DECL_VALUE_EXPR (r, ve);
10720               }
10721           }
10722         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
10723           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
10724         TREE_TYPE (r) = type;
10725         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
10726         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
10727         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
10728         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
10729         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
10730           SET_DECL_RTL (r, NULL);
10731         /* The initializer must not be expanded until it is required;
10732            see [temp.inst].  */
10733         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
10734         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
10735           SET_DECL_RTL (r, NULL);
10736         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
10737         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
10738           {
10739             /* Possibly limit visibility based on template args.  */
10740             DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
10741             if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
10742               {
10743                 DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
10744                 DECL_ATTRIBUTES (r)
10745                   = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
10746               }
10747             determine_visibility (r);
10748           }
10749
10750         if (!local_p)
10751           {
10752             /* A static data member declaration is always marked
10753                external when it is declared in-class, even if an
10754                initializer is present.  We mimic the non-template
10755                processing here.  */
10756             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
10757
10758             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
10759             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (tmpl, argvec);
10760             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
10761           }
10762         else if (cp_unevaluated_operand)
10763           {
10764             /* We're substituting this var in a decltype outside of its
10765                scope, such as for a lambda return type.  Don't add it to
10766                local_specializations, do perform auto deduction.  */
10767             tree auto_node = type_uses_auto (type);
10768             if (auto_node)
10769               {
10770                 tree init
10771                   = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl,
10772                                  /*constant_expression_p=*/false);
10773                 init = resolve_nondeduced_context (init);
10774                 TREE_TYPE (r) = type
10775                   = do_auto_deduction (type, init, auto_node);
10776               }
10777           }
10778         else
10779           register_local_specialization (r, t);
10780
10781         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10782
10783         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r),
10784                                         /*flags=*/0,
10785                                         args, complain, in_decl);
10786
10787         /* Preserve a typedef that names a type.  */
10788         if (is_typedef_decl (r))
10789           {
10790             DECL_ORIGINAL_TYPE (r) = NULL_TREE;
10791             set_underlying_type (r);
10792           }
10793
10794         layout_decl (r, 0);
10795       }
10796       break;
10797
10798     default:
10799       gcc_unreachable ();
10800     }
10801 #undef RETURN
10802
10803  out:
10804   /* Restore the file and line information.  */
10805   input_location = saved_loc;
10806
10807   return r;
10808 }
10809
10810 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
10811
10812 static tree
10813 tsubst_arg_types (tree arg_types,
10814                   tree args,
10815                   tsubst_flags_t complain,
10816                   tree in_decl)
10817 {
10818   tree remaining_arg_types;
10819   tree type = NULL_TREE;
10820   int i = 1;
10821   tree expanded_args = NULL_TREE;
10822   tree default_arg;
10823
10824   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
10825     return arg_types;
10826
10827   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
10828                                           args, complain, in_decl);
10829   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
10830     return error_mark_node;
10831
10832   if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (arg_types)))
10833     {
10834       /* For a pack expansion, perform substitution on the
10835          entire expression. Later on, we'll handle the arguments
10836          one-by-one.  */
10837       expanded_args = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (arg_types),
10838                                             args, complain, in_decl);
10839
10840       if (TREE_CODE (expanded_args) == TREE_VEC)
10841         /* So that we'll spin through the parameters, one by one.  */
10842         i = TREE_VEC_LENGTH (expanded_args);
10843       else
10844         {
10845           /* We only partially substituted into the parameter
10846              pack. Our type is TYPE_PACK_EXPANSION.  */
10847           type = expanded_args;
10848           expanded_args = NULL_TREE;
10849         }
10850     }
10851
10852   while (i > 0) {
10853     --i;
10854     
10855     if (expanded_args)
10856       type = TREE_VEC_ELT (expanded_args, i);
10857     else if (!type)
10858       type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
10859
10860     if (type == error_mark_node)
10861       return error_mark_node;
10862     if (VOID_TYPE_P (type))
10863       {
10864         if (complain & tf_error)
10865           {
10866             error ("invalid parameter type %qT", type);
10867             if (in_decl)
10868               error ("in declaration %q+D", in_decl);
10869           }
10870         return error_mark_node;
10871     }
10872     
10873     /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
10874        top-level qualifiers as required.  */
10875     type = cv_unqualified (type_decays_to (type));
10876
10877     /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
10878        mandates that they be instantiated only when needed, which is
10879        done in build_over_call.  */
10880     default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
10881
10882     if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
10883       {
10884         /* We've instantiated a template before its default arguments
10885            have been parsed.  This can happen for a nested template
10886            class, and is not an error unless we require the default
10887            argument in a call of this function.  */
10888         remaining_arg_types = 
10889           tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
10890         VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), 
10891                        remaining_arg_types);
10892       }
10893     else
10894       remaining_arg_types = 
10895         hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
10896   }
10897         
10898   return remaining_arg_types;
10899 }
10900
10901 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
10902    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
10903    initial substitution of explicitly provided template parameters
10904    during argument deduction forbids substitution into the
10905    exception-specification:
10906
10907      [temp.deduct]
10908
10909      All references in the function type of the function template to  the
10910      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
10911      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
10912      in  the function type of the function template results in an invalid
10913      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
10914      exception specifications is done only when the function is instanti-
10915      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
10916      results in an invalid type.]  */
10917
10918 static tree
10919 tsubst_function_type (tree t,
10920                       tree args,
10921                       tsubst_flags_t complain,
10922                       tree in_decl)
10923 {
10924   tree return_type;
10925   tree arg_types;
10926   tree fntype;
10927
10928   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
10929   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
10930
10931   /* Substitute the return type.  */
10932   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10933   if (return_type == error_mark_node)
10934     return error_mark_node;
10935   /* The standard does not presently indicate that creation of a
10936      function type with an invalid return type is a deduction failure.
10937      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
10938      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
10939   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
10940       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
10941     {
10942       if (complain & tf_error)
10943         {
10944           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
10945             error ("function returning an array");
10946           else
10947             error ("function returning a function");
10948         }
10949       return error_mark_node;
10950     }
10951
10952   /* Substitute the argument types.  */
10953   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
10954                                 complain, in_decl);
10955   if (arg_types == error_mark_node)
10956     return error_mark_node;
10957
10958   /* Construct a new type node and return it.  */
10959   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
10960     {
10961       fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
10962       fntype = apply_memfn_quals (fntype, type_memfn_quals (t));
10963     }
10964   else
10965     {
10966       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
10967       if (! MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
10968         {
10969           /* [temp.deduct]
10970
10971              Type deduction may fail for any of the following
10972              reasons:
10973
10974              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
10975              is not a class type.  */
10976           if (complain & tf_error)
10977             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
10978                       r);
10979           return error_mark_node;
10980         }
10981
10982       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
10983                                            TREE_CHAIN (arg_types));
10984     }
10985   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
10986
10987   return fntype;
10988 }
10989
10990 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
10991    ARGS into that specification, and return the substituted
10992    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
10993
10994 static tree
10995 tsubst_exception_specification (tree fntype,
10996                                 tree args,
10997                                 tsubst_flags_t complain,
10998                                 tree in_decl,
10999                                 bool defer_ok)
11000 {
11001   tree specs;
11002   tree new_specs;
11003
11004   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
11005   new_specs = NULL_TREE;
11006   if (specs && TREE_PURPOSE (specs))
11007     {
11008       /* A noexcept-specifier.  */
11009       tree expr = TREE_PURPOSE (specs);
11010       if (expr == boolean_true_node || expr == boolean_false_node)
11011         new_specs = expr;
11012       else if (defer_ok)
11013         {
11014           /* Defer instantiation of noexcept-specifiers to avoid
11015              excessive instantiations (c++/49107).  */
11016           new_specs = make_node (DEFERRED_NOEXCEPT);
11017           if (DEFERRED_NOEXCEPT_SPEC_P (specs))
11018             {
11019               /* We already partially instantiated this member template,
11020                  so combine the new args with the old.  */
11021               DEFERRED_NOEXCEPT_PATTERN (new_specs)
11022                 = DEFERRED_NOEXCEPT_PATTERN (expr);
11023               DEFERRED_NOEXCEPT_ARGS (new_specs)
11024                 = add_to_template_args (DEFERRED_NOEXCEPT_ARGS (expr), args);
11025             }
11026           else
11027             {
11028               DEFERRED_NOEXCEPT_PATTERN (new_specs) = expr;
11029               DEFERRED_NOEXCEPT_ARGS (new_specs) = args;
11030             }
11031         }
11032       else
11033         new_specs = tsubst_copy_and_build
11034           (expr, args, complain, in_decl, /*function_p=*/false,
11035            /*integral_constant_expression_p=*/true);
11036       new_specs = build_noexcept_spec (new_specs, complain);
11037     }
11038   else if (specs)
11039     {
11040       if (! TREE_VALUE (specs))
11041         new_specs = specs;
11042       else
11043         while (specs)
11044           {
11045             tree spec;
11046             int i, len = 1;
11047             tree expanded_specs = NULL_TREE;
11048
11049             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (specs)))
11050               {
11051                 /* Expand the pack expansion type.  */
11052                 expanded_specs = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (specs),
11053                                                        args, complain,
11054                                                        in_decl);
11055
11056                 if (expanded_specs == error_mark_node)
11057                   return error_mark_node;
11058                 else if (TREE_CODE (expanded_specs) == TREE_VEC)
11059                   len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_specs);
11060                 else
11061                   {
11062                     /* We're substituting into a member template, so
11063                        we got a TYPE_PACK_EXPANSION back.  Add that
11064                        expansion and move on.  */
11065                     gcc_assert (TREE_CODE (expanded_specs) 
11066                                 == TYPE_PACK_EXPANSION);
11067                     new_specs = add_exception_specifier (new_specs,
11068                                                          expanded_specs,
11069                                                          complain);
11070                     specs = TREE_CHAIN (specs);
11071                     continue;
11072                   }
11073               }
11074
11075             for (i = 0; i < len; ++i)
11076               {
11077                 if (expanded_specs)
11078                   spec = TREE_VEC_ELT (expanded_specs, i);
11079                 else
11080                   spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
11081                 if (spec == error_mark_node)
11082                   return spec;
11083                 new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, 
11084                                                      complain);
11085               }
11086
11087             specs = TREE_CHAIN (specs);
11088           }
11089     }
11090   return new_specs;
11091 }
11092
11093 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
11094    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
11095    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
11096    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
11097    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
11098    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
11099    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
11100    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
11101    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
11102    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
11103    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
11104    yet.
11105
11106    This function is used for dealing with types, decls and the like;
11107    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
11108
11109 tree
11110 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
11111 {
11112   enum tree_code code;
11113   tree type, r = NULL_TREE;
11114
11115   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
11116       || t == integer_type_node
11117       || t == void_type_node
11118       || t == char_type_node
11119       || t == unknown_type_node
11120       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL
11121       || TREE_CODE (t) == TRANSLATION_UNIT_DECL)
11122     return t;
11123
11124   if (DECL_P (t))
11125     return tsubst_decl (t, args, complain);
11126
11127   if (args == NULL_TREE)
11128     return t;
11129
11130   code = TREE_CODE (t);
11131
11132   if (code == IDENTIFIER_NODE)
11133     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
11134   else
11135     type = TREE_TYPE (t);
11136
11137   gcc_assert (type != unknown_type_node);
11138
11139   /* Reuse typedefs.  We need to do this to handle dependent attributes,
11140      such as attribute aligned.  */
11141   if (TYPE_P (t)
11142       && typedef_variant_p (t))
11143     {
11144       tree decl = TYPE_NAME (t);
11145
11146       if (TYPE_DECL_ALIAS_P (decl)
11147           && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
11148           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
11149           && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl)))
11150         {
11151           /* DECL represents an alias template and we want to
11152              instantiate it.  Let's substitute our arguments for the
11153              template parameters into the declaration and get the
11154              resulting type.  */
11155           r = tsubst (decl, args, complain, decl);
11156         }
11157       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
11158                && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
11159                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (decl)))
11160         {
11161           tree tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11162           tree gen_args = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args, complain, in_decl);
11163           r = retrieve_specialization (tmpl, gen_args, 0);
11164         }
11165       else if (DECL_FUNCTION_SCOPE_P (decl)
11166                && DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
11167                && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (DECL_CONTEXT (decl))))
11168         r = retrieve_local_specialization (decl);
11169       else
11170         /* The typedef is from a non-template context.  */
11171         return t;
11172
11173       if (r)
11174         {
11175           r = TREE_TYPE (r);
11176           r = cp_build_qualified_type_real
11177             (r, cp_type_quals (t) | cp_type_quals (r),
11178              complain | tf_ignore_bad_quals);
11179           return r;
11180         }
11181       else
11182         /* We don't have an instantiation yet, so drop the typedef.  */
11183         t = DECL_ORIGINAL_TYPE (decl);
11184     }
11185
11186   if (type
11187       && code != TYPENAME_TYPE
11188       && code != TEMPLATE_TYPE_PARM
11189       && code != IDENTIFIER_NODE
11190       && code != FUNCTION_TYPE
11191       && code != METHOD_TYPE)
11192     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
11193   if (type == error_mark_node)
11194     return error_mark_node;
11195
11196   switch (code)
11197     {
11198     case RECORD_TYPE:
11199     case UNION_TYPE:
11200     case ENUMERAL_TYPE:
11201       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
11202                                /*entering_scope=*/0);
11203
11204     case ERROR_MARK:
11205     case IDENTIFIER_NODE:
11206     case VOID_TYPE:
11207     case REAL_TYPE:
11208     case COMPLEX_TYPE:
11209     case VECTOR_TYPE:
11210     case BOOLEAN_TYPE:
11211     case NULLPTR_TYPE:
11212     case LANG_TYPE:
11213       return t;
11214
11215     case INTEGER_TYPE:
11216       if (t == integer_type_node)
11217         return t;
11218
11219       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
11220           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
11221         return t;
11222
11223       {
11224         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
11225
11226         max = tsubst_expr (omax, args, complain, in_decl,
11227                            /*integral_constant_expression_p=*/false);
11228
11229         /* Fix up type of the magic NOP_EXPR with TREE_SIDE_EFFECTS if
11230            needed.  */
11231         if (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR
11232             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax)
11233             && !TREE_TYPE (max))
11234           TREE_TYPE (max) = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (max, 0));
11235
11236         /* If we're in a partial instantiation, preserve the magic NOP_EXPR
11237            with TREE_SIDE_EFFECTS that indicates this is not an integral
11238            constant expression.  */
11239         if (processing_template_decl
11240             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax) && TREE_CODE (omax) == NOP_EXPR)
11241           {
11242             gcc_assert (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR);
11243             TREE_SIDE_EFFECTS (max) = 1;
11244           }
11245
11246         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max, complain);
11247       }
11248
11249     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
11250     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11251     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11252     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
11253       {
11254         int idx;
11255         int level;
11256         int levels;
11257         tree arg = NULL_TREE;
11258
11259         r = NULL_TREE;
11260
11261         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
11262         template_parm_level_and_index (t, &level, &idx); 
11263
11264         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
11265         if (level <= levels)
11266           {
11267             arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
11268
11269             if (arg && TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
11270               /* See through ARGUMENT_PACK_SELECT arguments. */
11271               arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (arg);
11272           }
11273
11274         if (arg == error_mark_node)
11275           return error_mark_node;
11276         else if (arg != NULL_TREE)
11277           {
11278             if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
11279               /* If ARG is an argument pack, we don't actually want to
11280                  perform a substitution here, because substitutions
11281                  for argument packs are only done
11282                  element-by-element. We can get to this point when
11283                  substituting the type of a non-type template
11284                  parameter pack, when that type actually contains
11285                  template parameter packs from an outer template, e.g.,
11286
11287                  template<typename... Types> struct A {
11288                    template<Types... Values> struct B { };
11289                  };  */
11290               return t;
11291
11292             if (code == TEMPLATE_TYPE_PARM)
11293               {
11294                 int quals;
11295                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
11296
11297                 quals = cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t);
11298                   
11299                 return cp_build_qualified_type_real
11300                   (arg, quals, complain | tf_ignore_bad_quals);
11301               }
11302             else if (code == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11303               {
11304                 /* We are processing a type constructed from a
11305                    template template parameter.  */
11306                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
11307                                       args, complain, in_decl);
11308                 if (argvec == error_mark_node)
11309                   return error_mark_node;
11310
11311                 gcc_assert (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
11312                             || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
11313                             || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
11314
11315                 if (TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
11316                   /* Consider this code:
11317
11318                         template <template <class> class Template>
11319                         struct Internal {
11320                         template <class Arg> using Bind = Template<Arg>;
11321                         };
11322
11323                         template <template <class> class Template, class Arg>
11324                         using Instantiate = Template<Arg>; //#0
11325
11326                         template <template <class> class Template,
11327                                   class Argument>
11328                         using Bind =
11329                           Instantiate<Internal<Template>::template Bind,
11330                                       Argument>; //#1
11331
11332                      When #1 is parsed, the
11333                      BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM representing the
11334                      parameter `Template' in #0 matches the
11335                      UNBOUND_CLASS_TEMPLATE representing the argument
11336                      `Internal<Template>::template Bind'; We then want
11337                      to assemble the type `Bind<Argument>' that can't
11338                      be fully created right now, because
11339                      `Internal<Template>' not being complete, the Bind
11340                      template cannot be looked up in that context.  So
11341                      we need to "store" `Bind<Argument>' for later
11342                      when the context of Bind becomes complete.  Let's
11343                      store that in a TYPENAME_TYPE.  */
11344                   return make_typename_type (TYPE_CONTEXT (arg),
11345                                              build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
11346                                                        TYPE_IDENTIFIER (arg),
11347                                                        argvec),
11348                                              typename_type,
11349                                              complain);
11350
11351                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
11352                    are resolving nested-types in the signature of a
11353                    member function templates.  Otherwise ARG is a
11354                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
11355                    instantiated.  */
11356                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11357                   arg = TYPE_NAME (arg);
11358
11359                 r = lookup_template_class (arg,
11360                                            argvec, in_decl,
11361                                            DECL_CONTEXT (arg),
11362                                             /*entering_scope=*/0,
11363                                            complain);
11364                 return cp_build_qualified_type_real
11365                   (r, cp_type_quals (t), complain);
11366               }
11367             else
11368               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
11369               return convert_from_reference (unshare_expr (arg));
11370           }
11371
11372         if (level == 1)
11373           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
11374              unify.  This means that we don't yet have any information
11375              about the template parameter in question.  */
11376           return t;
11377
11378         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
11379            more deeply nested template.  Make a new version of this
11380            template parameter, but with a lower level.  */
11381         switch (code)
11382           {
11383           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
11384           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11385           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11386             if (cp_type_quals (t))
11387               {
11388                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
11389                 r = cp_build_qualified_type_real
11390                   (r, cp_type_quals (t),
11391                    complain | (code == TEMPLATE_TYPE_PARM
11392                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
11393               }
11394             else
11395               {
11396                 r = copy_type (t);
11397                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
11398                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
11399                                                 r, levels, args, complain);
11400                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
11401                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
11402                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
11403                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
11404
11405                 if (TREE_CODE (r) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11406                   /* We have reduced the level of the template
11407                      template parameter, but not the levels of its
11408                      template parameters, so canonical_type_parameter
11409                      will not be able to find the canonical template
11410                      template parameter for this level. Thus, we
11411                      require structural equality checking to compare
11412                      TEMPLATE_TEMPLATE_PARMs. */
11413                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
11414                 else if (TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (t))
11415                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
11416                 else
11417                   TYPE_CANONICAL (r) = canonical_type_parameter (r);
11418
11419                 if (code == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11420                   {
11421                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
11422                                           complain, in_decl);
11423                     if (argvec == error_mark_node)
11424                       return error_mark_node;
11425
11426                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
11427                       = build_template_info (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec);
11428                   }
11429               }
11430             break;
11431
11432           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
11433             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels, args, complain);
11434             break;
11435
11436           default:
11437             gcc_unreachable ();
11438           }
11439
11440         return r;
11441       }
11442
11443     case TREE_LIST:
11444       {
11445         tree purpose, value, chain;
11446
11447         if (t == void_list_node)
11448           return t;
11449
11450         purpose = TREE_PURPOSE (t);
11451         if (purpose)
11452           {
11453             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
11454             if (purpose == error_mark_node)
11455               return error_mark_node;
11456           }
11457         value = TREE_VALUE (t);
11458         if (value)
11459           {
11460             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
11461             if (value == error_mark_node)
11462               return error_mark_node;
11463           }
11464         chain = TREE_CHAIN (t);
11465         if (chain && chain != void_type_node)
11466           {
11467             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
11468             if (chain == error_mark_node)
11469               return error_mark_node;
11470           }
11471         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
11472             && value == TREE_VALUE (t)
11473             && chain == TREE_CHAIN (t))
11474           return t;
11475         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
11476       }
11477
11478     case TREE_BINFO:
11479       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
11480       gcc_unreachable ();
11481
11482     case TREE_VEC:
11483       /* A vector of template arguments.  */
11484       gcc_assert (!type);
11485       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
11486
11487     case POINTER_TYPE:
11488     case REFERENCE_TYPE:
11489       {
11490         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
11491           return t;
11492
11493         /* [temp.deduct]
11494
11495            Type deduction may fail for any of the following
11496            reasons:
11497
11498            -- Attempting to create a pointer to reference type.
11499            -- Attempting to create a reference to a reference type or
11500               a reference to void.
11501
11502           Core issue 106 says that creating a reference to a reference
11503           during instantiation is no longer a cause for failure. We
11504           only enforce this check in strict C++98 mode.  */
11505         if ((TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
11506              && (((cxx_dialect == cxx98) && flag_iso) || code != REFERENCE_TYPE))
11507             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
11508           {
11509             static location_t last_loc;
11510
11511             /* We keep track of the last time we issued this error
11512                message to avoid spewing a ton of messages during a
11513                single bad template instantiation.  */
11514             if (complain & tf_error
11515                 && last_loc != input_location)
11516               {
11517                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
11518                   error ("forming reference to void");
11519                else if (code == POINTER_TYPE)
11520                  error ("forming pointer to reference type %qT", type);
11521                else
11522                   error ("forming reference to reference type %qT", type);
11523                 last_loc = input_location;
11524               }
11525
11526             return error_mark_node;
11527           }
11528         else if (code == POINTER_TYPE)
11529           {
11530             r = build_pointer_type (type);
11531             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
11532               r = build_ptrmemfunc_type (r);
11533           }
11534         else if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11535           /* In C++0x, during template argument substitution, when there is an
11536              attempt to create a reference to a reference type, reference
11537              collapsing is applied as described in [14.3.1/4 temp.arg.type]:
11538
11539              "If a template-argument for a template-parameter T names a type
11540              that is a reference to a type A, an attempt to create the type
11541              'lvalue reference to cv T' creates the type 'lvalue reference to
11542              A,' while an attempt to create the type type rvalue reference to
11543              cv T' creates the type T"
11544           */
11545           r = cp_build_reference_type
11546               (TREE_TYPE (type),
11547                TYPE_REF_IS_RVALUE (t) && TYPE_REF_IS_RVALUE (type));
11548         else
11549           r = cp_build_reference_type (type, TYPE_REF_IS_RVALUE (t));
11550         r = cp_build_qualified_type_real (r, cp_type_quals (t), complain);
11551
11552         if (r != error_mark_node)
11553           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
11554           layout_type (r);
11555
11556         return r;
11557       }
11558     case OFFSET_TYPE:
11559       {
11560         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
11561         if (r == error_mark_node || !MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
11562           {
11563             /* [temp.deduct]
11564
11565                Type deduction may fail for any of the following
11566                reasons:
11567
11568                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
11569                   is not a class type.  */
11570             if (complain & tf_error)
11571               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
11572             return error_mark_node;
11573           }
11574         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11575           {
11576             if (complain & tf_error)
11577               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
11578             return error_mark_node;
11579           }
11580         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
11581           {
11582             if (complain & tf_error)
11583               error ("creating pointer to member of type void");
11584             return error_mark_node;
11585           }
11586         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
11587         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
11588           {
11589             /* The type of the implicit object parameter gets its
11590                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
11591             tree memptr;
11592             tree method_type = build_memfn_type (type, r, type_memfn_quals (type));
11593             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
11594             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
11595                                                  complain);
11596           }
11597         else
11598           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
11599                                                cp_type_quals (t),
11600                                                complain);
11601       }
11602     case FUNCTION_TYPE:
11603     case METHOD_TYPE:
11604       {
11605         tree fntype;
11606         tree specs;
11607         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
11608         if (fntype == error_mark_node)
11609           return error_mark_node;
11610
11611         /* Substitute the exception specification.  */
11612         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
11613                                                 in_decl, /*defer_ok*/true);
11614         if (specs == error_mark_node)
11615           return error_mark_node;
11616         if (specs)
11617           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
11618         return fntype;
11619       }
11620     case ARRAY_TYPE:
11621       {
11622         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
11623         if (domain == error_mark_node)
11624           return error_mark_node;
11625
11626         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
11627            it will obviously be the same as T.  */
11628         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
11629           return t;
11630
11631         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
11632
11633            [temp.deduct]
11634
11635            The deduction may fail for any of the following reasons:
11636
11637            -- Attempting to create an array with an element type that
11638               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
11639               an abstract class type.  */
11640         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
11641             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
11642             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11643           {
11644             if (complain & tf_error)
11645               error ("creating array of %qT", type);
11646             return error_mark_node;
11647           }
11648         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
11649           {
11650             if (complain & tf_error)
11651               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
11652                      type);
11653             return error_mark_node;
11654           }
11655
11656         r = build_cplus_array_type (type, domain);
11657
11658         if (TYPE_USER_ALIGN (t))
11659           {
11660             TYPE_ALIGN (r) = TYPE_ALIGN (t);
11661             TYPE_USER_ALIGN (r) = 1;
11662           }
11663
11664         return r;
11665       }
11666
11667     case TYPENAME_TYPE:
11668       {
11669         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
11670                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
11671         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
11672                               complain, in_decl);
11673
11674         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
11675           return error_mark_node;
11676
11677         if (!MAYBE_CLASS_TYPE_P (ctx))
11678           {
11679             if (complain & tf_error)
11680               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
11681             return error_mark_node;
11682           }
11683         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
11684           {
11685             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
11686                have complete type in order to allow things like:
11687
11688                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
11689
11690                But, such constructs have already been resolved by this
11691                point, so here CTX really should have complete type, unless
11692                it's a partial instantiation.  */
11693             ctx = complete_type (ctx);
11694             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
11695               {
11696                 if (complain & tf_error)
11697                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
11698                 return error_mark_node;
11699               }
11700           }
11701
11702         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
11703                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
11704         if (f == error_mark_node)
11705           return f;
11706         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
11707           {
11708             complain |= tf_ignore_bad_quals;
11709             f = TREE_TYPE (f);
11710           }
11711
11712         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
11713           {
11714             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
11715               {
11716                 if (complain & tf_error)
11717                   error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
11718                          t, f);
11719                 else
11720                   return error_mark_node;
11721               }
11722             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
11723               {
11724                 if (complain & tf_error)
11725                   error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
11726                          t, f);
11727                 else
11728                   return error_mark_node;
11729               }
11730           }
11731
11732         return cp_build_qualified_type_real
11733           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
11734       }
11735
11736     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
11737       {
11738         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
11739                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
11740         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
11741         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
11742
11743         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
11744           return error_mark_node;
11745
11746         if (parm_list)
11747           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
11748         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
11749       }
11750
11751     case TYPEOF_TYPE:
11752       {
11753         tree type;
11754
11755         ++cp_unevaluated_operand;
11756         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
11757
11758         type = tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
11759                             complain, in_decl,
11760                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
11761
11762         --cp_unevaluated_operand;
11763         --c_inhibit_evaluation_warnings;
11764
11765         type = finish_typeof (type);
11766         return cp_build_qualified_type_real (type,
11767                                              cp_type_quals (t)
11768                                              | cp_type_quals (type),
11769                                              complain);
11770       }
11771
11772     case DECLTYPE_TYPE:
11773       {
11774         tree type;
11775
11776         ++cp_unevaluated_operand;
11777         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
11778
11779         type = tsubst_expr (DECLTYPE_TYPE_EXPR (t), args,
11780                             complain, in_decl,
11781                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
11782
11783         --cp_unevaluated_operand;
11784         --c_inhibit_evaluation_warnings;
11785
11786         if (DECLTYPE_FOR_LAMBDA_CAPTURE (t))
11787           type = lambda_capture_field_type (type);
11788         else if (DECLTYPE_FOR_LAMBDA_PROXY (t))
11789           type = lambda_proxy_type (type);
11790         else
11791           type = finish_decltype_type
11792             (type, DECLTYPE_TYPE_ID_EXPR_OR_MEMBER_ACCESS_P (t), complain);
11793         return cp_build_qualified_type_real (type,
11794                                              cp_type_quals (t)
11795                                              | cp_type_quals (type),
11796                                              complain);
11797       }
11798
11799     case UNDERLYING_TYPE:
11800       {
11801         tree type = tsubst (UNDERLYING_TYPE_TYPE (t), args,
11802                             complain, in_decl);
11803         return finish_underlying_type (type);
11804       }
11805
11806     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
11807     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
11808       {
11809         tree r = TYPE_P (t) ? cxx_make_type (code) : make_node (code);
11810         tree packed_out = 
11811           tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (t), 
11812                                 args,
11813                                 complain,
11814                                 in_decl);
11815         SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (r, packed_out);
11816
11817         /* For template nontype argument packs, also substitute into
11818            the type.  */
11819         if (code == NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
11820           TREE_TYPE (r) = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
11821
11822         return r;
11823       }
11824       break;
11825
11826     case INTEGER_CST:
11827     case REAL_CST:
11828     case STRING_CST:
11829     case PLUS_EXPR:
11830     case MINUS_EXPR:
11831     case NEGATE_EXPR:
11832     case NOP_EXPR:
11833     case INDIRECT_REF:
11834     case ADDR_EXPR:
11835     case CALL_EXPR:
11836     case ARRAY_REF:
11837     case SCOPE_REF:
11838       /* We should use one of the expression tsubsts for these codes.  */
11839       gcc_unreachable ();
11840
11841     default:
11842       sorry ("use of %qs in template", tree_code_name [(int) code]);
11843       return error_mark_node;
11844     }
11845 }
11846
11847 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
11848    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
11849    operator.  */
11850
11851 static tree
11852 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
11853                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
11854 {
11855     tree name;
11856     tree qualifying_scope;
11857     tree fns;
11858     tree optype;
11859     tree template_args = 0;
11860     bool template_id_p = false;
11861
11862     /* A baselink indicates a function from a base class.  Both the
11863        BASELINK_ACCESS_BINFO and the base class referenced may
11864        indicate bases of the template class, rather than the
11865        instantiated class.  In addition, lookups that were not
11866        ambiguous before may be ambiguous now.  Therefore, we perform
11867        the lookup again.  */
11868     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
11869     qualifying_scope = tsubst (qualifying_scope, args,
11870                                complain, in_decl);
11871     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
11872     optype = tsubst (BASELINK_OPTYPE (baselink), args, complain, in_decl);
11873     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
11874       {
11875         template_id_p = true;
11876         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
11877         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
11878         if (template_args)
11879           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
11880                                                 complain, in_decl);
11881       }
11882     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
11883     if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (name))
11884       name = mangle_conv_op_name_for_type (optype);
11885     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
11886     if (!baselink)
11887       return error_mark_node;
11888
11889     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
11890        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
11891        later by overload resolution will be marked as used at that
11892        point.)  */
11893     if (BASELINK_P (baselink))
11894       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
11895     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
11896       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
11897
11898     /* Add back the template arguments, if present.  */
11899     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
11900       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
11901         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
11902                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
11903                     template_args);
11904     /* Update the conversion operator type.  */
11905     BASELINK_OPTYPE (baselink) = optype;
11906
11907     if (!object_type)
11908       object_type = current_class_type;
11909     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
11910                                                    qualifying_scope,
11911                                                    object_type);
11912 }
11913
11914 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
11915    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
11916    itself; false if more of the postfix-expression follows the
11917    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
11918    of "&".  */
11919
11920 static tree
11921 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
11922                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
11923                      bool done, bool address_p)
11924 {
11925   tree expr;
11926   tree scope;
11927   tree name;
11928   bool is_template;
11929   tree template_args;
11930
11931   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
11932
11933   /* Figure out what name to look up.  */
11934   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
11935   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
11936     {
11937       is_template = true;
11938       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
11939       if (template_args)
11940         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
11941                                               complain, in_decl);
11942       name = TREE_OPERAND (name, 0);
11943     }
11944   else
11945     {
11946       is_template = false;
11947       template_args = NULL_TREE;
11948     }
11949
11950   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
11951      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
11952      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
11953      substituting will not help.  */
11954   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
11955   if (args)
11956     {
11957       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
11958       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
11959     }
11960   else
11961     expr = name;
11962
11963   if (dependent_scope_p (scope))
11964     {
11965       if (is_template)
11966         expr = build_min_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, expr, template_args);
11967       return build_qualified_name (NULL_TREE, scope, expr,
11968                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id));
11969     }
11970
11971   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
11972     {
11973       if (TREE_CODE (expr) == BIT_NOT_EXPR)
11974         {
11975           /* A BIT_NOT_EXPR is used to represent a destructor.  */
11976           if (!check_dtor_name (scope, TREE_OPERAND (expr, 0)))
11977             {
11978               error ("qualifying type %qT does not match destructor name ~%qT",
11979                      scope, TREE_OPERAND (expr, 0));
11980               expr = error_mark_node;
11981             }
11982           else
11983             expr = lookup_qualified_name (scope, complete_dtor_identifier,
11984                                           /*is_type_p=*/0, false);
11985         }
11986       else
11987         expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
11988       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
11989                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
11990         {
11991           if (complain & tf_error)
11992             {
11993               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
11994                      "instantiation yields a type", qualified_id);
11995               inform (input_location, "say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
11996             }
11997           return error_mark_node;
11998         }
11999     }
12000
12001   if (DECL_P (expr))
12002     {
12003       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
12004                                            scope);
12005       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
12006       mark_used (expr);
12007     }
12008
12009   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
12010     {
12011       if (complain & tf_error)
12012         qualified_name_lookup_error (scope,
12013                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
12014                                      expr, input_location);
12015       return error_mark_node;
12016     }
12017
12018   if (is_template)
12019     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
12020
12021   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
12022     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
12023                                  expr, input_location);
12024   else if (TYPE_P (scope))
12025     {
12026       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
12027               (expr, scope, current_class_type));
12028       expr = (finish_qualified_id_expr
12029               (scope, expr, done, address_p && PTRMEM_OK_P (qualified_id),
12030                QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id),
12031                /*template_arg_p=*/false));
12032     }
12033
12034   /* Expressions do not generally have reference type.  */
12035   if (TREE_CODE (expr) != SCOPE_REF
12036       /* However, if we're about to form a pointer-to-member, we just
12037          want the referenced member referenced.  */
12038       && TREE_CODE (expr) != OFFSET_REF)
12039     expr = convert_from_reference (expr);
12040
12041   return expr;
12042 }
12043
12044 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
12045    template parms; to finish processing the resultant expression, use
12046    tsubst_copy_and_build or tsubst_expr.  */
12047
12048 static tree
12049 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
12050 {
12051   enum tree_code code;
12052   tree r;
12053
12054   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node || args == NULL_TREE)
12055     return t;
12056
12057   code = TREE_CODE (t);
12058
12059   switch (code)
12060     {
12061     case PARM_DECL:
12062       r = retrieve_local_specialization (t);
12063
12064       if (r == NULL)
12065         {
12066           tree c;
12067
12068           /* We get here for a use of 'this' in an NSDMI.  */
12069           if (DECL_NAME (t) == this_identifier
12070               && at_function_scope_p ()
12071               && DECL_CONSTRUCTOR_P (current_function_decl))
12072             return current_class_ptr;
12073
12074           /* This can happen for a parameter name used later in a function
12075              declaration (such as in a late-specified return type).  Just
12076              make a dummy decl, since it's only used for its type.  */
12077           gcc_assert (cp_unevaluated_operand != 0);
12078           /* We copy T because want to tsubst the PARM_DECL only,
12079              not the following PARM_DECLs that are chained to T.  */
12080           c = copy_node (t);
12081           r = tsubst_decl (c, args, complain);
12082           /* Give it the template pattern as its context; its true context
12083              hasn't been instantiated yet and this is good enough for
12084              mangling.  */
12085           DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (t);
12086         }
12087       
12088       if (TREE_CODE (r) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
12089         r = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (r);
12090       mark_used (r);
12091       return r;
12092
12093     case CONST_DECL:
12094       {
12095         tree enum_type;
12096         tree v;
12097
12098         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
12099           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
12100         /* There is no need to substitute into namespace-scope
12101            enumerators.  */
12102         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
12103           return t;
12104         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
12105         if (args == NULL_TREE)
12106           return integral_constant_value (t);
12107
12108         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
12109            Consider:
12110
12111              template <int I> int f() {
12112              enum E { a = I };
12113              struct S { void g() { E e = a; } };
12114              };
12115
12116            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
12117            clever enough to find f<7>::a.  */
12118         enum_type
12119           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
12120                               /*entering_scope=*/0);
12121
12122         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
12123              v != NULL_TREE;
12124              v = TREE_CHAIN (v))
12125           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
12126             return TREE_VALUE (v);
12127
12128           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
12129              name-lookup found it during preliminary parsing, we
12130              should find it again here during instantiation.  */
12131         gcc_unreachable ();
12132       }
12133       return t;
12134
12135     case FIELD_DECL:
12136       if (DECL_CONTEXT (t))
12137         {
12138           tree ctx;
12139
12140           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
12141                                   /*entering_scope=*/1);
12142           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
12143             {
12144               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
12145               if (!r)
12146                 {
12147                   if (complain & tf_error)
12148                     error ("using invalid field %qD", t);
12149                   return error_mark_node;
12150                 }
12151               return r;
12152             }
12153         }
12154
12155       return t;
12156
12157     case VAR_DECL:
12158     case FUNCTION_DECL:
12159       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
12160           || local_variable_p (t))
12161         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
12162       mark_used (t);
12163       return t;
12164
12165     case NAMESPACE_DECL:
12166       return t;
12167
12168     case OVERLOAD:
12169       /* An OVERLOAD will always be a non-dependent overload set; an
12170          overload set from function scope will just be represented with an
12171          IDENTIFIER_NODE, and from class scope with a BASELINK.  */
12172       gcc_assert (!uses_template_parms (t));
12173       return t;
12174
12175     case BASELINK:
12176       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
12177
12178     case TEMPLATE_DECL:
12179       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
12180         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
12181                        args, complain, in_decl);
12182       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
12183         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
12184       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
12185                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
12186         {
12187           /* Template template argument like the following example need
12188              special treatment:
12189
12190                template <template <class> class TT> struct C {};
12191                template <class T> struct D {
12192                  template <class U> struct E {};
12193                  C<E> c;                                // #1
12194                };
12195                D<int> d;                                // #2
12196
12197              We are processing the template argument `E' in #1 for
12198              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
12199              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
12200              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
12201
12202           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
12203           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
12204         }
12205       else
12206         /* Ordinary template template argument.  */
12207         return t;
12208
12209     case CAST_EXPR:
12210     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12211     case CONST_CAST_EXPR:
12212     case STATIC_CAST_EXPR:
12213     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12214     case IMPLICIT_CONV_EXPR:
12215     case CONVERT_EXPR:
12216     case NOP_EXPR:
12217       return build1
12218         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
12219          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
12220
12221     case SIZEOF_EXPR:
12222       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
12223         {
12224
12225           tree expanded;
12226           int len = 0;
12227
12228           ++cp_unevaluated_operand;
12229           ++c_inhibit_evaluation_warnings;
12230           /* We only want to compute the number of arguments.  */
12231           expanded = tsubst_pack_expansion (TREE_OPERAND (t, 0), args,
12232                                             complain, in_decl);
12233           --cp_unevaluated_operand;
12234           --c_inhibit_evaluation_warnings;
12235
12236           if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
12237             len = TREE_VEC_LENGTH (expanded);
12238
12239           if (expanded == error_mark_node)
12240             return error_mark_node;
12241           else if (PACK_EXPANSION_P (expanded)
12242                    || (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC
12243                        && len > 0
12244                        && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (expanded, len-1))))
12245             {
12246               if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
12247                 expanded = TREE_VEC_ELT (expanded, len - 1);
12248
12249               if (TYPE_P (expanded))
12250                 return cxx_sizeof_or_alignof_type (expanded, SIZEOF_EXPR, 
12251                                                    complain & tf_error);
12252               else
12253                 return cxx_sizeof_or_alignof_expr (expanded, SIZEOF_EXPR,
12254                                                    complain & tf_error);
12255             }
12256           else
12257             return build_int_cst (size_type_node, len);
12258         }
12259       /* Fall through */
12260
12261     case INDIRECT_REF:
12262     case NEGATE_EXPR:
12263     case TRUTH_NOT_EXPR:
12264     case BIT_NOT_EXPR:
12265     case ADDR_EXPR:
12266     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
12267     case ALIGNOF_EXPR:
12268     case AT_ENCODE_EXPR:
12269     case ARROW_EXPR:
12270     case THROW_EXPR:
12271     case TYPEID_EXPR:
12272     case REALPART_EXPR:
12273     case IMAGPART_EXPR:
12274       return build1
12275         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
12276          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
12277
12278     case COMPONENT_REF:
12279       {
12280         tree object;
12281         tree name;
12282
12283         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
12284         name = TREE_OPERAND (t, 1);
12285         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
12286           {
12287             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
12288                                 complain, in_decl);
12289             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
12290           }
12291         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
12292                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
12293           {
12294             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
12295                                      complain, in_decl);
12296             name = TREE_OPERAND (name, 1);
12297             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
12298                                 complain, in_decl);
12299             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
12300             name = build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
12301                                          base, name,
12302                                          /*template_p=*/false);
12303           }
12304         else if (BASELINK_P (name))
12305           name = tsubst_baselink (name,
12306                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
12307                                   args, complain,
12308                                   in_decl);
12309         else
12310           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
12311         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
12312       }
12313
12314     case PLUS_EXPR:
12315     case MINUS_EXPR:
12316     case MULT_EXPR:
12317     case TRUNC_DIV_EXPR:
12318     case CEIL_DIV_EXPR:
12319     case FLOOR_DIV_EXPR:
12320     case ROUND_DIV_EXPR:
12321     case EXACT_DIV_EXPR:
12322     case BIT_AND_EXPR:
12323     case BIT_IOR_EXPR:
12324     case BIT_XOR_EXPR:
12325     case TRUNC_MOD_EXPR:
12326     case FLOOR_MOD_EXPR:
12327     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
12328     case TRUTH_ORIF_EXPR:
12329     case TRUTH_AND_EXPR:
12330     case TRUTH_OR_EXPR:
12331     case RSHIFT_EXPR:
12332     case LSHIFT_EXPR:
12333     case RROTATE_EXPR:
12334     case LROTATE_EXPR:
12335     case EQ_EXPR:
12336     case NE_EXPR:
12337     case MAX_EXPR:
12338     case MIN_EXPR:
12339     case LE_EXPR:
12340     case GE_EXPR:
12341     case LT_EXPR:
12342     case GT_EXPR:
12343     case COMPOUND_EXPR:
12344     case DOTSTAR_EXPR:
12345     case MEMBER_REF:
12346     case PREDECREMENT_EXPR:
12347     case PREINCREMENT_EXPR:
12348     case POSTDECREMENT_EXPR:
12349     case POSTINCREMENT_EXPR:
12350       return build_nt
12351         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12352          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
12353
12354     case SCOPE_REF:
12355       return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
12356                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0),
12357                                                 args, complain, in_decl),
12358                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1),
12359                                                 args, complain, in_decl),
12360                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
12361
12362     case ARRAY_REF:
12363       return build_nt
12364         (ARRAY_REF,
12365          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12366          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
12367          NULL_TREE, NULL_TREE);
12368
12369     case CALL_EXPR:
12370       {
12371         int n = VL_EXP_OPERAND_LENGTH (t);
12372         tree result = build_vl_exp (CALL_EXPR, n);
12373         int i;
12374         for (i = 0; i < n; i++)
12375           TREE_OPERAND (t, i) = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, i), args,
12376                                              complain, in_decl);
12377         return result;
12378       }
12379
12380     case COND_EXPR:
12381     case MODOP_EXPR:
12382     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
12383       {
12384         r = build_nt
12385           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12386            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
12387            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
12388         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
12389         return r;
12390       }
12391
12392     case NEW_EXPR:
12393       {
12394         r = build_nt
12395         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12396          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
12397          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
12398         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
12399         return r;
12400       }
12401
12402     case DELETE_EXPR:
12403       {
12404         r = build_nt
12405         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12406          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
12407         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
12408         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
12409         return r;
12410       }
12411
12412     case TEMPLATE_ID_EXPR:
12413       {
12414         /* Substituted template arguments */
12415         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
12416         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
12417
12418         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
12419         if (targs)
12420           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
12421
12422         return lookup_template_function (fn, targs);
12423       }
12424
12425     case TREE_LIST:
12426       {
12427         tree purpose, value, chain;
12428
12429         if (t == void_list_node)
12430           return t;
12431
12432         purpose = TREE_PURPOSE (t);
12433         if (purpose)
12434           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
12435         value = TREE_VALUE (t);
12436         if (value)
12437           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
12438         chain = TREE_CHAIN (t);
12439         if (chain && chain != void_type_node)
12440           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
12441         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
12442             && value == TREE_VALUE (t)
12443             && chain == TREE_CHAIN (t))
12444           return t;
12445         return tree_cons (purpose, value, chain);
12446       }
12447
12448     case RECORD_TYPE:
12449     case UNION_TYPE:
12450     case ENUMERAL_TYPE:
12451     case INTEGER_TYPE:
12452     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
12453     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
12454     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
12455     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
12456     case POINTER_TYPE:
12457     case REFERENCE_TYPE:
12458     case OFFSET_TYPE:
12459     case FUNCTION_TYPE:
12460     case METHOD_TYPE:
12461     case ARRAY_TYPE:
12462     case TYPENAME_TYPE:
12463     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
12464     case TYPEOF_TYPE:
12465     case DECLTYPE_TYPE:
12466     case TYPE_DECL:
12467       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
12468
12469     case IDENTIFIER_NODE:
12470       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
12471         {
12472           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12473           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
12474         }
12475       else
12476         return t;
12477
12478     case CONSTRUCTOR:
12479       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
12480       gcc_unreachable ();
12481
12482     case VA_ARG_EXPR:
12483       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
12484                                           in_decl),
12485                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
12486
12487     case CLEANUP_POINT_EXPR:
12488       /* We shouldn't have built any of these during initial template
12489          generation.  Instead, they should be built during instantiation
12490          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
12491       gcc_unreachable ();
12492
12493     case OFFSET_REF:
12494       r = build2
12495         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
12496          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12497          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
12498       PTRMEM_OK_P (r) = PTRMEM_OK_P (t);
12499       mark_used (TREE_OPERAND (r, 1));
12500       return r;
12501
12502     case EXPR_PACK_EXPANSION:
12503       error ("invalid use of pack expansion expression");
12504       return error_mark_node;
12505
12506     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
12507       error ("use %<...%> to expand argument pack");
12508       return error_mark_node;
12509
12510     case INTEGER_CST:
12511     case REAL_CST:
12512     case STRING_CST:
12513     case COMPLEX_CST:
12514       {
12515         /* Instantiate any typedefs in the type.  */
12516         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12517         r = fold_convert (type, t);
12518         gcc_assert (TREE_CODE (r) == code);
12519         return r;
12520       }
12521
12522     case PTRMEM_CST:
12523       /* These can sometimes show up in a partial instantiation, but never
12524          involve template parms.  */
12525       gcc_assert (!uses_template_parms (t));
12526       return t;
12527
12528     default:
12529       /* We shouldn't get here, but keep going if !ENABLE_CHECKING.  */
12530       gcc_checking_assert (false);
12531       return t;
12532     }
12533 }
12534
12535 /* Like tsubst_copy, but specifically for OpenMP clauses.  */
12536
12537 static tree
12538 tsubst_omp_clauses (tree clauses, tree args, tsubst_flags_t complain,
12539                     tree in_decl)
12540 {
12541   tree new_clauses = NULL, nc, oc;
12542
12543   for (oc = clauses; oc ; oc = OMP_CLAUSE_CHAIN (oc))
12544     {
12545       nc = copy_node (oc);
12546       OMP_CLAUSE_CHAIN (nc) = new_clauses;
12547       new_clauses = nc;
12548
12549       switch (OMP_CLAUSE_CODE (nc))
12550         {
12551         case OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE:
12552           if (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc))
12553             {
12554               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc) = push_stmt_list ();
12555               tsubst_expr (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc), args, complain,
12556                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
12557               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc)
12558                 = pop_stmt_list (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc));
12559             }
12560           /* FALLTHRU */
12561         case OMP_CLAUSE_PRIVATE:
12562         case OMP_CLAUSE_SHARED:
12563         case OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE:
12564         case OMP_CLAUSE_REDUCTION:
12565         case OMP_CLAUSE_COPYIN:
12566         case OMP_CLAUSE_COPYPRIVATE:
12567         case OMP_CLAUSE_IF:
12568         case OMP_CLAUSE_NUM_THREADS:
12569         case OMP_CLAUSE_SCHEDULE:
12570         case OMP_CLAUSE_COLLAPSE:
12571         case OMP_CLAUSE_FINAL:
12572           OMP_CLAUSE_OPERAND (nc, 0)
12573             = tsubst_expr (OMP_CLAUSE_OPERAND (oc, 0), args, complain, 
12574                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
12575           break;
12576         case OMP_CLAUSE_NOWAIT:
12577         case OMP_CLAUSE_ORDERED:
12578         case OMP_CLAUSE_DEFAULT:
12579         case OMP_CLAUSE_UNTIED:
12580         case OMP_CLAUSE_MERGEABLE:
12581           break;
12582         default:
12583           gcc_unreachable ();
12584         }
12585     }
12586
12587   return finish_omp_clauses (nreverse (new_clauses));
12588 }
12589
12590 /* Like tsubst_copy_and_build, but unshare TREE_LIST nodes.  */
12591
12592 static tree
12593 tsubst_copy_asm_operands (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
12594                           tree in_decl)
12595 {
12596 #define RECUR(t) tsubst_copy_asm_operands (t, args, complain, in_decl)
12597
12598   tree purpose, value, chain;
12599
12600   if (t == NULL)
12601     return t;
12602
12603   if (TREE_CODE (t) != TREE_LIST)
12604     return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
12605                                   /*function_p=*/false,
12606                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
12607
12608   if (t == void_list_node)
12609     return t;
12610
12611   purpose = TREE_PURPOSE (t);
12612   if (purpose)
12613     purpose = RECUR (purpose);
12614   value = TREE_VALUE (t);
12615   if (value && TREE_CODE (value) != LABEL_DECL)
12616     value = RECUR (value);
12617   chain = TREE_CHAIN (t);
12618   if (chain && chain != void_type_node)
12619     chain = RECUR (chain);
12620   return tree_cons (purpose, value, chain);
12621 #undef RECUR
12622 }
12623
12624 /* Substitute one OMP_FOR iterator.  */
12625
12626 static void
12627 tsubst_omp_for_iterator (tree t, int i, tree declv, tree initv,
12628                          tree condv, tree incrv, tree *clauses,
12629                          tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
12630                          bool integral_constant_expression_p)
12631 {
12632 #define RECUR(NODE)                             \
12633   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
12634                integral_constant_expression_p)
12635   tree decl, init, cond, incr, auto_node;
12636
12637   init = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INIT (t), i);
12638   gcc_assert (TREE_CODE (init) == MODIFY_EXPR);
12639   decl = RECUR (TREE_OPERAND (init, 0));
12640   init = TREE_OPERAND (init, 1);
12641   auto_node = type_uses_auto (TREE_TYPE (decl));
12642   if (auto_node && init)
12643     {
12644       tree init_expr = init;
12645       if (TREE_CODE (init_expr) == DECL_EXPR)
12646         init_expr = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (init_expr));
12647       init_expr = RECUR (init_expr);
12648       TREE_TYPE (decl)
12649         = do_auto_deduction (TREE_TYPE (decl), init_expr, auto_node);
12650     }
12651   gcc_assert (!type_dependent_expression_p (decl));
12652
12653   if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
12654     {
12655       cond = RECUR (TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i));
12656       incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
12657       if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
12658         incr = build_x_modify_expr (RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NOP_EXPR,
12659                                     RECUR (TREE_OPERAND (incr, 1)),
12660                                     complain);
12661       else
12662         incr = RECUR (incr);
12663       TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
12664       TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
12665       TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
12666       TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
12667       return;
12668     }
12669
12670   if (init && TREE_CODE (init) != DECL_EXPR)
12671     {
12672       tree c;
12673       for (c = *clauses; c ; c = OMP_CLAUSE_CHAIN (c))
12674         {
12675           if ((OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_PRIVATE
12676                || OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE)
12677               && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
12678             break;
12679           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE
12680                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
12681             error ("iteration variable %qD should not be firstprivate", decl);
12682           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_REDUCTION
12683                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
12684             error ("iteration variable %qD should not be reduction", decl);
12685         }
12686       if (c == NULL)
12687         {
12688           c = build_omp_clause (input_location, OMP_CLAUSE_PRIVATE);
12689           OMP_CLAUSE_DECL (c) = decl;
12690           c = finish_omp_clauses (c);
12691           if (c)
12692             {
12693               OMP_CLAUSE_CHAIN (c) = *clauses;
12694               *clauses = c;
12695             }
12696         }
12697     }
12698   cond = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i);
12699   if (COMPARISON_CLASS_P (cond))
12700     cond = build2 (TREE_CODE (cond), boolean_type_node,
12701                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 0)),
12702                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 1)));
12703   else
12704     cond = RECUR (cond);
12705   incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
12706   switch (TREE_CODE (incr))
12707     {
12708     case PREINCREMENT_EXPR:
12709     case PREDECREMENT_EXPR:
12710     case POSTINCREMENT_EXPR:
12711     case POSTDECREMENT_EXPR:
12712       incr = build2 (TREE_CODE (incr), TREE_TYPE (decl),
12713                      RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NULL_TREE);
12714       break;
12715     case MODIFY_EXPR:
12716       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
12717           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
12718         {
12719           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 1);
12720           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
12721                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
12722                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
12723                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
12724                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
12725         }
12726       else
12727         incr = RECUR (incr);
12728       break;
12729     case MODOP_EXPR:
12730       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
12731           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
12732         {
12733           tree lhs = RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0));
12734           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl), lhs,
12735                          build2 (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)),
12736                                  TREE_TYPE (decl), lhs,
12737                                  RECUR (TREE_OPERAND (incr, 2))));
12738         }
12739       else if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == NOP_EXPR
12740                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == PLUS_EXPR
12741                    || (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == MINUS_EXPR)))
12742         {
12743           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 2);
12744           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
12745                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
12746                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
12747                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
12748                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
12749         }
12750       else
12751         incr = RECUR (incr);
12752       break;
12753     default:
12754       incr = RECUR (incr);
12755       break;
12756     }
12757
12758   TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
12759   TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
12760   TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
12761   TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
12762 #undef RECUR
12763 }
12764
12765 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
12766    processing.  */
12767
12768 static tree
12769 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
12770              bool integral_constant_expression_p)
12771 {
12772 #define RECUR(NODE)                             \
12773   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
12774                integral_constant_expression_p)
12775
12776   tree stmt, tmp;
12777
12778   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
12779     return t;
12780
12781   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
12782     input_location = EXPR_LOCATION (t);
12783   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
12784     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
12785
12786   switch (TREE_CODE (t))
12787     {
12788     case STATEMENT_LIST:
12789       {
12790         tree_stmt_iterator i;
12791         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
12792           RECUR (tsi_stmt (i));
12793         break;
12794       }
12795
12796     case CTOR_INITIALIZER:
12797       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
12798                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
12799       break;
12800
12801     case RETURN_EXPR:
12802       finish_return_stmt (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12803       break;
12804
12805     case EXPR_STMT:
12806       tmp = RECUR (EXPR_STMT_EXPR (t));
12807       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
12808         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
12809       else
12810         finish_expr_stmt (tmp);
12811       break;
12812
12813     case USING_STMT:
12814       do_using_directive (USING_STMT_NAMESPACE (t));
12815       break;
12816
12817     case DECL_EXPR:
12818       {
12819         tree decl, pattern_decl;
12820         tree init;
12821
12822         pattern_decl = decl = DECL_EXPR_DECL (t);
12823         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
12824           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
12825         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
12826           {
12827             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
12828             tree name = DECL_NAME (decl);
12829             tree decl;
12830
12831             scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
12832             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
12833                                           /*is_type_p=*/false,
12834                                           /*complain=*/false);
12835             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
12836               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl, input_location);
12837             else
12838               do_local_using_decl (decl, scope, name);
12839           }
12840         else
12841           {
12842             init = DECL_INITIAL (decl);
12843             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
12844             if (decl != error_mark_node)
12845               {
12846                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
12847                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
12848                    handle local variables, and since we've already done
12849                    all that needs to be done, that's the right thing to
12850                    do.  */
12851                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
12852                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
12853                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
12854                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
12855                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
12856                   finish_anon_union (decl);
12857                 else if (is_capture_proxy (DECL_EXPR_DECL (t)))
12858                   {
12859                     DECL_CONTEXT (decl) = current_function_decl;
12860                     insert_capture_proxy (decl);
12861                   }
12862                 else
12863                   {
12864                     int const_init = false;
12865                     maybe_push_decl (decl);
12866                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
12867                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
12868                       {
12869                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
12870                            initializer.  */
12871                         const char *const name
12872                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
12873                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
12874                       }
12875                     else
12876                       {
12877                         tree t = RECUR (init);
12878
12879                         if (init && !t)
12880                           {
12881                             /* If we had an initializer but it
12882                                instantiated to nothing,
12883                                value-initialize the object.  This will
12884                                only occur when the initializer was a
12885                                pack expansion where the parameter packs
12886                                used in that expansion were of length
12887                                zero.  */
12888                             init = build_value_init (TREE_TYPE (decl),
12889                                                      complain);
12890                             if (TREE_CODE (init) == AGGR_INIT_EXPR)
12891                               init = get_target_expr_sfinae (init, complain);
12892                           }
12893                         else
12894                           init = t;
12895                       }
12896
12897                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
12898                       const_init = (DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P
12899                                     (pattern_decl));
12900                     cp_finish_decl (decl, init, const_init, NULL_TREE, 0);
12901                   }
12902               }
12903           }
12904
12905         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
12906            clause of an if/for/while construct.  */
12907         return decl;
12908       }
12909
12910     case FOR_STMT:
12911       stmt = begin_for_stmt (NULL_TREE, NULL_TREE);
12912       RECUR (FOR_INIT_STMT (t));
12913       finish_for_init_stmt (stmt);
12914       tmp = RECUR (FOR_COND (t));
12915       finish_for_cond (tmp, stmt);
12916       tmp = RECUR (FOR_EXPR (t));
12917       finish_for_expr (tmp, stmt);
12918       RECUR (FOR_BODY (t));
12919       finish_for_stmt (stmt);
12920       break;
12921
12922     case RANGE_FOR_STMT:
12923       {
12924         tree decl, expr;
12925         stmt = begin_for_stmt (NULL_TREE, NULL_TREE);
12926         decl = RANGE_FOR_DECL (t);
12927         decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
12928         maybe_push_decl (decl);
12929         expr = RECUR (RANGE_FOR_EXPR (t));
12930         stmt = cp_convert_range_for (stmt, decl, expr);
12931         RECUR (RANGE_FOR_BODY (t));
12932         finish_for_stmt (stmt);
12933       }
12934       break;
12935
12936     case WHILE_STMT:
12937       stmt = begin_while_stmt ();
12938       tmp = RECUR (WHILE_COND (t));
12939       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
12940       RECUR (WHILE_BODY (t));
12941       finish_while_stmt (stmt);
12942       break;
12943
12944     case DO_STMT:
12945       stmt = begin_do_stmt ();
12946       RECUR (DO_BODY (t));
12947       finish_do_body (stmt);
12948       tmp = RECUR (DO_COND (t));
12949       finish_do_stmt (tmp, stmt);
12950       break;
12951
12952     case IF_STMT:
12953       stmt = begin_if_stmt ();
12954       tmp = RECUR (IF_COND (t));
12955       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
12956       RECUR (THEN_CLAUSE (t));
12957       finish_then_clause (stmt);
12958
12959       if (ELSE_CLAUSE (t))
12960         {
12961           begin_else_clause (stmt);
12962           RECUR (ELSE_CLAUSE (t));
12963           finish_else_clause (stmt);
12964         }
12965
12966       finish_if_stmt (stmt);
12967       break;
12968
12969     case BIND_EXPR:
12970       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
12971         stmt = begin_function_body ();
12972       else
12973         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
12974                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
12975
12976       RECUR (BIND_EXPR_BODY (t));
12977
12978       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
12979         finish_function_body (stmt);
12980       else
12981         finish_compound_stmt (stmt);
12982       break;
12983
12984     case BREAK_STMT:
12985       finish_break_stmt ();
12986       break;
12987
12988     case CONTINUE_STMT:
12989       finish_continue_stmt ();
12990       break;
12991
12992     case SWITCH_STMT:
12993       stmt = begin_switch_stmt ();
12994       tmp = RECUR (SWITCH_STMT_COND (t));
12995       finish_switch_cond (tmp, stmt);
12996       RECUR (SWITCH_STMT_BODY (t));
12997       finish_switch_stmt (stmt);
12998       break;
12999
13000     case CASE_LABEL_EXPR:
13001       finish_case_label (EXPR_LOCATION (t),
13002                          RECUR (CASE_LOW (t)),
13003                          RECUR (CASE_HIGH (t)));
13004       break;
13005
13006     case LABEL_EXPR:
13007       {
13008         tree decl = LABEL_EXPR_LABEL (t);
13009         tree label;
13010
13011         label = finish_label_stmt (DECL_NAME (decl));
13012         if (DECL_ATTRIBUTES (decl) != NULL_TREE)
13013           cplus_decl_attributes (&label, DECL_ATTRIBUTES (decl), 0);
13014       }
13015       break;
13016
13017     case GOTO_EXPR:
13018       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
13019       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
13020         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
13021            non-computed gotos must not be; the identifier in question
13022            will have no binding.  */
13023         tmp = RECUR (tmp);
13024       else
13025         tmp = DECL_NAME (tmp);
13026       finish_goto_stmt (tmp);
13027       break;
13028
13029     case ASM_EXPR:
13030       tmp = finish_asm_stmt
13031         (ASM_VOLATILE_P (t),
13032          RECUR (ASM_STRING (t)),
13033          tsubst_copy_asm_operands (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
13034          tsubst_copy_asm_operands (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
13035          tsubst_copy_asm_operands (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl),
13036          tsubst_copy_asm_operands (ASM_LABELS (t), args, complain, in_decl));
13037       {
13038         tree asm_expr = tmp;
13039         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
13040           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
13041         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
13042       }
13043       break;
13044
13045     case TRY_BLOCK:
13046       if (CLEANUP_P (t))
13047         {
13048           stmt = begin_try_block ();
13049           RECUR (TRY_STMTS (t));
13050           finish_cleanup_try_block (stmt);
13051           finish_cleanup (RECUR (TRY_HANDLERS (t)), stmt);
13052         }
13053       else
13054         {
13055           tree compound_stmt = NULL_TREE;
13056
13057           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
13058             stmt = begin_function_try_block (&compound_stmt);
13059           else
13060             stmt = begin_try_block ();
13061
13062           RECUR (TRY_STMTS (t));
13063
13064           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
13065             finish_function_try_block (stmt);
13066           else
13067             finish_try_block (stmt);
13068
13069           RECUR (TRY_HANDLERS (t));
13070           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
13071             finish_function_handler_sequence (stmt, compound_stmt);
13072           else
13073             finish_handler_sequence (stmt);
13074         }
13075       break;
13076
13077     case HANDLER:
13078       {
13079         tree decl = HANDLER_PARMS (t);
13080
13081         if (decl)
13082           {
13083             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
13084             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
13085                this variable.  We've already done all that needs to be
13086                done.  */
13087             if (decl != error_mark_node)
13088               DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
13089           }
13090         stmt = begin_handler ();
13091         finish_handler_parms (decl, stmt);
13092         RECUR (HANDLER_BODY (t));
13093         finish_handler (stmt);
13094       }
13095       break;
13096
13097     case TAG_DEFN:
13098       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
13099       break;
13100
13101     case STATIC_ASSERT:
13102       {
13103         tree condition = 
13104           tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), 
13105                        args,
13106                        complain, in_decl,
13107                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
13108         finish_static_assert (condition,
13109                               STATIC_ASSERT_MESSAGE (t),
13110                               STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
13111                               /*member_p=*/false);
13112       }
13113       break;
13114
13115     case OMP_PARALLEL:
13116       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_PARALLEL_CLAUSES (t),
13117                                 args, complain, in_decl);
13118       stmt = begin_omp_parallel ();
13119       RECUR (OMP_PARALLEL_BODY (t));
13120       OMP_PARALLEL_COMBINED (finish_omp_parallel (tmp, stmt))
13121         = OMP_PARALLEL_COMBINED (t);
13122       break;
13123
13124     case OMP_TASK:
13125       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_TASK_CLAUSES (t),
13126                                 args, complain, in_decl);
13127       stmt = begin_omp_task ();
13128       RECUR (OMP_TASK_BODY (t));
13129       finish_omp_task (tmp, stmt);
13130       break;
13131
13132     case OMP_FOR:
13133       {
13134         tree clauses, body, pre_body;
13135         tree declv, initv, condv, incrv;
13136         int i;
13137
13138         clauses = tsubst_omp_clauses (OMP_FOR_CLAUSES (t),
13139                                       args, complain, in_decl);
13140         declv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
13141         initv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
13142         condv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
13143         incrv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
13144
13145         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)); i++)
13146           tsubst_omp_for_iterator (t, i, declv, initv, condv, incrv,
13147                                    &clauses, args, complain, in_decl,
13148                                    integral_constant_expression_p);
13149
13150         stmt = begin_omp_structured_block ();
13151
13152         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (initv); i++)
13153           if (TREE_VEC_ELT (initv, i) == NULL
13154               || TREE_CODE (TREE_VEC_ELT (initv, i)) != DECL_EXPR)
13155             TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
13156           else if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_VEC_ELT (initv, i))))
13157             {
13158               tree init = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
13159               gcc_assert (init == TREE_VEC_ELT (declv, i));
13160               TREE_VEC_ELT (initv, i) = NULL_TREE;
13161             }
13162           else
13163             {
13164               tree decl_expr = TREE_VEC_ELT (initv, i);
13165               tree init = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr));
13166               gcc_assert (init != NULL);
13167               TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (init);
13168               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = NULL;
13169               RECUR (decl_expr);
13170               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = init;
13171             }
13172
13173         pre_body = push_stmt_list ();
13174         RECUR (OMP_FOR_PRE_BODY (t));
13175         pre_body = pop_stmt_list (pre_body);
13176
13177         body = push_stmt_list ();
13178         RECUR (OMP_FOR_BODY (t));
13179         body = pop_stmt_list (body);
13180
13181         t = finish_omp_for (EXPR_LOCATION (t), declv, initv, condv, incrv,
13182                             body, pre_body, clauses);
13183
13184         add_stmt (finish_omp_structured_block (stmt));
13185       }
13186       break;
13187
13188     case OMP_SECTIONS:
13189     case OMP_SINGLE:
13190       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_CLAUSES (t), args, complain, in_decl);
13191       stmt = push_stmt_list ();
13192       RECUR (OMP_BODY (t));
13193       stmt = pop_stmt_list (stmt);
13194
13195       t = copy_node (t);
13196       OMP_BODY (t) = stmt;
13197       OMP_CLAUSES (t) = tmp;
13198       add_stmt (t);
13199       break;
13200
13201     case OMP_SECTION:
13202     case OMP_CRITICAL:
13203     case OMP_MASTER:
13204     case OMP_ORDERED:
13205       stmt = push_stmt_list ();
13206       RECUR (OMP_BODY (t));
13207       stmt = pop_stmt_list (stmt);
13208
13209       t = copy_node (t);
13210       OMP_BODY (t) = stmt;
13211       add_stmt (t);
13212       break;
13213
13214     case OMP_ATOMIC:
13215       gcc_assert (OMP_ATOMIC_DEPENDENT_P (t));
13216       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)) != MODIFY_EXPR)
13217         {
13218           tree op1 = TREE_OPERAND (t, 1);
13219           tree rhs1 = NULL_TREE;
13220           tree lhs, rhs;
13221           if (TREE_CODE (op1) == COMPOUND_EXPR)
13222             {
13223               rhs1 = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13224               op1 = TREE_OPERAND (op1, 1);
13225             }
13226           lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13227           rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 1));
13228           finish_omp_atomic (OMP_ATOMIC, TREE_CODE (op1), lhs, rhs,
13229                              NULL_TREE, NULL_TREE, rhs1);
13230         }
13231       else
13232         {
13233           tree op1 = TREE_OPERAND (t, 1);
13234           tree v = NULL_TREE, lhs, rhs = NULL_TREE, lhs1 = NULL_TREE;
13235           tree rhs1 = NULL_TREE;
13236           enum tree_code code = TREE_CODE (TREE_OPERAND (op1, 1));
13237           enum tree_code opcode = NOP_EXPR;
13238           if (code == OMP_ATOMIC_READ)
13239             {
13240               v = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13241               lhs = RECUR (TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (op1, 1), 0));
13242             }
13243           else if (code == OMP_ATOMIC_CAPTURE_OLD
13244                    || code == OMP_ATOMIC_CAPTURE_NEW)
13245             {
13246               tree op11 = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (op1, 1), 1);
13247               v = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13248               lhs1 = RECUR (TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (op1, 1), 0));
13249               if (TREE_CODE (op11) == COMPOUND_EXPR)
13250                 {
13251                   rhs1 = RECUR (TREE_OPERAND (op11, 0));
13252                   op11 = TREE_OPERAND (op11, 1);
13253                 }
13254               lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op11, 0));
13255               rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op11, 1));
13256               opcode = TREE_CODE (op11);
13257             }
13258           else
13259             {
13260               code = OMP_ATOMIC;
13261               lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13262               rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 1));
13263             }
13264           finish_omp_atomic (code, opcode, lhs, rhs, v, lhs1, rhs1);
13265         }
13266       break;
13267
13268     case TRANSACTION_EXPR:
13269       {
13270         int flags = 0;
13271         flags |= (TRANSACTION_EXPR_OUTER (t) ? TM_STMT_ATTR_OUTER : 0);
13272         flags |= (TRANSACTION_EXPR_RELAXED (t) ? TM_STMT_ATTR_RELAXED : 0);
13273
13274         if (TRANSACTION_EXPR_IS_STMT (t))
13275           {
13276             tree body = TRANSACTION_EXPR_BODY (t);
13277             tree noex = NULL_TREE;
13278             if (TREE_CODE (body) == MUST_NOT_THROW_EXPR)
13279               {
13280                 noex = MUST_NOT_THROW_COND (body);
13281                 if (noex == NULL_TREE)
13282                   noex = boolean_true_node;
13283                 body = TREE_OPERAND (body, 0);
13284               }
13285             stmt = begin_transaction_stmt (input_location, NULL, flags);
13286             RECUR (body);
13287             finish_transaction_stmt (stmt, NULL, flags, RECUR (noex));
13288           }
13289         else
13290           {
13291             stmt = build_transaction_expr (EXPR_LOCATION (t),
13292                                            RECUR (TRANSACTION_EXPR_BODY (t)),
13293                                            flags, NULL_TREE);
13294             return stmt;
13295           }
13296       }
13297       break;
13298
13299     case MUST_NOT_THROW_EXPR:
13300       return build_must_not_throw_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13301                                         RECUR (MUST_NOT_THROW_COND (t)));
13302
13303     case EXPR_PACK_EXPANSION:
13304       error ("invalid use of pack expansion expression");
13305       return error_mark_node;
13306
13307     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
13308       error ("use %<...%> to expand argument pack");
13309       return error_mark_node;
13310
13311     default:
13312       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
13313
13314       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
13315                                     /*function_p=*/false,
13316                                     integral_constant_expression_p);
13317     }
13318
13319   return NULL_TREE;
13320 #undef RECUR
13321 }
13322
13323 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
13324    call.  Return the substituted version of T.  */
13325
13326 static tree
13327 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
13328                                     tsubst_flags_t complain,
13329                                     tree in_decl)
13330 {
13331   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
13332     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
13333                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
13334   else
13335     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
13336                                /*function_p=*/false,
13337                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
13338
13339   return t;
13340 }
13341
13342 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
13343    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
13344
13345 tree
13346 tsubst_copy_and_build (tree t,
13347                        tree args,
13348                        tsubst_flags_t complain,
13349                        tree in_decl,
13350                        bool function_p,
13351                        bool integral_constant_expression_p)
13352 {
13353 #define RECUR(NODE)                                             \
13354   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl,         \
13355                          /*function_p=*/false,                  \
13356                          integral_constant_expression_p)
13357
13358   tree op1;
13359
13360   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
13361     return t;
13362
13363   switch (TREE_CODE (t))
13364     {
13365     case USING_DECL:
13366       t = DECL_NAME (t);
13367       /* Fall through.  */
13368     case IDENTIFIER_NODE:
13369       {
13370         tree decl;
13371         cp_id_kind idk;
13372         bool non_integral_constant_expression_p;
13373         const char *error_msg;
13374
13375         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
13376           {
13377             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
13378             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
13379           }
13380
13381         /* Look up the name.  */
13382         decl = lookup_name (t);
13383
13384         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
13385            failure, not NULL_TREE.  */
13386         if (decl == NULL_TREE)
13387           decl = error_mark_node;
13388
13389         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
13390                                      &idk,
13391                                      integral_constant_expression_p,
13392           /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/(cxx_dialect >= cxx0x),
13393                                      &non_integral_constant_expression_p,
13394                                      /*template_p=*/false,
13395                                      /*done=*/true,
13396                                      /*address_p=*/false,
13397                                      /*template_arg_p=*/false,
13398                                      &error_msg,
13399                                      input_location);
13400         if (error_msg)
13401           error (error_msg);
13402         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
13403           {
13404             if (complain & tf_error)
13405               unqualified_name_lookup_error (decl);
13406             decl = error_mark_node;
13407           }
13408         return decl;
13409       }
13410
13411     case TEMPLATE_ID_EXPR:
13412       {
13413         tree object;
13414         tree templ = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13415         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
13416
13417         if (targs)
13418           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
13419
13420         if (TREE_CODE (templ) == COMPONENT_REF)
13421           {
13422             object = TREE_OPERAND (templ, 0);
13423             templ = TREE_OPERAND (templ, 1);
13424           }
13425         else
13426           object = NULL_TREE;
13427         templ = lookup_template_function (templ, targs);
13428
13429         if (object)
13430           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (templ),
13431                          object, templ, NULL_TREE);
13432         else
13433           return baselink_for_fns (templ);
13434       }
13435
13436     case INDIRECT_REF:
13437       {
13438         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13439
13440         if (REFERENCE_REF_P (t))
13441           {
13442             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
13443                such an indirect ref, but the substitution of the cast
13444                will have also added such an indirect ref.  */
13445             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
13446               r = convert_from_reference (r);
13447           }
13448         else
13449           r = build_x_indirect_ref (r, RO_UNARY_STAR, complain);
13450         return r;
13451       }
13452
13453     case NOP_EXPR:
13454       return build_nop
13455         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
13456          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
13457
13458     case IMPLICIT_CONV_EXPR:
13459       {
13460         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
13461         tree expr = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13462         int flags = LOOKUP_IMPLICIT;
13463         if (IMPLICIT_CONV_EXPR_DIRECT_INIT (t))
13464           flags = LOOKUP_NORMAL;
13465         return perform_implicit_conversion_flags (type, expr, complain,
13466                                                   flags);
13467       }
13468
13469     case CONVERT_EXPR:
13470       return build1
13471         (CONVERT_EXPR,
13472          tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
13473          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
13474
13475     case CAST_EXPR:
13476     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
13477     case CONST_CAST_EXPR:
13478     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
13479     case STATIC_CAST_EXPR:
13480       {
13481         tree type;
13482         tree op;
13483
13484         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
13485         if (integral_constant_expression_p
13486             && !cast_valid_in_integral_constant_expression_p (type))
13487           {
13488             if (complain & tf_error)
13489               error ("a cast to a type other than an integral or "
13490                      "enumeration type cannot appear in a constant-expression");
13491             return error_mark_node; 
13492           }
13493
13494         op = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13495
13496         switch (TREE_CODE (t))
13497           {
13498           case CAST_EXPR:
13499             return build_functional_cast (type, op, complain);
13500           case REINTERPRET_CAST_EXPR:
13501             return build_reinterpret_cast (type, op, complain);
13502           case CONST_CAST_EXPR:
13503             return build_const_cast (type, op, complain);
13504           case DYNAMIC_CAST_EXPR:
13505             return build_dynamic_cast (type, op, complain);
13506           case STATIC_CAST_EXPR:
13507             return build_static_cast (type, op, complain);
13508           default:
13509             gcc_unreachable ();
13510           }
13511       }
13512
13513     case POSTDECREMENT_EXPR:
13514     case POSTINCREMENT_EXPR:
13515       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
13516                                                 args, complain, in_decl);
13517       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1, complain);
13518
13519     case PREDECREMENT_EXPR:
13520     case PREINCREMENT_EXPR:
13521     case NEGATE_EXPR:
13522     case BIT_NOT_EXPR:
13523     case ABS_EXPR:
13524     case TRUTH_NOT_EXPR:
13525     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
13526     case REALPART_EXPR:
13527     case IMAGPART_EXPR:
13528       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13529                                complain);
13530
13531     case FIX_TRUNC_EXPR:
13532       return cp_build_unary_op (FIX_TRUNC_EXPR, RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13533                                 0, complain);
13534
13535     case ADDR_EXPR:
13536       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
13537       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
13538         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1),
13539                                           EXPR_LOCATION (op1));
13540       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
13541         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
13542                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
13543       else
13544         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
13545                                                   in_decl);
13546       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1, complain);
13547
13548     case PLUS_EXPR:
13549     case MINUS_EXPR:
13550     case MULT_EXPR:
13551     case TRUNC_DIV_EXPR:
13552     case CEIL_DIV_EXPR:
13553     case FLOOR_DIV_EXPR:
13554     case ROUND_DIV_EXPR:
13555     case EXACT_DIV_EXPR:
13556     case BIT_AND_EXPR:
13557     case BIT_IOR_EXPR:
13558     case BIT_XOR_EXPR:
13559     case TRUNC_MOD_EXPR:
13560     case FLOOR_MOD_EXPR:
13561     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
13562     case TRUTH_ORIF_EXPR:
13563     case TRUTH_AND_EXPR:
13564     case TRUTH_OR_EXPR:
13565     case RSHIFT_EXPR:
13566     case LSHIFT_EXPR:
13567     case RROTATE_EXPR:
13568     case LROTATE_EXPR:
13569     case EQ_EXPR:
13570     case NE_EXPR:
13571     case MAX_EXPR:
13572     case MIN_EXPR:
13573     case LE_EXPR:
13574     case GE_EXPR:
13575     case LT_EXPR:
13576     case GT_EXPR:
13577     case MEMBER_REF:
13578     case DOTSTAR_EXPR:
13579       {
13580         tree r = build_x_binary_op
13581           (TREE_CODE (t),
13582            RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13583            (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 0))
13584             ? ERROR_MARK
13585             : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 0))),
13586            RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13587            (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 1))
13588             ? ERROR_MARK
13589             : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1))),
13590            /*overload=*/NULL,
13591            complain);
13592         if (EXPR_P (r) && TREE_NO_WARNING (t))
13593           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
13594         return r;
13595       }
13596
13597     case SCOPE_REF:
13598       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
13599                                   /*address_p=*/false);
13600     case ARRAY_REF:
13601       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
13602                                                 args, complain, in_decl);
13603       return build_x_array_ref (op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)), complain);
13604
13605     case SIZEOF_EXPR:
13606       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
13607         return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
13608       /* Fall through */
13609       
13610     case ALIGNOF_EXPR:
13611       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
13612       if (!args)
13613         {
13614           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
13615              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
13616              the substitutions may not work.  */
13617           if (!TYPE_P (op1))
13618             op1 = TREE_TYPE (op1);
13619         }
13620       else
13621         {
13622           ++cp_unevaluated_operand;
13623           ++c_inhibit_evaluation_warnings;
13624           op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
13625                                        /*function_p=*/false,
13626                                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
13627           --cp_unevaluated_operand;
13628           --c_inhibit_evaluation_warnings;
13629         }
13630       if (TYPE_P (op1))
13631         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), 
13632                                            complain & tf_error);
13633       else
13634         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t), 
13635                                            complain & tf_error);
13636
13637     case AT_ENCODE_EXPR:
13638       {
13639         op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
13640         ++cp_unevaluated_operand;
13641         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
13642         op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
13643                                      /*function_p=*/false,
13644                                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
13645         --cp_unevaluated_operand;
13646         --c_inhibit_evaluation_warnings;
13647         return objc_build_encode_expr (op1);
13648       }
13649
13650     case NOEXCEPT_EXPR:
13651       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
13652       ++cp_unevaluated_operand;
13653       ++c_inhibit_evaluation_warnings;
13654       op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
13655                                    /*function_p=*/false,
13656                                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
13657       --cp_unevaluated_operand;
13658       --c_inhibit_evaluation_warnings;
13659       return finish_noexcept_expr (op1, complain);
13660
13661     case MODOP_EXPR:
13662       {
13663         tree r = build_x_modify_expr
13664           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13665            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
13666            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
13667            complain);
13668         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
13669            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
13670            than plain assignment.  In the former case, it was already
13671            set and must be copied.  In the latter case,
13672            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
13673            here.  */
13674         if (TREE_NO_WARNING (t))
13675           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
13676         return r;
13677       }
13678
13679     case ARROW_EXPR:
13680       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
13681                                                 args, complain, in_decl);
13682       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
13683       if (DECL_P (op1))
13684         mark_used (op1);
13685       return build_x_arrow (op1);
13686
13687     case NEW_EXPR:
13688       {
13689         tree placement = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13690         tree init = RECUR (TREE_OPERAND (t, 3));
13691         VEC(tree,gc) *placement_vec;
13692         VEC(tree,gc) *init_vec;
13693         tree ret;
13694
13695         if (placement == NULL_TREE)
13696           placement_vec = NULL;
13697         else
13698           {
13699             placement_vec = make_tree_vector ();
13700             for (; placement != NULL_TREE; placement = TREE_CHAIN (placement))
13701               VEC_safe_push (tree, gc, placement_vec, TREE_VALUE (placement));
13702           }
13703
13704         /* If there was an initializer in the original tree, but it
13705            instantiated to an empty list, then we should pass a
13706            non-NULL empty vector to tell build_new that it was an
13707            empty initializer() rather than no initializer.  This can
13708            only happen when the initializer is a pack expansion whose
13709            parameter packs are of length zero.  */
13710         if (init == NULL_TREE && TREE_OPERAND (t, 3) == NULL_TREE)
13711           init_vec = NULL;
13712         else
13713           {
13714             init_vec = make_tree_vector ();
13715             if (init == void_zero_node)
13716               gcc_assert (init_vec != NULL);
13717             else
13718               {
13719                 for (; init != NULL_TREE; init = TREE_CHAIN (init))
13720                   VEC_safe_push (tree, gc, init_vec, TREE_VALUE (init));
13721               }
13722           }
13723
13724         ret = build_new (&placement_vec,
13725                          tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
13726                          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
13727                          &init_vec,
13728                          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t),
13729                          complain);
13730
13731         if (placement_vec != NULL)
13732           release_tree_vector (placement_vec);
13733         if (init_vec != NULL)
13734           release_tree_vector (init_vec);
13735
13736         return ret;
13737       }
13738
13739     case DELETE_EXPR:
13740      return delete_sanity
13741        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13742         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13743         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
13744         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t),
13745         complain);
13746
13747     case COMPOUND_EXPR:
13748       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13749                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13750                                     complain);
13751
13752     case CALL_EXPR:
13753       {
13754         tree function;
13755         VEC(tree,gc) *call_args;
13756         unsigned int nargs, i;
13757         bool qualified_p;
13758         bool koenig_p;
13759         tree ret;
13760
13761         function = CALL_EXPR_FN (t);
13762         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
13763            not Koenig lookup should be performed.  */
13764         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
13765         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
13766           {
13767             qualified_p = true;
13768             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
13769                                             /*done=*/false,
13770                                             /*address_p=*/false);
13771           }
13772         else if (koenig_p && TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
13773           {
13774             /* Do nothing; calling tsubst_copy_and_build on an identifier
13775                would incorrectly perform unqualified lookup again.
13776
13777                Note that we can also have an IDENTIFIER_NODE if the earlier
13778                unqualified lookup found a member function; in that case
13779                koenig_p will be false and we do want to do the lookup
13780                again to find the instantiated member function.
13781
13782                FIXME but doing that causes c++/15272, so we need to stop
13783                using IDENTIFIER_NODE in that situation.  */
13784             qualified_p = false;
13785           }
13786         else
13787           {
13788             if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
13789               {
13790                 tree op = TREE_OPERAND (function, 1);
13791
13792                 qualified_p = (TREE_CODE (op) == SCOPE_REF
13793                                || (BASELINK_P (op)
13794                                    && BASELINK_QUALIFIED_P (op)));
13795               }
13796             else
13797               qualified_p = false;
13798
13799             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
13800                                               in_decl,
13801                                               !qualified_p,
13802                                               integral_constant_expression_p);
13803
13804             if (BASELINK_P (function))
13805               qualified_p = true;
13806           }
13807
13808         nargs = call_expr_nargs (t);
13809         call_args = make_tree_vector ();
13810         for (i = 0; i < nargs; ++i)
13811           {
13812             tree arg = CALL_EXPR_ARG (t, i);
13813
13814             if (!PACK_EXPANSION_P (arg))
13815               VEC_safe_push (tree, gc, call_args,
13816                              RECUR (CALL_EXPR_ARG (t, i)));
13817             else
13818               {
13819                 /* Expand the pack expansion and push each entry onto
13820                    CALL_ARGS.  */
13821                 arg = tsubst_pack_expansion (arg, args, complain, in_decl);
13822                 if (TREE_CODE (arg) == TREE_VEC)
13823                   {
13824                     unsigned int len, j;
13825
13826                     len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
13827                     for (j = 0; j < len; ++j)
13828                       {
13829                         tree value = TREE_VEC_ELT (arg, j);
13830                         if (value != NULL_TREE)
13831                           value = convert_from_reference (value);
13832                         VEC_safe_push (tree, gc, call_args, value);
13833                       }
13834                   }
13835                 else
13836                   {
13837                     /* A partial substitution.  Add one entry.  */
13838                     VEC_safe_push (tree, gc, call_args, arg);
13839                   }
13840               }
13841           }
13842
13843         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
13844            lookup finds a non-function, in accordance with the
13845            expected resolution of DR 218.  */
13846         if (koenig_p
13847             && ((is_overloaded_fn (function)
13848                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
13849                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
13850                     to denote the function.  */
13851                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
13852                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
13853             /* Only do this when substitution turns a dependent call
13854                into a non-dependent call.  */
13855             && type_dependent_expression_p_push (t)
13856             && !any_type_dependent_arguments_p (call_args))
13857           function = perform_koenig_lookup (function, call_args, false,
13858                                             tf_none);
13859
13860         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE
13861             && !any_type_dependent_arguments_p (call_args))
13862           {
13863             if (koenig_p && (complain & tf_warning_or_error))
13864               {
13865                 /* For backwards compatibility and good diagnostics, try
13866                    the unqualified lookup again if we aren't in SFINAE
13867                    context.  */
13868                 tree unq = (tsubst_copy_and_build
13869                             (function, args, complain, in_decl, true,
13870                              integral_constant_expression_p));
13871                 if (unq == error_mark_node)
13872                   return error_mark_node;
13873
13874                 if (unq != function)
13875                   {
13876                     tree fn = unq;
13877                     if (TREE_CODE (fn) == INDIRECT_REF)
13878                       fn = TREE_OPERAND (fn, 0);
13879                     if (TREE_CODE (fn) == COMPONENT_REF)
13880                       fn = TREE_OPERAND (fn, 1);
13881                     if (is_overloaded_fn (fn))
13882                       fn = get_first_fn (fn);
13883                     permerror (EXPR_LOC_OR_HERE (t),
13884                                "%qD was not declared in this scope, "
13885                                "and no declarations were found by "
13886                                "argument-dependent lookup at the point "
13887                                "of instantiation", function);
13888                     if (!DECL_P (fn))
13889                       /* Can't say anything more.  */;
13890                     else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (fn))
13891                       {
13892                         inform (EXPR_LOC_OR_HERE (t),
13893                                 "declarations in dependent base %qT are "
13894                                 "not found by unqualified lookup",
13895                                 DECL_CLASS_CONTEXT (fn));
13896                         if (current_class_ptr)
13897                           inform (EXPR_LOC_OR_HERE (t),
13898                                   "use %<this->%D%> instead", function);
13899                         else
13900                           inform (EXPR_LOC_OR_HERE (t),
13901                                   "use %<%T::%D%> instead",
13902                                   current_class_name, function);
13903                       }
13904                     else
13905                       inform (0, "%q+D declared here, later in the "
13906                                 "translation unit", fn);
13907                     function = unq;
13908                   }
13909               }
13910             if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
13911               {
13912                 unqualified_name_lookup_error (function);
13913                 release_tree_vector (call_args);
13914                 return error_mark_node;
13915               }
13916           }
13917
13918         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
13919         if (DECL_P (function))
13920           mark_used (function);
13921
13922         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
13923           ret = build_offset_ref_call_from_tree (function, &call_args);
13924         else if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
13925           {
13926             tree instance = TREE_OPERAND (function, 0);
13927             tree fn = TREE_OPERAND (function, 1);
13928
13929             if (processing_template_decl
13930                 && (type_dependent_expression_p (instance)
13931                     || (!BASELINK_P (fn)
13932                         && TREE_CODE (fn) != FIELD_DECL)
13933                     || type_dependent_expression_p (fn)
13934                     || any_type_dependent_arguments_p (call_args)))
13935               ret = build_nt_call_vec (function, call_args);
13936             else if (!BASELINK_P (fn))
13937               ret = finish_call_expr (function, &call_args,
13938                                        /*disallow_virtual=*/false,
13939                                        /*koenig_p=*/false,
13940                                        complain);
13941             else
13942               ret = (build_new_method_call
13943                       (instance, fn,
13944                        &call_args, NULL_TREE,
13945                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL,
13946                        /*fn_p=*/NULL,
13947                        complain));
13948           }
13949         else
13950           ret = finish_call_expr (function, &call_args,
13951                                   /*disallow_virtual=*/qualified_p,
13952                                   koenig_p,
13953                                   complain);
13954
13955         release_tree_vector (call_args);
13956
13957         return ret;
13958       }
13959
13960     case COND_EXPR:
13961       return build_x_conditional_expr
13962         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13963          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13964          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
13965          complain);
13966
13967     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
13968       return finish_pseudo_destructor_expr
13969         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13970          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13971          tsubst (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
13972
13973     case TREE_LIST:
13974       {
13975         tree purpose, value, chain;
13976
13977         if (t == void_list_node)
13978           return t;
13979
13980         if ((TREE_PURPOSE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_PURPOSE (t)))
13981             || (TREE_VALUE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (t))))
13982           {
13983             /* We have pack expansions, so expand those and
13984                create a new list out of it.  */
13985             tree purposevec = NULL_TREE;
13986             tree valuevec = NULL_TREE;
13987             tree chain;
13988             int i, len = -1;
13989
13990             /* Expand the argument expressions.  */
13991             if (TREE_PURPOSE (t))
13992               purposevec = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), args,
13993                                                  complain, in_decl);
13994             if (TREE_VALUE (t))
13995               valuevec = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (t), args,
13996                                                complain, in_decl);
13997
13998             /* Build the rest of the list.  */
13999             chain = TREE_CHAIN (t);
14000             if (chain && chain != void_type_node)
14001               chain = RECUR (chain);
14002
14003             /* Determine the number of arguments.  */
14004             if (purposevec && TREE_CODE (purposevec) == TREE_VEC)
14005               {
14006                 len = TREE_VEC_LENGTH (purposevec);
14007                 gcc_assert (!valuevec || len == TREE_VEC_LENGTH (valuevec));
14008               }
14009             else if (TREE_CODE (valuevec) == TREE_VEC)
14010               len = TREE_VEC_LENGTH (valuevec);
14011             else
14012               {
14013                 /* Since we only performed a partial substitution into
14014                    the argument pack, we only return a single list
14015                    node.  */
14016                 if (purposevec == TREE_PURPOSE (t)
14017                     && valuevec == TREE_VALUE (t)
14018                     && chain == TREE_CHAIN (t))
14019                   return t;
14020
14021                 return tree_cons (purposevec, valuevec, chain);
14022               }
14023             
14024             /* Convert the argument vectors into a TREE_LIST */
14025             i = len;
14026             while (i > 0)
14027               {
14028                 /* Grab the Ith values.  */
14029                 i--;
14030                 purpose = purposevec ? TREE_VEC_ELT (purposevec, i) 
14031                                      : NULL_TREE;
14032                 value 
14033                   = valuevec ? convert_from_reference (TREE_VEC_ELT (valuevec, i)) 
14034                              : NULL_TREE;
14035
14036                 /* Build the list (backwards).  */
14037                 chain = tree_cons (purpose, value, chain);
14038               }
14039
14040             return chain;
14041           }
14042
14043         purpose = TREE_PURPOSE (t);
14044         if (purpose)
14045           purpose = RECUR (purpose);
14046         value = TREE_VALUE (t);
14047         if (value)
14048           value = RECUR (value);
14049         chain = TREE_CHAIN (t);
14050         if (chain && chain != void_type_node)
14051           chain = RECUR (chain);
14052         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
14053             && value == TREE_VALUE (t)
14054             && chain == TREE_CHAIN (t))
14055           return t;
14056         return tree_cons (purpose, value, chain);
14057       }
14058
14059     case COMPONENT_REF:
14060       {
14061         tree object;
14062         tree object_type;
14063         tree member;
14064
14065         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
14066                                                      args, complain, in_decl);
14067         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
14068         if (DECL_P (object))
14069           mark_used (object);
14070         object_type = TREE_TYPE (object);
14071
14072         member = TREE_OPERAND (t, 1);
14073         if (BASELINK_P (member))
14074           member = tsubst_baselink (member,
14075                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
14076                                     args, complain, in_decl);
14077         else
14078           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
14079         if (member == error_mark_node)
14080           return error_mark_node;
14081
14082         if (type_dependent_expression_p (object))
14083           /* We can't do much here.  */;
14084         else if (!CLASS_TYPE_P (object_type))
14085           {
14086             if (SCALAR_TYPE_P (object_type))
14087               {
14088                 tree s = NULL_TREE;
14089                 tree dtor = member;
14090
14091                 if (TREE_CODE (dtor) == SCOPE_REF)
14092                   {
14093                     s = TREE_OPERAND (dtor, 0);
14094                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 1);
14095                   }
14096                 if (TREE_CODE (dtor) == BIT_NOT_EXPR)
14097                   {
14098                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 0);
14099                     if (TYPE_P (dtor))
14100                       return finish_pseudo_destructor_expr (object, s, dtor);
14101                   }
14102               }
14103           }
14104         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
14105                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
14106           {
14107             /* Lookup the template functions now that we know what the
14108                scope is.  */
14109             tree scope = TREE_OPERAND (member, 0);
14110             tree tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
14111             tree args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
14112             member = lookup_qualified_name (scope, tmpl,
14113                                             /*is_type_p=*/false,
14114                                             /*complain=*/false);
14115             if (BASELINK_P (member))
14116               {
14117                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
14118                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
14119                               args);
14120                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
14121                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
14122                            object_type));
14123               }
14124             else
14125               {
14126                 qualified_name_lookup_error (scope, tmpl, member,
14127                                              input_location);
14128                 return error_mark_node;
14129               }
14130           }
14131         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
14132                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
14133                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
14134           {
14135             if (complain & tf_error)
14136               {
14137                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
14138                   error ("%qT is not a class or namespace",
14139                          TREE_OPERAND (member, 0));
14140                 else
14141                   error ("%qD is not a class or namespace",
14142                          TREE_OPERAND (member, 0));
14143               }
14144             return error_mark_node;
14145           }
14146         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
14147           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
14148
14149         return finish_class_member_access_expr (object, member,
14150                                                 /*template_p=*/false,
14151                                                 complain);
14152       }
14153
14154     case THROW_EXPR:
14155       return build_throw
14156         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
14157
14158     case CONSTRUCTOR:
14159       {
14160         VEC(constructor_elt,gc) *n;
14161         constructor_elt *ce;
14162         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
14163         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
14164         bool process_index_p;
14165         int newlen;
14166         bool need_copy_p = false;
14167         tree r;
14168
14169         if (type == error_mark_node)
14170           return error_mark_node;
14171
14172         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
14173         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
14174           return t;
14175
14176         /* We do not want to process the index of aggregate
14177            initializers as they are identifier nodes which will be
14178            looked up by digest_init.  */
14179         process_index_p = !(type && MAYBE_CLASS_TYPE_P (type));
14180
14181         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
14182         newlen = VEC_length (constructor_elt, n);
14183         FOR_EACH_VEC_ELT (constructor_elt, n, idx, ce)
14184           {
14185             if (ce->index && process_index_p)
14186               ce->index = RECUR (ce->index);
14187
14188             if (PACK_EXPANSION_P (ce->value))
14189               {
14190                 /* Substitute into the pack expansion.  */
14191                 ce->value = tsubst_pack_expansion (ce->value, args, complain,
14192                                                   in_decl);
14193
14194                 if (ce->value == error_mark_node
14195                     || PACK_EXPANSION_P (ce->value))
14196                   ;
14197                 else if (TREE_VEC_LENGTH (ce->value) == 1)
14198                   /* Just move the argument into place.  */
14199                   ce->value = TREE_VEC_ELT (ce->value, 0);
14200                 else
14201                   {
14202                     /* Update the length of the final CONSTRUCTOR
14203                        arguments vector, and note that we will need to
14204                        copy.*/
14205                     newlen = newlen + TREE_VEC_LENGTH (ce->value) - 1;
14206                     need_copy_p = true;
14207                   }
14208               }
14209             else
14210               ce->value = RECUR (ce->value);
14211           }
14212
14213         if (need_copy_p)
14214           {
14215             VEC(constructor_elt,gc) *old_n = n;
14216
14217             n = VEC_alloc (constructor_elt, gc, newlen);
14218             FOR_EACH_VEC_ELT (constructor_elt, old_n, idx, ce)
14219               {
14220                 if (TREE_CODE (ce->value) == TREE_VEC)
14221                   {
14222                     int i, len = TREE_VEC_LENGTH (ce->value);
14223                     for (i = 0; i < len; ++i)
14224                       CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0,
14225                                               TREE_VEC_ELT (ce->value, i));
14226                   }
14227                 else
14228                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0, ce->value);
14229               }
14230           }
14231
14232         r = build_constructor (init_list_type_node, n);
14233         CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (r) = CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (t);
14234
14235         if (TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t))
14236           return finish_compound_literal (type, r, complain);
14237
14238         TREE_TYPE (r) = type;
14239         return r;
14240       }
14241
14242     case TYPEID_EXPR:
14243       {
14244         tree operand_0 = TREE_OPERAND (t, 0);
14245         if (TYPE_P (operand_0))
14246           {
14247             operand_0 = tsubst (operand_0, args, complain, in_decl);
14248             return get_typeid (operand_0);
14249           }
14250         else
14251           {
14252             operand_0 = RECUR (operand_0);
14253             return build_typeid (operand_0);
14254           }
14255       }
14256
14257     case VAR_DECL:
14258       if (!args)
14259         return t;
14260       /* Fall through */
14261
14262     case PARM_DECL:
14263       {
14264         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
14265
14266         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
14267           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
14268              the appropriate INDIRECT_REF.  */
14269           r = convert_from_reference (r);
14270         return r;
14271       }
14272
14273     case VA_ARG_EXPR:
14274       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
14275                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
14276
14277     case OFFSETOF_EXPR:
14278       return finish_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
14279
14280     case TRAIT_EXPR:
14281       {
14282         tree type1 = tsubst_copy (TRAIT_EXPR_TYPE1 (t), args,
14283                                   complain, in_decl);
14284
14285         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (t);
14286         if (type2)
14287           type2 = tsubst_copy (type2, args, complain, in_decl);
14288         
14289         return finish_trait_expr (TRAIT_EXPR_KIND (t), type1, type2);
14290       }
14291
14292     case STMT_EXPR:
14293       {
14294         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
14295         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
14296
14297         cur_stmt_expr = stmt_expr;
14298         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl,
14299                      integral_constant_expression_p);
14300         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
14301         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
14302
14303         /* If the resulting list of expression statement is empty,
14304            fold it further into void_zero_node.  */
14305         if (empty_expr_stmt_p (stmt_expr))
14306           stmt_expr = void_zero_node;
14307
14308         return stmt_expr;
14309       }
14310
14311     case CONST_DECL:
14312       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
14313       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
14314          to their underlying values.  */
14315       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && !processing_template_decl)
14316         {
14317           used_types_insert (TREE_TYPE (t));
14318           return DECL_INITIAL (t);
14319         }
14320       return t;
14321
14322     case LAMBDA_EXPR:
14323       {
14324         tree r = build_lambda_expr ();
14325
14326         tree type = tsubst (LAMBDA_EXPR_CLOSURE (t), args, complain, NULL_TREE);
14327         LAMBDA_EXPR_CLOSURE (r) = type;
14328         CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (type) = r;
14329
14330         LAMBDA_EXPR_LOCATION (r)
14331           = LAMBDA_EXPR_LOCATION (t);
14332         LAMBDA_EXPR_DEFAULT_CAPTURE_MODE (r)
14333           = LAMBDA_EXPR_DEFAULT_CAPTURE_MODE (t);
14334         LAMBDA_EXPR_MUTABLE_P (r) = LAMBDA_EXPR_MUTABLE_P (t);
14335         LAMBDA_EXPR_DISCRIMINATOR (r)
14336           = (LAMBDA_EXPR_DISCRIMINATOR (t));
14337         LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE (r)
14338           = RECUR (LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE (t));
14339         if (LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (t) == dependent_lambda_return_type_node)
14340           {
14341             LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (r) = dependent_lambda_return_type_node;
14342             LAMBDA_EXPR_DEDUCE_RETURN_TYPE_P (r) = true;
14343           }
14344         else
14345           LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (r)
14346             = tsubst (LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
14347
14348         gcc_assert (LAMBDA_EXPR_THIS_CAPTURE (t) == NULL_TREE
14349                     && LAMBDA_EXPR_PENDING_PROXIES (t) == NULL);
14350
14351         /* Do this again now that LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE is set.  */
14352         determine_visibility (TYPE_NAME (type));
14353         /* Now that we know visibility, instantiate the type so we have a
14354            declaration of the op() for later calls to lambda_function.  */
14355         complete_type (type);
14356
14357         /* The capture list refers to closure members, so this needs to
14358            wait until after we finish instantiating the type.  */
14359         LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (r)
14360           = RECUR (LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (t));
14361
14362         return build_lambda_object (r);
14363       }
14364
14365     case TARGET_EXPR:
14366       /* We can get here for a constant initializer of non-dependent type.
14367          FIXME stop folding in cp_parser_initializer_clause.  */
14368       gcc_assert (TREE_CONSTANT (t));
14369       {
14370         tree r = get_target_expr (RECUR (TARGET_EXPR_INITIAL (t)));
14371         TREE_CONSTANT (r) = true;
14372         return r;
14373       }
14374
14375     case TRANSACTION_EXPR:
14376       return tsubst_expr(t, args, complain, in_decl,
14377              integral_constant_expression_p);
14378
14379     default:
14380       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
14381       {
14382         tree subst
14383           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
14384                                          in_decl, /*function_p=*/false);
14385         if (subst)
14386           return subst;
14387       }
14388       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
14389     }
14390
14391 #undef RECUR
14392 }
14393
14394 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
14395    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
14396    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
14397    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
14398
14399 static bool
14400 check_instantiated_arg (tree tmpl, tree t, tsubst_flags_t complain)
14401 {
14402   if (ARGUMENT_PACK_P (t))
14403     {
14404       tree vec = ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
14405       int len = TREE_VEC_LENGTH (vec);
14406       bool result = false;
14407       int i;
14408
14409       for (i = 0; i < len; ++i)
14410         if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (vec, i), complain))
14411           result = true;
14412       return result;
14413     }
14414   else if (TYPE_P (t))
14415     {
14416       /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
14417          of a class or enumeration declared in a local scope)
14418          shall not be used to declare an entity with linkage.
14419          This implies that names with no linkage cannot be used as
14420          template arguments
14421
14422          DR 757 relaxes this restriction for C++0x.  */
14423       tree nt = (cxx_dialect > cxx98 ? NULL_TREE
14424                  : no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false));
14425
14426       if (nt)
14427         {
14428           /* DR 488 makes use of a type with no linkage cause
14429              type deduction to fail.  */
14430           if (complain & tf_error)
14431             {
14432               if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
14433                 error ("%qT is/uses anonymous type", t);
14434               else
14435                 error ("template argument for %qD uses local type %qT",
14436                        tmpl, t);
14437             }
14438           return true;
14439         }
14440       /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
14441          allow variably-modified types as template arguments.  */
14442       else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
14443         {
14444           if (complain & tf_error)
14445             error ("%qT is a variably modified type", t);
14446           return true;
14447         }
14448     }
14449   /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
14450      constant.  */
14451   else if (TREE_TYPE (t)
14452            && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
14453            && !TREE_CONSTANT (t))
14454     {
14455       if (complain & tf_error)
14456         error ("integral expression %qE is not constant", t);
14457       return true;
14458     }
14459   return false;
14460 }
14461
14462 static bool
14463 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
14464 {
14465   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
14466   bool result = false;
14467
14468   for (ix = 0; ix != len; ix++)
14469     {
14470       if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (args, ix), complain))
14471         result = true;
14472     }
14473   if (result && (complain & tf_error))
14474     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
14475   return result;
14476 }
14477
14478 /* In C++0x, it's possible to have a function template whose type depends
14479    on itself recursively.  This is most obvious with decltype, but can also
14480    occur with enumeration scope (c++/48969).  So we need to catch infinite
14481    recursion and reject the substitution at deduction time; this function
14482    will return error_mark_node for any repeated substitution.
14483
14484    This also catches excessive recursion such as when f<N> depends on
14485    f<N-1> across all integers, and returns error_mark_node for all the
14486    substitutions back up to the initial one.
14487
14488    This is, of course, not reentrant.  */
14489
14490 static tree
14491 deduction_tsubst_fntype (tree fn, tree targs, tsubst_flags_t complain)
14492 {
14493   static bool excessive_deduction_depth;
14494   static int deduction_depth;
14495   struct pending_template *old_last_pend = last_pending_template;
14496   struct tinst_level *old_error_tinst = last_error_tinst_level;
14497
14498   tree fntype = TREE_TYPE (fn);
14499   tree tinst;
14500   tree r;
14501
14502   if (excessive_deduction_depth)
14503     return error_mark_node;
14504
14505   tinst = build_tree_list (fn, targs);
14506   if (!push_tinst_level (tinst))
14507     {
14508       excessive_deduction_depth = true;
14509       ggc_free (tinst);
14510       return error_mark_node;
14511     }
14512
14513   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (fn);
14514   ++deduction_depth;
14515   push_deduction_access_scope (fn);
14516   r = tsubst (fntype, targs, complain, NULL_TREE);
14517   pop_deduction_access_scope (fn);
14518   --deduction_depth;
14519
14520   if (excessive_deduction_depth)
14521     {
14522       r = error_mark_node;
14523       if (deduction_depth == 0)
14524         /* Reset once we're all the way out.  */
14525         excessive_deduction_depth = false;
14526     }
14527
14528   pop_tinst_level ();
14529   /* We can't free this if a pending_template entry or last_error_tinst_level
14530      is pointing at it.  */
14531   if (last_pending_template == old_last_pend
14532       && last_error_tinst_level == old_error_tinst)
14533     ggc_free (tinst);
14534   return r;
14535 }
14536
14537 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
14538    the template arguments in TARG_PTR.  */
14539
14540 static tree
14541 instantiate_template_1 (tree tmpl, tree orig_args, tsubst_flags_t complain)
14542 {
14543   tree targ_ptr = orig_args;
14544   tree fndecl;
14545   tree gen_tmpl;
14546   tree spec;
14547
14548   if (tmpl == error_mark_node)
14549     return error_mark_node;
14550
14551   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
14552
14553   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
14554   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
14555     {
14556       tree spec;
14557       tree clone;
14558
14559       /* Use DECL_ABSTRACT_ORIGIN because only FUNCTION_DECLs have
14560          DECL_CLONED_FUNCTION.  */
14561       spec = instantiate_template (DECL_ABSTRACT_ORIGIN (tmpl),
14562                                    targ_ptr, complain);
14563       if (spec == error_mark_node)
14564         return error_mark_node;
14565
14566       /* Look for the clone.  */
14567       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
14568         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
14569           return clone;
14570       /* We should always have found the clone by now.  */
14571       gcc_unreachable ();
14572       return NULL_TREE;
14573     }
14574
14575   /* Check to see if we already have this specialization.  */
14576   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
14577   if (tmpl != gen_tmpl)
14578     /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
14579        arguments we must add the arguments used to perform the
14580        partial instantiation.  */
14581     targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
14582                                             targ_ptr);
14583
14584   /* It would be nice to avoid hashing here and then again in tsubst_decl,
14585      but it doesn't seem to be on the hot path.  */
14586   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr, 0);
14587
14588   gcc_assert (tmpl == gen_tmpl
14589               || ((fndecl = retrieve_specialization (tmpl, orig_args, 0))
14590                   == spec)
14591               || fndecl == NULL_TREE);
14592
14593   if (spec != NULL_TREE)
14594     return spec;
14595
14596   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
14597                                complain))
14598     return error_mark_node;
14599
14600   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
14601      parameters and return types have to be checked.  However this
14602      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
14603      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
14604      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
14605   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
14606
14607   /* Instantiation of the function happens in the context of the function
14608      template, not the context of the overload resolution we're doing.  */
14609   push_to_top_level ();
14610   if (DECL_CLASS_SCOPE_P (gen_tmpl))
14611     {
14612       tree ctx = tsubst (DECL_CONTEXT (gen_tmpl), targ_ptr,
14613                          complain, gen_tmpl);
14614       push_nested_class (ctx);
14615     }
14616   /* Substitute template parameters to obtain the specialization.  */
14617   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
14618                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
14619   if (DECL_CLASS_SCOPE_P (gen_tmpl))
14620     pop_nested_class ();
14621   pop_from_top_level ();
14622
14623   if (fndecl == error_mark_node)
14624     return error_mark_node;
14625
14626   /* Now we know the specialization, compute access previously
14627      deferred.  */
14628   push_access_scope (fndecl);
14629
14630   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
14631      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
14632      added to the template at parsing time. Let's get those and perfom
14633      the acces checks then.  */
14634   perform_typedefs_access_check (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl), targ_ptr);
14635   perform_deferred_access_checks ();
14636   pop_access_scope (fndecl);
14637   pop_deferring_access_checks ();
14638
14639   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
14640      template, not the most general template.  */
14641   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
14642
14643   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
14644      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
14645      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
14646      instantiating the template clones.  */
14647   if (DECL_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (DECL_CHAIN (gen_tmpl)))
14648     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
14649
14650   return fndecl;
14651 }
14652
14653 /* Wrapper for instantiate_template_1.  */
14654
14655 tree
14656 instantiate_template (tree tmpl, tree orig_args, tsubst_flags_t complain)
14657 {
14658   tree ret;
14659   timevar_push (TV_TEMPLATE_INST);
14660   ret = instantiate_template_1 (tmpl, orig_args,  complain);
14661   timevar_pop (TV_TEMPLATE_INST);
14662   return ret;
14663 }
14664
14665 /* We're going to do deduction substitution on the type of TMPL, a function
14666    template.  In C++11 mode, push into that access scope.  In C++03 mode,
14667    disable access checking.  */
14668
14669 static void
14670 push_deduction_access_scope (tree tmpl)
14671 {
14672   if (cxx_dialect >= cxx0x)
14673     {
14674       int ptd = processing_template_decl;
14675       push_access_scope (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
14676       /* Preserve processing_template_decl across push_to_top_level.  */
14677       if (ptd && !processing_template_decl)
14678         ++processing_template_decl;
14679     }
14680   else
14681     push_deferring_access_checks (dk_no_check);
14682 }
14683
14684 /* And pop back out.  */
14685
14686 static void
14687 pop_deduction_access_scope (tree tmpl)
14688 {
14689   if (cxx_dialect >= cxx0x)
14690     pop_access_scope (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
14691   else
14692     pop_deferring_access_checks ();
14693 }
14694
14695 /* PARM is a template parameter pack for FN.  Returns true iff
14696    PARM is used in a deducible way in the argument list of FN.  */
14697
14698 static bool
14699 pack_deducible_p (tree parm, tree fn)
14700 {
14701   tree t = FUNCTION_FIRST_USER_PARMTYPE (fn);
14702   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
14703     {
14704       tree type = TREE_VALUE (t);
14705       tree packs;
14706       if (!PACK_EXPANSION_P (type))
14707         continue;
14708       for (packs = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (type);
14709            packs; packs = TREE_CHAIN (packs))
14710         if (TREE_VALUE (packs) == parm)
14711           {
14712             /* The template parameter pack is used in a function parameter
14713                pack.  If this is the end of the parameter list, the
14714                template parameter pack is deducible.  */
14715             if (TREE_CHAIN (t) == void_list_node)
14716               return true;
14717             else
14718               /* Otherwise, not.  Well, it could be deduced from
14719                  a non-pack parameter, but doing so would end up with
14720                  a deduction mismatch, so don't bother.  */
14721               return false;
14722           }
14723     }
14724   /* The template parameter pack isn't used in any function parameter
14725      packs, but it might be used deeper, e.g. tuple<Args...>.  */
14726   return true;
14727 }
14728
14729 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  ARGS is an array with
14730    NARGS elements of the arguments that are being used when calling
14731    it.  TARGS is a vector into which the deduced template arguments
14732    are placed.
14733
14734    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
14735    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
14736    printed only for an incomplete match.
14737
14738    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
14739    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
14740
14741    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
14742    template-id.
14743
14744    The parameter STRICT is one of:
14745
14746    DEDUCE_CALL:
14747      We are deducing arguments for a function call, as in
14748      [temp.deduct.call].
14749
14750    DEDUCE_CONV:
14751      We are deducing arguments for a conversion function, as in
14752      [temp.deduct.conv].
14753
14754    DEDUCE_EXACT:
14755      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
14756      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
14757      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
14758      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
14759
14760 int
14761 fn_type_unification (tree fn,
14762                      tree explicit_targs,
14763                      tree targs,
14764                      const tree *args,
14765                      unsigned int nargs,
14766                      tree return_type,
14767                      unification_kind_t strict,
14768                      int flags,
14769                      bool explain_p)
14770 {
14771   tree parms;
14772   tree fntype;
14773   int result;
14774
14775   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
14776
14777   fntype = TREE_TYPE (fn);
14778   if (explicit_targs)
14779     {
14780       /* [temp.deduct]
14781
14782          The specified template arguments must match the template
14783          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
14784          must not be more arguments than there are parameters;
14785          otherwise type deduction fails.
14786
14787          Nontype arguments must match the types of the corresponding
14788          nontype template parameters, or must be convertible to the
14789          types of the corresponding nontype parameters as specified in
14790          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
14791
14792          All references in the function type of the function template
14793          to the corresponding template parameters are replaced by the
14794          specified template argument values.  If a substitution in a
14795          template parameter or in the function type of the function
14796          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
14797       tree tparms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn);
14798       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
14799       tree converted_args;
14800       bool incomplete = false;
14801
14802       if (explicit_targs == error_mark_node)
14803         return unify_invalid (explain_p);
14804
14805       converted_args
14806         = (coerce_template_parms (tparms, explicit_targs, NULL_TREE,
14807                                   (explain_p
14808                                    ? tf_warning_or_error
14809                                    : tf_none),
14810                                    /*require_all_args=*/false,
14811                                    /*use_default_args=*/false));
14812       if (converted_args == error_mark_node)
14813         return 1;
14814
14815       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
14816          necessary so that, for instance, explicitly declared function
14817          arguments can match null pointed constants.  If we were given
14818          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
14819          processing during substitution as we could create partial
14820          instantiations.  */
14821       for (i = 0; i < len; i++)
14822         {
14823           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
14824           bool parameter_pack = false;
14825           tree targ = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
14826
14827           /* Dig out the actual parm.  */
14828           if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
14829               || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
14830             {
14831               parm = TREE_TYPE (parm);
14832               parameter_pack = TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm);
14833             }
14834           else if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
14835             {
14836               parm = DECL_INITIAL (parm);
14837               parameter_pack = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm);
14838             }
14839
14840           if (!parameter_pack && targ == NULL_TREE)
14841             /* No explicit argument for this template parameter.  */
14842             incomplete = true;
14843
14844           if (parameter_pack && pack_deducible_p (parm, fn))
14845             {
14846               /* Mark the argument pack as "incomplete". We could
14847                  still deduce more arguments during unification.
14848                  We remove this mark in type_unification_real.  */
14849               if (targ)
14850                 {
14851                   ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P(targ) = 1;
14852                   ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (targ) 
14853                     = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
14854                 }
14855
14856               /* We have some incomplete argument packs.  */
14857               incomplete = true;
14858             }
14859         }
14860
14861       processing_template_decl += incomplete;
14862       fntype = deduction_tsubst_fntype (fn, converted_args,
14863                                         (explain_p
14864                                          ? tf_warning_or_error
14865                                          : tf_none));
14866       processing_template_decl -= incomplete;
14867
14868       if (fntype == error_mark_node)
14869         return 1;
14870
14871       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
14872       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
14873         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
14874     }
14875
14876   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
14877   parms = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (fntype));
14878
14879   if (return_type)
14880     {
14881       tree *new_args;
14882
14883       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
14884       new_args = XALLOCAVEC (tree, nargs + 1);
14885       new_args[0] = return_type;
14886       memcpy (new_args + 1, args, nargs * sizeof (tree));
14887       args = new_args;
14888       ++nargs;
14889     }
14890
14891   /* We allow incomplete unification without an error message here
14892      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
14893      callers must be ready to deal with unification failures in any
14894      event.  */
14895   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
14896                                   targs, parms, args, nargs, /*subr=*/0,
14897                                   strict, flags, explain_p);
14898
14899   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
14900      ensure that the arguments deduced for the template template
14901      parameters have compatible template parameter lists.  We cannot
14902      check this property before we have deduced all template
14903      arguments, because the template parameter types of a template
14904      template parameter might depend on prior template parameters
14905      deduced after the template template parameter.  The following
14906      ill-formed example illustrates this issue:
14907
14908        template<typename T, template<T> class C> void f(C<5>, T);
14909
14910        template<int N> struct X {};
14911
14912        void g() {
14913          f(X<5>(), 5l); // error: template argument deduction fails
14914        }
14915
14916      The template parameter list of 'C' depends on the template type
14917      parameter 'T', but 'C' is deduced to 'X' before 'T' is deduced to
14918      'long'.  Thus, we can't check that 'C' cannot bind to 'X' at the
14919      time that we deduce 'C'.  */
14920   if (result == 0
14921       && !template_template_parm_bindings_ok_p 
14922            (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), targs))
14923     return unify_inconsistent_template_template_parameters (explain_p);
14924
14925   if (result == 0)
14926     /* All is well so far.  Now, check:
14927
14928        [temp.deduct]
14929
14930        When all template arguments have been deduced, all uses of
14931        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
14932        the corresponding deduced argument values.  If the
14933        substitution results in an invalid type, as described above,
14934        type deduction fails.  */
14935     {
14936       tree substed = deduction_tsubst_fntype (fn, targs,
14937                                               (explain_p
14938                                                ? tf_warning_or_error
14939                                                : tf_none));
14940       if (substed == error_mark_node)
14941         return 1;
14942
14943       /* If we're looking for an exact match, check that what we got
14944          is indeed an exact match.  It might not be if some template
14945          parameters are used in non-deduced contexts.  */
14946       if (strict == DEDUCE_EXACT)
14947         {
14948           unsigned int i;
14949
14950           tree sarg
14951             = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (substed));
14952           if (return_type)
14953             sarg = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (substed), sarg);
14954           for (i = 0; i < nargs && sarg; ++i, sarg = TREE_CHAIN (sarg))
14955             if (!same_type_p (args[i], TREE_VALUE (sarg)))
14956               return unify_type_mismatch (explain_p, args[i],
14957                                           TREE_VALUE (sarg));
14958         }
14959     }
14960
14961   return result;
14962 }
14963
14964 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
14965    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
14966    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
14967    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
14968    the argument passed to the call, or the type of the value
14969    initialized with the result of the conversion function.
14970    ARG_EXPR is the original argument expression, which may be null.  */
14971
14972 static int
14973 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
14974                                   tree* parm,
14975                                   tree* arg,
14976                                   tree arg_expr)
14977 {
14978   int result = 0;
14979
14980   switch (strict)
14981     {
14982     case DEDUCE_CALL:
14983       break;
14984
14985     case DEDUCE_CONV:
14986       {
14987         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
14988            function; the handling is precisely symmetric since PARM
14989            will initialize ARG rather than vice versa.  */
14990         tree* temp = parm;
14991         parm = arg;
14992         arg = temp;
14993         break;
14994       }
14995
14996     case DEDUCE_EXACT:
14997       /* Core issue #873: Do the DR606 thing (see below) for these cases,
14998          too, but here handle it by stripping the reference from PARM
14999          rather than by adding it to ARG.  */
15000       if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
15001           && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
15002           && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
15003           && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
15004           && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE
15005           && !TYPE_REF_IS_RVALUE (*arg))
15006         *parm = TREE_TYPE (*parm);
15007       /* Nothing else to do in this case.  */
15008       return 0;
15009
15010     default:
15011       gcc_unreachable ();
15012     }
15013
15014   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
15015     {
15016       /* [temp.deduct.call]
15017
15018          If P is not a reference type:
15019
15020          --If A is an array type, the pointer type produced by the
15021          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
15022          used in place of A for type deduction; otherwise,
15023
15024          --If A is a function type, the pointer type produced by
15025          the function-to-pointer standard conversion
15026          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
15027          otherwise,
15028
15029          --If A is a cv-qualified type, the top level
15030          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
15031          deduction.  */
15032       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
15033         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
15034       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
15035         *arg = build_pointer_type (*arg);
15036       else
15037         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
15038     }
15039
15040   /* From C++0x [14.8.2.1/3 temp.deduct.call] (after DR606), "If P is
15041      of the form T&&, where T is a template parameter, and the argument
15042      is an lvalue, T is deduced as A& */
15043   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
15044       && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
15045       && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
15046       && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
15047       && (arg_expr ? real_lvalue_p (arg_expr)
15048           /* try_one_overload doesn't provide an arg_expr, but
15049              functions are always lvalues.  */
15050           : TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE))
15051     *arg = build_reference_type (*arg);
15052
15053   /* [temp.deduct.call]
15054
15055      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
15056      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
15057      reference type, the type referred to by P is used for
15058      type deduction.  */
15059   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
15060   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
15061     {
15062       *parm = TREE_TYPE (*parm);
15063       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
15064     }
15065
15066   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
15067      too (which has been swapped into ARG).  */
15068   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
15069     *arg = TREE_TYPE (*arg);
15070
15071   return result;
15072 }
15073
15074 /* Subroutine of unify_one_argument.  PARM is a function parameter of a
15075    template which does contain any deducible template parameters; check if
15076    ARG is a suitable match for it.  STRICT, FLAGS and EXPLAIN_P are as in
15077    unify_one_argument.  */
15078
15079 static int
15080 check_non_deducible_conversion (tree parm, tree arg, int strict,
15081                                 int flags, bool explain_p)
15082 {
15083   tree type;
15084
15085   if (!TYPE_P (arg))
15086     type = TREE_TYPE (arg);
15087   else
15088     type = arg;
15089
15090   if (same_type_p (parm, type))
15091     return unify_success (explain_p);
15092
15093   if (strict == DEDUCE_CONV)
15094     {
15095       if (can_convert_arg (type, parm, NULL_TREE, flags))
15096         return unify_success (explain_p);
15097     }
15098   else if (strict != DEDUCE_EXACT)
15099     {
15100       if (can_convert_arg (parm, type,
15101                            TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg,
15102                            flags))
15103         return unify_success (explain_p);
15104     }
15105
15106   if (strict == DEDUCE_EXACT)
15107     return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
15108   else
15109     return unify_arg_conversion (explain_p, parm, type, arg);
15110 }
15111
15112 /* Subroutine of type_unification_real and unify_pack_expansion to
15113    handle unification of a single P/A pair.  Parameters are as
15114    for those functions.  */
15115
15116 static int
15117 unify_one_argument (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg,
15118                     int subr, unification_kind_t strict, int flags,
15119                     bool explain_p)
15120 {
15121   tree arg_expr = NULL_TREE;
15122   int arg_strict;
15123
15124   if (arg == error_mark_node || parm == error_mark_node)
15125     return unify_invalid (explain_p);
15126   if (arg == unknown_type_node)
15127     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
15128        template args from other function args.  */
15129     return unify_success (explain_p);
15130
15131   /* FIXME uses_deducible_template_parms */
15132   if (TYPE_P (parm) && !uses_template_parms (parm))
15133     return check_non_deducible_conversion (parm, arg, strict, flags,
15134                                            explain_p);
15135
15136   switch (strict)
15137     {
15138     case DEDUCE_CALL:
15139       arg_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL
15140                     | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
15141                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
15142       break;
15143
15144     case DEDUCE_CONV:
15145       arg_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
15146       break;
15147
15148     case DEDUCE_EXACT:
15149       arg_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
15150       break;
15151
15152     default:
15153       gcc_unreachable ();
15154     }
15155
15156   /* We only do these transformations if this is the top-level
15157      parameter_type_list in a call or declaration matching; in other
15158      situations (nested function declarators, template argument lists) we
15159      won't be comparing a type to an expression, and we don't do any type
15160      adjustments.  */
15161   if (!subr)
15162     {
15163       if (!TYPE_P (arg))
15164         {
15165           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
15166           if (type_unknown_p (arg))
15167             {
15168               /* [temp.deduct.type] A template-argument can be
15169                  deduced from a pointer to function or pointer
15170                  to member function argument if the set of
15171                  overloaded functions does not contain function
15172                  templates and at most one of a set of
15173                  overloaded functions provides a unique
15174                  match.  */
15175
15176               if (resolve_overloaded_unification
15177                   (tparms, targs, parm, arg, strict,
15178                    arg_strict, explain_p))
15179                 return unify_success (explain_p);
15180               return unify_overload_resolution_failure (explain_p, arg);
15181             }
15182
15183           arg_expr = arg;
15184           arg = unlowered_expr_type (arg);
15185           if (arg == error_mark_node)
15186             return unify_invalid (explain_p);
15187         }
15188
15189       arg_strict |=
15190         maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg, arg_expr);
15191     }
15192   else
15193     gcc_assert ((TYPE_P (parm) || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
15194                 == (TYPE_P (arg) || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL));
15195
15196   /* For deduction from an init-list we need the actual list.  */
15197   if (arg_expr && BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg_expr))
15198     arg = arg_expr;
15199   return unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict, explain_p);
15200 }
15201
15202 /* Most parms like fn_type_unification.
15203
15204    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
15205    arguments of a function or method parameter of a function
15206    template). */
15207
15208 static int
15209 type_unification_real (tree tparms,
15210                        tree targs,
15211                        tree xparms,
15212                        const tree *xargs,
15213                        unsigned int xnargs,
15214                        int subr,
15215                        unification_kind_t strict,
15216                        int flags,
15217                        bool explain_p)
15218 {
15219   tree parm, arg;
15220   int i;
15221   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
15222   int saw_undeduced = 0;
15223   tree parms;
15224   const tree *args;
15225   unsigned int nargs;
15226   unsigned int ia;
15227
15228   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
15229   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
15230   gcc_assert (ntparms > 0);
15231
15232   /* Reset the number of non-defaulted template arguments contained
15233      in TARGS.  */
15234   NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs) = NULL_TREE;
15235
15236  again:
15237   parms = xparms;
15238   args = xargs;
15239   nargs = xnargs;
15240
15241   ia = 0;
15242   while (parms && parms != void_list_node
15243          && ia < nargs)
15244     {
15245       parm = TREE_VALUE (parms);
15246
15247       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_PACK_EXPANSION
15248           && (!TREE_CHAIN (parms) || TREE_CHAIN (parms) == void_list_node))
15249         /* For a function parameter pack that occurs at the end of the
15250            parameter-declaration-list, the type A of each remaining
15251            argument of the call is compared with the type P of the
15252            declarator-id of the function parameter pack.  */
15253         break;
15254
15255       parms = TREE_CHAIN (parms);
15256
15257       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15258         /* For a function parameter pack that does not occur at the
15259            end of the parameter-declaration-list, the type of the
15260            parameter pack is a non-deduced context.  */
15261         continue;
15262
15263       arg = args[ia];
15264       ++ia;
15265
15266       if (unify_one_argument (tparms, targs, parm, arg, subr, strict,
15267                               flags, explain_p))
15268         return 1;
15269     }
15270
15271   if (parms 
15272       && parms != void_list_node
15273       && TREE_CODE (TREE_VALUE (parms)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15274     {
15275       /* Unify the remaining arguments with the pack expansion type.  */
15276       tree argvec;
15277       tree parmvec = make_tree_vec (1);
15278
15279       /* Allocate a TREE_VEC and copy in all of the arguments */ 
15280       argvec = make_tree_vec (nargs - ia);
15281       for (i = 0; ia < nargs; ++ia, ++i)
15282         TREE_VEC_ELT (argvec, i) = args[ia];
15283
15284       /* Copy the parameter into parmvec.  */
15285       TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = TREE_VALUE (parms);
15286       if (unify_pack_expansion (tparms, targs, parmvec, argvec, strict,
15287                                 /*subr=*/subr, explain_p))
15288         return 1;
15289
15290       /* Advance to the end of the list of parameters.  */
15291       parms = TREE_CHAIN (parms);
15292     }
15293
15294   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
15295      are present, and the parm list isn't variadic.  */
15296   if (ia < nargs && parms == void_list_node)
15297     return unify_too_many_arguments (explain_p, nargs, ia);
15298   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
15299   if (parms && parms != void_list_node
15300       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
15301     {
15302       unsigned int count = nargs;
15303       tree p = parms;
15304       while (p && p != void_list_node)
15305         {
15306           count++;
15307           p = TREE_CHAIN (p);
15308         }
15309       return unify_too_few_arguments (explain_p, ia, count);
15310     }
15311
15312   if (!subr)
15313     {
15314       tsubst_flags_t complain = (explain_p
15315                                  ? tf_warning_or_error
15316                                  : tf_none);
15317
15318       /* Check to see if we need another pass before we start clearing
15319          ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P.  */
15320       for (i = 0; i < ntparms; i++)
15321         {
15322           tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
15323           tree tparm = TREE_VEC_ELT (tparms, i);
15324
15325           if (targ || tparm == error_mark_node)
15326             continue;
15327           tparm = TREE_VALUE (tparm);
15328
15329           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
15330              a type parameter, try another pass; its type may have been
15331              deduced from a later argument than the one from which
15332              this parameter can be deduced.  */
15333           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
15334               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
15335               && !saw_undeduced++)
15336             goto again;
15337         }
15338
15339       for (i = 0; i < ntparms; i++)
15340         {
15341           tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
15342           tree tparm = TREE_VEC_ELT (tparms, i);
15343
15344           /* Clear the "incomplete" flags on all argument packs now so that
15345              substituting them into later default arguments works.  */
15346           if (targ && ARGUMENT_PACK_P (targ))
15347             {
15348               ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (targ) = 0;
15349               ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (targ) = NULL_TREE;
15350             }
15351
15352           if (targ || tparm == error_mark_node)
15353             continue;
15354           tparm = TREE_VALUE (tparm);
15355
15356           /* Core issue #226 (C++0x) [temp.deduct]:
15357
15358              If a template argument has not been deduced, its
15359              default template argument, if any, is used. 
15360
15361              When we are in C++98 mode, TREE_PURPOSE will either
15362              be NULL_TREE or ERROR_MARK_NODE, so we do not need
15363              to explicitly check cxx_dialect here.  */
15364           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i)))
15365             {
15366               tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
15367               tree arg = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
15368               location_t save_loc = input_location;
15369               if (DECL_P (parm))
15370                 input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (parm);
15371               arg = tsubst_template_arg (arg, targs, complain, NULL_TREE);
15372               arg = convert_template_argument (parm, arg, targs, complain,
15373                                                i, NULL_TREE);
15374               input_location = save_loc;
15375               if (arg == error_mark_node)
15376                 return 1;
15377               else
15378                 {
15379                   TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
15380                   /* The position of the first default template argument,
15381                      is also the number of non-defaulted arguments in TARGS.
15382                      Record that.  */
15383                   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs))
15384                     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs, i);
15385                   continue;
15386                 }
15387             }
15388
15389           /* If the type parameter is a parameter pack, then it will
15390              be deduced to an empty parameter pack.  */
15391           if (template_parameter_pack_p (tparm))
15392             {
15393               tree arg;
15394
15395               if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
15396                 {
15397                   arg = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
15398                   TREE_TYPE (arg)  = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (tparm));
15399                   TREE_CONSTANT (arg) = 1;
15400                 }
15401               else
15402                 arg = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
15403
15404               SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (arg, make_tree_vec (0));
15405
15406               TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
15407               continue;
15408             }
15409
15410           return unify_parameter_deduction_failure (explain_p, tparm);
15411         }
15412     }
15413 #ifdef ENABLE_CHECKING
15414   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs))
15415     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs, TREE_VEC_LENGTH (targs));
15416 #endif
15417
15418   return unify_success (explain_p);
15419 }
15420
15421 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables
15422    at the call site.  ARG is an overloaded function (or template-id);
15423    we try deducing template args from each of the overloads, and if
15424    only one succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns
15425    true on success.  */
15426
15427 static bool
15428 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
15429                                 tree targs,
15430                                 tree parm,
15431                                 tree arg,
15432                                 unification_kind_t strict,
15433                                 int sub_strict,
15434                                 bool explain_p)
15435 {
15436   tree tempargs = copy_node (targs);
15437   int good = 0;
15438   tree goodfn = NULL_TREE;
15439   bool addr_p;
15440
15441   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
15442     {
15443       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
15444       addr_p = true;
15445     }
15446   else
15447     addr_p = false;
15448
15449   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
15450     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
15451        function name.  */
15452     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
15453
15454   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
15455     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
15456
15457   /* Strip baselink information.  */
15458   if (BASELINK_P (arg))
15459     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
15460
15461   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
15462     {
15463       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
15464          the affected templates before we try to unify, in case the
15465          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
15466
15467       int ok = 0;
15468       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
15469       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
15470
15471       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
15472         {
15473           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
15474           tree subargs, elem;
15475
15476           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
15477             continue;
15478
15479           ++processing_template_decl;
15480           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
15481                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
15482           if (subargs && !any_dependent_template_arguments_p (subargs))
15483             {
15484               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
15485               if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
15486                                     elem, strict, sub_strict, addr_p, explain_p)
15487                   && (!goodfn || !same_type_p (goodfn, elem)))
15488                 {
15489                   goodfn = elem;
15490                   ++good;
15491                 }
15492             }
15493           else if (subargs)
15494             ++ok;
15495           --processing_template_decl;
15496         }
15497       /* If no templates (or more than one) are fully resolved by the
15498          explicit arguments, this template-id is a non-deduced context; it
15499          could still be OK if we deduce all template arguments for the
15500          enclosing call through other arguments.  */
15501       if (good != 1)
15502         good = ok;
15503     }
15504   else if (TREE_CODE (arg) != OVERLOAD
15505            && TREE_CODE (arg) != FUNCTION_DECL)
15506     /* If ARG is, for example, "(0, &f)" then its type will be unknown
15507        -- but the deduction does not succeed because the expression is
15508        not just the function on its own.  */
15509     return false;
15510   else
15511     for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
15512       if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
15513                             TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
15514                             strict, sub_strict, addr_p, explain_p)
15515           && (!goodfn || !decls_match (goodfn, OVL_CURRENT (arg))))
15516         {
15517           goodfn = OVL_CURRENT (arg);
15518           ++good;
15519         }
15520
15521   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
15522      to function or pointer to member function argument if the set of
15523      overloaded functions does not contain function templates and at most
15524      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
15525
15526      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
15527      deduce anything.  */
15528
15529   if (good == 1)
15530     {
15531       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
15532       for (; i--; )
15533         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
15534           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
15535     }
15536   if (good)
15537     return true;
15538
15539   return false;
15540 }
15541
15542 /* Core DR 115: In contexts where deduction is done and fails, or in
15543    contexts where deduction is not done, if a template argument list is
15544    specified and it, along with any default template arguments, identifies
15545    a single function template specialization, then the template-id is an
15546    lvalue for the function template specialization.  */
15547
15548 tree
15549 resolve_nondeduced_context (tree orig_expr)
15550 {
15551   tree expr, offset, baselink;
15552   bool addr;
15553
15554   if (!type_unknown_p (orig_expr))
15555     return orig_expr;
15556
15557   expr = orig_expr;
15558   addr = false;
15559   offset = NULL_TREE;
15560   baselink = NULL_TREE;
15561
15562   if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
15563     {
15564       expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
15565       addr = true;
15566     }
15567   if (TREE_CODE (expr) == OFFSET_REF)
15568     {
15569       offset = expr;
15570       expr = TREE_OPERAND (expr, 1);
15571     }
15572   if (BASELINK_P (expr))
15573     {
15574       baselink = expr;
15575       expr = BASELINK_FUNCTIONS (expr);
15576     }
15577
15578   if (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_ID_EXPR)
15579     {
15580       int good = 0;
15581       tree goodfn = NULL_TREE;
15582
15583       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
15584          the affected templates before we try to unify, in case the
15585          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
15586
15587       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (expr, 1);
15588       tree arg = TREE_OPERAND (expr, 0);
15589       tree badfn = NULL_TREE;
15590       tree badargs = NULL_TREE;
15591
15592       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
15593         {
15594           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
15595           tree subargs, elem;
15596
15597           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
15598             continue;
15599
15600           ++processing_template_decl;
15601           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
15602                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
15603           if (subargs && !any_dependent_template_arguments_p (subargs))
15604             {
15605               elem = instantiate_template (fn, subargs, tf_none);
15606               if (elem == error_mark_node)
15607                 {
15608                   badfn = fn;
15609                   badargs = subargs;
15610                 }
15611               else if (elem && (!goodfn || !decls_match (goodfn, elem)))
15612                 {
15613                   goodfn = elem;
15614                   ++good;
15615                 }
15616             }
15617           --processing_template_decl;
15618         }
15619       if (good == 1)
15620         {
15621           mark_used (goodfn);
15622           expr = goodfn;
15623           if (baselink)
15624             expr = build_baselink (BASELINK_BINFO (baselink),
15625                                    BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink),
15626                                    expr, BASELINK_OPTYPE (baselink));
15627           if (offset)
15628             {
15629               tree base
15630                 = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (offset, 0)));
15631               expr = build_offset_ref (base, expr, addr);
15632             }
15633           if (addr)
15634             expr = cp_build_addr_expr (expr, tf_warning_or_error);
15635           return expr;
15636         }
15637       else if (good == 0 && badargs)
15638         /* There were no good options and at least one bad one, so let the
15639            user know what the problem is.  */
15640         instantiate_template (badfn, badargs, tf_warning_or_error);
15641     }
15642   return orig_expr;
15643 }
15644
15645 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
15646    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
15647    different overloads deduce different arguments for a given parm.
15648    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
15649    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
15650
15651    Returns 1 on success.  */
15652
15653 static int
15654 try_one_overload (tree tparms,
15655                   tree orig_targs,
15656                   tree targs,
15657                   tree parm,
15658                   tree arg,
15659                   unification_kind_t strict,
15660                   int sub_strict,
15661                   bool addr_p,
15662                   bool explain_p)
15663 {
15664   int nargs;
15665   tree tempargs;
15666   int i;
15667
15668   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
15669      to function or pointer to member function argument if the set of
15670      overloaded functions does not contain function templates and at most
15671      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
15672
15673      So if this is a template, just return success.  */
15674
15675   if (uses_template_parms (arg))
15676     return 1;
15677
15678   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
15679     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
15680   else if (addr_p)
15681     arg = build_pointer_type (arg);
15682
15683   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg, NULL);
15684
15685   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
15686      some template args from previous args, unify would complain when we
15687      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
15688      there isn't really a conflict.  */
15689   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
15690   tempargs = make_tree_vec (nargs);
15691
15692   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict, explain_p))
15693     return 0;
15694
15695   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
15696      explicitly specified args.  */
15697   for (i = nargs; i--; )
15698     {
15699       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
15700       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
15701
15702       if (!elt)
15703         /*NOP*/;
15704       else if (uses_template_parms (elt))
15705         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
15706            template args used in the function parm list with our own
15707            template parms.  Discard them.  */
15708         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
15709       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
15710         return 0;
15711     }
15712
15713   for (i = nargs; i--; )
15714     {
15715       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
15716
15717       if (elt)
15718         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
15719     }
15720
15721   return 1;
15722 }
15723
15724 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
15725    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
15726    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
15727    TARGS are as for unify.  */
15728
15729 static tree
15730 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg,
15731                        bool explain_p)
15732 {
15733   tree copy_of_targs;
15734
15735   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
15736       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
15737           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
15738     return NULL_TREE;
15739
15740   /* We need to make a new template argument vector for the call to
15741      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
15742      the attempted unification, even if this class didn't work out.
15743      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
15744      we've already done, since unification is supposed to be done on
15745      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
15746      following pathological case:
15747
15748        template <int I, int J, int K>
15749        struct S {};
15750
15751        template <int I, int J>
15752        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
15753
15754        template <int I, int J, int K>
15755        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
15756
15757        void g() {
15758          S<0, 0, 0> s0;
15759          S<0, 1, 2> s2;
15760
15761          f(s0, s2);
15762        }
15763
15764      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
15765      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
15766      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
15767      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
15768      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
15769      would reject the possibility I=1.  */
15770   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
15771
15772   /* If unification failed, we're done.  */
15773   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
15774              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p))
15775     return NULL_TREE;
15776
15777   return arg;
15778 }
15779
15780 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
15781    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
15782    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
15783    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
15784    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
15785    by unify.  */
15786
15787 static enum template_base_result
15788 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg,
15789                    bool explain_p, tree *result)
15790 {
15791   tree rval = NULL_TREE;
15792   tree binfo;
15793
15794   gcc_assert (RECORD_OR_UNION_CODE_P (TREE_CODE (arg)));
15795
15796   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
15797   if (!binfo)
15798     {
15799       /* The type could not be completed.  */
15800       *result = NULL_TREE;
15801       return tbr_incomplete_type;
15802     }
15803
15804   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
15805      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
15806   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
15807     {
15808       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm,
15809                                       BINFO_TYPE (binfo), explain_p);
15810
15811       if (r)
15812         {
15813           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
15814
15815                [temp.deduct.call]
15816
15817               If they yield more than one possible deduced A, the type
15818               deduction fails.
15819
15820              applies.  */
15821           if (rval && !same_type_p (r, rval))
15822             {
15823               *result = NULL_TREE;
15824               return tbr_ambiguous_baseclass;
15825             }
15826
15827           rval = r;
15828         }
15829     }
15830
15831   *result = rval;
15832   return tbr_success;
15833 }
15834
15835 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
15836
15837 static int
15838 template_decl_level (tree decl)
15839 {
15840   switch (TREE_CODE (decl))
15841     {
15842     case TYPE_DECL:
15843     case TEMPLATE_DECL:
15844       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
15845
15846     case PARM_DECL:
15847       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
15848
15849     default:
15850       gcc_unreachable ();
15851     }
15852   return 0;
15853 }
15854
15855 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
15856    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
15857    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
15858
15859 static int
15860 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
15861 {
15862   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
15863   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
15864
15865   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
15866       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
15867     {
15868       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
15869           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
15870           does not allow us to unify "const T" with "int&" because both
15871           types are not of the form "cv-list T" [14.8.2.5 temp.deduct.type].
15872           It is ok when we're allowing additional CV qualifiers
15873           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
15874       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
15875            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
15876            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
15877           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
15878         return 0;
15879
15880       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
15881           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
15882         return 0;
15883     }
15884
15885   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
15886       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
15887     return 0;
15888
15889   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
15890       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
15891     return 0;
15892
15893   return 1;
15894 }
15895
15896 /* Determines the LEVEL and INDEX for the template parameter PARM.  */
15897 void 
15898 template_parm_level_and_index (tree parm, int* level, int* index)
15899 {
15900   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
15901       || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
15902       || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
15903     {
15904       *index = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
15905       *level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm);
15906     }
15907   else
15908     {
15909       *index = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
15910       *level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm);
15911     }
15912 }
15913
15914 #define RECUR_AND_CHECK_FAILURE(TP, TA, P, A, S, EP)                    \
15915   do {                                                                  \
15916     if (unify (TP, TA, P, A, S, EP))                                    \
15917       return 1;                                                         \
15918   } while (0);
15919
15920 /* Unifies the remaining arguments in PACKED_ARGS with the pack
15921    expansion at the end of PACKED_PARMS. Returns 0 if the type
15922    deduction succeeds, 1 otherwise. STRICT is the same as in
15923    unify. CALL_ARGS_P is true iff PACKED_ARGS is actually a function
15924    call argument list. We'll need to adjust the arguments to make them
15925    types. SUBR tells us if this is from a recursive call to
15926    type_unification_real, or for comparing two template argument
15927    lists. */
15928
15929 static int
15930 unify_pack_expansion (tree tparms, tree targs, tree packed_parms, 
15931                       tree packed_args, unification_kind_t strict,
15932                       bool subr, bool explain_p)
15933 {
15934   tree parm 
15935     = TREE_VEC_ELT (packed_parms, TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1);
15936   tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (parm);
15937   tree pack, packs = NULL_TREE;
15938   int i, start = TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1;
15939   int len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
15940
15941   /* Determine the parameter packs we will be deducing from the
15942      pattern, and record their current deductions.  */
15943   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (parm); 
15944        pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
15945     {
15946       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
15947       int idx, level;
15948
15949       /* Determine the index and level of this parameter pack.  */
15950       template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
15951
15952       /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
15953          argument packs.  */
15954       packs = tree_cons (parm_pack, TMPL_ARG (targs, level, idx), packs);
15955       TREE_TYPE (packs) = make_tree_vec (len - start);
15956     }
15957   
15958   /* Loop through all of the arguments that have not yet been
15959      unified and unify each with the pattern.  */
15960   for (i = start; i < len; i++)
15961     {
15962       tree parm;
15963       bool any_explicit = false;
15964       tree arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, i);
15965
15966       /* For each parameter pack, set its TMPL_ARG to either NULL_TREE
15967          or the element of its argument pack at the current index if
15968          this argument was explicitly specified.  */
15969       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
15970         {
15971           int idx, level;
15972           tree arg, pargs;
15973           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
15974
15975           arg = NULL_TREE;
15976           if (TREE_VALUE (pack)
15977               && (pargs = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (TREE_VALUE (pack)))
15978               && (i < TREE_VEC_LENGTH (pargs)))
15979             {
15980               any_explicit = true;
15981               arg = TREE_VEC_ELT (pargs, i);
15982             }
15983           TMPL_ARG (targs, level, idx) = arg;
15984         }
15985
15986       /* If we had explicit template arguments, substitute them into the
15987          pattern before deduction.  */
15988       if (any_explicit)
15989         {
15990           /* Some arguments might still be unspecified or dependent.  */
15991           bool dependent;
15992           ++processing_template_decl;
15993           dependent = any_dependent_template_arguments_p (targs);
15994           if (!dependent)
15995             --processing_template_decl;
15996           parm = tsubst (pattern, targs,
15997                          explain_p ? tf_warning_or_error : tf_none,
15998                          NULL_TREE);
15999           if (dependent)
16000             --processing_template_decl;
16001           if (parm == error_mark_node)
16002             return 1;
16003         }
16004       else
16005         parm = pattern;
16006
16007       /* Unify the pattern with the current argument.  */
16008       if (unify_one_argument (tparms, targs, parm, arg, subr, strict,
16009                               LOOKUP_IMPLICIT, explain_p))
16010         return 1;
16011
16012       /* For each parameter pack, collect the deduced value.  */
16013       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
16014         {
16015           int idx, level;
16016           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
16017
16018           TREE_VEC_ELT (TREE_TYPE (pack), i - start) = 
16019             TMPL_ARG (targs, level, idx);
16020         }
16021     }
16022
16023   /* Verify that the results of unification with the parameter packs
16024      produce results consistent with what we've seen before, and make
16025      the deduced argument packs available.  */
16026   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
16027     {
16028       tree old_pack = TREE_VALUE (pack);
16029       tree new_args = TREE_TYPE (pack);
16030       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (new_args);
16031       int idx, level;
16032       bool nondeduced_p = false;
16033
16034       /* By default keep the original deduced argument pack.
16035          If necessary, more specific code is going to update the
16036          resulting deduced argument later down in this function.  */
16037       template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
16038       TMPL_ARG (targs, level, idx) = old_pack;
16039
16040       /* If NEW_ARGS contains any NULL_TREE entries, we didn't
16041          actually deduce anything.  */
16042       for (i = 0; i < len && !nondeduced_p; ++i)
16043         if (TREE_VEC_ELT (new_args, i) == NULL_TREE)
16044           nondeduced_p = true;
16045       if (nondeduced_p)
16046         continue;
16047
16048       if (old_pack && ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack))
16049         {
16050           /* If we had fewer function args than explicit template args,
16051              just use the explicits.  */
16052           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
16053           int explicit_len = TREE_VEC_LENGTH (explicit_args);
16054           if (len < explicit_len)
16055             new_args = explicit_args;
16056         }
16057
16058       if (!old_pack)
16059         {
16060           tree result;
16061           /* Build the deduced *_ARGUMENT_PACK.  */
16062           if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (pack)) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
16063             {
16064               result = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
16065               TREE_TYPE (result) = 
16066                 TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (TREE_PURPOSE (pack)));
16067               TREE_CONSTANT (result) = 1;
16068             }
16069           else
16070             result = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
16071
16072           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (result, new_args);
16073
16074           /* Note the deduced argument packs for this parameter
16075              pack.  */
16076           TMPL_ARG (targs, level, idx) = result;
16077         }
16078       else if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack)
16079                && (ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack) 
16080                    == ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack)))
16081         {
16082           /* We only had the explicitly-provided arguments before, but
16083              now we have a complete set of arguments.  */
16084           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
16085
16086           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack, new_args);
16087           ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack) = 1;
16088           ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack) = explicit_args;
16089         }
16090       else
16091         {
16092           tree bad_old_arg = NULL_TREE, bad_new_arg = NULL_TREE;
16093           tree old_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack);
16094
16095           if (!comp_template_args_with_info (old_args, new_args,
16096                                              &bad_old_arg, &bad_new_arg))
16097             /* Inconsistent unification of this parameter pack.  */
16098             return unify_parameter_pack_inconsistent (explain_p,
16099                                                       bad_old_arg,
16100                                                       bad_new_arg);
16101         }
16102     }
16103
16104   return unify_success (explain_p);
16105 }
16106
16107 /* Deduce the value of template parameters.  TPARMS is the (innermost)
16108    set of template parameters to a template.  TARGS is the bindings
16109    for those template parameters, as determined thus far; TARGS may
16110    include template arguments for outer levels of template parameters
16111    as well.  PARM is a parameter to a template function, or a
16112    subcomponent of that parameter; ARG is the corresponding argument.
16113    This function attempts to match PARM with ARG in a manner
16114    consistent with the existing assignments in TARGS.  If more values
16115    are deduced, then TARGS is updated.
16116
16117    Returns 0 if the type deduction succeeds, 1 otherwise.  The
16118    parameter STRICT is a bitwise or of the following flags:
16119
16120      UNIFY_ALLOW_NONE:
16121        Require an exact match between PARM and ARG.
16122      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
16123        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
16124        conversion) than ARG.
16125      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
16126        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
16127      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
16128        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
16129        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
16130        ARG.
16131      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
16132        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
16133        case for more information.
16134      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
16135        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
16136        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
16137        have const qualified pointers leading up to the inner type which
16138        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
16139        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
16140        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
16141      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
16142        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
16143        qualified at this point.
16144      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
16145        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
16146        qualified at this point.  */
16147
16148 static int
16149 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict,
16150        bool explain_p)
16151 {
16152   int idx;
16153   tree targ;
16154   tree tparm;
16155   int strict_in = strict;
16156
16157   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
16158      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
16159      signedness is the only information lost, and I think that will be
16160      okay.  */
16161   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
16162     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
16163
16164   if (arg == error_mark_node)
16165     return unify_invalid (explain_p);
16166   if (arg == unknown_type_node
16167       || arg == init_list_type_node)
16168     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
16169        template args from other function args.  */
16170     return unify_success (explain_p);
16171
16172   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
16173      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
16174      template parameters.  We might need them if we're trying to
16175      figure out which of two things is more specialized.  */
16176   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
16177     return unify_success (explain_p);
16178
16179   /* Handle init lists early, so the rest of the function can assume
16180      we're dealing with a type. */
16181   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg))
16182     {
16183       tree elt, elttype;
16184       unsigned i;
16185       tree orig_parm = parm;
16186
16187       /* Replace T with std::initializer_list<T> for deduction.  */
16188       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
16189           && flag_deduce_init_list)
16190         parm = listify (parm);
16191
16192       if (!is_std_init_list (parm))
16193         /* We can only deduce from an initializer list argument if the
16194            parameter is std::initializer_list; otherwise this is a
16195            non-deduced context. */
16196         return unify_success (explain_p);
16197
16198       elttype = TREE_VEC_ELT (CLASSTYPE_TI_ARGS (parm), 0);
16199
16200       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, elt)
16201         {
16202           int elt_strict = strict;
16203
16204           if (elt == error_mark_node)
16205             return unify_invalid (explain_p);
16206
16207           if (!BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (elt))
16208             {
16209               tree type = TREE_TYPE (elt);
16210               /* It should only be possible to get here for a call.  */
16211               gcc_assert (elt_strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL);
16212               elt_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction
16213                 (DEDUCE_CALL, &elttype, &type, elt);
16214               elt = type;
16215             }
16216
16217           RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, elttype, elt, elt_strict,
16218                                    explain_p);
16219         }
16220
16221       /* If the std::initializer_list<T> deduction worked, replace the
16222          deduced A with std::initializer_list<A>.  */
16223       if (orig_parm != parm)
16224         {
16225           idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (orig_parm);
16226           targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
16227           targ = listify (targ);
16228           TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = targ;
16229         }
16230       return unify_success (explain_p);
16231     }
16232
16233   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
16234      cv-qualification mismatches.  */
16235   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
16236       && TYPE_P (arg)
16237       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
16238          type, and the elements might be template type parms. We'll check
16239          when we recurse.  */
16240       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
16241       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
16242          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
16243          PARM `T' for example, when computing which of two templates
16244          is more specialized, for example.  */
16245       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
16246       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
16247     return unify_cv_qual_mismatch (explain_p, parm, arg);
16248
16249   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
16250       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
16251     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
16252   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
16253   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
16254   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
16255   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
16256
16257   switch (TREE_CODE (parm))
16258     {
16259     case TYPENAME_TYPE:
16260     case SCOPE_REF:
16261     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
16262       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
16263          argument values cannot be deduced for template parameters used
16264          within the nested-name-specifier.  */
16265       return unify_success (explain_p);
16266
16267     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
16268     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
16269     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
16270       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
16271       if (tparm == error_mark_node)
16272         return unify_invalid (explain_p);
16273
16274       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
16275           != template_decl_level (tparm))
16276         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
16277            to see if it matches ARG.  */
16278         {
16279           if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
16280               && same_type_p (parm, arg))
16281             return unify_success (explain_p);
16282           else
16283             return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16284         }
16285       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
16286       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
16287       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
16288       if (tparm == error_mark_node)
16289         return unify_invalid (explain_p);
16290
16291       /* Check for mixed types and values.  */
16292       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
16293            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
16294           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
16295               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
16296         gcc_unreachable ();
16297
16298       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
16299         {
16300           /* ARG must be constructed from a template class or a template
16301              template parameter.  */
16302           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
16303               && !CLASSTYPE_SPECIALIZATION_OF_PRIMARY_TEMPLATE_P (arg))
16304             return unify_template_deduction_failure (explain_p, parm, arg);
16305
16306           {
16307             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
16308             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
16309             tree full_argvec = add_to_template_args (targs, argvec);
16310             tree parm_parms 
16311               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
16312                   (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_DECL (parm));
16313             int i, len;
16314             int parm_variadic_p = 0;
16315
16316             /* The resolution to DR150 makes clear that default
16317                arguments for an N-argument may not be used to bind T
16318                to a template template parameter with fewer than N
16319                parameters.  It is not safe to permit the binding of
16320                default arguments as an extension, as that may change
16321                the meaning of a conforming program.  Consider:
16322
16323                   struct Dense { static const unsigned int dim = 1; };
16324
16325                   template <template <typename> class View,
16326                             typename Block>
16327                   void operator+(float, View<Block> const&);
16328
16329                   template <typename Block,
16330                             unsigned int Dim = Block::dim>
16331                   struct Lvalue_proxy { operator float() const; };
16332
16333                   void
16334                   test_1d (void) {
16335                     Lvalue_proxy<Dense> p;
16336                     float b;
16337                     b + p;
16338                   }
16339
16340               Here, if Lvalue_proxy is permitted to bind to View, then
16341               the global operator+ will be used; if they are not, the
16342               Lvalue_proxy will be converted to float.  */
16343             if (coerce_template_parms (parm_parms,
16344                                        full_argvec,
16345                                        TYPE_TI_TEMPLATE (parm),
16346                                        (explain_p
16347                                         ? tf_warning_or_error
16348                                         : tf_none),
16349                                        /*require_all_args=*/true,
16350                                        /*use_default_args=*/false)
16351                 == error_mark_node)
16352               return 1;
16353
16354             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
16355                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
16356                rather than the whole TREE_VEC since they can have
16357                different number of elements.  */
16358
16359             parmvec = expand_template_argument_pack (parmvec);
16360             argvec = expand_template_argument_pack (argvec);
16361
16362             len = TREE_VEC_LENGTH (parmvec);
16363
16364             /* Check if the parameters end in a pack, making them
16365                variadic.  */
16366             if (len > 0
16367                 && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (parmvec, len - 1)))
16368               parm_variadic_p = 1;
16369             
16370             if (TREE_VEC_LENGTH (argvec) < len - parm_variadic_p)
16371               return unify_too_few_arguments (explain_p,
16372                                               TREE_VEC_LENGTH (argvec), len);
16373
16374              for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
16375               {
16376                 RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs,
16377                                          TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
16378                                          TREE_VEC_ELT (argvec, i),
16379                                          UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16380               }
16381
16382             if (parm_variadic_p
16383                 && unify_pack_expansion (tparms, targs,
16384                                          parmvec, argvec,
16385                                          DEDUCE_EXACT,
16386                                          /*subr=*/true, explain_p))
16387               return 1;
16388           }
16389           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
16390
16391           /* Fall through to deduce template name.  */
16392         }
16393
16394       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
16395           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
16396         {
16397           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
16398
16399           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
16400           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
16401             return unify_success (explain_p);
16402           else if (targ)
16403             return unify_inconsistency (explain_p, parm, targ, arg);
16404         }
16405       else
16406         {
16407           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
16408              a match unless we are allowing additional qualification.
16409              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
16410              that binds `const int' to `T'.  */
16411           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
16412                                          arg, parm))
16413             return unify_cv_qual_mismatch (explain_p, parm, arg);
16414
16415           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
16416              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
16417           arg = cp_build_qualified_type_real
16418             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
16419           if (arg == error_mark_node)
16420             return unify_invalid (explain_p);
16421
16422           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
16423           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
16424             return unify_success (explain_p);
16425           else if (targ)
16426             return unify_inconsistency (explain_p, parm, targ, arg);
16427
16428           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
16429              that were talking about variable-sized arrays (like
16430              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
16431              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
16432              the bound of the array is not constant, and therefore
16433              not mangleable.  Besides, such types are not allowed in
16434              ISO C++, so we can do as we please here.  We do allow
16435              them for 'auto' deduction, since that isn't ABI-exposed.  */
16436           if (!is_auto (parm) && variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
16437             return unify_vla_arg (explain_p, arg);
16438
16439           /* Strip typedefs as in convert_template_argument.  */
16440           arg = canonicalize_type_argument (arg, tf_none);
16441         }
16442
16443       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
16444          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
16445       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
16446           && !template_parameter_pack_p (parm))
16447         return unify_parameter_pack_mismatch (explain_p, parm, arg);
16448
16449       /* If the argument deduction results is a METHOD_TYPE,
16450          then there is a problem.
16451          METHOD_TYPE doesn't map to any real C++ type the result of
16452          the deduction can not be of that type.  */
16453       if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
16454         return unify_method_type_error (explain_p, arg);
16455
16456       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
16457       return unify_success (explain_p);
16458
16459     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
16460       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
16461       if (tparm == error_mark_node)
16462         return unify_invalid (explain_p);
16463
16464       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
16465           != template_decl_level (tparm))
16466         {
16467           /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
16468              to see if it matches ARG.  */
16469           int result = !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
16470                          && cp_tree_equal (parm, arg));
16471           if (result)
16472             unify_expression_unequal (explain_p, parm, arg);
16473           return result;
16474         }
16475
16476       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
16477       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
16478
16479       if (targ)
16480         {
16481           int x = !cp_tree_equal (targ, arg);
16482           if (x)
16483             unify_inconsistency (explain_p, parm, targ, arg);
16484           return x;
16485         }
16486
16487       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
16488          with a non-type template-parameter, the non-type
16489          template-parameter is used in an expression in the function
16490          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
16491          deduced, the template-argument type shall match the type of the
16492          template-parameter exactly, except that a template-argument
16493          deduced from an array bound may be of any integral type.
16494          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
16495       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
16496       if (!TREE_TYPE (arg))
16497         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
16498            It will later be processed in convert_template_argument.  */
16499         ;
16500       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
16501         /* OK */;
16502       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
16503                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
16504                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
16505         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
16506            template argument must exactly match the types of the
16507            corresponding parameter.  */
16508         arg = fold (build_nop (tparm, arg));
16509       else if (uses_template_parms (tparm))
16510         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
16511            later.  */
16512         return unify_success (explain_p);
16513       else
16514         return unify_type_mismatch (explain_p, tparm, arg);
16515
16516       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
16517          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
16518       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
16519           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm))
16520         return unify_parameter_pack_mismatch (explain_p, parm, arg);
16521
16522       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
16523       return unify_success (explain_p);
16524
16525     case PTRMEM_CST:
16526      {
16527         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
16528          another constant.  */
16529       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
16530         return unify_ptrmem_cst_mismatch (explain_p, parm, arg);
16531
16532       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
16533          wrong, depending on the strict flags) to unify also
16534          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
16535          arg refer to the same variable, even if through different
16536          classes. For instance:
16537
16538          struct A { int x; };
16539          struct B : A { };
16540
16541          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
16542       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
16543                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict, explain_p);
16544      }
16545
16546     case POINTER_TYPE:
16547       {
16548         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
16549           return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16550
16551         /* [temp.deduct.call]
16552
16553            A can be another pointer or pointer to member type that can
16554            be converted to the deduced A via a qualification
16555            conversion (_conv.qual_).
16556
16557            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
16558            This will allow for additional cv-qualification of the
16559            pointed-to types if appropriate.  */
16560
16561         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
16562           /* The derived-to-base conversion only persists through one
16563              level of pointers.  */
16564           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
16565
16566         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
16567                       TREE_TYPE (arg), strict, explain_p);
16568       }
16569
16570     case REFERENCE_TYPE:
16571       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
16572         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16573       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
16574                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL, explain_p);
16575
16576     case ARRAY_TYPE:
16577       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
16578         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16579       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
16580           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
16581         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16582       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
16583         {
16584           tree parm_max;
16585           tree arg_max;
16586           bool parm_cst;
16587           bool arg_cst;
16588
16589           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
16590              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
16591              not an integer constant.  We cannot unify arbitrarily
16592              complex expressions, so we eliminate the MINUS_EXPRs
16593              here.  */
16594           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
16595           parm_cst = TREE_CODE (parm_max) == INTEGER_CST;
16596           if (!parm_cst)
16597             {
16598               gcc_assert (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR);
16599               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
16600             }
16601           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
16602           arg_cst = TREE_CODE (arg_max) == INTEGER_CST;
16603           if (!arg_cst)
16604             {
16605               /* The ARG_MAX may not be a simple MINUS_EXPR, if we are
16606                  trying to unify the type of a variable with the type
16607                  of a template parameter.  For example:
16608
16609                    template <unsigned int N>
16610                    void f (char (&) [N]);
16611                    int g(); 
16612                    void h(int i) {
16613                      char a[g(i)];
16614                      f(a); 
16615                    }
16616
16617                 Here, the type of the ARG will be "int [g(i)]", and
16618                 may be a SAVE_EXPR, etc.  */
16619               if (TREE_CODE (arg_max) != MINUS_EXPR)
16620                 return unify_vla_arg (explain_p, arg);
16621               arg_max = TREE_OPERAND (arg_max, 0);
16622             }
16623
16624           /* If only one of the bounds used a MINUS_EXPR, compensate
16625              by adding one to the other bound.  */
16626           if (parm_cst && !arg_cst)
16627             parm_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
16628                                     integer_type_node,
16629                                     parm_max,
16630                                     integer_one_node);
16631           else if (arg_cst && !parm_cst)
16632             arg_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
16633                                    integer_type_node,
16634                                    arg_max,
16635                                    integer_one_node);
16636
16637           RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, parm_max, arg_max,
16638                                    UNIFY_ALLOW_INTEGER, explain_p);
16639         }
16640       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
16641                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL, explain_p);
16642
16643     case REAL_TYPE:
16644     case COMPLEX_TYPE:
16645     case VECTOR_TYPE:
16646     case INTEGER_TYPE:
16647     case BOOLEAN_TYPE:
16648     case ENUMERAL_TYPE:
16649     case VOID_TYPE:
16650     case NULLPTR_TYPE:
16651       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
16652         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16653
16654       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
16655          function.  */
16656       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
16657         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16658
16659       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
16660          will invalidate it if necessary.  */
16661       return unify_success (explain_p);
16662
16663       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
16664       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
16665     case INTEGER_CST:
16666       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
16667         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
16668
16669       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
16670         return unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg);
16671       return (tree_int_cst_equal (parm, arg)
16672               ? unify_success (explain_p)
16673               : unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg));
16674
16675     case TREE_VEC:
16676       {
16677         int i, len, argslen;
16678         int parm_variadic_p = 0;
16679
16680         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
16681           return unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg);
16682
16683         len = TREE_VEC_LENGTH (parm);
16684         argslen = TREE_VEC_LENGTH (arg);
16685
16686         /* Check for pack expansions in the parameters.  */
16687         for (i = 0; i < len; ++i)
16688           {
16689             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (parm, i)))
16690               {
16691                 if (i == len - 1)
16692                   /* We can unify against something with a trailing
16693                      parameter pack.  */
16694                   parm_variadic_p = 1;
16695                 else
16696                   /* [temp.deduct.type]/9: If the template argument list of
16697                      P contains a pack expansion that is not the last
16698                      template argument, the entire template argument list
16699                      is a non-deduced context.  */
16700                   return unify_success (explain_p);
16701               }
16702           }
16703
16704         /* If we don't have enough arguments to satisfy the parameters
16705            (not counting the pack expression at the end), or we have
16706            too many arguments for a parameter list that doesn't end in
16707            a pack expression, we can't unify.  */
16708         if (parm_variadic_p
16709             ? argslen < len - parm_variadic_p
16710             : argslen != len)
16711           return unify_arity (explain_p, TREE_VEC_LENGTH (arg), len);
16712
16713         /* Unify all of the parameters that precede the (optional)
16714            pack expression.  */
16715         for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
16716           {
16717             RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs,
16718                                      TREE_VEC_ELT (parm, i),
16719                                      TREE_VEC_ELT (arg, i),
16720                                      UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16721           }
16722         if (parm_variadic_p)
16723           return unify_pack_expansion (tparms, targs, parm, arg,
16724                                        DEDUCE_EXACT,
16725                                        /*subr=*/true, explain_p);
16726         return unify_success (explain_p);
16727       }
16728
16729     case RECORD_TYPE:
16730     case UNION_TYPE:
16731       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
16732         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16733
16734       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
16735         {
16736           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
16737             return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16738
16739           return unify (tparms, targs,
16740                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
16741                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
16742                         strict, explain_p);
16743         }
16744
16745       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
16746         {
16747           tree t = NULL_TREE;
16748
16749           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
16750             {
16751               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
16752               t = try_class_unification (tparms, targs,
16753                                          parm, arg, explain_p);
16754
16755               if (!t)
16756                 {
16757                   /* Fallback to the special case allowed in
16758                      [temp.deduct.call]:
16759
16760                        If P is a class, and P has the form
16761                        template-id, then A can be a derived class of
16762                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
16763                        a class of the form template-id, A can be a
16764                        pointer to a derived class pointed to by the
16765                        deduced A.  */
16766                   enum template_base_result r;
16767                   r = get_template_base (tparms, targs, parm, arg,
16768                                          explain_p, &t);
16769
16770                   if (!t)
16771                     return unify_no_common_base (explain_p, r, parm, arg);
16772                 }
16773             }
16774           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
16775                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
16776                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
16777             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
16778                Then, we should unify `int' and `U'.  */
16779             t = arg;
16780           else
16781             /* There's no chance of unification succeeding.  */
16782             return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16783
16784           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
16785                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16786         }
16787       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
16788         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16789       return unify_success (explain_p);
16790
16791     case METHOD_TYPE:
16792     case FUNCTION_TYPE:
16793       {
16794         unsigned int nargs;
16795         tree *args;
16796         tree a;
16797         unsigned int i;
16798
16799         if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
16800           return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16801
16802         /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
16803            match exactly.  We need to check them explicitly here,
16804            because type_unification_real treats them as any other
16805            cv-qualified parameter.  */
16806         if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
16807             && (!check_cv_quals_for_unify
16808                 (UNIFY_ALLOW_NONE,
16809                  class_of_this_parm (arg),
16810                  class_of_this_parm (parm))))
16811           return unify_cv_qual_mismatch (explain_p, parm, arg);
16812
16813         RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
16814                                  TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16815
16816         nargs = list_length (TYPE_ARG_TYPES (arg));
16817         args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
16818         for (a = TYPE_ARG_TYPES (arg), i = 0;
16819              a != NULL_TREE && a != void_list_node;
16820              a = TREE_CHAIN (a), ++i)
16821           args[i] = TREE_VALUE (a);
16822         nargs = i;
16823
16824         return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
16825                                       args, nargs, 1, DEDUCE_EXACT,
16826                                       LOOKUP_NORMAL, explain_p);
16827       }
16828
16829     case OFFSET_TYPE:
16830       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
16831          deduces the type of the member as a function type. */
16832       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
16833         {
16834           tree method_type;
16835           tree fntype;
16836
16837           /* Check top-level cv qualifiers */
16838           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
16839             return unify_cv_qual_mismatch (explain_p, parm, arg);
16840
16841           RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
16842                                    TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg),
16843                                    UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16844
16845           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
16846           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
16847           fntype =
16848             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
16849                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
16850
16851           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
16852              implicit object parameter and place them on the function
16853              type to be restored later. */
16854           fntype = apply_memfn_quals (fntype, type_memfn_quals (method_type));
16855           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict, explain_p);
16856         }
16857
16858       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
16859         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16860       RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
16861                                TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg),
16862                                UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16863       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
16864                     strict, explain_p);
16865
16866     case CONST_DECL:
16867       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
16868         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict, explain_p);
16869       if (arg != integral_constant_value (parm))
16870         return unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg);
16871       return unify_success (explain_p);
16872
16873     case FIELD_DECL:
16874     case TEMPLATE_DECL:
16875       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
16876       return unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg);
16877
16878     case VAR_DECL:
16879       /* A non-type template parameter that is a variable should be a
16880          an integral constant, in which case, it whould have been
16881          folded into its (constant) value. So we should not be getting
16882          a variable here.  */
16883       gcc_unreachable ();
16884
16885     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
16886     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
16887       return unify (tparms, targs, ARGUMENT_PACK_ARGS (parm),
16888                     ARGUMENT_PACK_ARGS (arg), strict, explain_p);
16889
16890     case TYPEOF_TYPE:
16891     case DECLTYPE_TYPE:
16892     case UNDERLYING_TYPE:
16893       /* Cannot deduce anything from TYPEOF_TYPE, DECLTYPE_TYPE,
16894          or UNDERLYING_TYPE nodes.  */
16895       return unify_success (explain_p);
16896
16897     case ERROR_MARK:
16898       /* Unification fails if we hit an error node.  */
16899       return unify_invalid (explain_p);
16900
16901     default:
16902       /* An unresolved overload is a nondeduced context.  */
16903       if (is_overloaded_fn (parm) || type_unknown_p (parm))
16904         return unify_success (explain_p);
16905       gcc_assert (EXPR_P (parm));
16906
16907       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
16908          something like:
16909
16910            template <int I>
16911            void foo(S<I>, S<I + 2>);
16912
16913          This is a "nondeduced context":
16914
16915            [deduct.type]
16916
16917            The nondeduced contexts are:
16918
16919            --A type that is a template-id in which one or more of
16920              the template-arguments is an expression that references
16921              a template-parameter.
16922
16923          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
16924          actually infer any unifications.  */
16925
16926       if (!uses_template_parms (parm)
16927           && !template_args_equal (parm, arg))
16928         return unify_expression_unequal (explain_p, parm, arg);
16929       else
16930         return unify_success (explain_p);
16931     }
16932 }
16933 #undef RECUR_AND_CHECK_FAILURE
16934 \f
16935 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
16936    required.  */
16937
16938 static void
16939 mark_definable (tree decl)
16940 {
16941   tree clone;
16942   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
16943   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
16944     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
16945 }
16946
16947 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
16948    explicitly instantiated class.  */
16949
16950 void
16951 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
16952 {
16953   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
16954
16955   /* If this entity has already been written out, it's too late to
16956      make any modifications.  */
16957   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
16958     return;
16959
16960   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
16961     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
16962        set correctly by tsubst.  */
16963     TREE_PUBLIC (result) = 1;
16964
16965   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
16966   DECL_COMDAT (result) = 0;
16967
16968   if (extern_p)
16969     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
16970   else
16971     {
16972       mark_definable (result);
16973       /* Always make artificials weak.  */
16974       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
16975         comdat_linkage (result);
16976       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
16977          linkonce sections.  */
16978       else if (TREE_PUBLIC (result))
16979         maybe_make_one_only (result);
16980     }
16981
16982   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
16983      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
16984      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
16985      emitted here.  In neither circumstance do we want
16986      import_export_decl to adjust the linkage.  */
16987   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
16988 }
16989
16990 /* Subroutine of more_specialized_fn: check whether TARGS is missing any
16991    important template arguments.  If any are missing, we check whether
16992    they're important by using error_mark_node for substituting into any
16993    args that were used for partial ordering (the ones between ARGS and END)
16994    and seeing if it bubbles up.  */
16995
16996 static bool
16997 check_undeduced_parms (tree targs, tree args, tree end)
16998 {
16999   bool found = false;
17000   int i;
17001   for (i = TREE_VEC_LENGTH (targs) - 1; i >= 0; --i)
17002     if (TREE_VEC_ELT (targs, i) == NULL_TREE)
17003       {
17004         found = true;
17005         TREE_VEC_ELT (targs, i) = error_mark_node;
17006       }
17007   if (found)
17008     {
17009       for (; args != end; args = TREE_CHAIN (args))
17010         {
17011           tree substed = tsubst (TREE_VALUE (args), targs, tf_none, NULL_TREE);
17012           if (substed == error_mark_node)
17013             return true;
17014         }
17015     }
17016   return false;
17017 }
17018
17019 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
17020
17021    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
17022    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
17023    0 if neither is more specialized.
17024
17025    LEN indicates the number of parameters we should consider
17026    (defaulted parameters should not be considered).
17027
17028    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
17029    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
17030    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
17031    the templates will be more specialized if all the *other*
17032    template's arguments deduce against its arguments and at least one
17033    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
17034    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
17035    The arguments used in deduction have reference and top level cv
17036    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
17037    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
17038    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
17039    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
17040    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
17041    we do *not* verify the deduced template argument values can be
17042    substituted into non-deduced contexts.
17043
17044    The logic can be a bit confusing here, because we look at deduce1 and
17045    targs1 to see if pat2 is at least as specialized, and vice versa; if we
17046    can find template arguments for pat1 to make arg1 look like arg2, that
17047    means that arg2 is at least as specialized as arg1.  */
17048
17049 int
17050 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
17051 {
17052   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
17053   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
17054   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
17055   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
17056   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
17057   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
17058   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
17059   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
17060   tree origs1, origs2;
17061   bool lose1 = false;
17062   bool lose2 = false;
17063
17064   /* Remove the this parameter from non-static member functions.  If
17065      one is a non-static member function and the other is not a static
17066      member function, remove the first parameter from that function
17067      also.  This situation occurs for operator functions where we
17068      locate both a member function (with this pointer) and non-member
17069      operator (with explicit first operand).  */
17070   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
17071     {
17072       len--; /* LEN is the number of significant arguments for DECL1 */
17073       args1 = TREE_CHAIN (args1);
17074       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl2))
17075         args2 = TREE_CHAIN (args2);
17076     }
17077   else if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
17078     {
17079       args2 = TREE_CHAIN (args2);
17080       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl1))
17081         {
17082           len--;
17083           args1 = TREE_CHAIN (args1);
17084         }
17085     }
17086
17087   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
17088   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
17089     return 0;
17090
17091   /* Consider the return type for a conversion function */
17092   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
17093     {
17094       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
17095       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
17096       len++;
17097     }
17098
17099   processing_template_decl++;
17100
17101   origs1 = args1;
17102   origs2 = args2;
17103
17104   while (len--
17105          /* Stop when an ellipsis is seen.  */
17106          && args1 != NULL_TREE && args2 != NULL_TREE)
17107     {
17108       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
17109       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
17110       int deduce1, deduce2;
17111       int quals1 = -1;
17112       int quals2 = -1;
17113
17114       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
17115           && TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17116         {
17117           /* When both arguments are pack expansions, we need only
17118              unify the patterns themselves.  */
17119           arg1 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg1);
17120           arg2 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg2);
17121
17122           /* This is the last comparison we need to do.  */
17123           len = 0;
17124         }
17125
17126       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
17127         {
17128           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
17129           quals1 = cp_type_quals (arg1);
17130         }
17131
17132       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
17133         {
17134           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
17135           quals2 = cp_type_quals (arg2);
17136         }
17137
17138       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
17139         {
17140           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
17141              array/function pointer decay to it.  This is not part of
17142              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
17143              for the function call itself, and with our earlier
17144              implementation of the underspecified partial ordering
17145              rules.  (nathan).  */
17146           if (quals1 >= 0)
17147             {
17148               switch (TREE_CODE (arg1))
17149                 {
17150                 case ARRAY_TYPE:
17151                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
17152                   /* FALLTHROUGH. */
17153                 case FUNCTION_TYPE:
17154                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
17155                   break;
17156
17157                 default:
17158                   break;
17159                 }
17160             }
17161           else
17162             {
17163               switch (TREE_CODE (arg2))
17164                 {
17165                 case ARRAY_TYPE:
17166                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
17167                   /* FALLTHROUGH. */
17168                 case FUNCTION_TYPE:
17169                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
17170                   break;
17171
17172                 default:
17173                   break;
17174                 }
17175             }
17176         }
17177
17178       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
17179       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
17180
17181       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17182         {
17183           int i, len2 = list_length (args2);
17184           tree parmvec = make_tree_vec (1);
17185           tree argvec = make_tree_vec (len2);
17186           tree ta = args2;
17187
17188           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
17189           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg1;
17190
17191           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
17192              arguments.  */
17193           for (i = 0; i < len2; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
17194             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
17195
17196           deduce1 = (unify_pack_expansion (tparms1, targs1, parmvec,
17197                                            argvec, DEDUCE_EXACT,
17198                                            /*subr=*/true, /*explain_p=*/false)
17199                      == 0);
17200
17201           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG1 is
17202              a pack expansion but ARG2 is not.  */
17203           deduce2 = 0;
17204         }
17205       else if (TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17206         {
17207           int i, len1 = list_length (args1);
17208           tree parmvec = make_tree_vec (1);
17209           tree argvec = make_tree_vec (len1);
17210           tree ta = args1;
17211
17212           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
17213           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg2;
17214
17215           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
17216              arguments.  */
17217           for (i = 0; i < len1; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
17218             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
17219
17220           deduce2 = (unify_pack_expansion (tparms2, targs2, parmvec,
17221                                            argvec, DEDUCE_EXACT,
17222                                            /*subr=*/true, /*explain_p=*/false)
17223                      == 0);
17224
17225           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG2 is
17226              a pack expansion but ARG1 is not.*/
17227           deduce1 = 0;
17228         }
17229
17230       else
17231         {
17232           /* The normal case, where neither argument is a pack
17233              expansion.  */
17234           deduce1 = (unify (tparms1, targs1, arg1, arg2,
17235                             UNIFY_ALLOW_NONE, /*explain_p=*/false)
17236                      == 0);
17237           deduce2 = (unify (tparms2, targs2, arg2, arg1,
17238                             UNIFY_ALLOW_NONE, /*explain_p=*/false)
17239                      == 0);
17240         }
17241
17242       /* If we couldn't deduce arguments for tparms1 to make arg1 match
17243          arg2, then arg2 is not as specialized as arg1.  */
17244       if (!deduce1)
17245         lose2 = true;
17246       if (!deduce2)
17247         lose1 = true;
17248
17249       /* "If, for a given type, deduction succeeds in both directions
17250          (i.e., the types are identical after the transformations above)
17251          and if the type from the argument template is more cv-qualified
17252          than the type from the parameter template (as described above)
17253          that type is considered to be more specialized than the other. If
17254          neither type is more cv-qualified than the other then neither type
17255          is more specialized than the other."  */
17256
17257       if (deduce1 && deduce2
17258           && quals1 != quals2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
17259         {
17260           if ((quals1 & quals2) == quals2)
17261             lose2 = true;
17262           if ((quals1 & quals2) == quals1)
17263             lose1 = true;
17264         }
17265
17266       if (lose1 && lose2)
17267         /* We've failed to deduce something in either direction.
17268            These must be unordered.  */
17269         break;
17270
17271       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
17272           || TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17273         /* We have already processed all of the arguments in our
17274            handing of the pack expansion type.  */
17275         len = 0;
17276
17277       args1 = TREE_CHAIN (args1);
17278       args2 = TREE_CHAIN (args2);
17279     }
17280
17281   /* "In most cases, all template parameters must have values in order for
17282      deduction to succeed, but for partial ordering purposes a template
17283      parameter may remain without a value provided it is not used in the
17284      types being used for partial ordering."
17285
17286      Thus, if we are missing any of the targs1 we need to substitute into
17287      origs1, then pat2 is not as specialized as pat1.  This can happen when
17288      there is a nondeduced context.  */
17289   if (!lose2 && check_undeduced_parms (targs1, origs1, args1))
17290     lose2 = true;
17291   if (!lose1 && check_undeduced_parms (targs2, origs2, args2))
17292     lose1 = true;
17293
17294   processing_template_decl--;
17295
17296   /* All things being equal, if the next argument is a pack expansion
17297      for one function but not for the other, prefer the
17298      non-variadic function.  FIXME this is bogus; see c++/41958.  */
17299   if (lose1 == lose2
17300       && args1 && TREE_VALUE (args1)
17301       && args2 && TREE_VALUE (args2))
17302     {
17303       lose1 = TREE_CODE (TREE_VALUE (args1)) == TYPE_PACK_EXPANSION;
17304       lose2 = TREE_CODE (TREE_VALUE (args2)) == TYPE_PACK_EXPANSION;
17305     }
17306
17307   if (lose1 == lose2)
17308     return 0;
17309   else if (!lose1)
17310     return 1;
17311   else
17312     return -1;
17313 }
17314
17315 /* Determine which of two partial specializations is more specialized.
17316
17317    PAT1 is a TREE_LIST whose TREE_TYPE is the _TYPE node corresponding
17318    to the first partial specialization.  The TREE_VALUE is the
17319    innermost set of template parameters for the partial
17320    specialization.  PAT2 is similar, but for the second template.
17321
17322    Return 1 if the first partial specialization is more specialized;
17323    -1 if the second is more specialized; 0 if neither is more
17324    specialized.
17325
17326    See [temp.class.order] for information about determining which of
17327    two templates is more specialized.  */
17328
17329 static int
17330 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2)
17331 {
17332   tree targs;
17333   tree tmpl1, tmpl2;
17334   int winner = 0;
17335   bool any_deductions = false;
17336
17337   tmpl1 = TREE_TYPE (pat1);
17338   tmpl2 = TREE_TYPE (pat2);
17339
17340   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
17341      different class template specializations, we may encounter dependent
17342      types in the arguments, and we need our dependency check functions
17343      to behave correctly.  */
17344   ++processing_template_decl;
17345   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1),
17346                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1),
17347                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2));
17348   if (targs)
17349     {
17350       --winner;
17351       any_deductions = true;
17352     }
17353
17354   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2),
17355                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2),
17356                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1));
17357   if (targs)
17358     {
17359       ++winner;
17360       any_deductions = true;
17361     }
17362   --processing_template_decl;
17363
17364   /* In the case of a tie where at least one of the class templates
17365      has a parameter pack at the end, the template with the most
17366      non-packed parameters wins.  */
17367   if (winner == 0
17368       && any_deductions
17369       && (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1))
17370           || template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2))))
17371     {
17372       tree args1 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat1));
17373       tree args2 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat2));
17374       int len1 = TREE_VEC_LENGTH (args1);
17375       int len2 = TREE_VEC_LENGTH (args2);
17376
17377       /* We don't count the pack expansion at the end.  */
17378       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1)))
17379         --len1;
17380       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2)))
17381         --len2;
17382
17383       if (len1 > len2)
17384         return 1;
17385       else if (len1 < len2)
17386         return -1;
17387     }
17388
17389   return winner;
17390 }
17391
17392 /* Return the template arguments that will produce the function signature
17393    DECL from the function template FN, with the explicit template
17394    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
17395    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
17396    found.  */
17397
17398 static tree
17399 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
17400 {
17401   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
17402   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
17403   tree decl_type;
17404   tree decl_arg_types;
17405   tree *args;
17406   unsigned int nargs, ix;
17407   tree arg;
17408
17409   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
17410      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
17411      FN.  */
17412   decl_type = TREE_TYPE (decl);
17413   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
17414     {
17415       tree tmpl;
17416       tree converted_args;
17417
17418       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
17419         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
17420       else
17421         /* We can get here for some invalid specializations.  */
17422         return NULL_TREE;
17423
17424       converted_args
17425         = coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
17426                                  explicit_args, NULL_TREE,
17427                                  tf_none,
17428                                  /*require_all_args=*/false,
17429                                  /*use_default_args=*/false);
17430       if (converted_args == error_mark_node)
17431         return NULL_TREE;
17432
17433       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
17434       if (decl_type == error_mark_node)
17435         return NULL_TREE;
17436     }
17437
17438   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
17439   decl_arg_types = skip_artificial_parms_for (decl, 
17440                                               TYPE_ARG_TYPES (decl_type));
17441
17442   nargs = list_length (decl_arg_types);
17443   args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
17444   for (arg = decl_arg_types, ix = 0;
17445        arg != NULL_TREE && arg != void_list_node;
17446        arg = TREE_CHAIN (arg), ++ix)
17447     args[ix] = TREE_VALUE (arg);
17448
17449   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
17450                            args, ix,
17451                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
17452                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
17453                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL, /*explain_p=*/false))
17454     return NULL_TREE;
17455
17456   return targs;
17457 }
17458
17459 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
17460    template specialization whose innermost template parameters are
17461    TPARMS, and whose specialization arguments are SPEC_ARGS, yield the
17462    ARGS.
17463
17464    For example, suppose we have:
17465
17466      template <class T, class U> struct S {};
17467      template <class T> struct S<T*, int> {};
17468
17469    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
17470    {T}, the SPEC_ARGS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
17471    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
17472    is bound to `double'.  */
17473
17474 static tree
17475 get_class_bindings (tree tparms, tree spec_args, tree args)
17476 {
17477   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
17478   tree deduced_args;
17479   tree innermost_deduced_args;
17480
17481   innermost_deduced_args = make_tree_vec (ntparms);
17482   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
17483     {
17484       deduced_args = copy_node (args);
17485       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (deduced_args,
17486                            TMPL_ARGS_DEPTH (deduced_args),
17487                            innermost_deduced_args);
17488     }
17489   else
17490     deduced_args = innermost_deduced_args;
17491
17492   if (unify (tparms, deduced_args,
17493              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
17494              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
17495              UNIFY_ALLOW_NONE, /*explain_p=*/false))
17496     return NULL_TREE;
17497
17498   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
17499     if (! TREE_VEC_ELT (innermost_deduced_args, i))
17500       return NULL_TREE;
17501
17502   /* Verify that nondeduced template arguments agree with the type
17503      obtained from argument deduction.
17504
17505      For example:
17506
17507        struct A { typedef int X; };
17508        template <class T, class U> struct C {};
17509        template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
17510
17511      Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
17512      `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
17513      is `int'.  */
17514   spec_args = tsubst (spec_args, deduced_args, tf_none, NULL_TREE);
17515   if (spec_args == error_mark_node
17516       /* We only need to check the innermost arguments; the other
17517          arguments will always agree.  */
17518       || !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
17519                               INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args)))
17520     return NULL_TREE;
17521
17522   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
17523      ensure that the arguments deduced for the template template
17524      parameters have compatible template parameter lists.  See the use
17525      of template_template_parm_bindings_ok_p in fn_type_unification
17526      for more information.  */
17527   if (!template_template_parm_bindings_ok_p (tparms, deduced_args))
17528     return NULL_TREE;
17529
17530   return deduced_args;
17531 }
17532
17533 /* TEMPLATES is a TREE_LIST.  Each TREE_VALUE is a TEMPLATE_DECL.
17534    Return the TREE_LIST node with the most specialized template, if
17535    any.  If there is no most specialized template, the error_mark_node
17536    is returned.
17537
17538    Note that this function does not look at, or modify, the
17539    TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of any of the nodes.  Since the node
17540    returned is one of the elements of INSTANTIATIONS, callers may
17541    store information in the TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of the nodes,
17542    and retrieve it from the value returned.  */
17543
17544 tree
17545 most_specialized_instantiation (tree templates)
17546 {
17547   tree fn, champ;
17548
17549   ++processing_template_decl;
17550
17551   champ = templates;
17552   for (fn = TREE_CHAIN (templates); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
17553     {
17554       int fate = 0;
17555
17556       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
17557                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
17558                         NULL_TREE, /*check_ret=*/true))
17559         fate--;
17560
17561       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
17562                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
17563                         NULL_TREE, /*check_ret=*/true))
17564         fate++;
17565
17566       if (fate == -1)
17567         champ = fn;
17568       else if (!fate)
17569         {
17570           /* Equally specialized, move to next function.  If there
17571              is no next function, nothing's most specialized.  */
17572           fn = TREE_CHAIN (fn);
17573           champ = fn;
17574           if (!fn)
17575             break;
17576         }
17577     }
17578
17579   if (champ)
17580     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
17581        instantiation list.  */
17582     for (fn = templates; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
17583       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
17584                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
17585                         NULL_TREE, /*check_ret=*/true)
17586           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
17587                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
17588                             NULL_TREE, /*check_ret=*/true))
17589         {
17590           champ = NULL_TREE;
17591           break;
17592         }
17593
17594   processing_template_decl--;
17595
17596   if (!champ)
17597     return error_mark_node;
17598
17599   return champ;
17600 }
17601
17602 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
17603    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
17604
17605    For example, given:
17606
17607      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
17608
17609    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
17610    the full template.  This function will not trace past partial
17611    specializations, however.  For example, given in addition:
17612
17613      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
17614
17615    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
17616    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
17617
17618 tree
17619 most_general_template (tree decl)
17620 {
17621   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
17622      an immediate specialization.  */
17623   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
17624     {
17625       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
17626         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
17627
17628         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
17629            template friend.  */
17630         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
17631           return NULL_TREE;
17632       } else
17633         return NULL_TREE;
17634     }
17635
17636   /* Look for more and more general templates.  */
17637   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
17638     {
17639       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
17640          (See cp-tree.h for details.)  */
17641       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
17642         break;
17643
17644       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
17645           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
17646         break;
17647
17648       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
17649       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
17650           && DECL_CONTEXT (decl)
17651           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
17652         break;
17653
17654       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
17655     }
17656
17657   return decl;
17658 }
17659
17660 /* Return the most specialized of the class template partial
17661    specializations of TMPL which can produce TYPE, a specialization of
17662    TMPL.  The value returned is actually a TREE_LIST; the TREE_TYPE is
17663    a _TYPE node corresponding to the partial specialization, while the
17664    TREE_PURPOSE is the set of template arguments that must be
17665    substituted into the TREE_TYPE in order to generate TYPE.
17666
17667    If the choice of partial specialization is ambiguous, a diagnostic
17668    is issued, and the error_mark_node is returned.  If there are no
17669    partial specializations of TMPL matching TYPE, then NULL_TREE is
17670    returned.  */
17671
17672 static tree
17673 most_specialized_class (tree type, tree tmpl, tsubst_flags_t complain)
17674 {
17675   tree list = NULL_TREE;
17676   tree t;
17677   tree champ;
17678   int fate;
17679   bool ambiguous_p;
17680   tree args;
17681   tree outer_args = NULL_TREE;
17682
17683   tmpl = most_general_template (tmpl);
17684   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
17685
17686   /* For determining which partial specialization to use, only the
17687      innermost args are interesting.  */
17688   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
17689     {
17690       outer_args = strip_innermost_template_args (args, 1);
17691       args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
17692     }
17693
17694   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
17695     {
17696       tree partial_spec_args;
17697       tree spec_args;
17698       tree parms = TREE_VALUE (t);
17699
17700       partial_spec_args = CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t));
17701
17702       ++processing_template_decl;
17703
17704       if (outer_args)
17705         {
17706           int i;
17707
17708           /* Discard the outer levels of args, and then substitute in the
17709              template args from the enclosing class.  */
17710           partial_spec_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (partial_spec_args);
17711           partial_spec_args = tsubst_template_args
17712             (partial_spec_args, outer_args, tf_none, NULL_TREE);
17713
17714           /* PARMS already refers to just the innermost parms, but the
17715              template parms in partial_spec_args had their levels lowered
17716              by tsubst, so we need to do the same for the parm list.  We
17717              can't just tsubst the TREE_VEC itself, as tsubst wants to
17718              treat a TREE_VEC as an argument vector.  */
17719           parms = copy_node (parms);
17720           for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
17721             TREE_VEC_ELT (parms, i) =
17722               tsubst (TREE_VEC_ELT (parms, i), outer_args, tf_none, NULL_TREE);
17723
17724         }
17725
17726       partial_spec_args =
17727           coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
17728                                  add_to_template_args (outer_args,
17729                                                        partial_spec_args),
17730                                  tmpl, tf_none,
17731                                  /*require_all_args=*/true,
17732                                  /*use_default_args=*/true);
17733
17734       --processing_template_decl;
17735
17736       if (partial_spec_args == error_mark_node)
17737         return error_mark_node;
17738
17739       spec_args = get_class_bindings (parms,
17740                                       partial_spec_args,
17741                                       args);
17742       if (spec_args)
17743         {
17744           if (outer_args)
17745             spec_args = add_to_template_args (outer_args, spec_args);
17746           list = tree_cons (spec_args, TREE_VALUE (t), list);
17747           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
17748         }
17749     }
17750
17751   if (! list)
17752     return NULL_TREE;
17753
17754   ambiguous_p = false;
17755   t = list;
17756   champ = t;
17757   t = TREE_CHAIN (t);
17758   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
17759     {
17760       fate = more_specialized_class (champ, t);
17761       if (fate == 1)
17762         ;
17763       else
17764         {
17765           if (fate == 0)
17766             {
17767               t = TREE_CHAIN (t);
17768               if (! t)
17769                 {
17770                   ambiguous_p = true;
17771                   break;
17772                 }
17773             }
17774           champ = t;
17775         }
17776     }
17777
17778   if (!ambiguous_p)
17779     for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
17780       {
17781         fate = more_specialized_class (champ, t);
17782         if (fate != 1)
17783           {
17784             ambiguous_p = true;
17785             break;
17786           }
17787       }
17788
17789   if (ambiguous_p)
17790     {
17791       const char *str;
17792       char *spaces = NULL;
17793       if (!(complain & tf_error))
17794         return error_mark_node;
17795       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
17796       str = ngettext ("candidate is:", "candidates are:", list_length (list));
17797       for (t = list; t; t = TREE_CHAIN (t))
17798         {
17799           error ("%s %+#T", spaces ? spaces : str, TREE_TYPE (t));
17800           spaces = spaces ? spaces : get_spaces (str);
17801         }
17802       free (spaces);
17803       return error_mark_node;
17804     }
17805
17806   return champ;
17807 }
17808
17809 /* Explicitly instantiate DECL.  */
17810
17811 void
17812 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
17813 {
17814   tree result = NULL_TREE;
17815   int extern_p = 0;
17816
17817   if (!decl || decl == error_mark_node)
17818     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
17819        an appropriate message.  */
17820     return;
17821   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
17822     {
17823       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
17824       return;
17825     }
17826   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
17827     {
17828       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
17829          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
17830          the latter, the DECL we get back will be marked as a
17831          template instantiation, and the appropriate
17832          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
17833          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
17834          should handle VAR_DECLs as it currently handles
17835          FUNCTION_DECLs.  */
17836       if (!DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
17837         {
17838           error ("%qD is not a static data member of a class template", decl);
17839           return;
17840         }
17841       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
17842       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
17843         {
17844           error ("no matching template for %qD found", decl);
17845           return;
17846         }
17847       if (!same_type_p (TREE_TYPE (result), TREE_TYPE (decl)))
17848         {
17849           error ("type %qT for explicit instantiation %qD does not match "
17850                  "declared type %qT", TREE_TYPE (result), decl,
17851                  TREE_TYPE (decl));
17852           return;
17853         }
17854     }
17855   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
17856     {
17857       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
17858       return;
17859     }
17860   else
17861     result = decl;
17862
17863   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
17864      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
17865      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
17866      until we get here.  */
17867
17868   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
17869     {
17870       /* DR 259 [temp.spec].
17871
17872          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
17873          specialization shall not appear in a program unless the explicit
17874          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
17875
17876          For a given set of template parameters, if an explicit
17877          instantiation of a template appears after a declaration of an
17878          explicit specialization for that template, the explicit
17879          instantiation has no effect.  */
17880       return;
17881     }
17882   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
17883     {
17884       /* [temp.spec]
17885
17886          No program shall explicitly instantiate any template more
17887          than once.
17888
17889          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
17890          the first instantiation was `extern' and the second is not,
17891          and EXTERN_P for the opposite case.  */
17892       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
17893         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
17894       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
17895          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
17896       if (extern_p)
17897         return;
17898     }
17899   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
17900     {
17901       error ("no matching template for %qD found", result);
17902       return;
17903     }
17904   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
17905     {
17906       permerror (input_location, "explicit instantiation of non-template %q#D", result);
17907       return;
17908     }
17909
17910   if (storage == NULL_TREE)
17911     ;
17912   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
17913     {
17914       if (!in_system_header && (cxx_dialect == cxx98))
17915         pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
17916                  "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on explicit "
17917                  "instantiations");
17918       extern_p = 1;
17919     }
17920   else
17921     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
17922
17923   check_explicit_instantiation_namespace (result);
17924   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
17925   if (! extern_p)
17926     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1,
17927                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
17928 }
17929
17930 static void
17931 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
17932 {
17933   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
17934   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
17935   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
17936   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
17937   if (! extern_p)
17938     {
17939       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
17940       rest_of_type_compilation (t, 1);
17941     }
17942 }
17943
17944 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
17945    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
17946 static void
17947 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
17948 {
17949   tree storage = *(tree *) data;
17950
17951   if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (entry->type)
17952       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
17953     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
17954 }
17955
17956 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
17957    (a member function or a static member variable) of an
17958    explicitly instantiated class template.  */
17959 static void
17960 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
17961 {
17962   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
17963   if (! extern_p)
17964     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1,
17965                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
17966 }
17967
17968 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
17969    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
17970    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
17971    since the standard is unclear (as detailed below).  */
17972
17973 void
17974 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
17975 {
17976   int extern_p = 0;
17977   int nomem_p = 0;
17978   int static_p = 0;
17979   int previous_instantiation_extern_p = 0;
17980
17981   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
17982     t = TREE_TYPE (t);
17983
17984   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
17985     {
17986       tree tmpl =
17987         (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)) ? TYPE_TI_TEMPLATE (t) : NULL;
17988       if (tmpl)
17989         error ("explicit instantiation of non-class template %qD", tmpl);
17990       else
17991         error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
17992       return;
17993     }
17994
17995   complete_type (t);
17996
17997   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
17998     {
17999       if (complain & tf_error)
18000         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
18001                t);
18002       return;
18003     }
18004
18005   if (storage != NULL_TREE)
18006     {
18007       if (!in_system_header)
18008         {
18009           if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
18010             {
18011               if (cxx_dialect == cxx98)
18012                 pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
18013                          "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on "
18014                          "explicit instantiations");
18015             }
18016           else
18017             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
18018                      "ISO C++ forbids the use of %qE"
18019                      " on explicit instantiations", storage);
18020         }
18021
18022       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
18023         nomem_p = 1;
18024       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
18025         extern_p = 1;
18026       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
18027         static_p = 1;
18028       else
18029         {
18030           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
18031                  storage);
18032           extern_p = 0;
18033         }
18034     }
18035
18036   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
18037     {
18038       /* DR 259 [temp.spec].
18039
18040          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
18041          specialization shall not appear in a program unless the explicit
18042          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
18043
18044          For a given set of template parameters, if an explicit
18045          instantiation of a template appears after a declaration of an
18046          explicit specialization for that template, the explicit
18047          instantiation has no effect.  */
18048       return;
18049     }
18050   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
18051     {
18052       /* [temp.spec]
18053
18054          No program shall explicitly instantiate any template more
18055          than once.
18056
18057          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
18058          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
18059          These cases are OK.  */
18060       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
18061
18062       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
18063           && (complain & tf_error))
18064         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
18065
18066       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
18067       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
18068         return;
18069     }
18070
18071   check_explicit_instantiation_namespace (TYPE_NAME (t));
18072   mark_class_instantiated (t, extern_p);
18073
18074   if (nomem_p)
18075     return;
18076
18077   {
18078     tree tmp;
18079
18080     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
18081        declarations, and not the definitions, of members are
18082        instantiated, we have here:
18083
18084          [temp.explicit]
18085
18086          The explicit instantiation of a class template specialization
18087          implies the instantiation of all of its members not
18088          previously explicitly specialized in the translation unit
18089          containing the explicit instantiation.
18090
18091        Of course, we can't instantiate member template classes, since
18092        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
18093        is unclear on whether the instantiation of the members are
18094        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
18095        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
18096
18097     if (! static_p)
18098       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = DECL_CHAIN (tmp))
18099         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
18100             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
18101           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
18102
18103     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = DECL_CHAIN (tmp))
18104       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
18105         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
18106
18107     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
18108       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
18109                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
18110   }
18111 }
18112
18113 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
18114    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
18115    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
18116    should occur for DECL, not the most general template.
18117
18118    One reason for doing this is a scenario like this:
18119
18120      template <class T>
18121      void f(const T&, int i);
18122
18123      void g() { f(3, 7); }
18124
18125      template <class T>
18126      void f(const T& t, const int i) { }
18127
18128    Note that when the template is first instantiated, with
18129    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
18130    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
18131    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
18132
18133 static void
18134 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
18135 {
18136   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
18137      template.  */
18138   tree args;
18139   tree code_pattern;
18140
18141   args = DECL_TI_ARGS (decl);
18142   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
18143
18144   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
18145      correctly.  */
18146   push_access_scope (decl);
18147
18148   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
18149     {
18150       tree decl_parm;
18151       tree pattern_parm;
18152       tree specs;
18153       int args_depth;
18154       int parms_depth;
18155
18156       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
18157       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
18158       if (args_depth > parms_depth)
18159         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
18160
18161       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
18162                                               args, tf_error, NULL_TREE,
18163                                               /*defer_ok*/false);
18164       if (specs && specs != error_mark_node)
18165         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
18166                                                     specs);
18167
18168       /* Merge parameter declarations.  */
18169       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
18170                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
18171       pattern_parm
18172         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
18173                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
18174       while (decl_parm && !FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
18175         {
18176           tree parm_type;
18177           tree attributes;
18178           
18179           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
18180             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
18181           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
18182                               NULL_TREE);
18183           parm_type = type_decays_to (parm_type);
18184           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
18185             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
18186           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
18187           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
18188             {
18189               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
18190               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
18191             }
18192           decl_parm = DECL_CHAIN (decl_parm);
18193           pattern_parm = DECL_CHAIN (pattern_parm);
18194         }
18195       /* Merge any parameters that match with the function parameter
18196          pack.  */
18197       if (pattern_parm && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
18198         {
18199           int i, len;
18200           tree expanded_types;
18201           /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
18202              the parameters in this function parameter pack.  */
18203           expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (pattern_parm), 
18204                                                  args, tf_error, NULL_TREE);
18205           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
18206           for (i = 0; i < len; i++)
18207             {
18208               tree parm_type;
18209               tree attributes;
18210           
18211               if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
18212                 /* Rename the parameter to include the index.  */
18213                 DECL_NAME (decl_parm) = 
18214                   make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (pattern_parm), i);
18215               parm_type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
18216               parm_type = type_decays_to (parm_type);
18217               if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
18218                 TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
18219               attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
18220               if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
18221                 {
18222                   DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
18223                   cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
18224                 }
18225               decl_parm = DECL_CHAIN (decl_parm);
18226             }
18227         }
18228       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
18229       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
18230           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
18231         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
18232     }
18233   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
18234     {
18235       DECL_INITIAL (decl) =
18236         tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
18237                      tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl),
18238                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
18239       if (VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (decl))
18240         TREE_TYPE (decl) = tsubst (TREE_TYPE (code_pattern), args,
18241                                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl));
18242     }
18243   else
18244     gcc_unreachable ();
18245
18246   pop_access_scope (decl);
18247 }
18248
18249 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
18250    substituted to get DECL.  */
18251
18252 tree
18253 template_for_substitution (tree decl)
18254 {
18255   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
18256
18257   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
18258      for the instantiation.  This is not always the most general
18259      template.  Consider, for example:
18260
18261         template <class T>
18262         struct S { template <class U> void f();
18263                    template <> void f<int>(); };
18264
18265      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
18266      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
18267   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
18268             more general template.  */
18269          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
18270            /* We must also deal with friend templates.  Given:
18271
18272                 template <class T> struct S {
18273                   template <class U> friend void f() {};
18274                 };
18275
18276               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
18277               so far as the language is concerned, but that's still
18278               where we get the pattern for the instantiation from.  On
18279               other hand, if the definition comes outside the class, say:
18280
18281                 template <class T> struct S {
18282                   template <class U> friend void f();
18283                 };
18284                 template <class U> friend void f() {}
18285
18286               we don't need to look any further.  That's what the check for
18287               DECL_INITIAL is for.  */
18288           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
18289               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
18290               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
18291     {
18292       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
18293          were a definition, we should be using it!  Note that we
18294          cannot restructure the loop to just keep going until we find
18295          a template with a definition, since that might go too far if
18296          a specialization was declared, but not defined.  */
18297       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
18298                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
18299
18300       /* Fetch the more general template.  */
18301       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
18302     }
18303
18304   return tmpl;
18305 }
18306
18307 /* Returns true if we need to instantiate this template instance even if we
18308    know we aren't going to emit it..  */
18309
18310 bool
18311 always_instantiate_p (tree decl)
18312 {
18313   /* We always instantiate inline functions so that we can inline them.  An
18314      explicit instantiation declaration prohibits implicit instantiation of
18315      non-inline functions.  With high levels of optimization, we would
18316      normally inline non-inline functions -- but we're not allowed to do
18317      that for "extern template" functions.  Therefore, we check
18318      DECL_DECLARED_INLINE_P, rather than possibly_inlined_p.  */
18319   return ((TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
18320            && DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
18321           /* And we need to instantiate static data members so that
18322              their initializers are available in integral constant
18323              expressions.  */
18324           || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
18325               && decl_maybe_constant_var_p (decl)));
18326 }
18327
18328 /* If FN has a noexcept-specifier that hasn't been instantiated yet,
18329    instantiate it now, modifying TREE_TYPE (fn).  */
18330
18331 void
18332 maybe_instantiate_noexcept (tree fn)
18333 {
18334   tree fntype, spec, noex, clone;
18335
18336   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (fn))
18337     fn = DECL_CLONED_FUNCTION (fn);
18338   fntype = TREE_TYPE (fn);
18339   spec = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
18340
18341   if (!DEFERRED_NOEXCEPT_SPEC_P (spec))
18342     return;
18343
18344   noex = TREE_PURPOSE (spec);
18345
18346   if (TREE_CODE (noex) == DEFERRED_NOEXCEPT)
18347     {
18348       if (push_tinst_level (fn))
18349         {
18350           push_access_scope (fn);
18351           input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (fn);
18352           noex = tsubst_copy_and_build (DEFERRED_NOEXCEPT_PATTERN (noex),
18353                                         DEFERRED_NOEXCEPT_ARGS (noex),
18354                                         tf_warning_or_error, fn,
18355                                         /*function_p=*/false,
18356                                         /*integral_constant_expression_p=*/true);
18357           pop_access_scope (fn);
18358           pop_tinst_level ();
18359           spec = build_noexcept_spec (noex, tf_warning_or_error);
18360           if (spec == error_mark_node)
18361             spec = noexcept_false_spec;
18362         }
18363       else
18364         spec = noexcept_false_spec;
18365     }
18366   else
18367     {
18368       /* This is an implicitly declared function, so NOEX is a list of
18369          other functions to evaluate and merge.  */
18370       tree elt;
18371       spec = noexcept_true_spec;
18372       for (elt = noex; elt; elt = OVL_NEXT (elt))
18373         {
18374           tree fn = OVL_CURRENT (elt);
18375           tree subspec;
18376           maybe_instantiate_noexcept (fn);
18377           subspec = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (TREE_TYPE (fn));
18378           spec = merge_exception_specifiers (spec, subspec, NULL_TREE);
18379         }
18380     }
18381
18382   TREE_TYPE (fn) = build_exception_variant (fntype, spec);
18383
18384   FOR_EACH_CLONE (clone, fn)
18385     {
18386       if (TREE_TYPE (clone) == fntype)
18387         TREE_TYPE (clone) = TREE_TYPE (fn);
18388       else
18389         TREE_TYPE (clone) = build_exception_variant (TREE_TYPE (clone), spec);
18390     }
18391 }
18392
18393 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
18394    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
18395    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
18396    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
18397    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
18398    explicitly instantiated class template.  */
18399
18400 tree
18401 instantiate_decl (tree d, int defer_ok,
18402                   bool expl_inst_class_mem_p)
18403 {
18404   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
18405   tree gen_args;
18406   tree args;
18407   tree td;
18408   tree code_pattern;
18409   tree spec;
18410   tree gen_tmpl;
18411   bool pattern_defined;
18412   int need_push;
18413   location_t saved_loc = input_location;
18414   bool external_p;
18415
18416   /* This function should only be used to instantiate templates for
18417      functions and static member variables.  */
18418   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
18419               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
18420
18421   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
18422      are instantiated right away.  That allows for better code in the
18423      case that an expression refers to the value of the variable --
18424      if the variable has a constant value the referring expression can
18425      take advantage of that fact.  */
18426   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
18427       || DECL_DECLARED_CONSTEXPR_P (d))
18428     defer_ok = 0;
18429
18430   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
18431      functions they cloned.  */
18432   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
18433     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
18434
18435   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d)
18436       || (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
18437           && DECL_DEFAULTED_FN (d) && DECL_INITIAL (d))
18438       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (d))
18439     /* D has already been instantiated or explicitly specialized, so
18440        there's nothing for us to do here.
18441
18442        It might seem reasonable to check whether or not D is an explicit
18443        instantiation, and, if so, stop here.  But when an explicit
18444        instantiation is deferred until the end of the compilation,
18445        DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is set, even though we still need to do
18446        the instantiation.  */
18447     return d;
18448
18449   /* Check to see whether we know that this template will be
18450      instantiated in some other file, as with "extern template"
18451      extension.  */
18452   external_p = (DECL_INTERFACE_KNOWN (d) && DECL_REALLY_EXTERN (d));
18453
18454   /* In general, we do not instantiate such templates.  */
18455   if (external_p && !always_instantiate_p (d))
18456     return d;
18457
18458   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
18459   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
18460
18461   if (tmpl != gen_tmpl)
18462     /* We should already have the extra args.  */
18463     gcc_assert (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl))
18464                 == TMPL_ARGS_DEPTH (gen_args));
18465   /* And what's in the hash table should match D.  */
18466   gcc_assert ((spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args, 0)) == d
18467               || spec == NULL_TREE);
18468
18469   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
18470   if (! push_tinst_level (d))
18471     return d;
18472
18473   timevar_push (TV_TEMPLATE_INST);
18474
18475   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
18476      for the instantiation.  */
18477   td = template_for_substitution (d);
18478   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
18479
18480   /* We should never be trying to instantiate a member of a class
18481      template or partial specialization.  */
18482   gcc_assert (d != code_pattern);
18483
18484   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
18485       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
18486     /* In the case of a friend template whose definition is provided
18487        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
18488        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
18489     args = get_innermost_template_args
18490       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
18491   else
18492     args = gen_args;
18493
18494   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
18495     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE
18496                        || DECL_DEFAULTED_OUTSIDE_CLASS_P (code_pattern));
18497   else
18498     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
18499
18500   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
18501   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
18502
18503   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
18504      the linkage of D, remember that a definition is available for
18505      this entity.  */
18506   if (pattern_defined
18507       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
18508       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
18509     mark_definable (d);
18510
18511   DECL_SOURCE_LOCATION (td) = DECL_SOURCE_LOCATION (code_pattern);
18512   DECL_SOURCE_LOCATION (d) = DECL_SOURCE_LOCATION (code_pattern);
18513   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
18514
18515   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
18516      and no definition is available, treat it like an implicit
18517      instantiation.  */
18518   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p
18519       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
18520     {
18521       /* Leave linkage flags alone on instantiations with anonymous
18522          visibility.  */
18523       if (TREE_PUBLIC (d))
18524         {
18525           DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
18526           DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
18527         }
18528       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
18529     }
18530
18531   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
18532     maybe_instantiate_noexcept (d);
18533
18534   /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
18535      about ignoring cv qualifiers.  Don't do this for artificial decls,
18536      as it breaks the context-sensitive substitution for lambda op(). */
18537   if (!defer_ok && !DECL_ARTIFICIAL (d))
18538     {
18539       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
18540       tree type = TREE_TYPE (gen);
18541
18542       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
18543          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
18544          right context.  */
18545       push_access_scope (d);
18546
18547       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
18548         {
18549           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_warning_or_error, d);
18550           tsubst_exception_specification (type, gen_args, tf_warning_or_error,
18551                                           d, /*defer_ok*/true);
18552           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
18553              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
18554              The function arguments are the same as the decl_arguments
18555              without the top level cv qualifiers.  */
18556           type = TREE_TYPE (type);
18557         }
18558       tsubst (type, gen_args, tf_warning_or_error, d);
18559
18560       pop_access_scope (d);
18561     }
18562
18563   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
18564      forbidden from doing so.  */
18565   if (/* If there is no definition, we cannot instantiate the
18566          template.  */
18567       ! pattern_defined
18568       /* If it's OK to postpone instantiation, do so.  */
18569       || defer_ok
18570       /* If this is a static data member that will be defined
18571          elsewhere, we don't want to instantiate the entire data
18572          member, but we do want to instantiate the initializer so that
18573          we can substitute that elsewhere.  */
18574       || (external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
18575     {
18576       /* The definition of the static data member is now required so
18577          we must substitute the initializer.  */
18578       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
18579           && !DECL_INITIAL (d)
18580           && DECL_INITIAL (code_pattern))
18581         {
18582           tree ns;
18583           tree init;
18584           bool const_init = false;
18585
18586           ns = decl_namespace_context (d);
18587           push_nested_namespace (ns);
18588           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
18589           init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern),
18590                               args,
18591                               tf_warning_or_error, NULL_TREE,
18592                               /*integral_constant_expression_p=*/false);
18593           /* Make sure the initializer is still constant, in case of
18594              circular dependency (template/instantiate6.C). */
18595           const_init
18596             = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (code_pattern);
18597           cp_finish_decl (d, init, /*init_const_expr_p=*/const_init,
18598                           /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
18599                           LOOKUP_ONLYCONVERTING);
18600           pop_nested_class ();
18601           pop_nested_namespace (ns);
18602         }
18603
18604       /* We restore the source position here because it's used by
18605          add_pending_template.  */
18606       input_location = saved_loc;
18607
18608       if (at_eof && !pattern_defined
18609           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d)
18610           && DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
18611         /* [temp.explicit]
18612
18613            The definition of a non-exported function template, a
18614            non-exported member function template, or a non-exported
18615            member function or static data member of a class template
18616            shall be present in every translation unit in which it is
18617            explicitly instantiated.  */
18618         permerror (input_location,  "explicit instantiation of %qD "
18619                    "but no definition available", d);
18620
18621       /* If we're in unevaluated context, we just wanted to get the
18622          constant value; this isn't an odr use, so don't queue
18623          a full instantiation.  */
18624       if (cp_unevaluated_operand != 0)
18625         goto out;
18626       /* ??? Historically, we have instantiated inline functions, even
18627          when marked as "extern template".  */
18628       if (!(external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
18629         add_pending_template (d);
18630       goto out;
18631     }
18632   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
18633      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
18634   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
18635     {
18636       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
18637          requested instantiation in the PCH it is still possible that
18638          an instantiation will be required in a file that includes the
18639          PCH.  */
18640       if (pch_file)
18641         add_pending_template (d);
18642       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
18643          job, even though we'll not be emitting a copy of this
18644          function.  */
18645       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && possibly_inlined_p (d)))
18646         goto out;
18647     }
18648
18649   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
18650   if (need_push)
18651     push_to_top_level ();
18652
18653   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
18654      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
18655   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
18656
18657   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
18658      by a subsequent redeclaration.  */
18659   regenerate_decl_from_template (d, td);
18660
18661   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
18662      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
18663   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
18664
18665   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
18666     {
18667       tree init;
18668       bool const_init = false;
18669
18670       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
18671          since we've reset the type of the declaration.  */
18672       SET_DECL_RTL (d, NULL);
18673       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
18674
18675       /* The initializer is placed in DECL_INITIAL by
18676          regenerate_decl_from_template so we don't need to
18677          push/pop_access_scope again here.  Pull it out so that
18678          cp_finish_decl can process it.  */
18679       init = DECL_INITIAL (d);
18680       DECL_INITIAL (d) = NULL_TREE;
18681       DECL_INITIALIZED_P (d) = 0;
18682
18683       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
18684          initializer.  That function will defer actual emission until
18685          we have a chance to determine linkage.  */
18686       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
18687
18688       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
18689       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
18690       const_init = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (code_pattern);
18691       cp_finish_decl (d, init, const_init, NULL_TREE, 0);
18692       pop_nested_class ();
18693     }
18694   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_DEFAULTED_FN (code_pattern))
18695     synthesize_method (d);
18696   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
18697     {
18698       htab_t saved_local_specializations;
18699       tree subst_decl;
18700       tree tmpl_parm;
18701       tree spec_parm;
18702
18703       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
18704          template from within the body of another.  */
18705       saved_local_specializations = local_specializations;
18706
18707       /* Set up the list of local specializations.  */
18708       local_specializations = htab_create (37,
18709                                            hash_local_specialization,
18710                                            eq_local_specializations,
18711                                            NULL);
18712
18713       /* Set up context.  */
18714       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
18715
18716       /* Create substitution entries for the parameters.  */
18717       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
18718       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
18719       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
18720       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
18721         {
18722           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
18723           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
18724           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
18725         }
18726       for (; tmpl_parm; tmpl_parm = DECL_CHAIN (tmpl_parm))
18727         {
18728           if (!FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (tmpl_parm))
18729             {
18730               register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
18731               spec_parm = DECL_CHAIN (spec_parm);
18732             }
18733           else
18734             {
18735               /* Register the (value) argument pack as a specialization of
18736                  TMPL_PARM, then move on.  */
18737               tree argpack = extract_fnparm_pack (tmpl_parm, &spec_parm);
18738               register_local_specialization (argpack, tmpl_parm);
18739             }
18740         }
18741       gcc_assert (!spec_parm);
18742
18743       /* Substitute into the body of the function.  */
18744       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
18745                    tf_warning_or_error, tmpl,
18746                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
18747
18748       /* Set the current input_location to the end of the function
18749          so that finish_function knows where we are.  */
18750       input_location = DECL_STRUCT_FUNCTION (code_pattern)->function_end_locus;
18751
18752       /* We don't need the local specializations any more.  */
18753       htab_delete (local_specializations);
18754       local_specializations = saved_local_specializations;
18755
18756       /* Finish the function.  */
18757       d = finish_function (0);
18758       expand_or_defer_fn (d);
18759     }
18760
18761   /* We're not deferring instantiation any more.  */
18762   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
18763
18764   if (need_push)
18765     pop_from_top_level ();
18766
18767 out:
18768   input_location = saved_loc;
18769   pop_deferring_access_checks ();
18770   pop_tinst_level ();
18771
18772   timevar_pop (TV_TEMPLATE_INST);
18773
18774   return d;
18775 }
18776
18777 /* Run through the list of templates that we wish we could
18778    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
18779    number of times we retry pending template instantiation.  */
18780
18781 void
18782 instantiate_pending_templates (int retries)
18783 {
18784   int reconsider;
18785   location_t saved_loc = input_location;
18786
18787   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
18788      may require further template instantiations.  We place a limit here
18789      to avoid infinite loop.  */
18790   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
18791     {
18792       tree decl = pending_templates->tinst->decl;
18793
18794       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
18795              " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
18796              " (use -ftemplate-depth= to increase the maximum)",
18797              max_tinst_depth, decl);
18798       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
18799         /* Pretend that we defined it.  */
18800         DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
18801       return;
18802     }
18803
18804   do
18805     {
18806       struct pending_template **t = &pending_templates;
18807       struct pending_template *last = NULL;
18808       reconsider = 0;
18809       while (*t)
18810         {
18811           tree instantiation = reopen_tinst_level ((*t)->tinst);
18812           bool complete = false;
18813
18814           if (TYPE_P (instantiation))
18815             {
18816               tree fn;
18817
18818               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
18819                 {
18820                   instantiate_class_template (instantiation);
18821                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
18822                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
18823                          fn;
18824                          fn = TREE_CHAIN (fn))
18825                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
18826                         instantiate_decl (fn,
18827                                           /*defer_ok=*/0,
18828                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
18829                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
18830                     reconsider = 1;
18831                 }
18832
18833               complete = COMPLETE_TYPE_P (instantiation);
18834             }
18835           else
18836             {
18837               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
18838                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
18839                 {
18840                   instantiation
18841                     = instantiate_decl (instantiation,
18842                                         /*defer_ok=*/0,
18843                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
18844                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
18845                     reconsider = 1;
18846                 }
18847
18848               complete = (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
18849                           || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation));
18850             }
18851
18852           if (complete)
18853             /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
18854                need to consider it again in the future.  */
18855             *t = (*t)->next;
18856           else
18857             {
18858               last = *t;
18859               t = &(*t)->next;
18860             }
18861           tinst_depth = 0;
18862           current_tinst_level = NULL;
18863         }
18864       last_pending_template = last;
18865     }
18866   while (reconsider);
18867
18868   input_location = saved_loc;
18869 }
18870
18871 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
18872    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
18873    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
18874    instantiate_decl.  */
18875
18876 static tree
18877 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
18878 {
18879   tree inits = NULL_TREE;
18880
18881   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
18882     {
18883       tree decl;
18884       tree init;
18885       tree expanded_bases = NULL_TREE;
18886       tree expanded_arguments = NULL_TREE;
18887       int i, len = 1;
18888
18889       if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (t)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
18890         {
18891           tree expr;
18892           tree arg;
18893
18894           /* Expand the base class expansion type into separate base
18895              classes.  */
18896           expanded_bases = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), argvec,
18897                                                  tf_warning_or_error,
18898                                                  NULL_TREE);
18899           if (expanded_bases == error_mark_node)
18900             continue;
18901           
18902           /* We'll be building separate TREE_LISTs of arguments for
18903              each base.  */
18904           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
18905           expanded_arguments = make_tree_vec (len);
18906           for (i = 0; i < len; i++)
18907             TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = NULL_TREE;
18908
18909           /* Build a dummy EXPR_PACK_EXPANSION that will be used to
18910              expand each argument in the TREE_VALUE of t.  */
18911           expr = make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
18912           PACK_EXPANSION_LOCAL_P (expr) = true;
18913           PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (expr) =
18914             PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (TREE_PURPOSE (t));
18915
18916           if (TREE_VALUE (t) == void_type_node)
18917             /* VOID_TYPE_NODE is used to indicate
18918                value-initialization.  */
18919             {
18920               for (i = 0; i < len; i++)
18921                 TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = void_type_node;
18922             }
18923           else
18924             {
18925               /* Substitute parameter packs into each argument in the
18926                  TREE_LIST.  */
18927               in_base_initializer = 1;
18928               for (arg = TREE_VALUE (t); arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
18929                 {
18930                   tree expanded_exprs;
18931
18932                   /* Expand the argument.  */
18933                   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (expr, TREE_VALUE (arg));
18934                   expanded_exprs 
18935                     = tsubst_pack_expansion (expr, argvec,
18936                                              tf_warning_or_error,
18937                                              NULL_TREE);
18938                   if (expanded_exprs == error_mark_node)
18939                     continue;
18940
18941                   /* Prepend each of the expanded expressions to the
18942                      corresponding TREE_LIST in EXPANDED_ARGUMENTS.  */
18943                   for (i = 0; i < len; i++)
18944                     {
18945                       TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
18946                         tree_cons (NULL_TREE, 
18947                                    TREE_VEC_ELT (expanded_exprs, i),
18948                                    TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
18949                     }
18950                 }
18951               in_base_initializer = 0;
18952
18953               /* Reverse all of the TREE_LISTs in EXPANDED_ARGUMENTS,
18954                  since we built them backwards.  */
18955               for (i = 0; i < len; i++)
18956                 {
18957                   TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
18958                     nreverse (TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
18959                 }
18960             }
18961         }
18962
18963       for (i = 0; i < len; ++i)
18964         {
18965           if (expanded_bases)
18966             {
18967               decl = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, i);
18968               decl = expand_member_init (decl);
18969               init = TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i);
18970             }
18971           else
18972             {
18973               decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, 
18974                                   tf_warning_or_error, NULL_TREE);
18975
18976               decl = expand_member_init (decl);
18977               if (decl && !DECL_P (decl))
18978                 in_base_initializer = 1;
18979
18980               init = TREE_VALUE (t);
18981               if (init != void_type_node)
18982                 init = tsubst_expr (init, argvec,
18983                                     tf_warning_or_error, NULL_TREE,
18984                                     /*integral_constant_expression_p=*/false);
18985               in_base_initializer = 0;
18986             }
18987
18988           if (decl)
18989             {
18990               init = build_tree_list (decl, init);
18991               TREE_CHAIN (init) = inits;
18992               inits = init;
18993             }
18994         }
18995     }
18996   return inits;
18997 }
18998
18999 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
19000
19001 static void
19002 set_current_access_from_decl (tree decl)
19003 {
19004   if (TREE_PRIVATE (decl))
19005     current_access_specifier = access_private_node;
19006   else if (TREE_PROTECTED (decl))
19007     current_access_specifier = access_protected_node;
19008   else
19009     current_access_specifier = access_public_node;
19010 }
19011
19012 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
19013    is the instantiation (which should have been created with
19014    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
19015
19016 static void
19017 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
19018 {
19019   tree e;
19020
19021   if (SCOPED_ENUM_P (newtag))
19022     begin_scope (sk_scoped_enum, newtag);
19023
19024   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
19025     {
19026       tree value;
19027       tree decl;
19028
19029       decl = TREE_VALUE (e);
19030       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
19031          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
19032       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
19033                            args, tf_warning_or_error, NULL_TREE,
19034                            /*integral_constant_expression_p=*/true);
19035
19036       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
19037       set_current_access_from_decl (decl);
19038
19039       /* Actually build the enumerator itself.  */
19040       build_enumerator
19041         (DECL_NAME (decl), value, newtag, DECL_SOURCE_LOCATION (decl));
19042     }
19043
19044   if (SCOPED_ENUM_P (newtag))
19045     finish_scope ();
19046
19047   finish_enum_value_list (newtag);
19048   finish_enum (newtag);
19049
19050   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
19051     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
19052 }
19053
19054 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
19055    its type -- but without substituting the innermost set of template
19056    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
19057    the type.  */
19058
19059 tree
19060 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
19061 {
19062   tree fn_type;
19063   tree tmpl;
19064   tree targs;
19065   tree tparms;
19066   int parm_depth;
19067
19068   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
19069   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
19070   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
19071   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
19072
19073   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
19074      of parameters.  */
19075   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
19076
19077   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
19078
19079   if (parm_depth == 1)
19080     /* No substitution is necessary.  */
19081     ;
19082   else
19083     {
19084       int i;
19085       tree partial_args;
19086
19087       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
19088          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
19089       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
19090       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
19091         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
19092                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
19093       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
19094                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
19095                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
19096
19097       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
19098          correctly.  */
19099       push_access_scope (decl);
19100
19101       ++processing_template_decl;
19102       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
19103          appropriate function type.  */
19104       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
19105       --processing_template_decl;
19106
19107       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
19108          innermost set of parameters.  This step is important if the
19109          innermost set of template parameters contains value
19110          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
19111       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
19112       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
19113
19114       pop_access_scope (decl);
19115     }
19116
19117   return fn_type;
19118 }
19119
19120 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
19121    the last one involved in diagnostics.  */
19122 int
19123 problematic_instantiation_changed (void)
19124 {
19125   return current_tinst_level != last_error_tinst_level;
19126 }
19127
19128 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
19129 void
19130 record_last_problematic_instantiation (void)
19131 {
19132   last_error_tinst_level = current_tinst_level;
19133 }
19134
19135 struct tinst_level *
19136 current_instantiation (void)
19137 {
19138   return current_tinst_level;
19139 }
19140
19141 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
19142    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
19143    warning messages under control of COMPLAIN.  */
19144
19145 static int
19146 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
19147 {
19148   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
19149     return 0;
19150   else if (POINTER_TYPE_P (type))
19151     return 0;
19152   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
19153     return 0;
19154   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
19155     return 0;
19156   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
19157     return 0;
19158   else if (TREE_CODE (type) == DECLTYPE_TYPE)
19159     return 0;
19160   else if (TREE_CODE (type) == NULLPTR_TYPE)
19161     return 0;
19162
19163   if (complain & tf_error)
19164     {
19165       if (type == error_mark_node)
19166         inform (input_location, "invalid template non-type parameter");
19167       else
19168         error ("%q#T is not a valid type for a template non-type parameter",
19169                type);
19170     }
19171   return 1;
19172 }
19173
19174 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
19175    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
19176
19177 static bool
19178 dependent_type_p_r (tree type)
19179 {
19180   tree scope;
19181
19182   /* [temp.dep.type]
19183
19184      A type is dependent if it is:
19185
19186      -- a template parameter. Template template parameters are types
19187         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
19188         them here.  */
19189   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
19190       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19191     return true;
19192   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
19193         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
19194         names a dependent type.  */
19195   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
19196     return true;
19197   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
19198         dependent.  */
19199   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
19200   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
19201   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
19202     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
19203             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
19204                                            (type)));
19205   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
19206            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
19207     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
19208   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
19209            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
19210     {
19211       tree arg_type;
19212
19213       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
19214         return true;
19215       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
19216            arg_type;
19217            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
19218         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
19219           return true;
19220       return false;
19221     }
19222   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
19223         size is specified by a constant expression that is
19224         value-dependent.
19225
19226         We checked for type- and value-dependence of the bounds in
19227         compute_array_index_type, so TYPE_DEPENDENT_P is already set.  */
19228   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
19229     {
19230       if (TYPE_DOMAIN (type)
19231           && dependent_type_p (TYPE_DOMAIN (type)))
19232         return true;
19233       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
19234     }
19235
19236   /* -- a template-id in which either the template name is a template
19237      parameter ...  */
19238   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19239     return true;
19240   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
19241         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
19242   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
19243            && (any_dependent_template_arguments_p
19244                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
19245     return true;
19246
19247   /* All TYPEOF_TYPEs, DECLTYPE_TYPEs, and UNDERLYING_TYPEs are
19248      dependent; if the argument of the `typeof' expression is not
19249      type-dependent, then it should already been have resolved.  */
19250   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE
19251       || TREE_CODE (type) == DECLTYPE_TYPE
19252       || TREE_CODE (type) == UNDERLYING_TYPE)
19253     return true;
19254
19255   /* A template argument pack is dependent if any of its packed
19256      arguments are.  */
19257   if (TREE_CODE (type) == TYPE_ARGUMENT_PACK)
19258     {
19259       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (type);
19260       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
19261       for (i = 0; i < len; ++i)
19262         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
19263           return true;
19264     }
19265
19266   /* All TYPE_PACK_EXPANSIONs are dependent, because parameter packs must
19267      be template parameters.  */
19268   if (TREE_CODE (type) == TYPE_PACK_EXPANSION)
19269     return true;
19270
19271   /* The standard does not specifically mention types that are local
19272      to template functions or local classes, but they should be
19273      considered dependent too.  For example:
19274
19275        template <int I> void f() {
19276          enum E { a = I };
19277          S<sizeof (E)> s;
19278        }
19279
19280      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
19281      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
19282   scope = TYPE_CONTEXT (type);
19283   if (scope && TYPE_P (scope))
19284     return dependent_type_p (scope);
19285   /* Don't use type_dependent_expression_p here, as it can lead
19286      to infinite recursion trying to determine whether a lambda
19287      nested in a lambda is dependent (c++/47687).  */
19288   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL
19289            && DECL_LANG_SPECIFIC (scope)
19290            && DECL_TEMPLATE_INFO (scope)
19291            && (any_dependent_template_arguments_p
19292                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (scope)))))
19293     return true;
19294
19295   /* Other types are non-dependent.  */
19296   return false;
19297 }
19298
19299 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
19300    [temp.dep.type].  Note that a NULL type is considered dependent.  */
19301
19302 bool
19303 dependent_type_p (tree type)
19304 {
19305   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
19306      any dependent types.  */
19307   if (!processing_template_decl)
19308     {
19309       /* If we are not processing a template, then nobody should be
19310          providing us with a dependent type.  */
19311       gcc_assert (type);
19312       gcc_assert (TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM || is_auto (type));
19313       return false;
19314     }
19315
19316   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
19317      in question; in that case, the type is dependent.  */
19318   if (!type)
19319     return true;
19320
19321   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
19322   if (type == error_mark_node)
19323     return false;
19324
19325   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
19326      do so now.  */
19327   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
19328     {
19329       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
19330       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
19331     }
19332
19333   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
19334 }
19335
19336 /* Returns TRUE if SCOPE is a dependent scope, in which we can't do any
19337    lookup.  In other words, a dependent type that is not the current
19338    instantiation.  */
19339
19340 bool
19341 dependent_scope_p (tree scope)
19342 {
19343   return (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
19344           && !currently_open_class (scope));
19345 }
19346
19347 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
19348    [temp.dep.constexpr].  EXPRESSION is already known to be a constant
19349    expression.  */
19350
19351 /* Note that this predicate is not appropriate for general expressions;
19352    only constant expressions (that satisfy potential_constant_expression)
19353    can be tested for value dependence.
19354
19355    We should really also have a predicate for "instantiation-dependent".
19356
19357    fold_non_dependent_expr: fold if constant and not type-dependent and not value-dependent.
19358      (what about instantiation-dependent constant-expressions?)
19359    is_late_template_attribute: defer if instantiation-dependent.
19360    compute_array_index_type: proceed if constant and not t- or v-dependent
19361      if instantiation-dependent, need to remember full expression
19362    uses_template_parms: FIXME - need to audit callers
19363    tsubst_decl [function_decl]: Why is this using value_dependent_expression_p?
19364    dependent_type_p [array_type]: dependent if index type is dependent
19365      (or non-constant?)
19366    static_assert - instantiation-dependent */
19367
19368 bool
19369 value_dependent_expression_p (tree expression)
19370 {
19371   if (!processing_template_decl)
19372     return false;
19373
19374   /* A name declared with a dependent type.  */
19375   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
19376     return true;
19377
19378   switch (TREE_CODE (expression))
19379     {
19380     case IDENTIFIER_NODE:
19381       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
19382       return true;
19383
19384     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
19385       /* A non-type template parm.  */
19386       return true;
19387
19388     case CONST_DECL:
19389       /* A non-type template parm.  */
19390       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
19391         return true;
19392       return value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression));
19393
19394     case VAR_DECL:
19395        /* A constant with literal type and is initialized
19396           with an expression that is value-dependent.  */
19397       if (DECL_INITIAL (expression)
19398           && decl_constant_var_p (expression)
19399           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
19400         return true;
19401       return false;
19402
19403     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
19404     case STATIC_CAST_EXPR:
19405     case CONST_CAST_EXPR:
19406     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
19407     case CAST_EXPR:
19408       /* These expressions are value-dependent if the type to which
19409          the cast occurs is dependent or the expression being casted
19410          is value-dependent.  */
19411       {
19412         tree type = TREE_TYPE (expression);
19413
19414         if (dependent_type_p (type))
19415           return true;
19416
19417         /* A functional cast has a list of operands.  */
19418         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19419         if (!expression)
19420           {
19421             /* If there are no operands, it must be an expression such
19422                as "int()". This should not happen for aggregate types
19423                because it would form non-constant expressions.  */
19424             gcc_assert (cxx_dialect >= cxx0x
19425                         || INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
19426
19427             return false;
19428           }
19429
19430         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
19431           return any_value_dependent_elements_p (expression);
19432
19433         return value_dependent_expression_p (expression);
19434       }
19435
19436     case SIZEOF_EXPR:
19437     case ALIGNOF_EXPR:
19438     case TYPEID_EXPR:
19439       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
19440          type-dependent or is a pack expansion.  */
19441       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19442       if (PACK_EXPANSION_P (expression))
19443         return true;
19444       else if (TYPE_P (expression))
19445         return dependent_type_p (expression);
19446       return type_dependent_expression_p (expression);
19447
19448     case AT_ENCODE_EXPR:
19449       /* An 'encode' expression is value-dependent if the operand is
19450          type-dependent.  */
19451       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19452       return dependent_type_p (expression);
19453
19454     case NOEXCEPT_EXPR:
19455       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19456       return type_dependent_expression_p (expression);
19457
19458     case SCOPE_REF:
19459       {
19460         tree name = TREE_OPERAND (expression, 1);
19461         return value_dependent_expression_p (name);
19462       }
19463
19464     case COMPONENT_REF:
19465       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
19466               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
19467
19468     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
19469       /* A NONTYPE_ARGUMENT_PACK is value-dependent if any packed argument
19470          is value-dependent.  */
19471       {
19472         tree values = ARGUMENT_PACK_ARGS (expression);
19473         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (values);
19474         
19475         for (i = 0; i < len; ++i)
19476           if (value_dependent_expression_p (TREE_VEC_ELT (values, i)))
19477             return true;
19478         
19479         return false;
19480       }
19481
19482     case TRAIT_EXPR:
19483       {
19484         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (expression);
19485         return (dependent_type_p (TRAIT_EXPR_TYPE1 (expression))
19486                 || (type2 ? dependent_type_p (type2) : false));
19487       }
19488
19489     case MODOP_EXPR:
19490       return ((value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
19491               || (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 2))));
19492
19493     case ARRAY_REF:
19494       return ((value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
19495               || (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1))));
19496
19497     case ADDR_EXPR:
19498       {
19499         tree op = TREE_OPERAND (expression, 0);
19500         return (value_dependent_expression_p (op)
19501                 || has_value_dependent_address (op));
19502       }
19503
19504     case CALL_EXPR:
19505       {
19506         tree fn = get_callee_fndecl (expression);
19507         int i, nargs;
19508         if (!fn && value_dependent_expression_p (CALL_EXPR_FN (expression)))
19509           return true;
19510         nargs = call_expr_nargs (expression);
19511         for (i = 0; i < nargs; ++i)
19512           {
19513             tree op = CALL_EXPR_ARG (expression, i);
19514             /* In a call to a constexpr member function, look through the
19515                implicit ADDR_EXPR on the object argument so that it doesn't
19516                cause the call to be considered value-dependent.  We also
19517                look through it in potential_constant_expression.  */
19518             if (i == 0 && fn && DECL_DECLARED_CONSTEXPR_P (fn)
19519                 && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
19520                 && TREE_CODE (op) == ADDR_EXPR)
19521               op = TREE_OPERAND (op, 0);
19522             if (value_dependent_expression_p (op))
19523               return true;
19524           }
19525         return false;
19526       }
19527
19528     case TEMPLATE_ID_EXPR:
19529       /* If a TEMPLATE_ID_EXPR involves a dependent name, it will be
19530          type-dependent.  */
19531       return type_dependent_expression_p (expression);
19532
19533     case CONSTRUCTOR:
19534       {
19535         unsigned ix;
19536         tree val;
19537         FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (expression), ix, val)
19538           if (value_dependent_expression_p (val))
19539             return true;
19540         return false;
19541       }
19542
19543     case STMT_EXPR:
19544       /* Treat a GNU statement expression as dependent to avoid crashing
19545          under fold_non_dependent_expr; it can't be constant.  */
19546       return true;
19547
19548     default:
19549       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
19550          value-dependent.  */
19551       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
19552         {
19553         case tcc_reference:
19554         case tcc_unary:
19555         case tcc_comparison:
19556         case tcc_binary:
19557         case tcc_expression:
19558         case tcc_vl_exp:
19559           {
19560             int i, len = cp_tree_operand_length (expression);
19561
19562             for (i = 0; i < len; i++)
19563               {
19564                 tree t = TREE_OPERAND (expression, i);
19565
19566                 /* In some cases, some of the operands may be missing.l
19567                    (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
19568                    amount to increment by may be missing.)  That doesn't
19569                    make the expression dependent.  */
19570                 if (t && value_dependent_expression_p (t))
19571                   return true;
19572               }
19573           }
19574           break;
19575         default:
19576           break;
19577         }
19578       break;
19579     }
19580
19581   /* The expression is not value-dependent.  */
19582   return false;
19583 }
19584
19585 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
19586    [temp.dep.expr].  Note that an expression with no type is
19587    considered dependent.  Other parts of the compiler arrange for an
19588    expression with type-dependent subexpressions to have no type, so
19589    this function doesn't have to be fully recursive.  */
19590
19591 bool
19592 type_dependent_expression_p (tree expression)
19593 {
19594   if (!processing_template_decl)
19595     return false;
19596
19597   if (expression == error_mark_node)
19598     return false;
19599
19600   /* An unresolved name is always dependent.  */
19601   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE
19602       || TREE_CODE (expression) == USING_DECL)
19603     return true;
19604
19605   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
19606   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
19607       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
19608       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
19609       || TREE_CODE (expression) == AT_ENCODE_EXPR
19610       || TREE_CODE (expression) == NOEXCEPT_EXPR
19611       || TREE_CODE (expression) == TRAIT_EXPR
19612       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
19613       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
19614       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
19615       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
19616     return false;
19617
19618   /* The types of these expressions depends only on the type to which
19619      the cast occurs.  */
19620   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
19621       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
19622       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
19623       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
19624       || TREE_CODE (expression) == IMPLICIT_CONV_EXPR
19625       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
19626     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
19627
19628   /* The types of these expressions depends only on the type created
19629      by the expression.  */
19630   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
19631       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
19632     {
19633       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
19634          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
19635          operand 1.  */
19636       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
19637       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
19638         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
19639            as well.  */
19640         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
19641                || value_dependent_expression_p
19642                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
19643       else
19644         return dependent_type_p (type);
19645     }
19646
19647   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
19648     {
19649       tree scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
19650       tree name = TREE_OPERAND (expression, 1);
19651
19652       /* 14.6.2.2 [temp.dep.expr]: An id-expression is type-dependent if it
19653          contains an identifier associated by name lookup with one or more
19654          declarations declared with a dependent type, or...a
19655          nested-name-specifier or qualified-id that names a member of an
19656          unknown specialization.  */
19657       return (type_dependent_expression_p (name)
19658               || dependent_scope_p (scope));
19659     }
19660
19661   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
19662       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
19663       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
19664       && (any_dependent_template_arguments_p
19665           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
19666     return true;
19667
19668   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
19669       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
19670     return false;
19671
19672   if (TREE_CODE (expression) == STMT_EXPR)
19673     expression = stmt_expr_value_expr (expression);
19674
19675   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (expression))
19676     {
19677       tree elt;
19678       unsigned i;
19679
19680       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (expression), i, elt)
19681         {
19682           if (type_dependent_expression_p (elt))
19683             return true;
19684         }
19685       return false;
19686     }
19687
19688   /* A static data member of the current instantiation with incomplete
19689      array type is type-dependent, as the definition and specializations
19690      can have different bounds.  */
19691   if (TREE_CODE (expression) == VAR_DECL
19692       && DECL_CLASS_SCOPE_P (expression)
19693       && dependent_type_p (DECL_CONTEXT (expression))
19694       && VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (expression))
19695     return true;
19696
19697   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
19698     {
19699       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
19700         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
19701       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
19702           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
19703         {
19704           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
19705             return true;
19706           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
19707           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
19708             return false;
19709         }
19710       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
19711       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
19712         return false;
19713
19714       if (BASELINK_P (expression))
19715         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
19716
19717       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
19718         {
19719           if (any_dependent_template_arguments_p
19720               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
19721             return true;
19722           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19723         }
19724       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
19725                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
19726
19727       while (expression)
19728         {
19729           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
19730             return true;
19731           expression = OVL_NEXT (expression);
19732         }
19733       return false;
19734     }
19735
19736   gcc_assert (TREE_CODE (expression) != TYPE_DECL);
19737
19738   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
19739 }
19740
19741 /* Like type_dependent_expression_p, but it also works while not processing
19742    a template definition, i.e. during substitution or mangling.  */
19743
19744 bool
19745 type_dependent_expression_p_push (tree expr)
19746 {
19747   bool b;
19748   ++processing_template_decl;
19749   b = type_dependent_expression_p (expr);
19750   --processing_template_decl;
19751   return b;
19752 }
19753
19754 /* Returns TRUE if ARGS contains a type-dependent expression.  */
19755
19756 bool
19757 any_type_dependent_arguments_p (const VEC(tree,gc) *args)
19758 {
19759   unsigned int i;
19760   tree arg;
19761
19762   FOR_EACH_VEC_ELT (tree, args, i, arg)
19763     {
19764       if (type_dependent_expression_p (arg))
19765         return true;
19766     }
19767   return false;
19768 }
19769
19770 /* Returns TRUE if LIST (a TREE_LIST whose TREE_VALUEs are
19771    expressions) contains any type-dependent expressions.  */
19772
19773 bool
19774 any_type_dependent_elements_p (const_tree list)
19775 {
19776   for (; list; list = TREE_CHAIN (list))
19777     if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (list)))
19778       return true;
19779
19780   return false;
19781 }
19782
19783 /* Returns TRUE if LIST (a TREE_LIST whose TREE_VALUEs are
19784    expressions) contains any value-dependent expressions.  */
19785
19786 bool
19787 any_value_dependent_elements_p (const_tree list)
19788 {
19789   for (; list; list = TREE_CHAIN (list))
19790     if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (list)))
19791       return true;
19792
19793   return false;
19794 }
19795
19796 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
19797
19798 bool
19799 dependent_template_arg_p (tree arg)
19800 {
19801   if (!processing_template_decl)
19802     return false;
19803
19804   /* Assume a template argument that was wrongly written by the user
19805      is dependent. This is consistent with what
19806      any_dependent_template_arguments_p [that calls this function]
19807      does.  */
19808   if (!arg || arg == error_mark_node)
19809     return true;
19810
19811   if (TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
19812     arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (arg);
19813
19814   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
19815       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19816     return dependent_template_p (arg);
19817   else if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
19818     {
19819       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
19820       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
19821       for (i = 0; i < len; ++i)
19822         {
19823           if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
19824             return true;
19825         }
19826
19827       return false;
19828     }
19829   else if (TYPE_P (arg))
19830     return dependent_type_p (arg);
19831   else
19832     return (type_dependent_expression_p (arg)
19833             || value_dependent_expression_p (arg));
19834 }
19835
19836 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
19837    any types that require structural equality testing.  */
19838
19839 bool
19840 any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree args)
19841 {
19842   int i;
19843   int j;
19844
19845   if (!args)
19846     return false;
19847   if (args == error_mark_node)
19848     return true;
19849
19850   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
19851     {
19852       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
19853       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
19854         {
19855           tree arg = TREE_VEC_ELT (level, j);
19856           tree packed_args = NULL_TREE;
19857           int k, len = 1;
19858
19859           if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
19860             {
19861               /* Look inside the argument pack.  */
19862               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
19863               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
19864             }
19865
19866           for (k = 0; k < len; ++k)
19867             {
19868               if (packed_args)
19869                 arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, k);
19870
19871               if (error_operand_p (arg))
19872                 return true;
19873               else if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
19874                        || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19875                 continue;
19876               else if (TYPE_P (arg) && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (arg))
19877                 return true;
19878               else if (!TYPE_P (arg) && TREE_TYPE (arg)
19879                        && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (TREE_TYPE (arg)))
19880                 return true;
19881             }
19882         }
19883     }
19884
19885   return false;
19886 }
19887
19888 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
19889    any dependent arguments.  */
19890
19891 bool
19892 any_dependent_template_arguments_p (const_tree args)
19893 {
19894   int i;
19895   int j;
19896
19897   if (!args)
19898     return false;
19899   if (args == error_mark_node)
19900     return true;
19901
19902   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
19903     {
19904       const_tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
19905       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
19906         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
19907           return true;
19908     }
19909
19910   return false;
19911 }
19912
19913 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
19914
19915 bool
19916 dependent_template_p (tree tmpl)
19917 {
19918   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
19919     {
19920       while (tmpl)
19921         {
19922           if (dependent_template_p (OVL_CURRENT (tmpl)))
19923             return true;
19924           tmpl = OVL_NEXT (tmpl);
19925         }
19926       return false;
19927     }
19928
19929   /* Template template parameters are dependent.  */
19930   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
19931       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19932     return true;
19933   /* So are names that have not been looked up.  */
19934   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
19935       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
19936     return true;
19937   /* So are member templates of dependent classes.  */
19938   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
19939     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
19940   return false;
19941 }
19942
19943 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
19944
19945 bool
19946 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
19947 {
19948   return (dependent_template_p (tmpl)
19949           || any_dependent_template_arguments_p (args));
19950 }
19951
19952 /* Returns TRUE if OMP_FOR with DECLV, INITV, CONDV and INCRV vectors
19953    is dependent.  */
19954
19955 bool
19956 dependent_omp_for_p (tree declv, tree initv, tree condv, tree incrv)
19957 {
19958   int i;
19959
19960   if (!processing_template_decl)
19961     return false;
19962
19963   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (declv); i++)
19964     {
19965       tree decl = TREE_VEC_ELT (declv, i);
19966       tree init = TREE_VEC_ELT (initv, i);
19967       tree cond = TREE_VEC_ELT (condv, i);
19968       tree incr = TREE_VEC_ELT (incrv, i);
19969
19970       if (type_dependent_expression_p (decl))
19971         return true;
19972
19973       if (init && type_dependent_expression_p (init))
19974         return true;
19975
19976       if (type_dependent_expression_p (cond))
19977         return true;
19978
19979       if (COMPARISON_CLASS_P (cond)
19980           && (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 0))
19981               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 1))))
19982         return true;
19983
19984       if (TREE_CODE (incr) == MODOP_EXPR)
19985         {
19986           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0))
19987               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 2)))
19988             return true;
19989         }
19990       else if (type_dependent_expression_p (incr))
19991         return true;
19992       else if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
19993         {
19994           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0)))
19995             return true;
19996           else if (BINARY_CLASS_P (TREE_OPERAND (incr, 1)))
19997             {
19998               tree t = TREE_OPERAND (incr, 1);
19999               if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 0))
20000                   || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 1)))
20001                 return true;
20002             }
20003         }
20004     }
20005
20006   return false;
20007 }
20008
20009 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
20010    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns the original TYPENAME_TYPE if
20011    no such TYPE can be found.  Note that this function peers inside
20012    uninstantiated templates and therefore should be used only in
20013    extremely limited situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this
20014    peering to the currently open classes hierarchy (which is required
20015    when comparing types).  */
20016
20017 tree
20018 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
20019 {
20020   tree scope;
20021   tree name;
20022   tree decl;
20023   int quals;
20024   tree pushed_scope;
20025   tree result;
20026
20027   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
20028
20029   scope = TYPE_CONTEXT (type);
20030   /* Usually the non-qualified identifier of a TYPENAME_TYPE is
20031      TYPE_IDENTIFIER (type). But when 'type' is a typedef variant of
20032      a TYPENAME_TYPE node, then TYPE_NAME (type) is set to the TYPE_DECL representing
20033      the typedef. In that case TYPE_IDENTIFIER (type) is not the non-qualified
20034      identifier  of the TYPENAME_TYPE anymore.
20035      So by getting the TYPE_IDENTIFIER of the _main declaration_ of the
20036      TYPENAME_TYPE instead, we avoid messing up with a possible
20037      typedef variant case.  */
20038   name = TYPE_IDENTIFIER (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
20039
20040   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
20041      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
20042   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
20043     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
20044   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
20045      TYPENAME_TYPE.  */
20046   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
20047     return type;
20048   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
20049      resolving the name.  */
20050   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
20051     return type;
20052   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
20053      to look inside it.  */
20054   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
20055     return type;
20056   /* If this is a typedef, we don't want to look inside (c++/11987).  */
20057   if (typedef_variant_p (type))
20058     return type;
20059   /* If SCOPE isn't the template itself, it will not have a valid
20060      TYPE_FIELDS list.  */
20061   if (same_type_p (scope, CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope)))
20062     /* scope is either the template itself or a compatible instantiation
20063        like X<T>, so look up the name in the original template.  */
20064     scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
20065   else
20066     /* scope is a partial instantiation, so we can't do the lookup or we
20067        will lose the template arguments.  */
20068     return type;
20069   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
20070      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
20071      longer be considered a dependent type.  */
20072   pushed_scope = push_scope (scope);
20073   /* Look up the declaration.  */
20074   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true,
20075                         tf_warning_or_error);
20076
20077   result = NULL_TREE;
20078   
20079   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
20080      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
20081   if (!decl)
20082     /*nop*/;
20083   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
20084            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
20085     {
20086       result = TREE_TYPE (decl);
20087       if (result == error_mark_node)
20088         result = NULL_TREE;
20089     }
20090   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
20091            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
20092     {
20093       tree tmpl;
20094       tree args;
20095       /* Obtain the template and the arguments.  */
20096       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
20097       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
20098       /* Instantiate the template.  */
20099       result = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
20100                                       /*entering_scope=*/0,
20101                                       tf_error | tf_user);
20102       if (result == error_mark_node)
20103         result = NULL_TREE;
20104     }
20105   
20106   /* Leave the SCOPE.  */
20107   if (pushed_scope)
20108     pop_scope (pushed_scope);
20109
20110   /* If we failed to resolve it, return the original typename.  */
20111   if (!result)
20112     return type;
20113   
20114   /* If lookup found a typename type, resolve that too.  */
20115   if (TREE_CODE (result) == TYPENAME_TYPE && !TYPENAME_IS_RESOLVING_P (result))
20116     {
20117       /* Ill-formed programs can cause infinite recursion here, so we
20118          must catch that.  */
20119       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 1;
20120       result = resolve_typename_type (result, only_current_p);
20121       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 0;
20122     }
20123   
20124   /* Qualify the resulting type.  */
20125   quals = cp_type_quals (type);
20126   if (quals)
20127     result = cp_build_qualified_type (result, cp_type_quals (result) | quals);
20128
20129   return result;
20130 }
20131
20132 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
20133    for EXPR that can be used to compute the types of larger
20134    expressions containing EXPR.  */
20135
20136 tree
20137 build_non_dependent_expr (tree expr)
20138 {
20139   tree inner_expr;
20140
20141 #ifdef ENABLE_CHECKING
20142   /* Try to get a constant value for all non-type-dependent expressions in
20143       order to expose bugs in *_dependent_expression_p and constexpr.  */
20144   if (cxx_dialect >= cxx0x)
20145     maybe_constant_value (fold_non_dependent_expr_sfinae (expr, tf_none));
20146 #endif
20147
20148   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
20149      types.  */
20150   inner_expr = expr;
20151   if (TREE_CODE (inner_expr) == STMT_EXPR)
20152     inner_expr = stmt_expr_value_expr (inner_expr);
20153   if (TREE_CODE (inner_expr) == ADDR_EXPR)
20154     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 0);
20155   if (TREE_CODE (inner_expr) == COMPONENT_REF)
20156     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 1);
20157   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
20158       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
20159     return expr;
20160   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
20161   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
20162     return expr;
20163   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
20164      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
20165      cannot be used to initialize a "char *".  */
20166   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
20167     return expr;
20168   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
20169      reason to create a new node.  */
20170   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
20171     return expr;
20172   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
20173      There is at least one place where we want to know that a
20174      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
20175      expression, there are special rules if the second or third
20176      argument is a throw-expression.  */
20177   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
20178     return expr;
20179
20180   /* Don't wrap an initializer list, we need to be able to look inside.  */
20181   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (expr))
20182     return expr;
20183
20184   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
20185     return build3 (COND_EXPR,
20186                    TREE_TYPE (expr),
20187                    TREE_OPERAND (expr, 0),
20188                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
20189                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
20190                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
20191                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
20192   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
20193       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
20194     return build2 (COMPOUND_EXPR,
20195                    TREE_TYPE (expr),
20196                    TREE_OPERAND (expr, 0),
20197                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
20198
20199   /* If the type is unknown, it can't really be non-dependent */
20200   gcc_assert (TREE_TYPE (expr) != unknown_type_node);
20201
20202   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.  */
20203   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, TREE_TYPE (expr), expr);
20204 }
20205
20206 /* ARGS is a vector of expressions as arguments to a function call.
20207    Replace the arguments with equivalent non-dependent expressions.
20208    This modifies ARGS in place.  */
20209
20210 void
20211 make_args_non_dependent (VEC(tree,gc) *args)
20212 {
20213   unsigned int ix;
20214   tree arg;
20215
20216   FOR_EACH_VEC_ELT (tree, args, ix, arg)
20217     {
20218       tree newarg = build_non_dependent_expr (arg);
20219       if (newarg != arg)
20220         VEC_replace (tree, args, ix, newarg);
20221     }
20222 }
20223
20224 /* Returns a type which represents 'auto'.  We use a TEMPLATE_TYPE_PARM
20225    with a level one deeper than the actual template parms.  */
20226
20227 tree
20228 make_auto (void)
20229 {
20230   tree au = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
20231   TYPE_NAME (au) = build_decl (BUILTINS_LOCATION,
20232                                TYPE_DECL, get_identifier ("auto"), au);
20233   TYPE_STUB_DECL (au) = TYPE_NAME (au);
20234   TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (au) = build_template_parm_index
20235     (0, processing_template_decl + 1, processing_template_decl + 1,
20236      0, TYPE_NAME (au), NULL_TREE);
20237   TYPE_CANONICAL (au) = canonical_type_parameter (au);
20238   DECL_ARTIFICIAL (TYPE_NAME (au)) = 1;
20239   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (TYPE_NAME (au));
20240
20241   return au;
20242 }
20243
20244 /* Given type ARG, return std::initializer_list<ARG>.  */
20245
20246 static tree
20247 listify (tree arg)
20248 {
20249   tree std_init_list = namespace_binding
20250     (get_identifier ("initializer_list"), std_node);
20251   tree argvec;
20252   if (!std_init_list || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (std_init_list))
20253     {    
20254       error ("deducing from brace-enclosed initializer list requires "
20255              "#include <initializer_list>");
20256       return error_mark_node;
20257     }
20258   argvec = make_tree_vec (1);
20259   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = arg;
20260   return lookup_template_class (std_init_list, argvec, NULL_TREE,
20261                                 NULL_TREE, 0, tf_warning_or_error);
20262 }
20263
20264 /* Replace auto in TYPE with std::initializer_list<auto>.  */
20265
20266 static tree
20267 listify_autos (tree type, tree auto_node)
20268 {
20269   tree init_auto = listify (auto_node);
20270   tree argvec = make_tree_vec (1);
20271   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = init_auto;
20272   if (processing_template_decl)
20273     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
20274   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
20275 }
20276
20277 /* walk_tree helper for do_auto_deduction.  */
20278
20279 static tree
20280 contains_auto_r (tree *tp, int *walk_subtrees ATTRIBUTE_UNUSED,
20281                  void *type)
20282 {
20283   /* Is this a variable with the type we're looking for?  */
20284   if (DECL_P (*tp)
20285       && TREE_TYPE (*tp) == type)
20286     return *tp;
20287   else
20288     return NULL_TREE;
20289 }
20290
20291 /* Replace occurrences of 'auto' in TYPE with the appropriate type deduced
20292    from INIT.  AUTO_NODE is the TEMPLATE_TYPE_PARM used for 'auto' in TYPE.  */
20293
20294 tree
20295 do_auto_deduction (tree type, tree init, tree auto_node)
20296 {
20297   tree parms, tparms, targs;
20298   tree args[1];
20299   tree decl;
20300   int val;
20301
20302   if (processing_template_decl
20303       && (TREE_TYPE (init) == NULL_TREE
20304           || BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (init)))
20305     /* Not enough information to try this yet.  */
20306     return type;
20307
20308   /* The name of the object being declared shall not appear in the
20309      initializer expression.  */
20310   decl = cp_walk_tree_without_duplicates (&init, contains_auto_r, type);
20311   if (decl)
20312     {
20313       error ("variable %q#D with %<auto%> type used in its own "
20314              "initializer", decl);
20315       return error_mark_node;
20316     }
20317
20318   /* [dcl.spec.auto]: Obtain P from T by replacing the occurrences of auto
20319      with either a new invented type template parameter U or, if the
20320      initializer is a braced-init-list (8.5.4), with
20321      std::initializer_list<U>.  */
20322   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (init))
20323     type = listify_autos (type, auto_node);
20324
20325   init = resolve_nondeduced_context (init);
20326
20327   parms = build_tree_list (NULL_TREE, type);
20328   args[0] = init;
20329   tparms = make_tree_vec (1);
20330   targs = make_tree_vec (1);
20331   TREE_VEC_ELT (tparms, 0)
20332     = build_tree_list (NULL_TREE, TYPE_NAME (auto_node));
20333   val = type_unification_real (tparms, targs, parms, args, 1, 0,
20334                                DEDUCE_CALL, LOOKUP_NORMAL,
20335                                /*explain_p=*/false);
20336   if (val > 0)
20337     {
20338       if (processing_template_decl)
20339         /* Try again at instantiation time.  */
20340         return type;
20341       if (type && type != error_mark_node)
20342         /* If type is error_mark_node a diagnostic must have been
20343            emitted by now.  Also, having a mention to '<type error>'
20344            in the diagnostic is not really useful to the user.  */
20345         error ("unable to deduce %qT from %qE", type, init);
20346       return error_mark_node;
20347     }
20348
20349   /* If the list of declarators contains more than one declarator, the type
20350      of each declared variable is determined as described above. If the
20351      type deduced for the template parameter U is not the same in each
20352      deduction, the program is ill-formed.  */
20353   if (TREE_TYPE (auto_node)
20354       && !same_type_p (TREE_TYPE (auto_node), TREE_VEC_ELT (targs, 0)))
20355     {
20356       error ("inconsistent deduction for %qT: %qT and then %qT",
20357              auto_node, TREE_TYPE (auto_node), TREE_VEC_ELT (targs, 0));
20358       return error_mark_node;
20359     }
20360   TREE_TYPE (auto_node) = TREE_VEC_ELT (targs, 0);
20361
20362   if (processing_template_decl)
20363     targs = add_to_template_args (current_template_args (), targs);
20364   return tsubst (type, targs, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
20365 }
20366
20367 /* Substitutes LATE_RETURN_TYPE for 'auto' in TYPE and returns the
20368    result.  */
20369
20370 tree
20371 splice_late_return_type (tree type, tree late_return_type)
20372 {
20373   tree argvec;
20374
20375   if (late_return_type == NULL_TREE)
20376     return type;
20377   argvec = make_tree_vec (1);
20378   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = late_return_type;
20379   if (processing_template_parmlist)
20380     /* For a late-specified return type in a template type-parameter, we
20381        need to add a dummy argument level for its parmlist.  */
20382     argvec = add_to_template_args
20383       (make_tree_vec (processing_template_parmlist), argvec);
20384   if (current_template_parms)
20385     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
20386   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
20387 }
20388
20389 /* Returns true iff TYPE is a TEMPLATE_TYPE_PARM representing 'auto'.  */
20390
20391 bool
20392 is_auto (const_tree type)
20393 {
20394   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
20395       && TYPE_IDENTIFIER (type) == get_identifier ("auto"))
20396     return true;
20397   else
20398     return false;
20399 }
20400
20401 /* Returns true iff TYPE contains a use of 'auto'.  Since auto can only
20402    appear as a type-specifier for the declaration in question, we don't
20403    have to look through the whole type.  */
20404
20405 tree
20406 type_uses_auto (tree type)
20407 {
20408   enum tree_code code;
20409   if (is_auto (type))
20410     return type;
20411
20412   code = TREE_CODE (type);
20413
20414   if (code == POINTER_TYPE || code == REFERENCE_TYPE
20415       || code == OFFSET_TYPE || code == FUNCTION_TYPE
20416       || code == METHOD_TYPE || code == ARRAY_TYPE)
20417     return type_uses_auto (TREE_TYPE (type));
20418
20419   if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
20420     return type_uses_auto (TREE_TYPE (TREE_TYPE
20421                                    (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (type))));
20422
20423   return NULL_TREE;
20424 }
20425
20426 /* For a given template T, return the vector of typedefs referenced
20427    in T for which access check is needed at T instantiation time.
20428    T is either  a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
20429    Those typedefs were added to T by the function
20430    append_type_to_template_for_access_check.  */
20431
20432 VEC(qualified_typedef_usage_t,gc)*
20433 get_types_needing_access_check (tree t)
20434 {
20435   tree ti;
20436   VEC(qualified_typedef_usage_t,gc) *result = NULL;
20437
20438   if (!t || t == error_mark_node)
20439     return NULL;
20440
20441   if (!(ti = get_template_info (t)))
20442     return NULL;
20443
20444   if (CLASS_TYPE_P (t)
20445       || TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
20446     {
20447       if (!TI_TEMPLATE (ti))
20448         return NULL;
20449
20450       result = TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti);
20451     }
20452
20453   return result;
20454 }
20455
20456 /* Append the typedef TYPE_DECL used in template T to a list of typedefs
20457    tied to T. That list of typedefs will be access checked at
20458    T instantiation time.
20459    T is either a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
20460    TYPE_DECL is a TYPE_DECL node representing a typedef.
20461    SCOPE is the scope through which TYPE_DECL is accessed.
20462    LOCATION is the location of the usage point of TYPE_DECL.
20463
20464    This function is a subroutine of
20465    append_type_to_template_for_access_check.  */
20466
20467 static void
20468 append_type_to_template_for_access_check_1 (tree t,
20469                                             tree type_decl,
20470                                             tree scope,
20471                                             location_t location)
20472 {
20473   qualified_typedef_usage_t typedef_usage;
20474   tree ti;
20475
20476   if (!t || t == error_mark_node)
20477     return;
20478
20479   gcc_assert ((TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
20480                || CLASS_TYPE_P (t))
20481               && type_decl
20482               && TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL
20483               && scope);
20484
20485   if (!(ti = get_template_info (t)))
20486     return;
20487
20488   gcc_assert (TI_TEMPLATE (ti));
20489
20490   typedef_usage.typedef_decl = type_decl;
20491   typedef_usage.context = scope;
20492   typedef_usage.locus = location;
20493
20494   VEC_safe_push (qualified_typedef_usage_t, gc,
20495                  TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti),
20496                  &typedef_usage);
20497 }
20498
20499 /* Append TYPE_DECL to the template TEMPL.
20500    TEMPL is either a class type, a FUNCTION_DECL or a a TEMPLATE_DECL.
20501    At TEMPL instanciation time, TYPE_DECL will be checked to see
20502    if it can be accessed through SCOPE.
20503    LOCATION is the location of the usage point of TYPE_DECL.
20504
20505    e.g. consider the following code snippet:
20506
20507      class C
20508      {
20509        typedef int myint;
20510      };
20511
20512      template<class U> struct S
20513      {
20514        C::myint mi; // <-- usage point of the typedef C::myint
20515      };
20516
20517      S<char> s;
20518
20519    At S<char> instantiation time, we need to check the access of C::myint
20520    In other words, we need to check the access of the myint typedef through
20521    the C scope. For that purpose, this function will add the myint typedef
20522    and the scope C through which its being accessed to a list of typedefs
20523    tied to the template S. That list will be walked at template instantiation
20524    time and access check performed on each typedefs it contains.
20525    Note that this particular code snippet should yield an error because
20526    myint is private to C.  */
20527
20528 void
20529 append_type_to_template_for_access_check (tree templ,
20530                                           tree type_decl,
20531                                           tree scope,
20532                                           location_t location)
20533 {
20534   qualified_typedef_usage_t *iter;
20535   int i;
20536
20537   gcc_assert (type_decl && (TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL));
20538
20539   /* Make sure we don't append the type to the template twice.  */
20540   FOR_EACH_VEC_ELT (qualified_typedef_usage_t,
20541                     get_types_needing_access_check (templ),
20542                     i, iter)
20543     if (iter->typedef_decl == type_decl && scope == iter->context)
20544       return;
20545
20546   append_type_to_template_for_access_check_1 (templ, type_decl,
20547                                               scope, location);
20548 }
20549
20550 /* Set up the hash tables for template instantiations.  */
20551
20552 void
20553 init_template_processing (void)
20554 {
20555   decl_specializations = htab_create_ggc (37,
20556                                           hash_specialization,
20557                                           eq_specializations,
20558                                           ggc_free);
20559   type_specializations = htab_create_ggc (37,
20560                                           hash_specialization,
20561                                           eq_specializations,
20562                                           ggc_free);
20563 }
20564
20565 /* Print stats about the template hash tables for -fstats.  */
20566
20567 void
20568 print_template_statistics (void)
20569 {
20570   fprintf (stderr, "decl_specializations: size %ld, %ld elements, "
20571            "%f collisions\n", (long) htab_size (decl_specializations),
20572            (long) htab_elements (decl_specializations),
20573            htab_collisions (decl_specializations));
20574   fprintf (stderr, "type_specializations: size %ld, %ld elements, "
20575            "%f collisions\n", (long) htab_size (type_specializations),
20576            (long) htab_elements (type_specializations),
20577            htab_collisions (type_specializations));
20578 }
20579
20580 #include "gt-cp-pt.h"