OSDN Git Service

f27b931edd824be5f9b4e3e98d90547c8d72f6eb
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / cp / pt.c
1 /* Handle parameterized types (templates) for GNU C++.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000,
3    2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2007, 2008, 2009
4    Free Software Foundation, Inc.
5    Written by Ken Raeburn (raeburn@cygnus.com) while at Watchmaker Computing.
6    Rewritten by Jason Merrill (jason@cygnus.com).
7
8 This file is part of GCC.
9
10 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
11 it under the terms of the GNU General Public License as published by
12 the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
13 any later version.
14
15 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
16 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
18 GNU General Public License for more details.
19
20 You should have received a copy of the GNU General Public License
21 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
22 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
23
24 /* Known bugs or deficiencies include:
25
26      all methods must be provided in header files; can't use a source
27      file that contains only the method templates and "just win".  */
28
29 #include "config.h"
30 #include "system.h"
31 #include "coretypes.h"
32 #include "tm.h"
33 #include "obstack.h"
34 #include "tree.h"
35 #include "intl.h"
36 #include "pointer-set.h"
37 #include "flags.h"
38 #include "c-common.h"
39 #include "cp-tree.h"
40 #include "cp-objcp-common.h"
41 #include "tree-inline.h"
42 #include "decl.h"
43 #include "output.h"
44 #include "except.h"
45 #include "toplev.h"
46 #include "rtl.h"
47 #include "timevar.h"
48 #include "tree-iterator.h"
49 #include "vecprim.h"
50
51 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
52    returning an int.  */
53 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
54
55 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
56    instantiations have been deferred, either because their definitions
57    were not yet available, or because we were putting off doing the work.  */
58 struct GTY (()) pending_template {
59   struct pending_template *next;
60   struct tinst_level *tinst;
61 };
62
63 static GTY(()) struct pending_template *pending_templates;
64 static GTY(()) struct pending_template *last_pending_template;
65
66 int processing_template_parmlist;
67 static int template_header_count;
68
69 static GTY(()) tree saved_trees;
70 static VEC(int,heap) *inline_parm_levels;
71
72 static GTY(()) struct tinst_level *current_tinst_level;
73
74 static GTY(()) tree saved_access_scope;
75
76 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
77    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
78    to the EXPR_STMT that is its result.  */
79 static tree cur_stmt_expr;
80
81 /* A map from local variable declarations in the body of the template
82    presently being instantiated to the corresponding instantiated
83    local variables.  */
84 static htab_t local_specializations;
85
86 typedef struct GTY(()) spec_entry
87 {
88   tree tmpl;
89   tree args;
90   tree spec;
91 } spec_entry;
92
93 static GTY ((param_is (spec_entry)))
94   htab_t decl_specializations;
95
96 static GTY ((param_is (spec_entry)))
97   htab_t type_specializations;
98
99 /* Contains canonical template parameter types. The vector is indexed by
100    the TEMPLATE_TYPE_IDX of the template parameter. Each element is a
101    TREE_LIST, whose TREE_VALUEs contain the canonical template
102    parameters of various types and levels.  */
103 static GTY(()) VEC(tree,gc) *canonical_template_parms;
104
105 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
106 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
107 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
108 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
109 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
110 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
111 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
112 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
113
114 static void push_access_scope (tree);
115 static void pop_access_scope (tree);
116 static bool resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
117                                             unification_kind_t, int);
118 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
119                              unification_kind_t, int, bool);
120 static int unify (tree, tree, tree, tree, int);
121 static void add_pending_template (tree);
122 static int push_tinst_level (tree);
123 static void pop_tinst_level (void);
124 static tree reopen_tinst_level (struct tinst_level *);
125 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
126 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
127 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t,
128                                    bool, bool);
129 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
130 static tree add_to_template_args (tree, tree);
131 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
132 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
133 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*,
134                                              tree);
135 static int type_unification_real (tree, tree, tree, const tree *,
136                                   unsigned int, int, unification_kind_t, int);
137 static void note_template_header (int);
138 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
139 static tree convert_nontype_argument (tree, tree);
140 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
141                                        tsubst_flags_t, int, tree);
142 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
143                                    struct pointer_set_t*, bool);
144 static tree expand_template_argument_pack (tree);
145 static tree build_template_parm_index (int, int, int, tree, tree);
146 static bool inline_needs_template_parms (tree);
147 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
148 static tree retrieve_local_specialization (tree);
149 static void register_local_specialization (tree, tree);
150 static hashval_t hash_specialization (const void *p);
151 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int, tree, tsubst_flags_t);
152 static int mark_template_parm (tree, void *);
153 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
154 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
155 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
156 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
157 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
158 static int template_decl_level (tree);
159 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
160 static void template_parm_level_and_index (tree, int*, int*);
161 static int unify_pack_expansion (tree, tree, tree, tree, int, bool, bool);
162 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
163 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
164 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
165 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
166 static tree most_specialized_class (tree, tree);
167 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
168 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
169 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
170 static bool check_specialization_scope (void);
171 static tree process_partial_specialization (tree);
172 static void set_current_access_from_decl (tree);
173 static tree get_template_base (tree, tree, tree, tree);
174 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree);
175 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
176                                            tree, tree);
177 static bool template_template_parm_bindings_ok_p (tree, tree);
178 static int template_args_equal (tree, tree);
179 static void tsubst_default_arguments (tree);
180 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
181 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
182 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
183 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
184 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
185 static bool dependent_template_arg_p (tree);
186 static bool any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree);
187 static bool dependent_type_p_r (tree);
188 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, bool);
189 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
190 static tree tsubst_pack_expansion (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
191 static tree tsubst_decl (tree, tree, tsubst_flags_t);
192 static void perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs);
193 static void append_type_to_template_for_access_check_1 (tree, tree, tree,
194                                                         location_t);
195 static hashval_t iterative_hash_template_arg (tree arg, hashval_t val);
196 static tree listify (tree);
197 static tree listify_autos (tree, tree);
198
199 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
200    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
201    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
202    instantiate_decl).  */
203
204 static void
205 push_access_scope (tree t)
206 {
207   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
208               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
209
210   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
211     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
212   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
213     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
214   else
215     push_to_top_level ();
216
217   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
218     {
219       saved_access_scope = tree_cons
220         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
221       current_function_decl = t;
222     }
223 }
224
225 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
226    are processing.  */
227
228 static void
229 pop_access_scope (tree t)
230 {
231   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
232     {
233       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
234       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
235     }
236
237   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
238     pop_nested_class ();
239   else
240     pop_from_top_level ();
241 }
242
243 /* Do any processing required when DECL (a member template
244    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
245    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
246    itself is returned.  */
247
248 tree
249 finish_member_template_decl (tree decl)
250 {
251   if (decl == error_mark_node)
252     return error_mark_node;
253
254   gcc_assert (DECL_P (decl));
255
256   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
257     {
258       tree type;
259
260       type = TREE_TYPE (decl);
261       if (type == error_mark_node)
262         return error_mark_node;
263       if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (type)
264           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
265           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
266         {
267           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
268           check_member_template (tmpl);
269           return tmpl;
270         }
271       return NULL_TREE;
272     }
273   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
274     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
275   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
276     {
277       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
278         {
279           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
280           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
281         }
282       else
283         return decl;
284     }
285   else
286     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
287
288   return error_mark_node;
289 }
290
291 /* Create a template info node.  */
292
293 tree
294 build_template_info (tree template_decl, tree template_args)
295 {
296   tree result = make_node (TEMPLATE_INFO);
297   TI_TEMPLATE (result) = template_decl;
298   TI_ARGS (result) = template_args;
299   return result;
300 }
301
302 /* Return the template info node corresponding to T, whatever T is.  */
303
304 tree
305 get_template_info (const_tree t)
306 {
307   tree tinfo = NULL_TREE;
308
309   if (!t || t == error_mark_node)
310     return NULL;
311
312   if (DECL_P (t) && DECL_LANG_SPECIFIC (t))
313     tinfo = DECL_TEMPLATE_INFO (t);
314
315   if (!tinfo && DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (t))
316     t = TREE_TYPE (t);
317
318   if (TAGGED_TYPE_P (t))
319     tinfo = TYPE_TEMPLATE_INFO (t);
320
321   return tinfo;
322 }
323
324 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
325
326    For example, in:
327      template <class T>
328      struct A
329      {
330        template <class U>
331        struct B {};
332      };
333
334    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.
335    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
336    they are instantiations, not specializations.
337
338    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
339    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
340    always safe.  */
341
342 int
343 template_class_depth (tree type)
344 {
345   int depth;
346
347   for (depth = 0;
348        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
349        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL)
350          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : TYPE_CONTEXT (type))
351     {
352       tree tinfo = get_template_info (type);
353
354       if (tinfo && PRIMARY_TEMPLATE_P (TI_TEMPLATE (tinfo))
355           && uses_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (tinfo))))
356         ++depth;
357     }
358
359   return depth;
360 }
361
362 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
363    Returns true if processing DECL needs us to push template parms.  */
364
365 static bool
366 inline_needs_template_parms (tree decl)
367 {
368   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
369     return false;
370
371   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
372           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
373 }
374
375 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
376    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
377    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
378    innermost first.  */
379
380 static void
381 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
382 {
383   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
384   int i;
385
386   if (levels > 1)
387     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
388
389   ++processing_template_decl;
390   current_template_parms
391     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
392                  parms, current_template_parms);
393   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
394
395   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
396                NULL);
397   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
398     {
399       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
400
401       if (parm == error_mark_node)
402         continue;
403
404       gcc_assert (DECL_P (parm));
405
406       switch (TREE_CODE (parm))
407         {
408         case TYPE_DECL:
409         case TEMPLATE_DECL:
410           pushdecl (parm);
411           break;
412
413         case PARM_DECL:
414           {
415             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
416                It is ugly that we recreate this here; the original
417                version built in process_template_parm is no longer
418                available.  */
419             tree decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (parm),
420                                     CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
421                                     TREE_TYPE (parm));
422             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
423             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
424             TREE_READONLY (decl) = 1;
425             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
426             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
427             pushdecl (decl);
428           }
429           break;
430
431         default:
432           gcc_unreachable ();
433         }
434     }
435 }
436
437 /* Restore the template parameter context for a member template or
438    a friend template defined in a class definition.  */
439
440 void
441 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
442 {
443   tree parms;
444   int levels = 0;
445
446   if (inline_needs_template_parms (decl))
447     {
448       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
449       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
450
451       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
452         {
453           --levels;
454           parms = TREE_CHAIN (parms);
455         }
456
457       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
458     }
459
460   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
461      we can pop them later.  */
462   VEC_safe_push (int, heap, inline_parm_levels, levels);
463 }
464
465 /* Undo the effects of maybe_begin_member_template_processing.  */
466
467 void
468 maybe_end_member_template_processing (void)
469 {
470   int i;
471   int last;
472
473   if (VEC_length (int, inline_parm_levels) == 0)
474     return;
475
476   last = VEC_pop (int, inline_parm_levels);
477   for (i = 0; i < last; ++i)
478     {
479       --processing_template_decl;
480       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
481       poplevel (0, 0, 0);
482     }
483 }
484
485 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
486    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
487
488 static tree
489 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
490 {
491   tree new_args;
492   int extra_depth;
493   int i;
494   int j;
495
496   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
497   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
498
499   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
500     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
501
502   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
503     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
504
505   return new_args;
506 }
507
508 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
509    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
510    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
511    the template arguments from a partial instantiation with the
512    template arguments used to attain the full instantiation from the
513    partial instantiation.  */
514
515 static tree
516 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
517 {
518   tree new_args;
519
520   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
521      something very fishy is going on.  */
522   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
523
524   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
525      them.  */
526   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
527     return extra_args;
528
529   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
530   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
531
532   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
533
534   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
535   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
536
537   return new_args;
538 }
539
540 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
541
542 tree
543 get_innermost_template_args (tree args, int n)
544 {
545   tree new_args;
546   int extra_levels;
547   int i;
548
549   gcc_assert (n >= 0);
550
551   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
552   if (n == 1)
553     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
554
555   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
556      given.  */
557   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
558   gcc_assert (extra_levels >= 0);
559   if (extra_levels == 0)
560     return args;
561
562   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
563   new_args = make_tree_vec (n);
564   for (i = 1; i <= n; ++i)
565     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
566                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
567
568   return new_args;
569 }
570
571 /* The inverse of get_innermost_template_args: Return all but the innermost
572    EXTRA_LEVELS levels of template arguments from the ARGS.  */
573
574 static tree
575 strip_innermost_template_args (tree args, int extra_levels)
576 {
577   tree new_args;
578   int n = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - extra_levels;
579   int i;
580
581   gcc_assert (n >= 0);
582
583   /* If N is 1, just return the outermost set of template arguments.  */
584   if (n == 1)
585     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, 1);
586
587   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
588      given.  */
589   gcc_assert (extra_levels >= 0);
590   if (extra_levels == 0)
591     return args;
592
593   /* Make a new set of arguments, not containing the inner arguments.  */
594   new_args = make_tree_vec (n);
595   for (i = 1; i <= n; ++i)
596     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
597                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
598
599   return new_args;
600 }
601
602 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
603    the parms.  */
604
605 void
606 begin_template_parm_list (void)
607 {
608   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
609      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
610      namespace scope.  This is the right thing, since we want
611      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
612      global template class, push_template_decl handles putting the
613      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
614      e.g.:
615
616        template <class T> struct S1 {
617          template <class T> struct S2 {};
618        };
619
620      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
621      TEMPLATE_DECL for S2.  */
622   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
623   ++processing_template_decl;
624   ++processing_template_parmlist;
625   note_template_header (0);
626 }
627
628 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
629    invalid to declare a specialization here, an error is reported and
630    false is returned, otherwise this routine will return true.  */
631
632 static bool
633 check_specialization_scope (void)
634 {
635   tree scope = current_scope ();
636
637   /* [temp.expl.spec]
638
639      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
640      which the template is a member, or, for member templates, in the
641      namespace of which the enclosing class or enclosing class
642      template is a member.  An explicit specialization of a member
643      function, member class or static data member of a class template
644      shall be declared in the namespace of which the class template
645      is a member.  */
646   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
647     {
648       error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
649       return false;
650     }
651
652   /* [temp.expl.spec]
653
654      In an explicit specialization declaration for a member of a class
655      template or a member template that appears in namespace scope,
656      the member template and some of its enclosing class templates may
657      remain unspecialized, except that the declaration shall not
658      explicitly specialize a class member template if its enclosing
659      class templates are not explicitly specialized as well.  */
660   if (current_template_parms)
661     {
662       error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
663       return false;
664     }
665
666   return true;
667 }
668
669 /* We've just seen template <>.  */
670
671 bool
672 begin_specialization (void)
673 {
674   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
675   note_template_header (1);
676   return check_specialization_scope ();
677 }
678
679 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
680    template<>.  */
681
682 void
683 end_specialization (void)
684 {
685   finish_scope ();
686   reset_specialization ();
687 }
688
689 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
690    function specialization.  */
691
692 void
693 reset_specialization (void)
694 {
695   processing_specialization = 0;
696   template_header_count = 0;
697 }
698
699 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
700    it was of the form template <>.  */
701
702 static void
703 note_template_header (int specialization)
704 {
705   processing_specialization = specialization;
706   template_header_count++;
707 }
708
709 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
710
711 void
712 begin_explicit_instantiation (void)
713 {
714   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
715   processing_explicit_instantiation = true;
716 }
717
718
719 void
720 end_explicit_instantiation (void)
721 {
722   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
723   processing_explicit_instantiation = false;
724 }
725
726 /* An explicit specialization or partial specialization TMPL is being
727    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
728    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
729    specialize TMPL in the current namespace.  */
730
731 static bool
732 check_specialization_namespace (tree tmpl)
733 {
734   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
735
736   /* [tmpl.expl.spec]
737
738      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
739      which the template is a member, or, for member templates, in the
740      namespace of which the enclosing class or enclosing class
741      template is a member.  An explicit specialization of a member
742      function, member class or static data member of a class template
743      shall be declared in the namespace of which the class template is
744      a member.  */
745   if (current_scope() != DECL_CONTEXT (tmpl)
746       && !at_namespace_scope_p ())
747     {
748       error ("specialization of %qD must appear at namespace scope", tmpl);
749       return false;
750     }
751   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
752     /* Same or super-using namespace.  */
753     return true;
754   else
755     {
756       permerror (input_location, "specialization of %qD in different namespace", tmpl);
757       permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
758       return false;
759     }
760 }
761
762 /* SPEC is an explicit instantiation.  Check that it is valid to
763    perform this explicit instantiation in the current namespace.  */
764
765 static void
766 check_explicit_instantiation_namespace (tree spec)
767 {
768   tree ns;
769
770   /* DR 275: An explicit instantiation shall appear in an enclosing
771      namespace of its template.  */
772   ns = decl_namespace_context (spec);
773   if (!is_ancestor (current_namespace, ns))
774     permerror (input_location, "explicit instantiation of %qD in namespace %qD "
775                "(which does not enclose namespace %qD)",
776                spec, current_namespace, ns);
777 }
778
779 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
780    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
781
782 tree
783 maybe_process_partial_specialization (tree type)
784 {
785   tree context;
786
787   if (type == error_mark_node)
788     return error_mark_node;
789
790   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
791     {
792       error ("name of class shadows template template parameter %qD",
793              TYPE_NAME (type));
794       return error_mark_node;
795     }
796
797   context = TYPE_CONTEXT (type);
798
799   if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
800     {
801       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
802          specialization of a template class such as:
803
804            template <> class C<int>;
805
806          or:
807
808            template <class T> class C<T*>;
809
810          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
811
812       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
813           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
814         {
815           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
816           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
817           if (processing_template_decl)
818             {
819               if (push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type))
820                   == error_mark_node)
821                 return error_mark_node;
822             }
823         }
824       else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
825         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
826     }
827   else if (CLASS_TYPE_P (type)
828            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
829            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
830            && context && CLASS_TYPE_P (context)
831            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
832     {
833       /* This is for an explicit specialization of member class
834          template according to [temp.expl.spec/18]:
835
836            template <> template <class U> class C<int>::D;
837
838          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
839          Otherwise this is just a member class template declared
840          earlier like:
841
842            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
843            template <> template <class U> class C<int>::D;
844
845          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
846          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
847          and `C<T>::D' may not exist.  */
848
849       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
850           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
851         {
852           tree t;
853           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
854
855           if (current_namespace
856               != decl_namespace_context (tmpl))
857             {
858               permerror (input_location, "specializing %q#T in different namespace", type);
859               permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
860             }
861
862           /* Check for invalid specialization after instantiation:
863
864                template <> template <> class C<int>::D<int>;
865                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
866
867           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
868                t; t = TREE_CHAIN (t))
869             {
870               tree inst = TREE_VALUE (t);
871               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (inst))
872                 {
873                   /* We already have a full specialization of this partial
874                      instantiation.  Reassign it to the new member
875                      specialization template.  */
876                   spec_entry elt;
877                   spec_entry **slot;
878
879                   elt.tmpl = most_general_template (tmpl);
880                   elt.args = CLASSTYPE_TI_ARGS (inst);
881                   elt.spec = inst;
882
883                   htab_remove_elt (type_specializations, &elt);
884
885                   elt.tmpl = tmpl;
886                   elt.args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (elt.args);
887
888                   slot = (spec_entry **)
889                     htab_find_slot (type_specializations, &elt, INSERT);
890                   *slot = GGC_NEW (spec_entry);
891                   **slot = elt;
892                 }
893               else if (COMPLETE_TYPE_P (inst) || TYPE_BEING_DEFINED (inst))
894                 /* But if we've had an implicit instantiation, that's a
895                    problem ([temp.expl.spec]/6).  */
896                 error ("specialization %qT after instantiation %qT",
897                        type, inst);
898             }
899
900           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
901              have one level of template argument for the innermost
902              class template.  */
903           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
904           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
905             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
906         }
907     }
908   else if (processing_specialization)
909     {
910       error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
911       return error_mark_node;
912     }
913
914   return type;
915 }
916
917 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
918    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
919    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
920
921 static inline bool
922 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
923 {
924   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
925           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
926           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
927              parameter.  */
928           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
929           /* The optimized lookup depends on the fact that the
930              template arguments for the member function template apply
931              purely to the containing class, which is not true if the
932              containing class is an explicit or partial
933              specialization.  */
934           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
935           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
936           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
937           /* It is possible to have a template that is not a member
938              template and is not a member of a template class:
939
940              template <typename T>
941              struct S { friend A::f(); };
942
943              Here, the friend function is a template, but the context does
944              not have template information.  The optimized lookup relies
945              on having ARGS be the template arguments for both the class
946              and the function template.  */
947           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
948 }
949
950 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
951    specialization is either an instantiation or an explicit
952    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
953    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
954    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
955    templates with more than one level of parameters.
956
957    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
958    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
959    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
960
961 static tree
962 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args, hashval_t hash)
963 {
964   if (args == error_mark_node)
965     return NULL_TREE;
966
967   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
968
969   /* There should be as many levels of arguments as there are
970      levels of parameters.  */
971   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args)
972               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
973
974   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
975     {
976       tree class_template;
977       tree class_specialization;
978       VEC(tree,gc) *methods;
979       tree fns;
980       int idx;
981
982       /* The template arguments actually apply to the containing
983          class.  Find the class specialization with those
984          arguments.  */
985       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
986       class_specialization
987         = retrieve_specialization (class_template, args, 0);
988       if (!class_specialization)
989         return NULL_TREE;
990       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
991          for the specialization.  */
992       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
993       if (idx == -1)
994         return NULL_TREE;
995       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
996          for the one that has an instance of TMPL.  */
997       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
998       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
999         {
1000           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1001           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl
1002               /* using-declarations can add base methods to the method vec,
1003                  and we don't want those here.  */
1004               && DECL_CONTEXT (fn) == class_specialization)
1005             return fn;
1006         }
1007       return NULL_TREE;
1008     }
1009   else
1010     {
1011       spec_entry *found;
1012       spec_entry elt;
1013       htab_t specializations;
1014
1015       elt.tmpl = tmpl;
1016       elt.args = args;
1017       elt.spec = NULL_TREE;
1018
1019       if (DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
1020         specializations = type_specializations;
1021       else
1022         specializations = decl_specializations;
1023
1024       if (hash == 0)
1025         hash = hash_specialization (&elt);
1026       found = (spec_entry *) htab_find_with_hash (specializations, &elt, hash);
1027       if (found)
1028         return found->spec;
1029     }
1030
1031   return NULL_TREE;
1032 }
1033
1034 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
1035
1036 static tree
1037 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
1038 {
1039   tree spec;
1040
1041   if (local_specializations == NULL)
1042     return NULL_TREE;
1043
1044   spec = (tree) htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
1045                                      htab_hash_pointer (tmpl));
1046   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
1047 }
1048
1049 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
1050
1051 int
1052 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
1053 {
1054   tree t;
1055
1056   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1057     {
1058       for (t = decl;
1059            t != NULL_TREE;
1060            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
1061         if (t == tmpl)
1062           return 1;
1063     }
1064   else
1065     {
1066       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1067
1068       for (t = TREE_TYPE (decl);
1069            t != NULL_TREE;
1070            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
1071              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
1072         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
1073           return 1;
1074     }
1075
1076   return 0;
1077 }
1078
1079 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
1080    FRIEND_DECL according to [temp.friend].  */
1081
1082 bool
1083 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend_decl)
1084 {
1085   bool need_template = true;
1086   int template_depth;
1087
1088   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
1089               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1090
1091   /* For [temp.friend/6] when FRIEND_DECL is an ordinary member function
1092      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
1093      if this.  */
1094   if (TREE_CODE (friend_decl) == FUNCTION_DECL
1095       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend_decl)
1096       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend_decl))
1097     {
1098       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
1099       friend_decl = DECL_TI_TEMPLATE (friend_decl);
1100       need_template = false;
1101     }
1102   else if (TREE_CODE (friend_decl) == TEMPLATE_DECL
1103            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend_decl))
1104     need_template = false;
1105
1106   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
1107   if (TREE_CODE (friend_decl) != TEMPLATE_DECL)
1108     return false;
1109
1110   if (is_specialization_of (decl, friend_decl))
1111     return true;
1112
1113   /* [temp.friend/6]
1114      A member of a class template may be declared to be a friend of a
1115      non-template class.  In this case, the corresponding member of
1116      every specialization of the class template is a friend of the
1117      class granting friendship.
1118
1119      For example, given a template friend declaration
1120
1121        template <class T> friend void A<T>::f();
1122
1123      the member function below is considered a friend
1124
1125        template <> struct A<int> {
1126          void f();
1127        };
1128
1129      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
1130      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
1131      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
1132
1133   template_depth = template_class_depth (DECL_CONTEXT (friend_decl));
1134   if (template_depth
1135       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
1136       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)),
1137                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend_decl))))
1138     {
1139       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
1140          a few tricky cases, such as when FRIEND_DECL's are
1141
1142            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
1143            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
1144
1145          and DECL's are
1146
1147            void A<int>::g(int);
1148            template <int> void A<int>::h();
1149
1150          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1151          the context of DECL.  This is required for template substitution
1152          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1153          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1154
1155       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1156       tree args = NULL_TREE;
1157       int current_depth = 0;
1158
1159       while (current_depth < template_depth)
1160         {
1161           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1162             {
1163               if (current_depth == 0)
1164                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1165               else
1166                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1167               current_depth++;
1168             }
1169           context = TYPE_CONTEXT (context);
1170         }
1171
1172       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1173         {
1174           bool is_template;
1175           tree friend_type;
1176           tree decl_type;
1177           tree friend_args_type;
1178           tree decl_args_type;
1179
1180           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1181              non-templates.  */
1182           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1183                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1184           if (need_template ^ is_template)
1185             return false;
1186           else if (is_template)
1187             {
1188               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1189               tree friend_parms
1190                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1191                                          args, tf_none);
1192               if (!comp_template_parms
1193                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1194                       friend_parms))
1195                 return false;
1196
1197               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1198             }
1199           else
1200             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1201
1202           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend_decl), args,
1203                                               tf_none, NULL_TREE);
1204           if (friend_type == error_mark_node)
1205             return false;
1206
1207           /* Check if return types match.  */
1208           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1209             return false;
1210
1211           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1212              `this' parameter.  */
1213           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1214           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1215           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend_decl))
1216             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1217           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1218             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1219
1220           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1221         }
1222       else
1223         {
1224           /* DECL is a TYPE_DECL */
1225           bool is_template;
1226           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1227
1228           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1229              non-templates.  */
1230           is_template
1231             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1232               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1233
1234           if (need_template ^ is_template)
1235             return false;
1236           else if (is_template)
1237             {
1238               tree friend_parms;
1239               /* If both are templates, check the name of the two
1240                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1241               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1242                   != DECL_NAME (friend_decl))
1243                 return false;
1244
1245               /* Now check template parameter list.  */
1246               friend_parms
1247                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1248                                          args, tf_none);
1249               return comp_template_parms
1250                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1251                  friend_parms);
1252             }
1253           else
1254             return (DECL_NAME (decl)
1255                     == DECL_NAME (friend_decl));
1256         }
1257     }
1258   return false;
1259 }
1260
1261 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1262    the indicated ARGS.  IS_FRIEND indicates whether the specialization
1263    is actually just a friend declaration.  Returns SPEC, or an
1264    equivalent prior declaration, if available.  */
1265
1266 static tree
1267 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args, bool is_friend,
1268                          hashval_t hash)
1269 {
1270   tree fn;
1271   spec_entry **slot = NULL;
1272   spec_entry elt;
1273
1274   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL && DECL_P (spec));
1275
1276   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL
1277       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1278     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1279        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1280        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1281        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1282        with default function arguments.  In particular, given
1283        something like this:
1284
1285           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1286
1287        the default argument expression is not substituted for in an
1288        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1289     return spec;
1290
1291   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1292     /* We don't put these specializations in the hash table, but we might
1293        want to give an error about a mismatch.  */
1294     fn = retrieve_specialization (tmpl, args, 0);
1295   else
1296     {
1297       elt.tmpl = tmpl;
1298       elt.args = args;
1299       elt.spec = spec;
1300
1301       if (hash == 0)
1302         hash = hash_specialization (&elt);
1303
1304       slot = (spec_entry **)
1305         htab_find_slot_with_hash (decl_specializations, &elt, hash, INSERT);
1306       if (*slot)
1307         fn = (*slot)->spec;
1308       else
1309         fn = NULL_TREE;
1310     }
1311
1312   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1313      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1314      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1315      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1316      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1317   if (fn == spec)
1318     return spec;
1319   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1320     {
1321       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1322         {
1323           if (DECL_ODR_USED (fn)
1324               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1325             {
1326               error ("specialization of %qD after instantiation",
1327                      fn);
1328               return error_mark_node;
1329             }
1330           else
1331             {
1332               tree clone;
1333               /* This situation should occur only if the first
1334                  specialization is an implicit instantiation, the
1335                  second is an explicit specialization, and the
1336                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1337                  situation can occur if we have implicitly
1338                  instantiated a member function and then specialized
1339                  it later.
1340
1341                  We can also wind up here if a friend declaration that
1342                  looked like an instantiation turns out to be a
1343                  specialization:
1344
1345                    template <class T> void foo(T);
1346                    class S { friend void foo<>(int) };
1347                    template <> void foo(int);
1348
1349                  We transform the existing DECL in place so that any
1350                  pointers to it become pointers to the updated
1351                  declaration.
1352
1353                  If there was a definition for the template, but not
1354                  for the specialization, we want this to look as if
1355                  there were no definition, and vice versa.  */
1356               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1357               duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1358               /* The call to duplicate_decls will have applied
1359                  [temp.expl.spec]:
1360
1361                    An explicit specialization of a function template
1362                    is inline only if it is explicitly declared to be,
1363                    and independently of whether its function template
1364                    is.
1365
1366                 to the primary function; now copy the inline bits to
1367                 the various clones.  */
1368               FOR_EACH_CLONE (clone, fn)
1369                 {
1370                   DECL_DECLARED_INLINE_P (clone)
1371                     = DECL_DECLARED_INLINE_P (fn);
1372                   DECL_SOURCE_LOCATION (clone)
1373                     = DECL_SOURCE_LOCATION (fn);
1374                 }
1375               check_specialization_namespace (fn);
1376
1377               return fn;
1378             }
1379         }
1380       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1381         {
1382           if (!duplicate_decls (spec, fn, is_friend) && DECL_INITIAL (spec))
1383             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1384                line number so any errors match this new
1385                definition.  */
1386             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1387
1388           return fn;
1389         }
1390     }
1391   else if (fn)
1392     return duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1393
1394   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1395      template it is specializing.  */
1396   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1397       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1398     DECL_CONTEXT (spec) = DECL_CONTEXT (tmpl);
1399
1400   if (!optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1401     {
1402       gcc_assert (tmpl && args && spec);
1403       *slot = GGC_NEW (spec_entry);
1404       **slot = elt;
1405       if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL && DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (spec)
1406           && PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl)
1407           && DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == NULL_TREE)
1408         /* TMPL is a forward declaration of a template function; keep a list
1409            of all specializations in case we need to reassign them to a friend
1410            template later in tsubst_friend_function.  */
1411         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl)
1412           = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl));
1413     }
1414
1415   return spec;
1416 }
1417
1418 /* Returns true iff two spec_entry nodes are equivalent.  Only compares the
1419    TMPL and ARGS members, ignores SPEC.  */
1420
1421 static int
1422 eq_specializations (const void *p1, const void *p2)
1423 {
1424   const spec_entry *e1 = (const spec_entry *)p1;
1425   const spec_entry *e2 = (const spec_entry *)p2;
1426
1427   return (e1->tmpl == e2->tmpl
1428           && comp_template_args (e1->args, e2->args));
1429 }
1430
1431 /* Returns a hash for a template TMPL and template arguments ARGS.  */
1432
1433 static hashval_t
1434 hash_tmpl_and_args (tree tmpl, tree args)
1435 {
1436   hashval_t val = DECL_UID (tmpl);
1437   return iterative_hash_template_arg (args, val);
1438 }
1439
1440 /* Returns a hash for a spec_entry node based on the TMPL and ARGS members,
1441    ignoring SPEC.  */
1442
1443 static hashval_t
1444 hash_specialization (const void *p)
1445 {
1446   const spec_entry *e = (const spec_entry *)p;
1447   return hash_tmpl_and_args (e->tmpl, e->args);
1448 }
1449
1450 /* Recursively calculate a hash value for a template argument ARG, for use
1451    in the hash tables of template specializations.  */
1452
1453 static hashval_t
1454 iterative_hash_template_arg (tree arg, hashval_t val)
1455 {
1456   unsigned HOST_WIDE_INT i;
1457   enum tree_code code;
1458   char tclass;
1459
1460   if (arg == NULL_TREE)
1461     return iterative_hash_object (arg, val);
1462
1463   if (!TYPE_P (arg))
1464     STRIP_NOPS (arg);
1465
1466   if (TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
1467     /* We can get one of these when re-hashing a previous entry in the middle
1468        of substituting into a pack expansion.  Just look through it.  */
1469     arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg);
1470
1471   code = TREE_CODE (arg);
1472   tclass = TREE_CODE_CLASS (code);
1473
1474   val = iterative_hash_object (code, val);
1475
1476   switch (code)
1477     {
1478     case ERROR_MARK:
1479       return val;
1480
1481     case IDENTIFIER_NODE:
1482       return iterative_hash_object (IDENTIFIER_HASH_VALUE (arg), val);
1483
1484     case TREE_VEC:
1485       {
1486         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
1487         for (i = 0; i < len; ++i)
1488           val = iterative_hash_template_arg (TREE_VEC_ELT (arg, i), val);
1489         return val;
1490       }
1491
1492     case TYPE_PACK_EXPANSION:
1493     case EXPR_PACK_EXPANSION:
1494       return iterative_hash_template_arg (PACK_EXPANSION_PATTERN (arg), val);
1495
1496     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
1497     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
1498       return iterative_hash_template_arg (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg), val);
1499
1500     case TREE_LIST:
1501       for (; arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
1502         val = iterative_hash_template_arg (TREE_VALUE (arg), val);
1503       return val;
1504
1505     case OVERLOAD:
1506       for (; arg; arg = OVL_CHAIN (arg))
1507         val = iterative_hash_template_arg (OVL_FUNCTION (arg), val);
1508       return val;
1509
1510     case CONSTRUCTOR:
1511       {
1512         tree field, value;
1513         FOR_EACH_CONSTRUCTOR_ELT (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, field, value)
1514           {
1515             val = iterative_hash_template_arg (field, val);
1516             val = iterative_hash_template_arg (value, val);
1517           }
1518         return val;
1519       }
1520
1521     case PARM_DECL:
1522       if (!DECL_ARTIFICIAL (arg))
1523         val = iterative_hash_object (DECL_PARM_INDEX (arg), val);
1524       return iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1525
1526     case TARGET_EXPR:
1527       return iterative_hash_template_arg (TARGET_EXPR_INITIAL (arg), val);
1528
1529     case PTRMEM_CST:
1530       val = iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_CLASS (arg), val);
1531       return iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_MEMBER (arg), val);
1532
1533     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
1534       val = iterative_hash_template_arg
1535         (TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (arg)), val);
1536       val = iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_LEVEL (arg), val);
1537       return iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_IDX (arg), val);
1538
1539     case TRAIT_EXPR:
1540       val = iterative_hash_object (TRAIT_EXPR_KIND (arg), val);
1541       val = iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE1 (arg), val);
1542       return iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE2 (arg), val);
1543
1544     case BASELINK:
1545       val = iterative_hash_template_arg (BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (arg)),
1546                                          val);
1547       return iterative_hash_template_arg (DECL_NAME (get_first_fn (arg)),
1548                                           val);
1549
1550     case MODOP_EXPR:
1551       val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 0), val);
1552       code = TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 1));
1553       val = iterative_hash_object (code, val);
1554       return iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 2), val);
1555
1556     case ARRAY_TYPE:
1557       /* layout_type sets structural equality for arrays of
1558          incomplete type, so we can't rely on the canonical type
1559          for hashing.  */
1560       val = iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1561       return iterative_hash_template_arg (TYPE_DOMAIN (arg), val);
1562
1563     default:
1564       switch (tclass)
1565         {
1566         case tcc_type:
1567           if (TYPE_CANONICAL (arg))
1568             return iterative_hash_object (TYPE_HASH (TYPE_CANONICAL (arg)),
1569                                           val);
1570           else if (TREE_CODE (arg) == DECLTYPE_TYPE)
1571             return iterative_hash_template_arg (DECLTYPE_TYPE_EXPR (arg), val);
1572           /* Otherwise just compare the types during lookup.  */
1573           return val;
1574
1575         case tcc_declaration:
1576         case tcc_constant:
1577           return iterative_hash_expr (arg, val);
1578
1579         default:
1580           gcc_assert (IS_EXPR_CODE_CLASS (tclass));
1581           {
1582             unsigned n = TREE_OPERAND_LENGTH (arg);
1583             for (i = 0; i < n; ++i)
1584               val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, i), val);
1585             return val;
1586           }
1587         }
1588     }
1589   gcc_unreachable ();
1590   return 0;
1591 }
1592
1593 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1594    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1595    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.
1596
1597    Note that SPEC has been ggc_freed, so we can't look inside it.  */
1598
1599 bool
1600 reregister_specialization (tree spec, tree tinfo, tree new_spec)
1601 {
1602   spec_entry **slot;
1603   spec_entry elt;
1604
1605   elt.tmpl = most_general_template (TI_TEMPLATE (tinfo));
1606   elt.args = TI_ARGS (tinfo);
1607   elt.spec = NULL_TREE;
1608
1609   slot = (spec_entry **) htab_find_slot (decl_specializations, &elt, INSERT);
1610   if (*slot)
1611     {
1612       gcc_assert ((*slot)->spec == spec || (*slot)->spec == new_spec);
1613       gcc_assert (new_spec != NULL_TREE);
1614       (*slot)->spec = new_spec;
1615       return 1;
1616     }
1617
1618   return 0;
1619 }
1620
1621 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1622    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1623    DECL).  */
1624
1625 static int
1626 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1627 {
1628   return TREE_VALUE ((const_tree) p1) == (const_tree) p2;
1629 }
1630
1631 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1632
1633 static hashval_t
1634 hash_local_specialization (const void* p1)
1635 {
1636   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((const_tree) p1));
1637 }
1638
1639 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1640    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1641
1642 static void
1643 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1644 {
1645   void **slot;
1646
1647   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl,
1648                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1649   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1650 }
1651
1652 /* TYPE is a class type.  Returns true if TYPE is an explicitly
1653    specialized class.  */
1654
1655 bool
1656 explicit_class_specialization_p (tree type)
1657 {
1658   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
1659     return false;
1660   return !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
1661 }
1662
1663 /* Print the list of functions at FNS, going through all the overloads
1664    for each element of the list.  Alternatively, FNS can not be a
1665    TREE_LIST, in which case it will be printed together with all the
1666    overloads.
1667
1668    MORE and *STR should respectively be FALSE and NULL when the function
1669    is called from the outside.  They are used internally on recursive
1670    calls.  print_candidates manages the two parameters and leaves NULL
1671    in *STR when it ends.  */
1672
1673 static void
1674 print_candidates_1 (tree fns, bool more, const char **str)
1675 {
1676   tree fn, fn2;
1677   char *spaces = NULL;
1678
1679   for (fn = fns; fn; fn = OVL_NEXT (fn))
1680     if (TREE_CODE (fn) == TREE_LIST)
1681       {
1682         gcc_assert (!OVL_NEXT (fn) && !is_overloaded_fn (fn));
1683         for (fn2 = fn; fn2 != NULL_TREE; fn2 = TREE_CHAIN (fn2))
1684           print_candidates_1 (TREE_VALUE (fn2),
1685                               TREE_CHAIN (fn2) || more, str);
1686       }
1687     else
1688       {
1689         if (!*str)
1690           {
1691             /* Pick the prefix string.  */
1692             if (!more && !OVL_NEXT (fns))
1693               {
1694                 error ("candidate is: %+#D", OVL_CURRENT (fn));
1695                 continue;
1696               }
1697
1698             *str = _("candidates are:");
1699             spaces = get_spaces (*str);
1700           }
1701         error ("%s %+#D", *str, OVL_CURRENT (fn));
1702         *str = spaces ? spaces : *str;
1703       }
1704
1705   if (!more)
1706     {
1707       free (spaces);
1708       *str = NULL;
1709     }
1710 }
1711
1712 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  */
1713
1714 void
1715 print_candidates (tree fns)
1716 {
1717   const char *str = NULL;
1718   print_candidates_1 (fns, false, &str);
1719   gcc_assert (str == NULL);
1720 }
1721
1722 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1723    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1724    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1725    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1726    TEMPLATE_ID are non-members.
1727
1728    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1729    specialization of a member template.
1730
1731    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1732    template classes that appeared in the name of the function. See
1733    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1734
1735    TSK indicates what kind of template declaration (if any) is being
1736    declared.  TSK_TEMPLATE indicates that the declaration given by
1737    DECL, though a FUNCTION_DECL, has template parameters, and is
1738    therefore a template function.
1739
1740    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1741    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1742
1743    If it is impossible to determine the result, an error message is
1744    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1745
1746 static tree
1747 determine_specialization (tree template_id,
1748                           tree decl,
1749                           tree* targs_out,
1750                           int need_member_template,
1751                           int template_count,
1752                           tmpl_spec_kind tsk)
1753 {
1754   tree fns;
1755   tree targs;
1756   tree explicit_targs;
1757   tree candidates = NULL_TREE;
1758   /* A TREE_LIST of templates of which DECL may be a specialization.
1759      The TREE_VALUE of each node is a TEMPLATE_DECL.  The
1760      corresponding TREE_PURPOSE is the set of template arguments that,
1761      when used to instantiate the template, would produce a function
1762      with the signature of DECL.  */
1763   tree templates = NULL_TREE;
1764   int header_count;
1765   struct cp_binding_level *b;
1766
1767   *targs_out = NULL_TREE;
1768
1769   if (template_id == error_mark_node || decl == error_mark_node)
1770     return error_mark_node;
1771
1772   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1773   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1774
1775   if (fns == error_mark_node)
1776     return error_mark_node;
1777
1778   /* Check for baselinks.  */
1779   if (BASELINK_P (fns))
1780     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1781
1782   if (!is_overloaded_fn (fns))
1783     {
1784       error ("%qD is not a function template", fns);
1785       return error_mark_node;
1786     }
1787
1788   /* Count the number of template headers specified for this
1789      specialization.  */
1790   header_count = 0;
1791   for (b = current_binding_level;
1792        b->kind == sk_template_parms;
1793        b = b->level_chain)
1794     ++header_count;
1795
1796   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1797     {
1798       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1799
1800       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1801         {
1802           tree decl_arg_types;
1803           tree fn_arg_types;
1804
1805           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1806              the number of template headers appearing in the specialization
1807              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1808              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1809              member functions. Consider the following code:
1810
1811              template <> void A<int>::f(int);
1812              template <> template <> void A<int>::f(int);
1813
1814              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1815              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1816              member function, whilst the second line specializes "f" which
1817              is a template member function. So both lines are syntactically
1818              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1819              them.
1820
1821              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1822              against the declarations. We count the number of template
1823              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1824              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1825              plus there must be another header for the member template
1826              itself).
1827
1828              Notice that if header_count is zero, this is not a
1829              specialization but rather a template instantiation, so there
1830              is no check we can perform here.  */
1831           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1832             continue;
1833
1834           /* Check that the number of template arguments at the
1835              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1836           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1837               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1838               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1839                   != TREE_VEC_LENGTH (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
1840                                       (current_template_parms))))
1841             continue;
1842
1843           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1844           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1845           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1846
1847           /* For a non-static member function, we need to make sure
1848              that the const qualification is the same.  Since
1849              get_bindings does not try to merge the "this" parameter,
1850              we must do the comparison explicitly.  */
1851           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1852               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types),
1853                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1854             continue;
1855
1856           /* Skip the "this" parameter and, for constructors of
1857              classes with virtual bases, the VTT parameter.  A
1858              full specialization of a constructor will have a VTT
1859              parameter, but a template never will.  */ 
1860           decl_arg_types 
1861             = skip_artificial_parms_for (decl, decl_arg_types);
1862           fn_arg_types 
1863             = skip_artificial_parms_for (fn, fn_arg_types);
1864
1865           /* Check that the number of function parameters matches.
1866              For example,
1867                template <class T> void f(int i = 0);
1868                template <> void f<int>();
1869              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1870              by get_bindings below.  */
1871           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1872             continue;
1873
1874           /* Function templates cannot be specializations; there are
1875              no partial specializations of functions.  Therefore, if
1876              the type of DECL does not match FN, there is no
1877              match.  */
1878           if (tsk == tsk_template)
1879             {
1880               if (compparms (fn_arg_types, decl_arg_types))
1881                 candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1882               continue;
1883             }
1884
1885           /* See whether this function might be a specialization of this
1886              template.  */
1887           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1888
1889           if (!targs)
1890             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1891                specialize TMPL will produce DECL.  */
1892             continue;
1893
1894           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1895           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1896         }
1897       else if (need_member_template)
1898         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1899            specialization of a member template.  */
1900         ;
1901       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1902         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1903            cases.  */
1904         ;
1905       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1906         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1907            be a specialization of that.  */
1908         ;
1909       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1910         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1911         ;
1912       else
1913         {
1914           tree decl_arg_types;
1915
1916           /* This is an ordinary member function.  However, since
1917              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1918              template class.  For example,
1919
1920                template <typename T> struct S { void f(); };
1921                template <> void S<int>::f() {}
1922
1923              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1924              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1925              might be in business.  */
1926
1927           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1928             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1929                of a template class.  This is not a candidate.  */
1930             continue;
1931
1932           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1933                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1934             /* The return types differ.  */
1935             continue;
1936
1937           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1938           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1939           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1940               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1941             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1942
1943           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)),
1944                          decl_arg_types))
1945             /* They match!  */
1946             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1947         }
1948     }
1949
1950   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
1951     {
1952       /* We have:
1953
1954            [temp.expl.spec]
1955
1956            It is possible for a specialization with a given function
1957            signature to be instantiated from more than one function
1958            template.  In such cases, explicit specification of the
1959            template arguments must be used to uniquely identify the
1960            function template specialization being specialized.
1961
1962          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
1963          determine which of the candidate templates is most
1964          specialized.  However, we, also have:
1965
1966            [temp.func.order]
1967
1968            Partial ordering of overloaded function template
1969            declarations is used in the following contexts to select
1970            the function template to which a function template
1971            specialization refers:
1972
1973            -- when an explicit specialization refers to a function
1974               template.
1975
1976          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
1977          This extension can only serve to make invalid programs valid,
1978          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
1979          the committee intended the partial ordering rules to apply;
1980          the EDG front end has that behavior, and John Spicer claims
1981          that the committee simply forgot to delete the wording in
1982          [temp.expl.spec].  */
1983       tree tmpl = most_specialized_instantiation (templates);
1984       if (tmpl != error_mark_node)
1985         {
1986           templates = tmpl;
1987           TREE_CHAIN (templates) = NULL_TREE;
1988         }
1989     }
1990
1991   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
1992     {
1993       error ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
1994              "declaration", template_id, decl);
1995       if (header_count && header_count != template_count + 1)
1996         inform (input_location, "saw %d %<template<>%>, need %d for "
1997                 "specializing a member function template",
1998                 header_count, template_count + 1);
1999       return error_mark_node;
2000     }
2001   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
2002            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
2003            || (templates && candidates))
2004     {
2005       error ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
2006              template_id, decl);
2007       candidates = chainon (candidates, templates);
2008       print_candidates (candidates);
2009       return error_mark_node;
2010     }
2011
2012   /* We have one, and exactly one, match.  */
2013   if (candidates)
2014     {
2015       tree fn = TREE_VALUE (candidates);
2016       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (fn));
2017       /* DECL is a re-declaration or partial instantiation of a template
2018          function.  */
2019       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
2020         return fn;
2021       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
2022          template class.  */
2023       return DECL_TI_TEMPLATE (fn);
2024     }
2025
2026   /* It was a specialization of a template.  */
2027   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
2028   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
2029     {
2030       *targs_out = copy_node (targs);
2031       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out,
2032                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
2033                            TREE_PURPOSE (templates));
2034     }
2035   else
2036     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
2037   return TREE_VALUE (templates);
2038 }
2039
2040 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
2041    but with the default argument values filled in from those in the
2042    TMPL_TYPES.  */
2043
2044 static tree
2045 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
2046                                       tree tmpl_types)
2047 {
2048   tree new_spec_types;
2049
2050   if (!spec_types)
2051     return NULL_TREE;
2052
2053   if (spec_types == void_list_node)
2054     return void_list_node;
2055
2056   /* Substitute into the rest of the list.  */
2057   new_spec_types =
2058     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
2059                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
2060
2061   /* Add the default argument for this parameter.  */
2062   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
2063                          TREE_VALUE (spec_types),
2064                          new_spec_types);
2065 }
2066
2067 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
2068    from the template it specializes.  (That way, code like:
2069
2070      template <class T> void f(T = 3);
2071      template <> void f(double);
2072      void g () { f (); }
2073
2074    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
2075    the correct default arguments at the call-site, but this approach
2076    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
2077
2078 static void
2079 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
2080 {
2081   tree tmpl;
2082   tree spec_types;
2083   tree tmpl_types;
2084   tree new_spec_types;
2085   tree old_type;
2086   tree new_type;
2087   tree t;
2088   tree object_type = NULL_TREE;
2089   tree in_charge = NULL_TREE;
2090   tree vtt = NULL_TREE;
2091
2092   /* See if there's anything we need to do.  */
2093   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
2094   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
2095   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
2096     if (TREE_PURPOSE (t))
2097       break;
2098   if (!t)
2099     return;
2100
2101   old_type = TREE_TYPE (decl);
2102   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
2103
2104   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2105     {
2106       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
2107          CV quals.  */
2108       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
2109       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2110       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
2111
2112       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
2113         {
2114           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
2115              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
2116           in_charge = spec_types;
2117           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2118         }
2119       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
2120         {
2121           vtt = spec_types;
2122           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2123         }
2124     }
2125
2126   /* Compute the merged default arguments.  */
2127   new_spec_types =
2128     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
2129
2130   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
2131   if (object_type)
2132     {
2133       if (vtt)
2134         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
2135                                          TREE_VALUE (vtt),
2136                                          new_spec_types);
2137
2138       if (in_charge)
2139         /* Put the in-charge parameter back.  */
2140         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
2141                                          TREE_VALUE (in_charge),
2142                                          new_spec_types);
2143
2144       new_type = build_method_type_directly (object_type,
2145                                              TREE_TYPE (old_type),
2146                                              new_spec_types);
2147     }
2148   else
2149     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
2150                                     new_spec_types);
2151   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
2152                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
2153   new_type = build_exception_variant (new_type,
2154                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
2155   TREE_TYPE (decl) = new_type;
2156 }
2157
2158 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
2159    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
2160    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
2161    instantiation at this point.
2162
2163    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
2164    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
2165    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
2166    recoverable.
2167
2168    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags:
2169
2170    2: The function has a definition.
2171    4: The function is a friend.
2172
2173    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
2174    template classes that appeared in the name of the function.  For
2175    example, in
2176
2177      template <class T> struct S { void f(); };
2178      void S<int>::f();
2179
2180    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
2181    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
2182
2183      template <class T> struct S {};
2184      template <> struct S<int> { void f(); }
2185      template <> void S<int>::f();
2186
2187    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
2188    invalid; there should be no template <>.)
2189
2190    If the function is a specialization, it is marked as such via
2191    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
2192    is set up correctly, and it is added to the list of specializations
2193    for that template.  */
2194
2195 tree
2196 check_explicit_specialization (tree declarator,
2197                                tree decl,
2198                                int template_count,
2199                                int flags)
2200 {
2201   int have_def = flags & 2;
2202   int is_friend = flags & 4;
2203   int specialization = 0;
2204   int explicit_instantiation = 0;
2205   int member_specialization = 0;
2206   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
2207   tree dname = DECL_NAME (decl);
2208   tmpl_spec_kind tsk;
2209
2210   if (is_friend)
2211     {
2212       if (!processing_specialization)
2213         tsk = tsk_none;
2214       else
2215         tsk = tsk_excessive_parms;
2216     }
2217   else
2218     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
2219
2220   switch (tsk)
2221     {
2222     case tsk_none:
2223       if (processing_specialization)
2224         {
2225           specialization = 1;
2226           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2227         }
2228       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2229         {
2230           if (is_friend)
2231             /* This could be something like:
2232
2233                template <class T> void f(T);
2234                class S { friend void f<>(int); }  */
2235             specialization = 1;
2236           else
2237             {
2238               /* This case handles bogus declarations like template <>
2239                  template <class T> void f<int>(); */
2240
2241               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2242                      declarator);
2243               return decl;
2244             }
2245         }
2246       break;
2247
2248     case tsk_invalid_member_spec:
2249       /* The error has already been reported in
2250          check_specialization_scope.  */
2251       return error_mark_node;
2252
2253     case tsk_invalid_expl_inst:
2254       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
2255
2256       /* Fall through.  */
2257
2258     case tsk_expl_inst:
2259       if (have_def)
2260         error ("definition provided for explicit instantiation");
2261
2262       explicit_instantiation = 1;
2263       break;
2264
2265     case tsk_excessive_parms:
2266     case tsk_insufficient_parms:
2267       if (tsk == tsk_excessive_parms)
2268         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
2269                decl);
2270       else if (template_header_count)
2271         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
2272       else
2273         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
2274               "%<template <>%>", decl);
2275
2276       /* Fall through.  */
2277     case tsk_expl_spec:
2278       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2279       if (ctype)
2280         member_specialization = 1;
2281       else
2282         specialization = 1;
2283       break;
2284
2285     case tsk_template:
2286       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2287         {
2288           /* This case handles bogus declarations like template <>
2289              template <class T> void f<int>(); */
2290
2291           if (uses_template_parms (declarator))
2292             error ("function template partial specialization %qD "
2293                    "is not allowed", declarator);
2294           else
2295             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2296                    declarator);
2297           return decl;
2298         }
2299
2300       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
2301         /* This is a specialization of a member template, without
2302            specialization the containing class.  Something like:
2303
2304              template <class T> struct S {
2305                template <class U> void f (U);
2306              };
2307              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
2308
2309            That's a specialization -- but of the entire template.  */
2310         specialization = 1;
2311       break;
2312
2313     default:
2314       gcc_unreachable ();
2315     }
2316
2317   if (specialization || member_specialization)
2318     {
2319       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
2320       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
2321         if (TREE_PURPOSE (t))
2322           {
2323             permerror (input_location, 
2324                        "default argument specified in explicit specialization");
2325             break;
2326           }
2327     }
2328
2329   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
2330     {
2331       tree tmpl = NULL_TREE;
2332       tree targs = NULL_TREE;
2333
2334       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
2335       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
2336         {
2337           tree fns;
2338
2339           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
2340           if (ctype)
2341             fns = dname;
2342           else
2343             {
2344               /* If there is no class context, the explicit instantiation
2345                  must be at namespace scope.  */
2346               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
2347
2348               /* Find the namespace binding, using the declaration
2349                  context.  */
2350               fns = lookup_qualified_name (CP_DECL_CONTEXT (decl), dname,
2351                                            false, true);
2352               if (fns == error_mark_node || !is_overloaded_fn (fns))
2353                 {
2354                   error ("%qD is not a template function", dname);
2355                   fns = error_mark_node;
2356                 }
2357               else
2358                 {
2359                   tree fn = OVL_CURRENT (fns);
2360                   if (!is_associated_namespace (CP_DECL_CONTEXT (decl),
2361                                                 CP_DECL_CONTEXT (fn)))
2362                     error ("%qD is not declared in %qD",
2363                            decl, current_namespace);
2364                 }
2365             }
2366
2367           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
2368         }
2369
2370       if (declarator == error_mark_node)
2371         return error_mark_node;
2372
2373       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
2374         {
2375           if (!explicit_instantiation)
2376             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
2377                but the error will already have been flagged by
2378                check_specialization_scope.  */
2379             return error_mark_node;
2380           else
2381             {
2382               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
2383                  class scope, e.g.:
2384
2385                    class C { template void f(); }
2386
2387                    This case is caught by the parser.  However, on
2388                    something like:
2389
2390                    template class C { void f(); };
2391
2392                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
2393                    issued later.  */
2394               ;
2395             }
2396
2397           return decl;
2398         }
2399       else if (ctype != NULL_TREE
2400                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
2401                    IDENTIFIER_NODE))
2402         {
2403           /* Find the list of functions in ctype that have the same
2404              name as the declared function.  */
2405           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
2406           tree fns = NULL_TREE;
2407           int idx;
2408
2409           if (constructor_name_p (name, ctype))
2410             {
2411               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2412
2413               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (ctype)
2414                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
2415                 {
2416                   /* From [temp.expl.spec]:
2417
2418                      If such an explicit specialization for the member
2419                      of a class template names an implicitly-declared
2420                      special member function (clause _special_), the
2421                      program is ill-formed.
2422
2423                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
2424                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
2425                   return error_mark_node;
2426                 }
2427
2428               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
2429             }
2430
2431           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
2432             {
2433               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
2434               if (idx >= 0)
2435                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
2436             }
2437           else
2438             {
2439               VEC(tree,gc) *methods;
2440               tree ovl;
2441
2442               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
2443                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
2444                  int' which will be a specialization of `operator T'.
2445                  So, we find *all* the conversion operators, and then
2446                  select from them.  */
2447               fns = NULL_TREE;
2448
2449               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
2450               if (methods)
2451                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
2452                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
2453                      ++idx)
2454                   {
2455                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
2456                       /* There are no more conversion functions.  */
2457                       break;
2458
2459                     /* Glue all these conversion functions together
2460                        with those we already have.  */
2461                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
2462                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
2463                   }
2464             }
2465
2466           if (fns == NULL_TREE)
2467             {
2468               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
2469               return error_mark_node;
2470             }
2471           else
2472             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2473         }
2474
2475       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2476          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2477          member function, we cannot tell apriori whether the
2478          instantiation is for a member template, or just a member
2479          function of a template class.  Even if a member template is
2480          being instantiated, the member template arguments may be
2481          elided if they can be deduced from the rest of the
2482          declaration.  */
2483       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2484                                        &targs,
2485                                        member_specialization,
2486                                        template_count,
2487                                        tsk);
2488
2489       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2490         /* We couldn't figure out what this declaration was
2491            specializing.  */
2492         return error_mark_node;
2493       else
2494         {
2495           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2496
2497           if (explicit_instantiation)
2498             {
2499               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2500                  is done by do_decl_instantiation later.  */
2501
2502               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2503               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2504
2505               if (arg_depth > parm_depth)
2506                 {
2507                   /* If TMPL is not the most general template (for
2508                      example, if TMPL is a friend template that is
2509                      injected into namespace scope), then there will
2510                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2511                      here.  */
2512                   int i;
2513                   tree new_targs;
2514
2515                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2516                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2517                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2518                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2519                   targs = new_targs;
2520                 }
2521
2522               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2523             }
2524
2525           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2526              turns out to be specializing a static member function,
2527              make DECL a static member function as well.  */
2528           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2529               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2530             revert_static_member_fn (decl);
2531
2532           /* If this is a specialization of a member template of a
2533              template class, we want to return the TEMPLATE_DECL, not
2534              the specialization of it.  */
2535           if (tsk == tsk_template)
2536             {
2537               tree result = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
2538               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2539               DECL_INITIAL (result) = NULL_TREE;
2540               if (have_def)
2541                 {
2542                   tree parm;
2543                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2544                   DECL_SOURCE_LOCATION (result)
2545                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2546                   /* We want to use the argument list specified in the
2547                      definition, not in the original declaration.  */
2548                   DECL_ARGUMENTS (result) = DECL_ARGUMENTS (decl);
2549                   for (parm = DECL_ARGUMENTS (result); parm;
2550                        parm = TREE_CHAIN (parm))
2551                     DECL_CONTEXT (parm) = result;
2552                 }
2553               return register_specialization (tmpl, gen_tmpl, targs,
2554                                               is_friend, 0);
2555             }
2556
2557           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2558           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = build_template_info (tmpl, targs);
2559
2560           /* Inherit default function arguments from the template
2561              DECL is specializing.  */
2562           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2563
2564           /* This specialization has the same protection as the
2565              template it specializes.  */
2566           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2567           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2568
2569           /* 7.1.1-1 [dcl.stc]
2570
2571              A storage-class-specifier shall not be specified in an
2572              explicit specialization...
2573
2574              The parser rejects these, so unless action is taken here,
2575              explicit function specializations will always appear with
2576              global linkage.
2577
2578              The action recommended by the C++ CWG in response to C++
2579              defect report 605 is to make the storage class and linkage
2580              of the explicit specialization match the templated function:
2581
2582              http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_active.html#605
2583            */
2584           if (tsk == tsk_expl_spec && DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
2585             {
2586               tree tmpl_func = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
2587               gcc_assert (TREE_CODE (tmpl_func) == FUNCTION_DECL);
2588
2589               /* This specialization has the same linkage and visibility as
2590                  the function template it specializes.  */
2591               TREE_PUBLIC (decl) = TREE_PUBLIC (tmpl_func);
2592               if (! TREE_PUBLIC (decl))
2593                 {
2594                   DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
2595                   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
2596                 }
2597               DECL_THIS_STATIC (decl) = DECL_THIS_STATIC (tmpl_func);
2598               if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (tmpl_func))
2599                 {
2600                   DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (decl) = 1;
2601                   DECL_VISIBILITY (decl) = DECL_VISIBILITY (tmpl_func);
2602                 }
2603             }
2604
2605           /* If DECL is a friend declaration, declared using an
2606              unqualified name, the namespace associated with DECL may
2607              have been set incorrectly.  For example, in:
2608
2609                template <typename T> void f(T);
2610                namespace N {
2611                  struct S { friend void f<int>(int); }
2612                }
2613
2614              we will have set the DECL_CONTEXT for the friend
2615              declaration to N, rather than to the global namespace.  */
2616           if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl))
2617             DECL_CONTEXT (decl) = DECL_CONTEXT (tmpl);
2618
2619           if (is_friend && !have_def)
2620             /* This is not really a declaration of a specialization.
2621                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2622                a request for an instantiation, either.  */
2623             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2624           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2625             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2626                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2627                versions in V3 ABI.  */
2628             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2629
2630           /* Register this specialization so that we can find it
2631              again.  */
2632           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs, is_friend, 0);
2633         }
2634     }
2635
2636   return decl;
2637 }
2638
2639 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2640    parameters.  These are represented in the same format used for
2641    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2642
2643 int
2644 comp_template_parms (const_tree parms1, const_tree parms2)
2645 {
2646   const_tree p1;
2647   const_tree p2;
2648
2649   if (parms1 == parms2)
2650     return 1;
2651
2652   for (p1 = parms1, p2 = parms2;
2653        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2654        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2655     {
2656       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2657       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2658       int i;
2659
2660       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2661       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2662
2663       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2664         return 0;
2665
2666       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i)
2667         {
2668           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2669           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2670
2671           /* If either of the template parameters are invalid, assume
2672              they match for the sake of error recovery. */
2673           if (parm1 == error_mark_node || parm2 == error_mark_node)
2674             return 1;
2675
2676           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2677             return 0;
2678
2679           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2680               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm1)
2681                   == TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm2)))
2682             continue;
2683           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2684             return 0;
2685         }
2686     }
2687
2688   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2689     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2690        other.  */
2691     return 0;
2692
2693   return 1;
2694 }
2695
2696 /* Determine whether PARM is a parameter pack.  */
2697
2698 bool 
2699 template_parameter_pack_p (const_tree parm)
2700 {
2701   /* Determine if we have a non-type template parameter pack.  */
2702   if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
2703     return (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm) 
2704             && TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)));
2705
2706   /* If this is a list of template parameters, we could get a
2707      TYPE_DECL or a TEMPLATE_DECL.  */ 
2708   if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2709     parm = TREE_TYPE (parm);
2710
2711   return ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2712            || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
2713           && TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm));
2714 }
2715
2716 /* Determine if T is a function parameter pack.  */
2717
2718 bool
2719 function_parameter_pack_p (const_tree t)
2720 {
2721   if (t && TREE_CODE (t) == PARM_DECL)
2722     return FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t);
2723   return false;
2724 }
2725
2726 /* Return the function template declaration of PRIMARY_FUNC_TMPL_INST.
2727    PRIMARY_FUNC_TMPL_INST is a primary function template instantiation.  */
2728
2729 tree
2730 get_function_template_decl (const_tree primary_func_tmpl_inst)
2731 {
2732   if (! primary_func_tmpl_inst
2733       || TREE_CODE (primary_func_tmpl_inst) != FUNCTION_DECL
2734       || ! primary_template_instantiation_p (primary_func_tmpl_inst))
2735     return NULL;
2736
2737   return DECL_TEMPLATE_RESULT (DECL_TI_TEMPLATE (primary_func_tmpl_inst));
2738 }
2739
2740 /* Return true iff the function parameter PARAM_DECL was expanded
2741    from the function parameter pack PACK.  */
2742
2743 bool
2744 function_parameter_expanded_from_pack_p (tree param_decl, tree pack)
2745 {
2746   if (DECL_ARTIFICIAL (param_decl)
2747       || !function_parameter_pack_p (pack))
2748     return false;
2749
2750   /* The parameter pack and its pack arguments have the same
2751      DECL_PARM_INDEX.  */
2752   return DECL_PARM_INDEX (pack) == DECL_PARM_INDEX (param_decl);
2753 }
2754
2755 /* Determine whether ARGS describes a variadic template args list,
2756    i.e., one that is terminated by a template argument pack.  */
2757
2758 static bool 
2759 template_args_variadic_p (tree args)
2760 {
2761   int nargs;
2762   tree last_parm;
2763
2764   if (args == NULL_TREE)
2765     return false;
2766
2767   args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
2768   nargs = TREE_VEC_LENGTH (args);
2769
2770   if (nargs == 0)
2771     return false;
2772
2773   last_parm = TREE_VEC_ELT (args, nargs - 1);
2774
2775   return ARGUMENT_PACK_P (last_parm);
2776 }
2777
2778 /* Generate a new name for the parameter pack name NAME (an
2779    IDENTIFIER_NODE) that incorporates its */
2780
2781 static tree
2782 make_ith_pack_parameter_name (tree name, int i)
2783 {
2784   /* Munge the name to include the parameter index.  */
2785 #define NUMBUF_LEN 128
2786   char numbuf[NUMBUF_LEN];
2787   char* newname;
2788   int newname_len;
2789
2790   snprintf (numbuf, NUMBUF_LEN, "%i", i);
2791   newname_len = IDENTIFIER_LENGTH (name)
2792                 + strlen (numbuf) + 2;
2793   newname = (char*)alloca (newname_len);
2794   snprintf (newname, newname_len,
2795             "%s#%i", IDENTIFIER_POINTER (name), i);
2796   return get_identifier (newname);
2797 }
2798
2799 /* Return true if T is a primary function
2800    or class template instantiation.  */
2801
2802 bool
2803 primary_template_instantiation_p (const_tree t)
2804 {
2805   if (!t)
2806     return false;
2807
2808   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
2809     return DECL_LANG_SPECIFIC (t)
2810            && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2811            && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (t));
2812   else if (CLASS_TYPE_P (t))
2813     return CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2814            && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
2815   return false;
2816 }
2817
2818 /* Return true if PARM is a template template parameter.  */
2819
2820 bool
2821 template_template_parameter_p (const_tree parm)
2822 {
2823   return DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2824 }
2825
2826 /* Return the template parameters of T if T is a
2827    primary template instantiation, NULL otherwise.  */
2828
2829 tree
2830 get_primary_template_innermost_parameters (const_tree t)
2831 {
2832   tree parms = NULL, template_info = NULL;
2833
2834   if ((template_info = get_template_info (t))
2835       && primary_template_instantiation_p (t))
2836     parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
2837         (DECL_TEMPLATE_PARMS (TI_TEMPLATE (template_info)));
2838
2839   return parms;
2840 }
2841
2842 /* Returns the template arguments of T if T is a template instantiation,
2843    NULL otherwise.  */
2844
2845 tree
2846 get_template_innermost_arguments (const_tree t)
2847 {
2848   tree args = NULL, template_info = NULL;
2849
2850   if ((template_info = get_template_info (t))
2851       && TI_ARGS (template_info))
2852     args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (template_info));
2853
2854   return args;
2855 }
2856
2857 /* Return the argument pack elements of T if T is a template argument pack,
2858    NULL otherwise.  */
2859
2860 tree
2861 get_template_argument_pack_elems (const_tree t)
2862 {
2863   if (TREE_CODE (t) != TYPE_ARGUMENT_PACK
2864       && TREE_CODE (t) != NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
2865     return NULL;
2866
2867   return ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
2868 }
2869
2870 /* Structure used to track the progress of find_parameter_packs_r.  */
2871 struct find_parameter_pack_data 
2872 {
2873   /* TREE_LIST that will contain all of the parameter packs found by
2874      the traversal.  */
2875   tree* parameter_packs;
2876
2877   /* Set of AST nodes that have been visited by the traversal.  */
2878   struct pointer_set_t *visited;
2879 };
2880
2881 /* Identifies all of the argument packs that occur in a template
2882    argument and appends them to the TREE_LIST inside DATA, which is a
2883    find_parameter_pack_data structure. This is a subroutine of
2884    make_pack_expansion and uses_parameter_packs.  */
2885 static tree
2886 find_parameter_packs_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void* data)
2887 {
2888   tree t = *tp;
2889   struct find_parameter_pack_data* ppd = 
2890     (struct find_parameter_pack_data*)data;
2891   bool parameter_pack_p = false;
2892
2893   /* Identify whether this is a parameter pack or not.  */
2894   switch (TREE_CODE (t))
2895     {
2896     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
2897       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
2898         parameter_pack_p = true;
2899       break;
2900
2901     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
2902     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2903       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
2904         parameter_pack_p = true;
2905       break;
2906
2907     case PARM_DECL:
2908       if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
2909         {
2910           /* We don't want to walk into the type of a PARM_DECL,
2911              because we don't want to see the type parameter pack.  */
2912           *walk_subtrees = 0;
2913           parameter_pack_p = true;
2914         }
2915       break;
2916
2917     default:
2918       /* Not a parameter pack.  */
2919       break;
2920     }
2921
2922   if (parameter_pack_p)
2923     {
2924       /* Add this parameter pack to the list.  */
2925       *ppd->parameter_packs = tree_cons (NULL_TREE, t, *ppd->parameter_packs);
2926     }
2927
2928   if (TYPE_P (t))
2929     cp_walk_tree (&TYPE_CONTEXT (t), 
2930                   &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2931
2932   /* This switch statement will return immediately if we don't find a
2933      parameter pack.  */
2934   switch (TREE_CODE (t)) 
2935     {
2936     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
2937       return NULL_TREE;
2938
2939     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2940       /* Check the template itself.  */
2941       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (TYPE_TI_TEMPLATE (t)), 
2942                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2943       /* Check the template arguments.  */
2944       cp_walk_tree (&TYPE_TI_ARGS (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
2945                     ppd->visited);
2946       *walk_subtrees = 0;
2947       return NULL_TREE;
2948
2949     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
2950     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2951       return NULL_TREE;
2952
2953     case PARM_DECL:
2954       return NULL_TREE;
2955
2956     case RECORD_TYPE:
2957       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
2958         return NULL_TREE;
2959       /* Fall through.  */
2960
2961     case UNION_TYPE:
2962     case ENUMERAL_TYPE:
2963       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
2964         cp_walk_tree (&TI_ARGS (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
2965                       &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2966
2967       *walk_subtrees = 0;
2968       return NULL_TREE;
2969
2970     case TEMPLATE_DECL:
2971       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t),
2972                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2973       return NULL_TREE;
2974  
2975     case TYPENAME_TYPE:
2976       cp_walk_tree (&TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), &find_parameter_packs_r,
2977                    ppd, ppd->visited);
2978       *walk_subtrees = 0;
2979       return NULL_TREE;
2980       
2981     case TYPE_PACK_EXPANSION:
2982     case EXPR_PACK_EXPANSION:
2983       *walk_subtrees = 0;
2984       return NULL_TREE;
2985
2986     case INTEGER_TYPE:
2987       cp_walk_tree (&TYPE_MAX_VALUE (t), &find_parameter_packs_r, 
2988                     ppd, ppd->visited);
2989       *walk_subtrees = 0;
2990       return NULL_TREE;
2991
2992     case IDENTIFIER_NODE:
2993       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
2994                     ppd->visited);
2995       *walk_subtrees = 0;
2996       return NULL_TREE;
2997
2998     default:
2999       return NULL_TREE;
3000     }
3001
3002   return NULL_TREE;
3003 }
3004
3005 /* Determines if the expression or type T uses any parameter packs.  */
3006 bool
3007 uses_parameter_packs (tree t)
3008 {
3009   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3010   struct find_parameter_pack_data ppd;
3011   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3012   ppd.visited = pointer_set_create ();
3013   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3014   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3015   return parameter_packs != NULL_TREE;
3016 }
3017
3018 /* Turn ARG, which may be an expression, type, or a TREE_LIST
3019    representation a base-class initializer into a parameter pack
3020    expansion. If all goes well, the resulting node will be an
3021    EXPR_PACK_EXPANSION, TYPE_PACK_EXPANSION, or TREE_LIST,
3022    respectively.  */
3023 tree 
3024 make_pack_expansion (tree arg)
3025 {
3026   tree result;
3027   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3028   bool for_types = false;
3029   struct find_parameter_pack_data ppd;
3030
3031   if (!arg || arg == error_mark_node)
3032     return arg;
3033
3034   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST)
3035     {
3036       /* The only time we will see a TREE_LIST here is for a base
3037          class initializer.  In this case, the TREE_PURPOSE will be a
3038          _TYPE node (representing the base class expansion we're
3039          initializing) and the TREE_VALUE will be a TREE_LIST
3040          containing the initialization arguments. 
3041
3042          The resulting expansion looks somewhat different from most
3043          expansions. Rather than returning just one _EXPANSION, we
3044          return a TREE_LIST whose TREE_PURPOSE is a
3045          TYPE_PACK_EXPANSION containing the bases that will be
3046          initialized.  The TREE_VALUE will be identical to the
3047          original TREE_VALUE, which is a list of arguments that will
3048          be passed to each base.  We do not introduce any new pack
3049          expansion nodes into the TREE_VALUE (although it is possible
3050          that some already exist), because the TREE_PURPOSE and
3051          TREE_VALUE all need to be expanded together with the same
3052          _EXPANSION node.  Note that the TYPE_PACK_EXPANSION in the
3053          resulting TREE_PURPOSE will mention the parameter packs in
3054          both the bases and the arguments to the bases.  */
3055       tree purpose;
3056       tree value;
3057       tree parameter_packs = NULL_TREE;
3058
3059       /* Determine which parameter packs will be used by the base
3060          class expansion.  */
3061       ppd.visited = pointer_set_create ();
3062       ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3063       cp_walk_tree (&TREE_PURPOSE (arg), &find_parameter_packs_r, 
3064                     &ppd, ppd.visited);
3065
3066       if (parameter_packs == NULL_TREE)
3067         {
3068           error ("base initializer expansion %<%T%> contains no parameter packs", arg);
3069           pointer_set_destroy (ppd.visited);
3070           return error_mark_node;
3071         }
3072
3073       if (TREE_VALUE (arg) != void_type_node)
3074         {
3075           /* Collect the sets of parameter packs used in each of the
3076              initialization arguments.  */
3077           for (value = TREE_VALUE (arg); value; value = TREE_CHAIN (value))
3078             {
3079               /* Determine which parameter packs will be expanded in this
3080                  argument.  */
3081               cp_walk_tree (&TREE_VALUE (value), &find_parameter_packs_r, 
3082                             &ppd, ppd.visited);
3083             }
3084         }
3085
3086       pointer_set_destroy (ppd.visited);
3087
3088       /* Create the pack expansion type for the base type.  */
3089       purpose = cxx_make_type (TYPE_PACK_EXPANSION);
3090       SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (purpose, TREE_PURPOSE (arg));
3091       PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (purpose) = parameter_packs;
3092
3093       /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
3094          they will rarely be compared to anything.  */
3095       SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (purpose);
3096
3097       return tree_cons (purpose, TREE_VALUE (arg), NULL_TREE);
3098     }
3099
3100   if (TYPE_P (arg) || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
3101     for_types = true;
3102
3103   /* Build the PACK_EXPANSION_* node.  */
3104   result = for_types
3105      ? cxx_make_type (TYPE_PACK_EXPANSION)
3106      : make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
3107   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (result, arg);
3108   if (TREE_CODE (result) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3109     {
3110       /* Propagate type and const-expression information.  */
3111       TREE_TYPE (result) = TREE_TYPE (arg);
3112       TREE_CONSTANT (result) = TREE_CONSTANT (arg);
3113     }
3114   else
3115     /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
3116        they will rarely be compared to anything.  */
3117     SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (result);
3118
3119   /* Determine which parameter packs will be expanded.  */
3120   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3121   ppd.visited = pointer_set_create ();
3122   cp_walk_tree (&arg, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3123   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3124
3125   /* Make sure we found some parameter packs.  */
3126   if (parameter_packs == NULL_TREE)
3127     {
3128       if (TYPE_P (arg))
3129         error ("expansion pattern %<%T%> contains no argument packs", arg);
3130       else
3131         error ("expansion pattern %<%E%> contains no argument packs", arg);
3132       return error_mark_node;
3133     }
3134   PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (result) = parameter_packs;
3135
3136   return result;
3137 }
3138
3139 /* Checks T for any "bare" parameter packs, which have not yet been
3140    expanded, and issues an error if any are found. This operation can
3141    only be done on full expressions or types (e.g., an expression
3142    statement, "if" condition, etc.), because we could have expressions like:
3143
3144      foo(f(g(h(args)))...)
3145
3146    where "args" is a parameter pack. check_for_bare_parameter_packs
3147    should not be called for the subexpressions args, h(args),
3148    g(h(args)), or f(g(h(args))), because we would produce erroneous
3149    error messages. 
3150
3151    Returns TRUE and emits an error if there were bare parameter packs,
3152    returns FALSE otherwise.  */
3153 bool 
3154 check_for_bare_parameter_packs (tree t)
3155 {
3156   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3157   struct find_parameter_pack_data ppd;
3158
3159   if (!processing_template_decl || !t || t == error_mark_node)
3160     return false;
3161
3162   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
3163     t = TREE_TYPE (t);
3164
3165   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3166   ppd.visited = pointer_set_create ();
3167   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3168   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3169
3170   if (parameter_packs) 
3171     {
3172       error ("parameter packs not expanded with %<...%>:");
3173       while (parameter_packs)
3174         {
3175           tree pack = TREE_VALUE (parameter_packs);
3176           tree name = NULL_TREE;
3177
3178           if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TYPE_PARM
3179               || TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
3180             name = TYPE_NAME (pack);
3181           else if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3182             name = DECL_NAME (TEMPLATE_PARM_DECL (pack));
3183           else
3184             name = DECL_NAME (pack);
3185
3186           if (name)
3187             inform (input_location, "        %qD", name);
3188           else
3189             inform (input_location, "        <anonymous>");
3190
3191           parameter_packs = TREE_CHAIN (parameter_packs);
3192         }
3193
3194       return true;
3195     }
3196
3197   return false;
3198 }
3199
3200 /* Expand any parameter packs that occur in the template arguments in
3201    ARGS.  */
3202 tree
3203 expand_template_argument_pack (tree args)
3204 {
3205   tree result_args = NULL_TREE;
3206   int in_arg, out_arg = 0, nargs = args ? TREE_VEC_LENGTH (args) : 0;
3207   int num_result_args = -1;
3208
3209   /* First, determine if we need to expand anything, and the number of
3210      slots we'll need.  */
3211   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3212     {
3213       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3214       if (arg == NULL_TREE)
3215         return args;
3216       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3217         {
3218           int num_packed = TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg));
3219           if (num_result_args < 0)
3220             num_result_args = in_arg + num_packed;
3221           else
3222             num_result_args += num_packed;
3223         }
3224       else
3225         {
3226           if (num_result_args >= 0)
3227             num_result_args++;
3228         }
3229     }
3230
3231   /* If no expansion is necessary, we're done.  */
3232   if (num_result_args < 0)
3233     return args;
3234
3235   /* Expand arguments.  */
3236   result_args = make_tree_vec (num_result_args);
3237   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3238     {
3239       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3240       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3241         {
3242           tree packed = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
3243           int i, num_packed = TREE_VEC_LENGTH (packed);
3244           for (i = 0; i < num_packed; ++i, ++out_arg)
3245             TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = TREE_VEC_ELT(packed, i);
3246         }
3247       else
3248         {
3249           TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = arg;
3250           ++out_arg;
3251         }
3252     }
3253
3254   return result_args;
3255 }
3256
3257 /* Checks if DECL shadows a template parameter.
3258
3259    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
3260    scope (including nested scopes).
3261
3262    Emits an error and returns TRUE if the DECL shadows a parameter,
3263    returns FALSE otherwise.  */
3264
3265 bool
3266 check_template_shadow (tree decl)
3267 {
3268   tree olddecl;
3269
3270   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
3271      parameter.  */
3272   if (!current_template_parms)
3273     return true;
3274
3275   /* Figure out what we're shadowing.  */
3276   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
3277     decl = OVL_CURRENT (decl);
3278   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
3279
3280   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
3281      anything, let alone a template parameter.  */
3282   if (!olddecl)
3283     return true;
3284
3285   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
3286      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
3287      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
3288      node.  */
3289   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
3290     return true;
3291
3292   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
3293      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
3294      inline member templates.  */
3295   if (decl == olddecl
3296       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
3297     return true;
3298
3299   error ("declaration of %q+#D", decl);
3300   error (" shadows template parm %q+#D", olddecl);
3301   return false;
3302 }
3303
3304 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
3305    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
3306
3307 static tree
3308 build_template_parm_index (int index,
3309                            int level,
3310                            int orig_level,
3311                            tree decl,
3312                            tree type)
3313 {
3314   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
3315   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
3316   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
3317   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
3318   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
3319   TREE_TYPE (t) = type;
3320   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
3321   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
3322
3323   return t;
3324 }
3325
3326 /* Find the canonical type parameter for the given template type
3327    parameter.  Returns the canonical type parameter, which may be TYPE
3328    if no such parameter existed.  */
3329 static tree
3330 canonical_type_parameter (tree type)
3331 {
3332   tree list;
3333   int idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (type);
3334   if (!canonical_template_parms)
3335     canonical_template_parms = VEC_alloc (tree, gc, idx+1);
3336
3337   while (VEC_length (tree, canonical_template_parms) <= (unsigned)idx)
3338     VEC_safe_push (tree, gc, canonical_template_parms, NULL_TREE);
3339
3340   list = VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx);
3341   while (list && !comptypes (type, TREE_VALUE (list), COMPARE_STRUCTURAL))
3342     list = TREE_CHAIN (list);
3343
3344   if (list)
3345     return TREE_VALUE (list);
3346   else
3347     {
3348       VEC_replace(tree, canonical_template_parms, idx,
3349                   tree_cons (NULL_TREE, type, 
3350                              VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx)));
3351       return type;
3352     }
3353 }
3354
3355 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
3356    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
3357    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
3358    new one is created.  */
3359
3360 static tree
3361 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels, tree args,
3362                             tsubst_flags_t complain)
3363 {
3364   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
3365       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
3366           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels)
3367       || !same_type_p (type, TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))))
3368     {
3369       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
3370       tree decl, t;
3371
3372       decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (orig_decl),
3373                          TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
3374       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
3375       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
3376       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3377       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3378
3379       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
3380                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
3381                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
3382                                      decl, type);
3383       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
3384       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t) 
3385         = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (index);
3386
3387         /* Template template parameters need this.  */
3388       if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
3389         DECL_TEMPLATE_PARMS (decl) = tsubst_template_parms
3390           (DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index)),
3391            args, complain);
3392     }
3393
3394   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
3395 }
3396
3397 /* Process information from new template parameter PARM and append it to the
3398    LIST being built.  This new parameter is a non-type parameter iff
3399    IS_NON_TYPE is true. This new parameter is a parameter
3400    pack iff IS_PARAMETER_PACK is true.  The location of PARM is in 
3401    PARM_LOC.  */
3402
3403 tree
3404 process_template_parm (tree list, location_t parm_loc, tree parm, bool is_non_type, 
3405                        bool is_parameter_pack)
3406 {
3407   tree decl = 0;
3408   tree defval;
3409   tree err_parm_list;
3410   int idx = 0;
3411
3412   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
3413   defval = TREE_PURPOSE (parm);
3414
3415   if (list)
3416     {
3417       tree p = tree_last (list);
3418
3419       if (p && TREE_VALUE (p) != error_mark_node)
3420         {
3421           p = TREE_VALUE (p);
3422           if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
3423             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
3424           else
3425             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
3426         }
3427
3428       ++idx;
3429     }
3430   else
3431     idx = 0;
3432
3433   if (is_non_type)
3434     {
3435       parm = TREE_VALUE (parm);
3436
3437       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
3438
3439       if (TREE_TYPE (parm) == error_mark_node)
3440         {
3441           err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3442           TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3443            return chainon (list, err_parm_list);
3444         }
3445       else
3446       {
3447         /* [temp.param]
3448
3449            The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
3450            ignored when determining its type.  */
3451         TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
3452         if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
3453           {
3454             err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3455             TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3456              return chainon (list, err_parm_list);
3457           }
3458
3459         if (uses_parameter_packs (TREE_TYPE (parm)) && !is_parameter_pack)
3460           {
3461             /* This template parameter is not a parameter pack, but it
3462                should be. Complain about "bare" parameter packs.  */
3463             check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (parm));
3464             
3465             /* Recover by calling this a parameter pack.  */
3466             is_parameter_pack = true;
3467           }
3468       }
3469
3470       /* A template parameter is not modifiable.  */
3471       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
3472       TREE_READONLY (parm) = 1;
3473       decl = build_decl (parm_loc,
3474                          CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
3475       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
3476       TREE_READONLY (decl) = 1;
3477       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl)
3478         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3479                                      processing_template_decl,
3480                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3481
3482       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)) 
3483         = is_parameter_pack;
3484     }
3485   else
3486     {
3487       tree t;
3488       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
3489
3490       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
3491         {
3492           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
3493           /* This is for distinguishing between real templates and template
3494              template parameters */
3495           TREE_TYPE (parm) = t;
3496           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
3497           decl = parm;
3498         }
3499       else
3500         {
3501           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
3502           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
3503           decl = build_decl (parm_loc,
3504                              TYPE_DECL, parm, t);
3505         }
3506
3507       TYPE_NAME (t) = decl;
3508       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
3509       parm = decl;
3510       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
3511         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3512                                      processing_template_decl,
3513                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3514       TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t) = is_parameter_pack;
3515       TYPE_CANONICAL (t) = canonical_type_parameter (t);
3516     }
3517   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3518   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3519   pushdecl (decl);
3520   parm = build_tree_list (defval, parm);
3521   return chainon (list, parm);
3522 }
3523
3524 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
3525    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
3526    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
3527    as PARM_DECLs.  */
3528
3529 tree
3530 end_template_parm_list (tree parms)
3531 {
3532   int nparms;
3533   tree parm, next;
3534   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
3535
3536   current_template_parms
3537     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
3538                  saved_parmlist, current_template_parms);
3539
3540   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
3541     {
3542       next = TREE_CHAIN (parm);
3543       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
3544       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
3545     }
3546
3547   --processing_template_parmlist;
3548
3549   return saved_parmlist;
3550 }
3551
3552 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
3553
3554 void
3555 end_template_decl (void)
3556 {
3557   reset_specialization ();
3558
3559   if (! processing_template_decl)
3560     return;
3561
3562   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
3563   finish_scope ();
3564
3565   --processing_template_decl;
3566   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
3567 }
3568
3569 /* Within the declaration of a template, return all levels of template
3570    parameters that apply.  The template parameters are represented as
3571    a TREE_VEC, in the form documented in cp-tree.h for template
3572    arguments.  */
3573
3574 static tree
3575 current_template_args (void)
3576 {
3577   tree header;
3578   tree args = NULL_TREE;
3579   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
3580   int l = length;
3581
3582   /* If there is only one level of template parameters, we do not
3583      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
3584      TREE_VEC containing the arguments.  */
3585   if (length > 1)
3586     args = make_tree_vec (length);
3587
3588   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
3589     {
3590       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
3591       int i;
3592
3593       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
3594       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
3595         {
3596           tree t = TREE_VEC_ELT (a, i);
3597
3598           /* T will be a list if we are called from within a
3599              begin/end_template_parm_list pair, but a vector directly
3600              if within a begin/end_member_template_processing pair.  */
3601           if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
3602             {
3603               t = TREE_VALUE (t);
3604
3605               if (!error_operand_p (t))
3606                 {
3607                   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
3608                       || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
3609                     {
3610                       t = TREE_TYPE (t);
3611                       
3612                       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
3613                         {
3614                           /* Turn this argument into a TYPE_ARGUMENT_PACK
3615                              with a single element, which expands T.  */
3616                           tree vec = make_tree_vec (1);
3617                           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
3618                           
3619                           t = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
3620                           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
3621                         }
3622                     }
3623                   else
3624                     {
3625                       t = DECL_INITIAL (t);
3626                       
3627                       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
3628                         {
3629                           /* Turn this argument into a NONTYPE_ARGUMENT_PACK
3630                              with a single element, which expands T.  */
3631                           tree vec = make_tree_vec (1);
3632                           tree type = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (t));
3633                           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
3634                           
3635                           t  = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
3636                           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
3637                           TREE_TYPE (t) = type;
3638                         }
3639                     }
3640                   TREE_VEC_ELT (a, i) = t;
3641                 }
3642             }
3643         }
3644
3645       if (length > 1)
3646         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
3647       else
3648         args = a;
3649     }
3650
3651   return args;
3652 }
3653
3654 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
3655    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
3656    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
3657
3658 static tree
3659 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
3660 {
3661   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
3662   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
3663   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
3664   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
3665
3666   return tmpl;
3667 }
3668
3669 struct template_parm_data
3670 {
3671   /* The level of the template parameters we are currently
3672      processing.  */
3673   int level;
3674
3675   /* The index of the specialization argument we are currently
3676      processing.  */
3677   int current_arg;
3678
3679   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
3680      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
3681      of the arguments processed so far.  */
3682   int* parms;
3683
3684   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
3685      elements are nonzero if the argument makes use of template
3686      parameters of this level.  */
3687   int* arg_uses_template_parms;
3688 };
3689
3690 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
3691    parameter in a partial specialization is used in the explicit
3692    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
3693    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
3694    appropriately.  */
3695
3696 static int
3697 mark_template_parm (tree t, void* data)
3698 {
3699   int level;
3700   int idx;
3701   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
3702
3703   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3704     {
3705       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
3706       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
3707     }
3708   else
3709     {
3710       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
3711       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
3712     }
3713
3714   if (level == tpd->level)
3715     {
3716       tpd->parms[idx] = 1;
3717       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
3718     }
3719
3720   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
3721      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
3722   return 0;
3723 }
3724
3725 /* Process the partial specialization DECL.  */
3726
3727 static tree
3728 process_partial_specialization (tree decl)
3729 {
3730   tree type = TREE_TYPE (decl);
3731   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
3732   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
3733   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
3734   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
3735   tree inner_parms;
3736   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
3737   int ntparms;
3738   int  i;
3739   int did_error_intro = 0;
3740   struct template_parm_data tpd;
3741   struct template_parm_data tpd2;
3742
3743   gcc_assert (current_template_parms);
3744
3745   inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
3746   ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
3747
3748   /* We check that each of the template parameters given in the
3749      partial specialization is used in the argument list to the
3750      specialization.  For example:
3751
3752        template <class T> struct S;
3753        template <class T> struct S<T*>;
3754
3755      The second declaration is OK because `T*' uses the template
3756      parameter T, whereas
3757
3758        template <class T> struct S<int>;
3759
3760      is no good.  Even trickier is:
3761
3762        template <class T>
3763        struct S1
3764        {
3765           template <class U>
3766           struct S2;
3767           template <class U>
3768           struct S2<T>;
3769        };
3770
3771      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
3772      full-specialization.  Of course,
3773
3774           template <class U>
3775           struct S2<T (*)(U)>;
3776
3777      or some such would have been OK.  */
3778   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
3779   tpd.parms = (int *) alloca (sizeof (int) * ntparms);
3780   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
3781
3782   tpd.arg_uses_template_parms = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
3783   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
3784   for (i = 0; i < nargs; ++i)
3785     {
3786       tpd.current_arg = i;
3787       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
3788                               &mark_template_parm,
3789                               &tpd,
3790                               NULL,
3791                               /*include_nondeduced_p=*/false);
3792     }
3793   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
3794     if (tpd.parms[i] == 0)
3795       {
3796         /* One of the template parms was not used in the
3797            specialization.  */
3798         if (!did_error_intro)
3799           {
3800             error ("template parameters not used in partial specialization:");
3801             did_error_intro = 1;
3802           }
3803
3804         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
3805       }
3806
3807   /* [temp.class.spec]
3808
3809      The argument list of the specialization shall not be identical to
3810      the implicit argument list of the primary template.  */
3811   if (comp_template_args
3812       (inner_args,
3813        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
3814                                                    (maintmpl)))))
3815     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
3816
3817   /* [temp.class.spec]
3818
3819      A partially specialized non-type argument expression shall not
3820      involve template parameters of the partial specialization except
3821      when the argument expression is a simple identifier.
3822
3823      The type of a template parameter corresponding to a specialized
3824      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
3825      specialization. 
3826
3827      Also, we verify that pack expansions only occur at the
3828      end of the argument list.  */
3829   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
3830   tpd2.parms = 0;
3831   for (i = 0; i < nargs; ++i)
3832     {
3833       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms, i));
3834       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
3835       tree packed_args = NULL_TREE;
3836       int j, len = 1;
3837
3838       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3839         {
3840           /* Extract the arguments from the argument pack. We'll be
3841              iterating over these in the following loop.  */
3842           packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
3843           len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
3844         }
3845
3846       for (j = 0; j < len; j++)
3847         {
3848           if (packed_args)
3849             /* Get the Jth argument in the parameter pack.  */
3850             arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, j);
3851
3852           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
3853             {
3854               /* Pack expansions must come at the end of the
3855                  argument list.  */
3856               if ((packed_args && j < len - 1)
3857                   || (!packed_args && i < nargs - 1))
3858                 {
3859                   if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3860                     error ("parameter pack argument %qE must be at the "
3861                            "end of the template argument list", arg);
3862                   else
3863                     error ("parameter pack argument %qT must be at the "
3864                            "end of the template argument list", arg);
3865                 }
3866             }
3867
3868           if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3869             /* We only care about the pattern.  */
3870             arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
3871
3872           if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
3873               !TYPE_P (arg)
3874               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
3875               /* This next line is the `argument expression is not just a
3876                  simple identifier' condition and also the `specialized
3877                  non-type argument' bit.  */
3878               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
3879             {
3880               if ((!packed_args && tpd.arg_uses_template_parms[i])
3881                   || (packed_args && uses_template_parms (arg)))
3882                 error ("template argument %qE involves template parameter(s)",
3883                        arg);
3884               else 
3885                 {
3886                   /* Look at the corresponding template parameter,
3887                      marking which template parameters its type depends
3888                      upon.  */
3889                   tree type = TREE_TYPE (parm);
3890
3891                   if (!tpd2.parms)
3892                     {
3893                       /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
3894                       tpd2.arg_uses_template_parms 
3895                         = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
3896                       /* The number of parameters here is the number in the
3897                          main template, which, as checked in the assertion
3898                          above, is NARGS.  */
3899                       tpd2.parms = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
3900                       tpd2.level = 
3901                         TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
3902                     }
3903
3904                   /* Mark the template parameters.  But this time, we're
3905                      looking for the template parameters of the main
3906                      template, not in the specialization.  */
3907                   tpd2.current_arg = i;
3908                   tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
3909                   memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
3910                   for_each_template_parm (type,
3911                                           &mark_template_parm,
3912                                           &tpd2,
3913                                           NULL,
3914                                           /*include_nondeduced_p=*/false);
3915
3916                   if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
3917                     {
3918                       /* The type depended on some template parameters.
3919                          If they are fully specialized in the
3920                          specialization, that's OK.  */
3921                       int j;
3922                       for (j = 0; j < nargs; ++j)
3923                         if (tpd2.parms[j] != 0
3924                             && tpd.arg_uses_template_parms [j])
3925                           {
3926                             error ("type %qT of template argument %qE depends "
3927                                    "on template parameter(s)", 
3928                                    type,
3929                                    arg);
3930                             break;
3931                           }
3932                     }
3933                 }
3934             }
3935         }
3936     }
3937
3938   /* We should only get here once.  */
3939   gcc_assert (!COMPLETE_TYPE_P (type));
3940
3941   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
3942     = tree_cons (specargs, inner_parms,
3943                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
3944   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
3945   return decl;
3946 }
3947
3948 /* Check that a template declaration's use of default arguments and
3949    parameter packs is not invalid.  Here, PARMS are the template
3950    parameters.  IS_PRIMARY is nonzero if DECL is the thing declared by
3951    a primary template.  IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial
3952    specialization.
3953    
3954
3955    IS_FRIEND_DECL is nonzero if DECL is a friend function template
3956    declaration (but not a definition); 1 indicates a declaration, 2
3957    indicates a redeclaration. When IS_FRIEND_DECL=2, no errors are
3958    emitted for extraneous default arguments.
3959
3960    Returns TRUE if there were no errors found, FALSE otherwise. */
3961
3962 bool
3963 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, 
3964                          int is_partial, int is_friend_decl)
3965 {
3966   const char *msg;
3967   int last_level_to_check;
3968   tree parm_level;
3969   bool no_errors = true;
3970
3971   /* [temp.param]
3972
3973      A default template-argument shall not be specified in a
3974      function template declaration or a function template definition, nor
3975      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
3976      class template.  */
3977
3978   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
3979     /* You can't have a function template declaration in a local
3980        scope, nor you can you define a member of a class template in a
3981        local scope.  */
3982     return true;
3983
3984   if (current_class_type
3985       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
3986       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3987       && DECL_DECLARES_FUNCTION_P (decl)
3988       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
3989          or a member function.  */
3990       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
3991           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
3992           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
3993           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
3994           : false)
3995       /* And, if it was a member function, it really was defined in
3996          the scope of the class.  */
3997       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
3998           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
3999     /* We already checked these parameters when the template was
4000        declared, so there's no need to do it again now.  This function
4001        was defined in class scope, but we're processing it's body now
4002        that the class is complete.  */
4003     return true;
4004
4005   /* Core issue 226 (C++0x only): the following only applies to class
4006      templates.  */
4007   if ((cxx_dialect == cxx98) || TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
4008     {
4009       /* [temp.param]
4010
4011          If a template-parameter has a default template-argument, all
4012          subsequent template-parameters shall have a default
4013          template-argument supplied.  */
4014       for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
4015         {
4016           tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
4017           int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4018           int seen_def_arg_p = 0;
4019           int i;
4020
4021           for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4022             {
4023               tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
4024
4025               if (parm == error_mark_node)
4026                 continue;
4027
4028               if (TREE_PURPOSE (parm))
4029                 seen_def_arg_p = 1;
4030               else if (seen_def_arg_p
4031                        && !template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
4032                 {
4033                   error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
4034                   /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
4035                      there should have been a default argument.  */
4036                   TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
4037                   no_errors = false;
4038                 }
4039               else if (is_primary
4040                        && !is_partial
4041                        && !is_friend_decl
4042                        /* Don't complain about an enclosing partial
4043                           specialization.  */
4044                        && parm_level == parms
4045                        && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4046                        && i < ntparms - 1
4047                        && template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
4048                 {
4049                   /* A primary class template can only have one
4050                      parameter pack, at the end of the template
4051                      parameter list.  */
4052
4053                   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL)
4054                     error ("parameter pack %qE must be at the end of the"
4055                            " template parameter list", TREE_VALUE (parm));
4056                   else
4057                     error ("parameter pack %qT must be at the end of the"
4058                            " template parameter list", 
4059                            TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
4060
4061                   TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) 
4062                     = error_mark_node;
4063                   no_errors = false;
4064                 }
4065             }
4066         }
4067     }
4068
4069   if (((cxx_dialect == cxx98) && TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
4070       || is_partial 
4071       || !is_primary
4072       || is_friend_decl)
4073     /* For an ordinary class template, default template arguments are
4074        allowed at the innermost level, e.g.:
4075          template <class T = int>
4076          struct S {};
4077        but, in a partial specialization, they're not allowed even
4078        there, as we have in [temp.class.spec]:
4079
4080          The template parameter list of a specialization shall not
4081          contain default template argument values.
4082
4083        So, for a partial specialization, or for a function template
4084        (in C++98/C++03), we look at all of them.  */
4085     ;
4086   else
4087     /* But, for a primary class template that is not a partial
4088        specialization we look at all template parameters except the
4089        innermost ones.  */
4090     parms = TREE_CHAIN (parms);
4091
4092   /* Figure out what error message to issue.  */
4093   if (is_friend_decl == 2)
4094     msg = "default template arguments may not be used in function template friend re-declaration";
4095   else if (is_friend_decl)
4096     msg = "default template arguments may not be used in function template friend declarations";
4097   else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && (cxx_dialect == cxx98))
4098     msg = ("default template arguments may not be used in function templates "
4099            "without -std=c++0x or -std=gnu++0x");
4100   else if (is_partial)
4101     msg = "default template arguments may not be used in partial specializations";
4102   else
4103     msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
4104
4105   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
4106     /* If we're inside a class definition, there's no need to
4107        examine the parameters to the class itself.  On the one
4108        hand, they will be checked when the class is defined, and,
4109        on the other, default arguments are valid in things like:
4110          template <class T = double>
4111          struct S { template <class U> void f(U); };
4112        Here the default argument for `S' has no bearing on the
4113        declaration of `f'.  */
4114     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
4115   else
4116     /* Check everything.  */
4117     last_level_to_check = 0;
4118
4119   for (parm_level = parms;
4120        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check;
4121        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
4122     {
4123       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
4124       int i;
4125       int ntparms;
4126
4127       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4128       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4129         {
4130           if (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i) == error_mark_node)
4131             continue;
4132
4133           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
4134             {
4135               if (msg)
4136                 {
4137                   no_errors = false;
4138                   if (is_friend_decl == 2)
4139                     return no_errors;
4140
4141                   error (msg, decl);
4142                   msg = 0;
4143                 }
4144
4145               /* Clear out the default argument so that we are not
4146                  confused later.  */
4147               TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
4148             }
4149         }
4150
4151       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
4152          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
4153       if (msg)
4154         msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
4155     }
4156
4157   return no_errors;
4158 }
4159
4160 /* Worker for push_template_decl_real, called via
4161    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
4162    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
4163    parameter of that level, return nonzero.  */
4164
4165 static int
4166 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
4167 {
4168   int this_level = *(int *)data;
4169   int level;
4170
4171   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
4172     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
4173   else
4174     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
4175   return level == this_level;
4176 }
4177
4178 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
4179    parameters given by current_template_args, or reuses a
4180    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
4181    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.
4182
4183    If IS_FRIEND is true, DECL is a friend declaration.  */
4184
4185 tree
4186 push_template_decl_real (tree decl, bool is_friend)
4187 {
4188   tree tmpl;
4189   tree args;
4190   tree info;
4191   tree ctx;
4192   int primary;
4193   int is_partial;
4194   int new_template_p = 0;
4195   /* True if the template is a member template, in the sense of
4196      [temp.mem].  */
4197   bool member_template_p = false;
4198
4199   if (decl == error_mark_node || !current_template_parms)
4200     return error_mark_node;
4201
4202   /* See if this is a partial specialization.  */
4203   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4204                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
4205                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
4206
4207   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl))
4208     is_friend = true;
4209
4210   if (is_friend)
4211     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
4212        the type of which it is a friend.  */
4213     ctx = DECL_CONTEXT (decl);
4214   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
4215            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
4216     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
4217        it is defined.  */
4218     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
4219   else
4220     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
4221        is assumed to be a member of the class.  */
4222     ctx = current_scope ();
4223
4224   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
4225     ctx = NULL_TREE;
4226
4227   if (!DECL_CONTEXT (decl))
4228     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
4229
4230   /* See if this is a primary template.  */
4231   if (is_friend && ctx)
4232     /* A friend template that specifies a class context, i.e.
4233          template <typename T> friend void A<T>::f();
4234        is not primary.  */
4235     primary = 0;
4236   else
4237     primary = template_parm_scope_p ();
4238
4239   if (primary)
4240     {
4241       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
4242         member_template_p = true;
4243       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4244           && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl)))
4245         {
4246           error ("template class without a name");
4247           return error_mark_node;
4248         }
4249       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4250         {
4251           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
4252             {
4253               /* [temp.mem]
4254
4255                  A destructor shall not be a member template.  */
4256               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
4257               return error_mark_node;
4258             }
4259           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
4260               && (!TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl))
4261                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
4262                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
4263                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
4264                       == void_list_node)))
4265             {
4266               /* [basic.stc.dynamic.allocation]
4267
4268                  An allocation function can be a function
4269                  template. ... Template allocation functions shall
4270                  have two or more parameters.  */
4271               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
4272               return error_mark_node;
4273             }
4274         }
4275       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4276                && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
4277         /* OK */;
4278       else
4279         {
4280           error ("template declaration of %q#D", decl);
4281           return error_mark_node;
4282         }
4283     }
4284
4285   /* Check to see that the rules regarding the use of default
4286      arguments are not being violated.  */
4287   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms,
4288                            primary, is_partial, /*is_friend_decl=*/0);
4289
4290   /* Ensure that there are no parameter packs in the type of this
4291      declaration that have not been expanded.  */
4292   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4293     {
4294       /* Check each of the arguments individually to see if there are
4295          any bare parameter packs.  */
4296       tree type = TREE_TYPE (decl);
4297       tree arg = DECL_ARGUMENTS (decl);
4298       tree argtype = TYPE_ARG_TYPES (type);
4299
4300       while (arg && argtype)
4301         {
4302           if (!FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (arg)
4303               && check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (arg)))
4304             {
4305             /* This is a PARM_DECL that contains unexpanded parameter
4306                packs. We have already complained about this in the
4307                check_for_bare_parameter_packs call, so just replace
4308                these types with ERROR_MARK_NODE.  */
4309               TREE_TYPE (arg) = error_mark_node;
4310               TREE_VALUE (argtype) = error_mark_node;
4311             }
4312
4313           arg = TREE_CHAIN (arg);
4314           argtype = TREE_CHAIN (argtype);
4315         }
4316
4317       /* Check for bare parameter packs in the return type and the
4318          exception specifiers.  */
4319       if (check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (type)))
4320         /* Errors were already issued, set return type to int
4321            as the frontend doesn't expect error_mark_node as
4322            the return type.  */
4323         TREE_TYPE (type) = integer_type_node;
4324       if (check_for_bare_parameter_packs (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type)))
4325         TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type) = NULL_TREE;
4326     }
4327   else if (check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (decl)))
4328     {
4329       TREE_TYPE (decl) = error_mark_node;
4330       return error_mark_node;
4331     }
4332
4333   if (is_partial)
4334     return process_partial_specialization (decl);
4335
4336   args = current_template_args ();
4337
4338   if (!ctx
4339       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
4340       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
4341       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
4342     {
4343       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4344           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
4345           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
4346         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
4347       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
4348          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
4349          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
4350       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4351                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
4352                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
4353         {
4354           /* Since a template declaration already existed for this
4355              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
4356              that the redeclaration is valid.  */
4357           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
4358                                     current_template_parms);
4359           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
4360              one we already had.  */
4361           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
4362         }
4363       else
4364         {
4365           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4366                                       member_template_p);
4367           new_template_p = 1;
4368
4369           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4370               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
4371             {
4372               /* A specialization of a member template of a template
4373                  class.  */
4374               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
4375               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
4376               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
4377             }
4378         }
4379     }
4380   else
4381     {
4382       tree a, t, current, parms;
4383       int i;
4384       tree tinfo = get_template_info (decl);
4385
4386       if (!tinfo)
4387         {
4388           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
4389           return error_mark_node;
4390         }
4391
4392       tmpl = TI_TEMPLATE (tinfo);
4393
4394       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
4395           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl)
4396           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
4397           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
4398         {
4399           tree new_tmpl;
4400
4401           /* The declaration is a specialization of a member
4402              template, declared outside the class.  Therefore, the
4403              innermost template arguments will be NULL, so we
4404              replace them with the arguments determined by the
4405              earlier call to check_explicit_specialization.  */
4406           args = DECL_TI_ARGS (decl);
4407
4408           new_tmpl
4409             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4410                                    member_template_p);
4411           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
4412           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
4413           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
4414           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
4415           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl)
4416             = build_template_info (tmpl, args);
4417
4418           register_specialization (new_tmpl,
4419                                    most_general_template (tmpl),
4420                                    args,
4421                                    is_friend, 0);
4422           return decl;
4423         }
4424
4425       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
4426
4427       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4428       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
4429       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
4430         {
4431           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
4432                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
4433         }
4434       else
4435         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
4436           {
4437             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
4438             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4439
4440             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
4441               {
4442                 if (current == decl)
4443                   error ("got %d template parameters for %q#D",
4444                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
4445                 else
4446                   error ("got %d template parameters for %q#T",
4447                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
4448                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
4449                 return error_mark_node;
4450               }
4451
4452             if (current == decl)
4453               current = ctx;
4454             else
4455               current = (TYPE_P (current)
4456                          ? TYPE_CONTEXT (current)
4457                          : DECL_CONTEXT (current));
4458           }
4459
4460       /* Check that the parms are used in the appropriate qualifying scopes
4461          in the declarator.  */
4462       if (!comp_template_args
4463           (TI_ARGS (tinfo),
4464            TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)))))
4465         {
4466           error ("\
4467 template arguments to %qD do not match original template %qD",
4468                  decl, DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
4469           if (!uses_template_parms (TI_ARGS (tinfo)))
4470             inform (input_location, "use template<> for an explicit specialization");
4471           /* Avoid crash in import_export_decl.  */
4472           DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
4473           return error_mark_node;
4474         }
4475     }
4476
4477   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
4478   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
4479
4480   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
4481      that we do not try to push a global template friend declared in a
4482      template class; such a thing may well depend on the template
4483      parameters of the class.  */
4484   if (new_template_p && !ctx
4485       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
4486     {
4487       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl, is_friend);
4488       if (tmpl == error_mark_node)
4489         return error_mark_node;
4490
4491       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
4492       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
4493         {
4494           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
4495           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
4496         }
4497     }
4498
4499   if (primary)
4500     {
4501       tree parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4502       int i;
4503
4504       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
4505       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
4506         {
4507           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
4508
4509           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
4510              depends on innermost template operands.  */
4511
4512           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
4513                                          depth))
4514             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
4515         }
4516
4517       /* Give template template parms a DECL_CONTEXT of the template
4518          for which they are a parameter.  */
4519       parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4520       for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
4521         {
4522           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4523           if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4524             DECL_CONTEXT (parm) = tmpl;
4525
4526           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
4527             DECL_CONTEXT (TYPE_NAME (TREE_TYPE (parm))) = tmpl;
4528         }
4529     }
4530
4531   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
4532      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
4533      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
4534      argument levels if necessary.  */
4535   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
4536     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
4537
4538   info = build_template_info (tmpl, args);
4539
4540   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
4541     SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
4542   else if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
4543     DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
4544
4545   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
4546 }
4547
4548 tree
4549 push_template_decl (tree decl)
4550 {
4551   return push_template_decl_real (decl, false);
4552 }
4553
4554 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
4555    template PARMS, e.g.:
4556
4557      template <class T> struct S;
4558      template <class T> struct S {};  */
4559
4560 bool
4561 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
4562 {
4563   tree tmpl;
4564   tree tmpl_parms;
4565   int i;
4566
4567   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4568     {
4569       error ("%qT is not a template type", type);
4570       return false;
4571     }
4572
4573   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
4574   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4575     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
4576        about here; there are no new template parameters for the nested
4577        type.  */
4578     return true;
4579
4580   if (!parms)
4581     {
4582       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
4583              tmpl);
4584       return false;
4585     }
4586
4587   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4588   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4589
4590   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
4591     {
4592       error ("redeclared with %d template parameter(s)", 
4593              TREE_VEC_LENGTH (parms));
4594       inform (input_location, "previous declaration %q+D used %d template parameter(s)", 
4595              tmpl, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms));
4596       return false;
4597     }
4598
4599   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
4600     {
4601       tree tmpl_parm;
4602       tree parm;
4603       tree tmpl_default;
4604       tree parm_default;
4605
4606       if (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i) == error_mark_node
4607           || TREE_VEC_ELT (parms, i) == error_mark_node)
4608         continue;
4609
4610       tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
4611       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4612       tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
4613       parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4614
4615       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
4616          TEMPLATE_DECL.  */
4617       if (tmpl_parm != error_mark_node
4618           && (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
4619               || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
4620                   && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm)))
4621               || (TREE_CODE (tmpl_parm) != PARM_DECL
4622                   && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (tmpl_parm))
4623                       != TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm))))
4624               || (TREE_CODE (tmpl_parm) == PARM_DECL
4625                   && (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (tmpl_parm))
4626                       != TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm))))))
4627         {
4628           error ("template parameter %q+#D", tmpl_parm);
4629           error ("redeclared here as %q#D", parm);
4630           return false;
4631         }
4632
4633       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
4634         {
4635           /* We have in [temp.param]:
4636
4637              A template-parameter may not be given default arguments
4638              by two different declarations in the same scope.  */
4639           error_at (input_location, "redefinition of default argument for %q#D", parm);
4640           inform (DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl_parm),
4641                   "original definition appeared here");
4642           return false;
4643         }
4644
4645       if (parm_default != NULL_TREE)
4646         /* Update the previous template parameters (which are the ones
4647            that will really count) with the new default value.  */
4648         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
4649       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
4650         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
4651            parameters for any members.  */
4652         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
4653     }
4654
4655     return true;
4656 }
4657
4658 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
4659    (possibly simplified) expression.  */
4660
4661 tree
4662 fold_non_dependent_expr (tree expr)
4663 {
4664   if (expr == NULL_TREE)
4665     return NULL_TREE;
4666
4667   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
4668      it.  We're supposed to treat:
4669
4670        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
4671        template <typename T> void f(T[2]);
4672
4673      as two declarations of the same function, for example.  */
4674   if (processing_template_decl
4675       && !type_dependent_expression_p (expr)
4676       && !value_dependent_expression_p (expr))
4677     {
4678       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
4679
4680       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
4681       processing_template_decl = 0;
4682       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
4683                                     /*args=*/NULL_TREE,
4684                                     tf_error,
4685                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
4686                                     /*function_p=*/false,
4687                                     /*integral_constant_expression_p=*/true);
4688       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
4689     }
4690   return expr;
4691 }
4692
4693 /* EXPR is an expression which is used in a constant-expression context.
4694    For instance, it could be a VAR_DECL with a constant initializer.
4695    Extract the innermost constant expression.
4696
4697    This is basically a more powerful version of
4698    integral_constant_value, which can be used also in templates where
4699    initializers can maintain a syntactic rather than semantic form
4700    (even if they are non-dependent, for access-checking purposes).  */
4701
4702 static tree
4703 fold_decl_constant_value (tree expr)
4704 {
4705   tree const_expr = expr;
4706   do
4707     {
4708       expr = fold_non_dependent_expr (const_expr);
4709       const_expr = integral_constant_value (expr);
4710     }
4711   while (expr != const_expr);
4712
4713   return expr;
4714 }
4715
4716 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
4717    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
4718    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
4719    and check that the resulting function has external linkage.  */
4720
4721 static tree
4722 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
4723 {
4724   tree fns = expr;
4725   tree fn, fn_no_ptr;
4726
4727   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
4728   if (fn == error_mark_node)
4729     return error_mark_node;
4730
4731   fn_no_ptr = fn;
4732   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
4733     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
4734   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == BASELINK)
4735     fn_no_ptr = BASELINK_FUNCTIONS (fn_no_ptr);
4736  
4737   /* [temp.arg.nontype]/1
4738
4739      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
4740      shall be one of:
4741      [...]
4742      -- the address of an object or function with external linkage.  */
4743   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
4744     {
4745       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4746              "because function %qD has not external linkage",
4747              expr, type, fn_no_ptr);
4748       return NULL_TREE;
4749     }
4750
4751   return fn;
4752 }
4753
4754 /* Subroutine of convert_nontype_argument.
4755    Check if EXPR of type TYPE is a valid pointer-to-member constant.
4756    Emit an error otherwise.  */
4757
4758 static bool
4759 check_valid_ptrmem_cst_expr (tree type, tree expr)
4760 {
4761   STRIP_NOPS (expr);
4762   if (expr && (null_ptr_cst_p (expr) || TREE_CODE (expr) == PTRMEM_CST))
4763     return true;
4764   error ("%qE is not a valid template argument for type %qT",
4765          expr, type);
4766   error ("it must be a pointer-to-member of the form `&X::Y'");
4767   return false;
4768 }
4769
4770 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
4771    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
4772    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
4773    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
4774    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
4775    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
4776    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
4777    must be non-dependent.
4778
4779    The conversion follows the special rules described in
4780    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
4781    conversion.
4782
4783    This function is called twice for each template argument (see
4784    lookup_template_class for a more accurate description of this
4785    problem). This means that we need to handle expressions which
4786    are not valid in a C++ source, but can be created from the
4787    first call (for instance, casts to perform conversions). These
4788    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
4789
4790 static tree
4791 convert_nontype_argument (tree type, tree expr)
4792 {
4793   tree expr_type;
4794
4795   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
4796      This special-case is not needed for correctness (we would easily
4797      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
4798      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
4799      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
4800   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
4801     {
4802       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4803              "because string literals can never be used in this context",
4804              expr, type);
4805       return NULL_TREE;
4806     }
4807
4808   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
4809      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
4810      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
4811      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
4812      so that access checking can be performed when the template is
4813      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
4814      convert the argument.  */
4815   expr = fold_non_dependent_expr (expr);
4816   if (error_operand_p (expr))
4817     return error_mark_node;
4818   expr_type = TREE_TYPE (expr);
4819
4820   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
4821      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
4822      which is the tree that we built on the first call (see
4823      below when coercing to reference to object or to reference to
4824      function). We just strip everything and get to the arg.
4825      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
4826      for examples.  */
4827   if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR)
4828     {
4829       if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
4830         {
4831           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
4832              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
4833              could actually change the type to something more cv-qualified,
4834              and this is not folded by convert_from_reference.  */
4835           tree addr = TREE_OPERAND (expr, 0);
4836           gcc_assert (TREE_CODE (expr_type) == REFERENCE_TYPE);
4837           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
4838           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
4839           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
4840                       (TREE_TYPE (expr_type),
4841                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
4842
4843           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
4844           expr_type = TREE_TYPE (expr);
4845         }
4846
4847       /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
4848          parameter is a pointer to object, through decay and
4849          qualification conversion. Let's strip everything.  */
4850       else if (TYPE_PTROBV_P (type))
4851         {
4852           STRIP_NOPS (expr);
4853           gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
4854           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
4855           /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
4856              an array. Otherwise, it is part of the original argument
4857              in the source code.  */
4858           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
4859             expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
4860           expr_type = TREE_TYPE (expr);
4861         }
4862     }
4863
4864   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
4865
4866      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
4867      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
4868      (_conv.integral_) are applied.  */
4869   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
4870     {
4871       if (!INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (expr_type))
4872         return error_mark_node;
4873
4874       expr = fold_decl_constant_value (expr);
4875       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
4876          do not fold into integer constants.  */
4877       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
4878         {
4879           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4880                  "because it is a non-constant expression", expr, type);
4881           return NULL_TREE;
4882         }
4883
4884       /* At this point, an implicit conversion does what we want,
4885          because we already know that the expression is of integral
4886          type.  */
4887       expr = ocp_convert (type, expr, CONV_IMPLICIT, LOOKUP_PROTECT);
4888       if (expr == error_mark_node)
4889         return error_mark_node;
4890
4891       /* Conversion was allowed: fold it to a bare integer constant.  */
4892       expr = fold (expr);
4893     }
4894   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
4895
4896      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
4897      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
4898      conversion (_conv.array_) are applied.  */
4899   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
4900     {
4901       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
4902
4903          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
4904          shall be one of: [...]
4905
4906          -- the name of a non-type template-parameter;
4907          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
4908             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
4909             refers to a function or array, or if the corresponding
4910             template-parameter is a reference.
4911
4912         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
4913         for a parameter of type pointer-to-object.  */
4914
4915       if (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr))
4916         /* Non-type template parameters are OK.  */
4917         ;
4918       else if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR
4919                && TREE_CODE (expr_type) != ARRAY_TYPE)
4920         {
4921           if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
4922             {
4923               error ("%qD is not a valid template argument "
4924                      "because %qD is a variable, not the address of "
4925                      "a variable",
4926                      expr, expr);
4927               return NULL_TREE;
4928             }
4929           /* Other values, like integer constants, might be valid
4930              non-type arguments of some other type.  */
4931           return error_mark_node;
4932         }
4933       else
4934         {
4935           tree decl;
4936
4937           decl = ((TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
4938                   ? TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
4939           if (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL)
4940             {
4941               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
4942                      "because %qE is not a variable",
4943                      expr, type, decl);
4944               return NULL_TREE;
4945             }
4946           else if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (decl))
4947             {
4948               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
4949                      "because %qD does not have external linkage",
4950                      expr, type, decl);
4951               return NULL_TREE;
4952             }
4953         }
4954
4955       expr = decay_conversion (expr);
4956       if (expr == error_mark_node)
4957         return error_mark_node;
4958
4959       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
4960       if (expr == error_mark_node)
4961         return error_mark_node;
4962     }
4963   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
4964
4965      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
4966      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
4967      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
4968      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
4969      template-argument, which must be an lvalue.  */
4970   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
4971     {
4972       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
4973                                                       expr_type))
4974         return error_mark_node;
4975
4976       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
4977         {
4978           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4979                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
4980           return NULL_TREE;
4981         }
4982
4983       if (!real_lvalue_p (expr))
4984         {
4985           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4986                  "because it is not an lvalue", expr, type);
4987           return NULL_TREE;
4988         }
4989
4990       /* [temp.arg.nontype]/1
4991
4992          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
4993          shall be one of: [...]
4994
4995          -- the address of an object or function with external linkage.  */
4996       if (TREE_CODE (expr) == INDIRECT_REF
4997           && TYPE_REF_OBJ_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))))
4998         {
4999           expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
5000           if (DECL_P (expr))
5001             {
5002               error ("%q#D is not a valid template argument for type %qT "
5003                      "because a reference variable does not have a constant "
5004                      "address", expr, type);
5005               return NULL_TREE;
5006             }
5007         }
5008
5009       if (!DECL_P (expr))
5010         {
5011           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5012                  "because it is not an object with external linkage",
5013                  expr, type);
5014           return NULL_TREE;
5015         }
5016
5017       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
5018         {
5019           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5020                  "because object %qD has not external linkage",
5021                  expr, type, expr);
5022           return NULL_TREE;
5023         }
5024
5025       expr = build_nop (type, build_address (expr));
5026     }
5027   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
5028
5029      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
5030      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
5031      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
5032      pointer to such), the matching function is selected from the set
5033      (_over.over_).  */
5034   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
5035     {
5036       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
5037          context information to decay the pointer.  */
5038       if (!type_unknown_p (expr_type))
5039         {
5040           expr = decay_conversion (expr);
5041           if (expr == error_mark_node)
5042             return error_mark_node;
5043         }
5044
5045       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
5046       if (!expr || expr == error_mark_node)
5047         return expr;
5048
5049       if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR)
5050         {
5051           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT", expr, type);
5052           error ("it must be the address of a function with external linkage");
5053           return NULL_TREE;
5054         }
5055     }
5056   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
5057
5058      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
5059      conversions apply. If the template-argument represents a set of
5060      overloaded functions, the matching function is selected from the set
5061      (_over.over_).  */
5062   else if (TYPE_REFFN_P (type))
5063     {
5064       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
5065         {
5066           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5067                  "because it is a pointer", expr, type);
5068           inform (input_location, "try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
5069           return NULL_TREE;
5070         }
5071
5072       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
5073       if (!expr || expr == error_mark_node)
5074         return expr;
5075
5076       expr = build_nop (type, build_address (expr));
5077     }
5078   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
5079
5080      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
5081      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
5082      overloaded member functions, the matching member function is selected
5083      from the set (_over.over_).  */
5084   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
5085     {
5086       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
5087       if (expr == error_mark_node)
5088         return error_mark_node;
5089
5090       /* [temp.arg.nontype] bullet 1 says the pointer to member
5091          expression must be a pointer-to-member constant.  */
5092       if (!check_valid_ptrmem_cst_expr (type, expr))
5093         return error_mark_node;
5094
5095       /* There is no way to disable standard conversions in
5096          resolve_address_of_overloaded_function (called by
5097          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
5098          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
5099          to reject this conversion here.
5100
5101          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
5102          it would still be better to reject them here so that we can
5103          provide a superior diagnostic.  */
5104       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
5105         {
5106           /* Make sure we are just one standard conversion off.  */
5107           gcc_assert (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)));
5108           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5109                  "because it is of type %qT", expr, type,
5110                  TREE_TYPE (expr));
5111           inform (input_location, "standard conversions are not allowed in this context");
5112           return NULL_TREE;
5113         }
5114     }
5115   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
5116
5117      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
5118      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
5119   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
5120     {
5121       /* [temp.arg.nontype] bullet 1 says the pointer to member
5122          expression must be a pointer-to-member constant.  */
5123       if (!check_valid_ptrmem_cst_expr (type, expr))
5124         return error_mark_node;
5125
5126       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
5127       if (expr == error_mark_node)
5128         return expr;
5129     }
5130   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
5131   else
5132     gcc_unreachable ();
5133
5134   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
5135      right type?  */
5136   gcc_assert (same_type_p (type, TREE_TYPE (expr)));
5137   return expr;
5138 }
5139
5140 /* Subroutine of coerce_template_template_parms, which returns 1 if
5141    PARM_PARM and ARG_PARM match using the rule for the template
5142    parameters of template template parameters. Both PARM and ARG are
5143    template parameters; the rest of the arguments are the same as for
5144    coerce_template_template_parms.
5145  */
5146 static int
5147 coerce_template_template_parm (tree parm,
5148                               tree arg,
5149                               tsubst_flags_t complain,
5150                               tree in_decl,
5151                               tree outer_args)
5152 {
5153   if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
5154       || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
5155     return 0;
5156   
5157   if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
5158     return 0;
5159   
5160   switch (TREE_CODE (parm))
5161     {
5162     case TEMPLATE_DECL:
5163       /* We encounter instantiations of templates like
5164          template <template <template <class> class> class TT>
5165          class C;  */
5166       {
5167         tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
5168         tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
5169         
5170         if (!coerce_template_template_parms
5171             (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
5172           return 0;
5173       }
5174       /* Fall through.  */
5175       
5176     case TYPE_DECL:
5177       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (arg))
5178           && !TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
5179         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
5180         return 0;
5181       break;
5182       
5183     case PARM_DECL:
5184       /* The tsubst call is used to handle cases such as
5185          
5186            template <int> class C {};
5187            template <class T, template <T> class TT> class D {};
5188            D<int, C> d;
5189
5190          i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
5191       if (!uses_template_parms (TREE_TYPE (arg))
5192           && !same_type_p
5193                 (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
5194                  TREE_TYPE (arg)))
5195         return 0;
5196       
5197       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (arg))
5198           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
5199         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
5200         return 0;
5201       
5202       break;
5203
5204     default:
5205       gcc_unreachable ();
5206     }
5207
5208   return 1;
5209 }
5210
5211
5212 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
5213    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
5214    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
5215    or PARM_DECL.
5216
5217    Consider the example:
5218      template <class T> class A;
5219      template<template <class U> class TT> class B;
5220
5221    For B<A>, PARM_PARMS are the parameters to TT, while ARG_PARMS are
5222    the parameters to A, and OUTER_ARGS contains A.  */
5223
5224 static int
5225 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
5226                                 tree arg_parms,
5227                                 tsubst_flags_t complain,
5228                                 tree in_decl,
5229                                 tree outer_args)
5230 {
5231   int nparms, nargs, i;
5232   tree parm, arg;
5233   int variadic_p = 0;
5234
5235   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
5236   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
5237
5238   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
5239   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
5240
5241   /* Determine whether we have a parameter pack at the end of the
5242      template template parameter's template parameter list.  */
5243   if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1) != error_mark_node)
5244     {
5245       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1));
5246       
5247       if (parm == error_mark_node)
5248         return 0;
5249
5250       switch (TREE_CODE (parm))
5251         {
5252         case TEMPLATE_DECL:
5253         case TYPE_DECL:
5254           if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
5255             variadic_p = 1;
5256           break;
5257           
5258         case PARM_DECL:
5259           if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
5260             variadic_p = 1;
5261           break;
5262           
5263         default:
5264           gcc_unreachable ();
5265         }
5266     }
5267  
5268   if (nargs != nparms
5269       && !(variadic_p && nargs >= nparms - 1))
5270     return 0;
5271
5272   /* Check all of the template parameters except the parameter pack at
5273      the end (if any).  */
5274   for (i = 0; i < nparms - variadic_p; ++i)
5275     {
5276       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node
5277           || TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
5278         continue;
5279
5280       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
5281       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
5282
5283       if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
5284                                           outer_args))
5285         return 0;
5286
5287     }
5288
5289   if (variadic_p)
5290     {
5291       /* Check each of the template parameters in the template
5292          argument against the template parameter pack at the end of
5293          the template template parameter.  */
5294       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node)
5295         return 0;
5296
5297       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
5298
5299       for (; i < nargs; ++i)
5300         {
5301           if (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
5302             continue;
5303  
5304           arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
5305  
5306           if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
5307                                               outer_args))
5308             return 0;
5309         }
5310     }
5311
5312   return 1;
5313 }
5314
5315 /* Verifies that the deduced template arguments (in TARGS) for the
5316    template template parameters (in TPARMS) represent valid bindings,
5317    by comparing the template parameter list of each template argument
5318    to the template parameter list of its corresponding template
5319    template parameter, in accordance with DR150. This
5320    routine can only be called after all template arguments have been
5321    deduced. It will return TRUE if all of the template template
5322    parameter bindings are okay, FALSE otherwise.  */
5323 bool 
5324 template_template_parm_bindings_ok_p (tree tparms, tree targs)
5325 {
5326   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
5327   bool ret = true;
5328
5329   /* We're dealing with template parms in this process.  */
5330   ++processing_template_decl;
5331
5332   targs = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs);
5333
5334   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
5335     {
5336       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
5337       tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
5338
5339       if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_DECL && targ)
5340         {
5341           tree packed_args = NULL_TREE;
5342           int idx, len = 1;
5343
5344           if (ARGUMENT_PACK_P (targ))
5345             {
5346               /* Look inside the argument pack.  */
5347               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
5348               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
5349             }
5350
5351           for (idx = 0; idx < len; ++idx)
5352             {
5353               tree targ_parms = NULL_TREE;
5354
5355               if (packed_args)
5356                 /* Extract the next argument from the argument
5357                    pack.  */
5358                 targ = TREE_VEC_ELT (packed_args, idx);
5359
5360               if (PACK_EXPANSION_P (targ))
5361                 /* Look at the pattern of the pack expansion.  */
5362                 targ = PACK_EXPANSION_PATTERN (targ);
5363
5364               /* Extract the template parameters from the template
5365                  argument.  */
5366               if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_DECL)
5367                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (targ);
5368               else if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
5369                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (targ));
5370
5371               /* Verify that we can coerce the template template
5372                  parameters from the template argument to the template
5373                  parameter.  This requires an exact match.  */
5374               if (targ_parms
5375                   && !coerce_template_template_parms
5376                        (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tparm),
5377                         targ_parms,
5378                         tf_none,
5379                         tparm,
5380                         targs))
5381                 {
5382                   ret = false;
5383                   goto out;
5384                 }
5385             }
5386         }
5387     }
5388
5389  out:
5390
5391   --processing_template_decl;
5392   return ret;
5393 }
5394
5395 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
5396    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
5397    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
5398    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
5399    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
5400    the full set of template arguments deduced so far.  */
5401
5402 static tree
5403 convert_template_argument (tree parm,
5404                            tree arg,
5405                            tree args,
5406                            tsubst_flags_t complain,
5407                            int i,
5408                            tree in_decl)
5409 {
5410   tree orig_arg;
5411   tree val;
5412   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
5413
5414   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
5415       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
5416     {
5417       /* The template argument was the name of some
5418          member function.  That's usually
5419          invalid, but static members are OK.  In any
5420          case, grab the underlying fields/functions
5421          and issue an error later if required.  */
5422       orig_arg = TREE_VALUE (arg);
5423       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
5424     }
5425
5426   orig_arg = arg;
5427
5428   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
5429   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
5430                    || requires_tmpl_type);
5431
5432   /* When determining whether an argument pack expansion is a template,
5433      look at the pattern.  */
5434   if (TREE_CODE (arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
5435     arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
5436
5437   /* Deal with an injected-class-name used as a template template arg.  */
5438   if (requires_tmpl_type && CLASS_TYPE_P (arg))
5439     {
5440       tree t = maybe_get_template_decl_from_type_decl (TYPE_NAME (arg));
5441       if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5442         {
5443           if (complain & tf_warning_or_error)
5444             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, "injected-class-name %qD"
5445                      " used as template template argument", TYPE_NAME (arg));
5446           else if (flag_pedantic_errors)
5447             t = arg;
5448
5449           arg = t;
5450         }
5451     }
5452
5453   is_tmpl_type = 
5454     ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
5455       && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
5456      || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
5457      || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
5458
5459   if (is_tmpl_type
5460       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
5461           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
5462     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
5463
5464   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
5465
5466   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
5467       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
5468     {
5469       permerror (input_location, "to refer to a type member of a template parameter, "
5470                  "use %<typename %E%>", orig_arg);
5471
5472       orig_arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
5473                                      TREE_OPERAND (arg, 1),
5474                                      typename_type,
5475                                      complain & tf_error);
5476       arg = orig_arg;
5477       is_type = 1;
5478     }
5479   if (is_type != requires_type)
5480     {
5481       if (in_decl)
5482         {
5483           if (complain & tf_error)
5484             {
5485               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
5486                      "parameter list for %qD",
5487                      i + 1, in_decl);
5488               if (is_type)
5489                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
5490                        TREE_TYPE (parm),
5491                        (DECL_P (arg) ? DECL_NAME (arg) : orig_arg));
5492               else if (requires_tmpl_type)
5493                 error ("  expected a class template, got %qE", orig_arg);
5494               else
5495                 error ("  expected a type, got %qE", orig_arg);
5496             }
5497         }
5498       return error_mark_node;
5499     }
5500   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
5501     {
5502       if (in_decl && (complain & tf_error))
5503         {
5504           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
5505                  "parameter list for %qD",
5506                  i + 1, in_decl);
5507           if (is_tmpl_type)
5508             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
5509           else
5510             error ("  expected a class template, got %qT", orig_arg);
5511         }
5512       return error_mark_node;
5513     }
5514
5515   if (is_type)
5516     {
5517       if (requires_tmpl_type)
5518         {
5519           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5520             /* The number of argument required is not known yet.
5521                Just accept it for now.  */
5522             val = TREE_TYPE (arg);
5523           else
5524             {
5525               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
5526               tree argparm;
5527
5528               argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
5529
5530               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
5531                                                   complain, in_decl,
5532                                                   args))
5533                 {
5534                   val = arg;
5535
5536                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
5537                      TEMPLATE_DECL.  */
5538                   if (val != error_mark_node)
5539                     {
5540                       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
5541                         val = TREE_TYPE (val);
5542                       if (TREE_CODE (orig_arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
5543                         val = make_pack_expansion (val);
5544                     }
5545                 }
5546               else
5547                 {
5548                   if (in_decl && (complain & tf_error))
5549                     {
5550                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
5551                              "template parameter list for %qD",
5552                              i + 1, in_decl);
5553                       error ("  expected a template of type %qD, got %qT",
5554                              parm, orig_arg);
5555                     }
5556
5557                   val = error_mark_node;
5558                 }
5559             }
5560         }
5561       else
5562         val = orig_arg;
5563       /* We only form one instance of each template specialization.
5564          Therefore, if we use a non-canonical variant (i.e., a
5565          typedef), any future messages referring to the type will use
5566          the typedef, which is confusing if those future uses do not
5567          themselves also use the typedef.  */
5568       if (TYPE_P (val))
5569         val = strip_typedefs (val);
5570     }
5571   else
5572     {
5573       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
5574
5575       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
5576         return error_mark_node;
5577
5578       if (template_parameter_pack_p (parm) && ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
5579         {
5580           if (same_type_p (t, TREE_TYPE (orig_arg)))
5581             val = orig_arg;
5582           else
5583             {
5584               /* Not sure if this is reachable, but it doesn't hurt
5585                  to be robust.  */
5586               error ("type mismatch in nontype parameter pack");
5587               val = error_mark_node;
5588             }
5589         }
5590       else if (!uses_template_parms (orig_arg) && !uses_template_parms (t))
5591         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
5592            will report errors, which we don't want when complain
5593            is zero.  More importantly, digest_init will try too
5594            hard to convert things: for example, `0' should not be
5595            converted to pointer type at this point according to
5596            the standard.  Accepting this is not merely an
5597            extension, since deciding whether or not these
5598            conversions can occur is part of determining which
5599            function template to call, or whether a given explicit
5600            argument specification is valid.  */
5601         val = convert_nontype_argument (t, orig_arg);
5602       else
5603         val = orig_arg;
5604
5605       if (val == NULL_TREE)
5606         val = error_mark_node;
5607       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
5608         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  orig_arg, t);
5609
5610       if (TREE_CODE (val) == SCOPE_REF)
5611         {
5612           /* Strip typedefs from the SCOPE_REF.  */
5613           tree type = strip_typedefs (TREE_TYPE (val));
5614           tree scope = strip_typedefs (TREE_OPERAND (val, 0));
5615           val = build_qualified_name (type, scope, TREE_OPERAND (val, 1),
5616                                       QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (val));
5617         }
5618     }
5619
5620   return val;
5621 }
5622
5623 /* Coerces the remaining template arguments in INNER_ARGS (from
5624    ARG_IDX to the end) into the parameter pack at PARM_IDX in PARMS.
5625    Returns the coerced argument pack. PARM_IDX is the position of this
5626    parameter in the template parameter list. ARGS is the original
5627    template argument list.  */
5628 static tree
5629 coerce_template_parameter_pack (tree parms,
5630                                 int parm_idx,
5631                                 tree args,
5632                                 tree inner_args,
5633                                 int arg_idx,
5634                                 tree new_args,
5635                                 int* lost,
5636                                 tree in_decl,
5637                                 tsubst_flags_t complain)
5638 {
5639   tree parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
5640   int nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
5641   tree packed_args;
5642   tree argument_pack;
5643   tree packed_types = NULL_TREE;
5644
5645   if (arg_idx > nargs)
5646     arg_idx = nargs;
5647
5648   packed_args = make_tree_vec (nargs - arg_idx);
5649
5650   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL
5651       && uses_parameter_packs (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm))))
5652     {
5653       /* When the template parameter is a non-type template
5654          parameter pack whose type uses parameter packs, we need
5655          to look at each of the template arguments
5656          separately. Build a vector of the types for these
5657          non-type template parameters in PACKED_TYPES.  */
5658       tree expansion 
5659         = make_pack_expansion (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
5660       packed_types = tsubst_pack_expansion (expansion, args,
5661                                             complain, in_decl);
5662
5663       if (packed_types == error_mark_node)
5664         return error_mark_node;
5665
5666       /* Check that we have the right number of arguments.  */
5667       if (arg_idx < nargs
5668           && !PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx))
5669           && nargs - arg_idx != TREE_VEC_LENGTH (packed_types))
5670         {
5671           int needed_parms 
5672             = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1 + TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
5673           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
5674                  nargs, needed_parms);
5675           return error_mark_node;
5676         }
5677
5678       /* If we aren't able to check the actual arguments now
5679          (because they haven't been expanded yet), we can at least
5680          verify that all of the types used for the non-type
5681          template parameter pack are, in fact, valid for non-type
5682          template parameters.  */
5683       if (arg_idx < nargs 
5684           && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx)))
5685         {
5686           int j, len = TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
5687           for (j = 0; j < len; ++j)
5688             {
5689               tree t = TREE_VEC_ELT (packed_types, j);
5690               if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
5691                 return error_mark_node;
5692             }
5693         }
5694     }
5695
5696   /* Convert the remaining arguments, which will be a part of the
5697      parameter pack "parm".  */
5698   for (; arg_idx < nargs; ++arg_idx)
5699     {
5700       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
5701       tree actual_parm = TREE_VALUE (parm);
5702
5703       if (packed_types && !PACK_EXPANSION_P (arg))
5704         {
5705           /* When we have a vector of types (corresponding to the
5706              non-type template parameter pack that uses parameter
5707              packs in its type, as mention above), and the
5708              argument is not an expansion (which expands to a
5709              currently unknown number of arguments), clone the
5710              parm and give it the next type in PACKED_TYPES.  */
5711           actual_parm = copy_node (actual_parm);
5712           TREE_TYPE (actual_parm) = 
5713             TREE_VEC_ELT (packed_types, arg_idx - parm_idx);
5714         }
5715
5716       if (arg != error_mark_node)
5717         arg = convert_template_argument (actual_parm, 
5718                                          arg, new_args, complain, parm_idx,
5719                                          in_decl);
5720       if (arg == error_mark_node)
5721         (*lost)++;
5722       TREE_VEC_ELT (packed_args, arg_idx - parm_idx) = arg; 
5723     }
5724
5725   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TYPE_DECL
5726       || TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TEMPLATE_DECL)
5727     argument_pack = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
5728   else
5729     {
5730       argument_pack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
5731       TREE_TYPE (argument_pack) 
5732         = tsubst (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)), new_args, complain, in_decl);
5733       TREE_CONSTANT (argument_pack) = 1;
5734     }
5735
5736   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argument_pack, packed_args);
5737   return argument_pack;
5738 }
5739
5740 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
5741    return a vector containing the innermost resulting template
5742    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
5743    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
5744
5745    If REQUIRE_ALL_ARGS is false, argument deduction will be performed
5746    for arguments not specified in ARGS.  Otherwise, if
5747    USE_DEFAULT_ARGS is true, default arguments will be used to fill in
5748    unspecified arguments.  If REQUIRE_ALL_ARGS is true, but
5749    USE_DEFAULT_ARGS is false, then all arguments must be specified in
5750    ARGS.  */
5751
5752 static tree
5753 coerce_template_parms (tree parms,
5754                        tree args,
5755                        tree in_decl,
5756                        tsubst_flags_t complain,
5757                        bool require_all_args,
5758                        bool use_default_args)
5759 {
5760   int nparms, nargs, parm_idx, arg_idx, lost = 0;
5761   tree inner_args;
5762   tree new_args;
5763   tree new_inner_args;
5764   int saved_unevaluated_operand;
5765   int saved_inhibit_evaluation_warnings;
5766
5767   /* When used as a boolean value, indicates whether this is a
5768      variadic template parameter list. Since it's an int, we can also
5769      subtract it from nparms to get the number of non-variadic
5770      parameters.  */
5771   int variadic_p = 0;
5772
5773   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
5774
5775   /* Determine if there are any parameter packs.  */
5776   for (parm_idx = 0; parm_idx < nparms; ++parm_idx)
5777     {
5778       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx));
5779       if (template_parameter_pack_p (tparm))
5780         ++variadic_p;
5781     }
5782
5783   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
5784   /* If there are 0 or 1 parameter packs, we need to expand any argument
5785      packs so that we can deduce a parameter pack from some non-packed args
5786      followed by an argument pack, as in variadic85.C.  If there are more
5787      than that, we need to leave argument packs intact so the arguments are
5788      assigned to the right parameter packs.  This should only happen when
5789      dealing with a nested class inside a partial specialization of a class
5790      template, as in variadic92.C.  */
5791   if (variadic_p <= 1)
5792     inner_args = expand_template_argument_pack (inner_args);
5793
5794   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
5795   if ((nargs > nparms && !variadic_p)
5796       || (nargs < nparms - variadic_p
5797           && require_all_args
5798           && (!use_default_args
5799               || (TREE_VEC_ELT (parms, nargs) != error_mark_node
5800                   && !TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs))))))
5801     {
5802       if (complain & tf_error)
5803         {
5804           const char *or_more = "";
5805           if (variadic_p)
5806             {
5807               or_more = " or more";
5808               --nparms;
5809             }
5810
5811           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d%s)",
5812                  nargs, nparms, or_more);
5813
5814           if (in_decl)
5815             error ("provided for %q+D", in_decl);
5816         }
5817
5818       return error_mark_node;
5819     }
5820
5821   /* We need to evaluate the template arguments, even though this
5822      template-id may be nested within a "sizeof".  */
5823   saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
5824   cp_unevaluated_operand = 0;
5825   saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
5826   c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
5827   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
5828   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
5829   for (parm_idx = 0, arg_idx = 0; parm_idx < nparms; parm_idx++, arg_idx++)
5830     {
5831       tree arg;
5832       tree parm;
5833
5834       /* Get the Ith template parameter.  */
5835       parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
5836  
5837       if (parm == error_mark_node)
5838       {
5839         TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = error_mark_node;
5840         continue;
5841       }
5842
5843       /* Calculate the next argument.  */
5844       if (arg_idx < nargs)
5845         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
5846       else
5847         arg = NULL_TREE;
5848
5849       if (template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm))
5850           && !(arg && ARGUMENT_PACK_P (arg)))
5851         {
5852           /* All remaining arguments will be placed in the
5853              template parameter pack PARM.  */
5854           arg = coerce_template_parameter_pack (parms, parm_idx, args, 
5855                                                 inner_args, arg_idx,
5856                                                 new_args, &lost,
5857                                                 in_decl, complain);
5858
5859           /* Store this argument.  */
5860           if (arg == error_mark_node)
5861             lost++;
5862           TREE_VEC_ELT (new_inner_args, parm_idx) = arg;
5863
5864           /* We are done with all of the arguments.  */
5865           arg_idx = nargs;
5866           
5867           continue;
5868         }
5869       else if (arg)
5870         {
5871           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
5872             {
5873               if (complain & tf_error)
5874                 {
5875                   /* FIXME this restriction was removed by N2555; see
5876                      bug 35722.  */
5877                   /* If ARG is a pack expansion, but PARM is not a
5878                      template parameter pack (if it were, we would have
5879                      handled it above), we're trying to expand into a
5880                      fixed-length argument list.  */
5881                   if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
5882                     sorry ("cannot expand %<%E%> into a fixed-length "
5883                            "argument list", arg);
5884                   else
5885                     sorry ("cannot expand %<%T%> into a fixed-length "
5886                            "argument list", arg);
5887                 }
5888               return error_mark_node;
5889             }
5890         }
5891       else if (require_all_args)
5892         /* There must be a default arg in this case.  */
5893         arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
5894                                    complain, in_decl);
5895       else
5896         break;
5897
5898       if (arg == error_mark_node)
5899         {
5900           if (complain & tf_error)
5901             error ("template argument %d is invalid", arg_idx + 1);
5902         }
5903       else if (!arg)
5904         /* This only occurs if there was an error in the template
5905            parameter list itself (which we would already have
5906            reported) that we are trying to recover from, e.g., a class
5907            template with a parameter list such as
5908            template<typename..., typename>.  */
5909         return error_mark_node;
5910       else
5911         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
5912                                          arg, new_args, complain, 
5913                                          parm_idx, in_decl);
5914
5915       if (arg == error_mark_node)
5916         lost++;
5917       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = arg;
5918     }
5919   cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
5920   c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
5921
5922   if (lost)
5923     return error_mark_node;
5924
5925   return new_inner_args;
5926 }
5927
5928 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
5929
5930 static int
5931 template_args_equal (tree ot, tree nt)
5932 {
5933   if (nt == ot)
5934     return 1;
5935
5936   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
5937     /* For member templates */
5938     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
5939   else if (PACK_EXPANSION_P (ot))
5940     return PACK_EXPANSION_P (nt) 
5941       && template_args_equal (PACK_EXPANSION_PATTERN (ot),
5942                               PACK_EXPANSION_PATTERN (nt));
5943   else if (ARGUMENT_PACK_P (ot))
5944     {
5945       int i, len;
5946       tree opack, npack;
5947
5948       if (!ARGUMENT_PACK_P (nt))
5949         return 0;
5950
5951       opack = ARGUMENT_PACK_ARGS (ot);
5952       npack = ARGUMENT_PACK_ARGS (nt);
5953       len = TREE_VEC_LENGTH (opack);
5954       if (TREE_VEC_LENGTH (npack) != len)
5955         return 0;
5956       for (i = 0; i < len; ++i)
5957         if (!template_args_equal (TREE_VEC_ELT (opack, i),
5958                                   TREE_VEC_ELT (npack, i)))
5959           return 0;
5960       return 1;
5961     }
5962   else if (ot && TREE_CODE (ot) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
5963     {
5964       /* We get here probably because we are in the middle of substituting
5965          into the pattern of a pack expansion. In that case the
5966          ARGUMENT_PACK_SELECT temporarily replaces the pack argument we are
5967          interested in. So we want to use the initial pack argument for
5968          the comparison.  */
5969       ot = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (ot);
5970       if (nt && TREE_CODE (nt) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
5971         nt = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (nt);
5972       return template_args_equal (ot, nt);
5973     }
5974   else if (TYPE_P (nt))
5975     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
5976   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
5977     return 0;
5978   else
5979     return cp_tree_equal (ot, nt);
5980 }
5981
5982 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
5983    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
5984
5985 int
5986 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
5987 {
5988   int i;
5989
5990   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
5991     return 0;
5992
5993   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
5994     {
5995       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
5996       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
5997
5998       if (! template_args_equal (ot, nt))
5999         return 0;
6000     }
6001   return 1;
6002 }
6003
6004 static void
6005 add_pending_template (tree d)
6006 {
6007   tree ti = (TYPE_P (d)
6008              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
6009              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
6010   struct pending_template *pt;
6011   int level;
6012
6013   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
6014     return;
6015
6016   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
6017      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
6018      Compensate.  */
6019   level = !current_tinst_level || current_tinst_level->decl != d;
6020
6021   if (level)
6022     push_tinst_level (d);
6023
6024   pt = GGC_NEW (struct pending_template);
6025   pt->next = NULL;
6026   pt->tinst = current_tinst_level;
6027   if (last_pending_template)
6028     last_pending_template->next = pt;
6029   else
6030     pending_templates = pt;
6031
6032   last_pending_template = pt;
6033
6034   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
6035
6036   if (level)
6037     pop_tinst_level ();
6038 }
6039
6040
6041 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
6042    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
6043    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
6044
6045 tree
6046 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
6047 {
6048   tree type;
6049
6050   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
6051     return error_mark_node;
6052
6053   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
6054   gcc_assert (fns && (is_overloaded_fn (fns)
6055                       || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE));
6056
6057   if (BASELINK_P (fns))
6058     {
6059       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
6060                                          unknown_type_node,
6061                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
6062                                          arglist);
6063       return fns;
6064     }
6065
6066   type = TREE_TYPE (fns);
6067   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
6068     type = unknown_type_node;
6069
6070   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
6071 }
6072
6073 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
6074    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
6075    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
6076    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
6077    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
6078    DECL is returned.
6079
6080    Also handle the case when DECL is a TREE_LIST of ambiguous
6081    injected-class-names from different bases.  */
6082
6083 tree
6084 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
6085 {
6086   if (decl == NULL_TREE)
6087     return decl;
6088
6089   /* DR 176: A lookup that finds an injected-class-name (10.2
6090      [class.member.lookup]) can result in an ambiguity in certain cases
6091      (for example, if it is found in more than one base class). If all of
6092      the injected-class-names that are found refer to specializations of
6093      the same class template, and if the name is followed by a
6094      template-argument-list, the reference refers to the class template
6095      itself and not a specialization thereof, and is not ambiguous.  */
6096   if (TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
6097     {
6098       tree t, tmpl = NULL_TREE;
6099       for (t = decl; t; t = TREE_CHAIN (t))
6100         {
6101           tree elt = maybe_get_template_decl_from_type_decl (TREE_VALUE (t));
6102           if (!tmpl)
6103             tmpl = elt;
6104           else if (tmpl != elt)
6105             break;
6106         }
6107       if (tmpl && t == NULL_TREE)
6108         return tmpl;
6109       else
6110         return decl;
6111     }
6112
6113   return (decl != NULL_TREE
6114           && DECL_SELF_REFERENCE_P (decl)
6115           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
6116     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
6117 }
6118
6119 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
6120    parameters, find the desired type.
6121
6122    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
6123
6124    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
6125    instantiate.
6126
6127    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
6128    the class we are looking up.
6129
6130    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
6131
6132    If the template class is really a local class in a template
6133    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
6134    being instantiated.
6135
6136    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
6137    template-id: the first time from the parser, while creating the
6138    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
6139    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
6140    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
6141    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
6142
6143 tree
6144 lookup_template_class (tree d1,
6145                        tree arglist,
6146                        tree in_decl,
6147                        tree context,
6148                        int entering_scope,
6149                        tsubst_flags_t complain)
6150 {
6151   tree templ = NULL_TREE, parmlist;
6152   tree t;
6153   spec_entry **slot;
6154   spec_entry *entry;
6155   spec_entry elt;
6156   hashval_t hash;
6157
6158   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
6159
6160   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
6161     {
6162       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
6163       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
6164         templ = value;
6165       else
6166         {
6167           if (context)
6168             push_decl_namespace (context);
6169           templ = lookup_name (d1);
6170           templ = maybe_get_template_decl_from_type_decl (templ);
6171           if (context)
6172             pop_decl_namespace ();
6173         }
6174       if (templ)
6175         context = DECL_CONTEXT (templ);
6176     }
6177   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && MAYBE_CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (d1)))
6178     {
6179       tree type = TREE_TYPE (d1);
6180
6181       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
6182          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
6183       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
6184         type = TREE_TYPE (type);
6185
6186       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
6187         {
6188           templ = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
6189           d1 = DECL_NAME (templ);
6190         }
6191     }
6192   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
6193            || (TYPE_P (d1) && MAYBE_CLASS_TYPE_P (d1)))
6194     {
6195       templ = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
6196       d1 = DECL_NAME (templ);
6197     }
6198   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
6199            && DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)
6200            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
6201     {
6202       templ = d1;
6203       d1 = DECL_NAME (templ);
6204       context = DECL_CONTEXT (templ);
6205     }
6206
6207   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
6208   if (! templ)
6209     {
6210       if (complain & tf_error)
6211         error ("%qT is not a template", d1);
6212       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6213     }
6214
6215   if (TREE_CODE (templ) != TEMPLATE_DECL
6216          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
6217             the user.  */
6218       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (templ)
6219           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (templ)))
6220     {
6221       if (complain & tf_error)
6222         {
6223           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
6224           if (in_decl)
6225             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
6226         }
6227       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6228     }
6229
6230   complain &= ~tf_user;
6231
6232   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (templ))
6233     {
6234       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
6235          template arguments */
6236
6237       tree parm;
6238       tree arglist2;
6239       tree outer;
6240
6241       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (templ);
6242
6243       /* Consider an example where a template template parameter declared as
6244
6245            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
6246
6247          The template parameter level of T and U are one level larger than
6248          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
6249          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
6250          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
6251          available when not appearing as default template argument, can be
6252          obtained from the arguments of the enclosing template.
6253
6254          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
6255          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
6256          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
6257          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
6258
6259       outer = DECL_CONTEXT (templ);
6260       if (outer)
6261         outer = TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (outer)));
6262       else if (current_template_parms)
6263         /* This is an argument of the current template, so we haven't set
6264            DECL_CONTEXT yet.  */
6265         outer = current_template_args ();
6266
6267       if (outer)
6268         arglist = add_to_template_args (outer, arglist);
6269
6270       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, templ,
6271                                         complain,
6272                                         /*require_all_args=*/true,
6273                                         /*use_default_args=*/true);
6274       if (arglist2 == error_mark_node
6275           || (!uses_template_parms (arglist2)
6276               && check_instantiated_args (templ, arglist2, complain)))
6277         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6278
6279       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (templ), arglist2);
6280       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
6281     }
6282   else
6283     {
6284       tree template_type = TREE_TYPE (templ);
6285       tree gen_tmpl;
6286       tree type_decl;
6287       tree found = NULL_TREE;
6288       int arg_depth;
6289       int parm_depth;
6290       int is_partial_instantiation;
6291
6292       gen_tmpl = most_general_template (templ);
6293       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
6294       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
6295       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6296
6297       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
6298         {
6299           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
6300              For example, given:
6301
6302                template <class T> struct S1 {
6303                  template <class U> struct S2 {};
6304                  template <class U> struct S2<U*> {};
6305                 };
6306
6307              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
6308              TEMPLATE will be `template <class T> template
6309              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
6310              arguments.  */
6311           arglist
6312             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (templ)),
6313                                            arglist);
6314           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6315         }
6316
6317       /* Now we should have enough arguments.  */
6318       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
6319
6320       /* From here on, we're only interested in the most general
6321          template.  */
6322
6323       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
6324          actually tsubst'd into the definition to create the
6325          instantiation.  */
6326       if (parm_depth > 1)
6327         {
6328           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
6329           int i;
6330           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6331
6332           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
6333
6334           for (i = saved_depth,
6335                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
6336                i > 0 && t != NULL_TREE;
6337                --i, t = TREE_CHAIN (t))
6338             {
6339               tree a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
6340                                               arglist, gen_tmpl,
6341                                               complain,
6342                                               /*require_all_args=*/true,
6343                                               /*use_default_args=*/true);
6344
6345               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
6346               if (a == error_mark_node)
6347                 {
6348                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
6349                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
6350                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6351                 }
6352
6353               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
6354
6355               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
6356                  that coerce_template_parms will see only the arguments
6357                  corresponding to the template parameters it is
6358                  examining.  */
6359               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
6360             }
6361
6362           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
6363           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
6364
6365           arglist = bound_args;
6366         }
6367       else
6368         arglist
6369           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
6370                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
6371                                    gen_tmpl,
6372                                    complain,
6373                                    /*require_all_args=*/true,
6374                                    /*use_default_args=*/true);
6375
6376       if (arglist == error_mark_node)
6377         /* We were unable to bind the arguments.  */
6378         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6379
6380       /* In the scope of a template class, explicit references to the
6381          template class refer to the type of the template, not any
6382          instantiation of it.  For example, in:
6383
6384            template <class T> class C { void f(C<T>); }
6385
6386          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
6387          class, however, such a reference is an instantiation.  */
6388       if ((entering_scope
6389            || !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6390            || currently_open_class (template_type))
6391           /* comp_template_args is expensive, check it last.  */
6392           && comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
6393                                  arglist))
6394         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, template_type);
6395
6396       /* If we already have this specialization, return it.  */
6397       elt.tmpl = gen_tmpl;
6398       elt.args = arglist;
6399       hash = hash_specialization (&elt);
6400       entry = (spec_entry *) htab_find_with_hash (type_specializations,
6401                                                   &elt, hash);
6402
6403       if (entry)
6404         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, entry->spec);
6405
6406       /* This type is a "partial instantiation" if any of the template
6407          arguments still involve template parameters.  Note that we set
6408          IS_PARTIAL_INSTANTIATION for partial specializations as
6409          well.  */
6410       is_partial_instantiation = uses_template_parms (arglist);
6411
6412       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
6413          failed.  */
6414       if (!is_partial_instantiation
6415           && check_instantiated_args (gen_tmpl,
6416                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
6417                                       complain))
6418         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6419
6420       if (!is_partial_instantiation
6421           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6422           && !LAMBDA_TYPE_P (TREE_TYPE (gen_tmpl))
6423           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (gen_tmpl)) == NAMESPACE_DECL)
6424         {
6425           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (gen_tmpl),
6426                                       DECL_NAME (gen_tmpl),
6427                                       /*tag_scope=*/ts_global);
6428           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
6429         }
6430
6431       context = tsubst (DECL_CONTEXT (gen_tmpl), arglist,
6432                         complain, in_decl);
6433       if (!context)
6434         context = global_namespace;
6435
6436       /* Create the type.  */
6437       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
6438         {
6439           if (!is_partial_instantiation)
6440             {
6441               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
6442               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type),
6443                               tsubst (ENUM_UNDERLYING_TYPE (template_type),
6444                                       arglist, complain, in_decl),
6445                               SCOPED_ENUM_P (template_type));
6446             }
6447           else
6448             {
6449               /* We don't want to call start_enum for this type, since
6450                  the values for the enumeration constants may involve
6451                  template parameters.  And, no one should be interested
6452                  in the enumeration constants for such a type.  */
6453               t = cxx_make_type (ENUMERAL_TYPE);
6454               SET_SCOPED_ENUM_P (t, SCOPED_ENUM_P (template_type));
6455             }
6456         }
6457       else
6458         {
6459           t = make_class_type (TREE_CODE (template_type));
6460           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
6461             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
6462           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
6463           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
6464
6465           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
6466           if (context == current_function_decl)
6467             pushtag (DECL_NAME (gen_tmpl), t, /*tag_scope=*/ts_current);
6468
6469           if (comp_template_args (CLASSTYPE_TI_ARGS (template_type), arglist))
6470             /* This instantiation is another name for the primary
6471                template type. Set the TYPE_CANONICAL field
6472                appropriately. */
6473             TYPE_CANONICAL (t) = template_type;
6474           else if (any_template_arguments_need_structural_equality_p (arglist))
6475             /* Some of the template arguments require structural
6476                equality testing, so this template class requires
6477                structural equality testing. */
6478             SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (t);
6479         }
6480
6481       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
6482          will already be set up.  */
6483       if (!TYPE_NAME (t))
6484         {
6485           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
6486
6487           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (gen_tmpl), t);
6488           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
6489           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
6490             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6491         }
6492       else
6493         type_decl = TYPE_NAME (t);
6494
6495       TREE_PRIVATE (type_decl)
6496         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6497       TREE_PROTECTED (type_decl)
6498         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6499       if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
6500         {
6501           DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
6502           DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
6503         }
6504
6505       /* Set up the template information.  We have to figure out which
6506          template is the immediate parent if this is a full
6507          instantiation.  */
6508       if (parm_depth == 1 || is_partial_instantiation
6509           || !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
6510         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
6511         found = gen_tmpl;
6512       else
6513         {
6514           /* This is a full instantiation of a member template.  Find
6515              the partial instantiation of which this is an instance.  */
6516
6517           /* Temporarily reduce by one the number of levels in the ARGLIST
6518              so as to avoid comparing the last set of arguments.  */
6519           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
6520           found = tsubst (gen_tmpl, arglist, complain, NULL_TREE);
6521           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
6522           found = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (found);
6523         }
6524
6525       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, build_template_info (found, arglist));
6526
6527       elt.spec = t;
6528       slot = (spec_entry **) htab_find_slot_with_hash (type_specializations,
6529                                                        &elt, hash, INSERT);
6530       *slot = GGC_NEW (spec_entry);
6531       **slot = elt;
6532
6533       /* Note this use of the partial instantiation so we can check it
6534          later in maybe_process_partial_specialization.  */
6535       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ)
6536         = tree_cons (arglist, t,
6537                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ));
6538
6539       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE
6540           && !is_partial_instantiation)
6541         /* Now that the type has been registered on the instantiations
6542            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
6543            constants may involve the enumeration type itself, we make
6544            sure to register the type first, and then create the
6545            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
6546            constants won't result in recursive calls here; we'll find
6547            the instantiation and exit above.  */
6548         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
6549
6550       if (is_partial_instantiation)
6551         /* If the type makes use of template parameters, the
6552            code that generates debugging information will crash.  */
6553         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
6554
6555       /* Possibly limit visibility based on template args.  */
6556       TREE_PUBLIC (type_decl) = 1;
6557       determine_visibility (type_decl);
6558
6559       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
6560     }
6561   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
6562 }
6563 \f
6564 struct pair_fn_data
6565 {
6566   tree_fn_t fn;
6567   void *data;
6568   /* True when we should also visit template parameters that occur in
6569      non-deduced contexts.  */
6570   bool include_nondeduced_p;
6571   struct pointer_set_t *visited;
6572 };
6573
6574 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
6575
6576 static tree
6577 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
6578 {
6579   tree t = *tp;
6580   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
6581   tree_fn_t fn = pfd->fn;
6582   void *data = pfd->data;
6583
6584   if (TYPE_P (t)
6585       && (pfd->include_nondeduced_p || TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE)
6586       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited,
6587                                  pfd->include_nondeduced_p))
6588     return error_mark_node;
6589
6590   switch (TREE_CODE (t))
6591     {
6592     case RECORD_TYPE:
6593       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6594         break;
6595       /* Fall through.  */
6596
6597     case UNION_TYPE:
6598     case ENUMERAL_TYPE:
6599       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6600         *walk_subtrees = 0;
6601       else if (for_each_template_parm (TI_ARGS (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
6602                                        fn, data, pfd->visited, 
6603                                        pfd->include_nondeduced_p))
6604         return error_mark_node;
6605       break;
6606
6607     case INTEGER_TYPE:
6608       if (for_each_template_parm (TYPE_MIN_VALUE (t),
6609                                   fn, data, pfd->visited, 
6610                                   pfd->include_nondeduced_p)
6611           || for_each_template_parm (TYPE_MAX_VALUE (t),
6612                                      fn, data, pfd->visited,
6613                                      pfd->include_nondeduced_p))
6614         return error_mark_node;
6615       break;
6616
6617     case METHOD_TYPE:
6618       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
6619          explicitly here.  */
6620       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
6621                                   pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6622         return error_mark_node;
6623       /* Fall through.  */
6624
6625     case FUNCTION_TYPE:
6626       /* Check the return type.  */
6627       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
6628                                   pfd->include_nondeduced_p))
6629         return error_mark_node;
6630
6631       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
6632          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
6633          contain expressions that involve template parameters.  But,
6634          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
6635          instantiated, they don't contain template parameters, so
6636          there's no point in looking at them then, either.  */
6637       {
6638         tree parm;
6639
6640         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
6641           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
6642                                       pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6643             return error_mark_node;
6644
6645         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
6646            want walk_tree walking into them itself.  */
6647         *walk_subtrees = 0;
6648       }
6649       break;
6650
6651     case TYPEOF_TYPE:
6652       if (pfd->include_nondeduced_p
6653           && for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
6654                                      pfd->visited, 
6655                                      pfd->include_nondeduced_p))
6656         return error_mark_node;
6657       break;
6658
6659     case FUNCTION_DECL:
6660     case VAR_DECL:
6661       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
6662           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
6663                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6664         return error_mark_node;
6665       /* Fall through.  */
6666
6667     case PARM_DECL:
6668     case CONST_DECL:
6669       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
6670           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
6671                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6672         return error_mark_node;
6673       if (DECL_CONTEXT (t)
6674           && pfd->include_nondeduced_p
6675           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
6676                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6677         return error_mark_node;
6678       break;
6679
6680     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
6681       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
6682       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited,
6683                                   pfd->include_nondeduced_p))
6684         return error_mark_node;
6685       /* Fall through.  */
6686
6687     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
6688     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
6689     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
6690       if (fn && (*fn)(t, data))
6691         return error_mark_node;
6692       else if (!fn)
6693         return error_mark_node;
6694       break;
6695
6696     case TEMPLATE_DECL:
6697       /* A template template parameter is encountered.  */
6698       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
6699           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
6700                                      pfd->include_nondeduced_p))
6701         return error_mark_node;
6702
6703       /* Already substituted template template parameter */
6704       *walk_subtrees = 0;
6705       break;
6706
6707     case TYPENAME_TYPE:
6708       if (!fn
6709           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
6710                                      data, pfd->visited, 
6711                                      pfd->include_nondeduced_p))
6712         return error_mark_node;
6713       break;
6714
6715     case CONSTRUCTOR:
6716       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
6717           && pfd->include_nondeduced_p
6718           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
6719                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
6720                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6721         return error_mark_node;
6722       break;
6723
6724     case INDIRECT_REF:
6725     case COMPONENT_REF:
6726       /* If there's no type, then this thing must be some expression
6727          involving template parameters.  */
6728       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
6729         return error_mark_node;
6730       break;
6731
6732     case MODOP_EXPR:
6733     case CAST_EXPR:
6734     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
6735     case CONST_CAST_EXPR:
6736     case STATIC_CAST_EXPR:
6737     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
6738     case ARROW_EXPR:
6739     case DOTSTAR_EXPR:
6740     case TYPEID_EXPR:
6741     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
6742       if (!fn)
6743         return error_mark_node;
6744       break;
6745
6746     default:
6747       break;
6748     }
6749
6750   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
6751   return NULL_TREE;
6752 }
6753
6754 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
6755    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
6756    call FN with the parameter and the DATA.
6757    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
6758    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
6759    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
6760    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
6761    considered to be the function which always returns 1.
6762
6763    If INCLUDE_NONDEDUCED_P, then this routine will also visit template
6764    parameters that occur in non-deduced contexts.  When false, only
6765    visits those template parameters that can be deduced.  */
6766
6767 static int
6768 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
6769                         struct pointer_set_t *visited,
6770                         bool include_nondeduced_p)
6771 {
6772   struct pair_fn_data pfd;
6773   int result;
6774
6775   /* Set up.  */
6776   pfd.fn = fn;
6777   pfd.data = data;
6778   pfd.include_nondeduced_p = include_nondeduced_p;
6779
6780   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
6781      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
6782      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
6783      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
6784      visited list.)  */
6785   if (visited)
6786     pfd.visited = visited;
6787   else
6788     pfd.visited = pointer_set_create ();
6789   result = cp_walk_tree (&t,
6790                          for_each_template_parm_r,
6791                          &pfd,
6792                          pfd.visited) != NULL_TREE;
6793
6794   /* Clean up.  */
6795   if (!visited)
6796     {
6797       pointer_set_destroy (pfd.visited);
6798       pfd.visited = 0;
6799     }
6800
6801   return result;
6802 }
6803
6804 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
6805
6806 int
6807 uses_template_parms (tree t)
6808 {
6809   bool dependent_p;
6810   int saved_processing_template_decl;
6811
6812   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
6813   if (!saved_processing_template_decl)
6814     processing_template_decl = 1;
6815   if (TYPE_P (t))
6816     dependent_p = dependent_type_p (t);
6817   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
6818     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
6819   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
6820     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
6821                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
6822   else if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
6823     dependent_p = dependent_type_p (TREE_TYPE (t));
6824   else if (DECL_P (t)
6825            || EXPR_P (t)
6826            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
6827            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
6828            || TREE_CODE (t) == BASELINK
6829            || TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE
6830            || TREE_CODE (t) == TRAIT_EXPR
6831            || TREE_CODE (t) == CONSTRUCTOR
6832            || CONSTANT_CLASS_P (t))
6833     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
6834                    || value_dependent_expression_p (t));
6835   else
6836     {
6837       gcc_assert (t == error_mark_node);
6838       dependent_p = false;
6839     }
6840
6841   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
6842
6843   return dependent_p;
6844 }
6845
6846 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
6847
6848 int
6849 uses_template_parms_level (tree t, int level)
6850 {
6851   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL,
6852                                  /*include_nondeduced_p=*/true);
6853 }
6854
6855 static int tinst_depth;
6856 extern int max_tinst_depth;
6857 #ifdef GATHER_STATISTICS
6858 int depth_reached;
6859 #endif
6860 static int tinst_level_tick;
6861 static int last_template_error_tick;
6862
6863 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
6864    for diagnostics and to restore it later.  */
6865
6866 static int
6867 push_tinst_level (tree d)
6868 {
6869   struct tinst_level *new_level;
6870
6871   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
6872     {
6873       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
6874          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
6875          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
6876       if (uses_template_parms (d))
6877         return 0;
6878
6879       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
6880       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
6881              "-ftemplate-depth-NN to increase the maximum) instantiating %qD",
6882              max_tinst_depth, d);
6883
6884       print_instantiation_context ();
6885
6886       return 0;
6887     }
6888
6889   new_level = GGC_NEW (struct tinst_level);
6890   new_level->decl = d;
6891   new_level->locus = input_location;
6892   new_level->in_system_header_p = in_system_header;
6893   new_level->next = current_tinst_level;
6894   current_tinst_level = new_level;
6895
6896   ++tinst_depth;
6897 #ifdef GATHER_STATISTICS
6898   if (tinst_depth > depth_reached)
6899     depth_reached = tinst_depth;
6900 #endif
6901
6902   ++tinst_level_tick;
6903   return 1;
6904 }
6905
6906 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
6907    context.  */
6908
6909 static void
6910 pop_tinst_level (void)
6911 {
6912   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
6913      this instantiation.  */
6914   input_location = current_tinst_level->locus;
6915   current_tinst_level = current_tinst_level->next;
6916   --tinst_depth;
6917   ++tinst_level_tick;
6918 }
6919
6920 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
6921    instantiation context in which the instantiation was requested, which
6922    is one step out from LEVEL.  Return the corresponding DECL or TYPE.  */
6923
6924 static tree
6925 reopen_tinst_level (struct tinst_level *level)
6926 {
6927   struct tinst_level *t;
6928
6929   tinst_depth = 0;
6930   for (t = level; t; t = t->next)
6931     ++tinst_depth;
6932
6933   current_tinst_level = level;
6934   pop_tinst_level ();
6935   return level->decl;
6936 }
6937
6938 /* Returns the TINST_LEVEL which gives the original instantiation
6939    context.  */
6940
6941 struct tinst_level *
6942 outermost_tinst_level (void)
6943 {
6944   struct tinst_level *level = current_tinst_level;
6945   if (level)
6946     while (level->next)
6947       level = level->next;
6948   return level;
6949 }
6950
6951 /* Returns TRUE if PARM is a parameter of the template TEMPL.  */
6952
6953 bool
6954 parameter_of_template_p (tree parm, tree templ)
6955 {
6956   tree parms;
6957   int i;
6958
6959   if (!parm || !templ)
6960     return false;
6961
6962   gcc_assert (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm));
6963   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
6964
6965   parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (templ);
6966   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
6967
6968   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
6969     if (parm == TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i)))
6970       return true;
6971
6972   return false;
6973 }
6974
6975 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
6976    vector of template arguments, as for tsubst.
6977
6978    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
6979
6980 static tree
6981 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
6982 {
6983   tree new_friend;
6984
6985   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
6986       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
6987       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
6988     /* This was a friend declared with an explicit template
6989        argument list, e.g.:
6990
6991        friend void f<>(T);
6992
6993        to indicate that f was a template instantiation, not a new
6994        function declaration.  Now, we have to figure out what
6995        instantiation of what template.  */
6996     {
6997       tree template_id, arglist, fns;
6998       tree new_args;
6999       tree tmpl;
7000       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
7001
7002       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
7003          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
7004          current class with same name.  */
7005       push_nested_namespace (ns);
7006       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
7007                          tf_warning_or_error, NULL_TREE,
7008                          /*integral_constant_expression_p=*/false);
7009       pop_nested_namespace (ns);
7010       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
7011                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7012       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
7013
7014       new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7015       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
7016                                        &new_args,
7017                                        /*need_member_template=*/0,
7018                                        TREE_VEC_LENGTH (args),
7019                                        tsk_none);
7020       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
7021     }
7022
7023   new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7024
7025   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
7026      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
7027      the language.  For example, we might have had:
7028
7029      template <class T> struct S {
7030        template <class U> friend void f(T, U);
7031      };
7032
7033      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
7034      instantiation of anything.  */
7035   if (new_friend == error_mark_node)
7036     return error_mark_node;
7037
7038   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
7039   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
7040     {
7041       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
7042       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
7043         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
7044     }
7045
7046   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
7047      is not a template instantiation and should not be mangled like
7048      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
7049      later if we need it.  */
7050   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
7051     {
7052       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL_RTX);
7053       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
7054     }
7055
7056   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
7057     {
7058       tree old_decl;
7059       tree new_friend_template_info;
7060       tree new_friend_result_template_info;
7061       tree ns;
7062       int  new_friend_is_defn;
7063
7064       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
7065          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
7066          possible.  */
7067       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
7068       new_friend_is_defn =
7069             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
7070                            (template_for_substitution (new_friend)))
7071              != NULL_TREE);
7072       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
7073         {
7074           /* This declaration is a `primary' template.  */
7075           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
7076
7077           new_friend_result_template_info
7078             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
7079         }
7080       else
7081         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
7082
7083       /* Make the init_value nonzero so pushdecl knows this is a defn.  */
7084       if (new_friend_is_defn)
7085         DECL_INITIAL (new_friend) = error_mark_node;
7086
7087       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
7088          current namespace. However, the friend function should go
7089          into the namespace of the template.  */
7090       ns = decl_namespace_context (new_friend);
7091       push_nested_namespace (ns);
7092       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend, /*is_friend=*/true);
7093       pop_nested_namespace (ns);
7094
7095       if (old_decl == error_mark_node)
7096         return error_mark_node;
7097
7098       if (old_decl != new_friend)
7099         {
7100           /* This new friend declaration matched an existing
7101              declaration.  For example, given:
7102
7103                template <class T> void f(T);
7104                template <class U> class C {
7105                  template <class T> friend void f(T) {}
7106                };
7107
7108              the friend declaration actually provides the definition
7109              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
7110              old_decl will be the out-of-class template declaration,
7111              while new_friend is the in-class definition.
7112
7113              But, if `f' was called before this point, the
7114              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
7115              to `T' but not to `U', references to which might appear
7116              in the definition of `f'.  Previously, the most general
7117              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
7118              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
7119              run through all specialization of `f', adding to their
7120              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
7121              new set of outer arguments, corresponding to the
7122              arguments for this class instantiation.
7123
7124              The same situation can arise with something like this:
7125
7126                friend void f(int);
7127                template <class T> class C {
7128                  friend void f(T) {}
7129                };
7130
7131              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
7132              in the class.  */
7133
7134           if (!new_friend_is_defn)
7135             /* On the other hand, if the in-class declaration does
7136                *not* provide a definition, then we don't want to alter
7137                existing definitions.  We can just leave everything
7138                alone.  */
7139             ;
7140           else
7141             {
7142               tree new_template = TI_TEMPLATE (new_friend_template_info);
7143               tree new_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
7144
7145               /* Overwrite whatever template info was there before, if
7146                  any, with the new template information pertaining to
7147                  the declaration.  */
7148               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
7149
7150               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
7151                 /* We should have called reregister_specialization in
7152                    duplicate_decls.  */
7153                 gcc_assert (retrieve_specialization (new_template,
7154                                                      new_args, 0)
7155                             == old_decl);
7156               else
7157                 {
7158                   tree t;
7159
7160                   /* Indicate that the old function template is a partial
7161                      instantiation.  */
7162                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
7163                     = new_friend_result_template_info;
7164
7165                   gcc_assert (new_template
7166                               == most_general_template (new_template));
7167                   gcc_assert (new_template != old_decl);
7168
7169                   /* Reassign any specializations already in the hash table
7170                      to the new more general template, and add the
7171                      additional template args.  */
7172                   for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl);
7173                        t != NULL_TREE;
7174                        t = TREE_CHAIN (t))
7175                     {
7176                       tree spec = TREE_VALUE (t);
7177                       spec_entry elt;
7178
7179                       elt.tmpl = old_decl;
7180                       elt.args = DECL_TI_ARGS (spec);
7181                       elt.spec = NULL_TREE;
7182
7183                       htab_remove_elt (decl_specializations, &elt);
7184
7185                       DECL_TI_ARGS (spec)
7186                         = add_outermost_template_args (new_args,
7187                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
7188
7189                       register_specialization
7190                         (spec, new_template, DECL_TI_ARGS (spec), true, 0);
7191
7192                     }
7193                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
7194                 }
7195             }
7196
7197           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
7198              by duplicate_decls.  */
7199           new_friend = old_decl;
7200         }
7201     }
7202   else
7203     {
7204       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
7205       bool dependent_p;
7206
7207       /* In the code
7208            template <class T> class C {
7209              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
7210              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
7211            };
7212          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
7213          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
7214          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
7215          this isn't true for case 2.  */
7216       ++processing_template_decl;
7217       dependent_p = dependent_type_p (context);
7218       --processing_template_decl;
7219
7220       if (!dependent_p
7221           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
7222         return error_mark_node;
7223
7224       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
7225         {
7226           /* Check to see that the declaration is really present, and,
7227              possibly obtain an improved declaration.  */
7228           tree fn = check_classfn (context,
7229                                    new_friend, NULL_TREE);
7230
7231           if (fn)
7232             new_friend = fn;
7233         }
7234     }
7235
7236   return new_friend;
7237 }
7238
7239 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
7240    template arguments, as for tsubst.
7241
7242    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
7243    failure.  */
7244
7245 static tree
7246 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
7247 {
7248   tree friend_type;
7249   tree tmpl;
7250   tree context;
7251
7252   context = DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
7253
7254   if (context)
7255     {
7256       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
7257         push_nested_namespace (context);
7258       else
7259         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
7260     }
7261
7262   /* Look for a class template declaration.  We look for hidden names
7263      because two friend declarations of the same template are the
7264      same.  For example, in:
7265
7266        struct A { 
7267          template <typename> friend class F;
7268        };
7269        template <typename> struct B { 
7270          template <typename> friend class F;
7271        };
7272
7273      both F templates are the same.  */
7274   tmpl = lookup_name_real (DECL_NAME (friend_tmpl), 0, 0,
7275                            /*block_p=*/true, 0, 
7276                            LOOKUP_COMPLAIN | LOOKUP_HIDDEN);
7277
7278   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
7279      situation like this:
7280
7281        template <class T>
7282        struct S {
7283          template <class U>
7284          friend struct S;
7285        };
7286
7287      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
7288      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
7289   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
7290     {
7291       tmpl = lookup_name_prefer_type (DECL_NAME (friend_tmpl), 1);
7292       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
7293     }
7294
7295   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
7296     {
7297       /* The friend template has already been declared.  Just
7298          check to see that the declarations match, and install any new
7299          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
7300          of course.  We only need the innermost template parameters
7301          because that is all that redeclare_class_template will look
7302          at.  */
7303       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
7304           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
7305         {
7306           tree parms;
7307           location_t saved_input_location;
7308           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
7309                                          args, tf_warning_or_error);
7310
7311           saved_input_location = input_location;
7312           input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (friend_tmpl);
7313           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
7314           input_location = saved_input_location;
7315           
7316         }
7317
7318       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
7319     }
7320   else
7321     {
7322       /* The friend template has not already been declared.  In this
7323          case, the instantiation of the template class will cause the
7324          injection of this template into the global scope.  */
7325       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7326       if (tmpl == error_mark_node)
7327         return error_mark_node;
7328
7329       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
7330          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
7331          the new type because that is supposed to be the corresponding
7332          template decl, i.e., TMPL.  */
7333       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
7334       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
7335       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
7336       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
7337         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
7338
7339       /* Inject this template into the global scope.  */
7340       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level_maybe_friend (tmpl, true));
7341     }
7342
7343   if (context)
7344     {
7345       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
7346         pop_nested_namespace (context);
7347       else
7348         pop_nested_class ();
7349     }
7350
7351   return friend_type;
7352 }
7353
7354 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
7355    Otherwise returns one.  */
7356
7357 static int
7358 can_complete_type_without_circularity (tree type)
7359 {
7360   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
7361     return 0;
7362   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
7363     return 1;
7364   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
7365     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
7366   else if (CLASS_TYPE_P (type)
7367            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
7368     return 0;
7369   else
7370     return 1;
7371 }
7372
7373 /* Apply any attributes which had to be deferred until instantiation
7374    time.  DECL_P, ATTRIBUTES and ATTR_FLAGS are as cplus_decl_attributes;
7375    ARGS, COMPLAIN, IN_DECL are as tsubst.  */
7376
7377 static void
7378 apply_late_template_attributes (tree *decl_p, tree attributes, int attr_flags,
7379                                 tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7380 {
7381   tree last_dep = NULL_TREE;
7382   tree t;
7383   tree *p;
7384
7385   for (t = attributes; t; t = TREE_CHAIN (t))
7386     if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
7387       {
7388         last_dep = t;
7389         attributes = copy_list (attributes);
7390         break;
7391       }
7392
7393   if (DECL_P (*decl_p))
7394     {
7395       if (TREE_TYPE (*decl_p) == error_mark_node)
7396         return;
7397       p = &DECL_ATTRIBUTES (*decl_p);
7398     }
7399   else
7400     p = &TYPE_ATTRIBUTES (*decl_p);
7401
7402   if (last_dep)
7403     {
7404       tree late_attrs = NULL_TREE;
7405       tree *q = &late_attrs;
7406
7407       for (*p = attributes; *p; )
7408         {
7409           t = *p;
7410           if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
7411             {
7412               *p = TREE_CHAIN (t);
7413               TREE_CHAIN (t) = NULL_TREE;
7414               /* If the first attribute argument is an identifier, don't
7415                  pass it through tsubst.  Attributes like mode, format,
7416                  cleanup and several target specific attributes expect it
7417                  unmodified.  */
7418               if (TREE_VALUE (t)
7419                   && TREE_CODE (TREE_VALUE (t)) == TREE_LIST
7420                   && TREE_VALUE (TREE_VALUE (t))
7421                   && (TREE_CODE (TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)))
7422                       == IDENTIFIER_NODE))
7423                 {
7424                   tree chain
7425                     = tsubst_expr (TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)), args, complain,
7426                                    in_decl,
7427                                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
7428                   if (chain != TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)))
7429                     TREE_VALUE (t)
7430                       = tree_cons (NULL_TREE, TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)),
7431                                    chain);
7432                 }
7433               else
7434                 TREE_VALUE (t)
7435                   = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), args, complain, in_decl,
7436                                  /*integral_constant_expression_p=*/false);
7437               *q = t;
7438               q = &TREE_CHAIN (t);
7439             }
7440           else
7441             p = &TREE_CHAIN (t);
7442         }
7443
7444       cplus_decl_attributes (decl_p, late_attrs, attr_flags);
7445     }
7446 }
7447
7448 /* Perform (or defer) access check for typedefs that were referenced
7449    from within the template TMPL code.
7450    This is a subroutine of instantiate_template and instantiate_class_template.
7451    TMPL is the template to consider and TARGS is the list of arguments of
7452    that template.  */
7453
7454 static void
7455 perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs)
7456 {
7457   location_t saved_location;
7458   int i;
7459   qualified_typedef_usage_t *iter;
7460
7461   if (!tmpl
7462       || (!CLASS_TYPE_P (tmpl)
7463           && TREE_CODE (tmpl) != FUNCTION_DECL))
7464     return;
7465
7466   saved_location = input_location;
7467   for (i = 0;
7468        VEC_iterate (qualified_typedef_usage_t,
7469                     get_types_needing_access_check (tmpl),
7470                     i, iter);
7471         ++i)
7472     {
7473       tree type_decl = iter->typedef_decl;
7474       tree type_scope = iter->context;
7475
7476       if (!type_decl || !type_scope || !CLASS_TYPE_P (type_scope))
7477         continue;
7478
7479       if (uses_template_parms (type_decl))
7480         type_decl = tsubst (type_decl, targs, tf_error, NULL_TREE);
7481       if (uses_template_parms (type_scope))
7482         type_scope = tsubst (type_scope, targs, tf_error, NULL_TREE);
7483
7484       /* Make access check error messages point to the location
7485          of the use of the typedef.  */
7486       input_location = iter->locus;
7487       perform_or_defer_access_check (TYPE_BINFO (type_scope),
7488                                      type_decl, type_decl);
7489     }
7490     input_location = saved_location;
7491 }
7492
7493 tree
7494 instantiate_class_template (tree type)
7495 {
7496   tree templ, args, pattern, t, member;
7497   tree typedecl;
7498   tree pbinfo;
7499   tree base_list;
7500   unsigned int saved_maximum_field_alignment;
7501
7502   if (type == error_mark_node)
7503     return error_mark_node;
7504
7505   if (TYPE_BEING_DEFINED (type)
7506       || COMPLETE_TYPE_P (type)
7507       || uses_template_parms (type))
7508     return type;
7509
7510   /* Figure out which template is being instantiated.  */
7511   templ = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
7512   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
7513
7514   /* Determine what specialization of the original template to
7515      instantiate.  */
7516   t = most_specialized_class (type, templ);
7517   if (t == error_mark_node)
7518     {
7519       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
7520       return error_mark_node;
7521     }
7522   else if (t)
7523     {
7524       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
7525          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
7526          the arguments appropriate for substitution.  For example,
7527          given:
7528
7529            template <class T> struct S {};
7530            template <class T> struct S<T*> {};
7531
7532          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
7533          presently be {int*} -- but we need {int}.  */
7534       pattern = TREE_TYPE (t);
7535       args = TREE_PURPOSE (t);
7536     }
7537   else
7538     {
7539       pattern = TREE_TYPE (templ);
7540       args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
7541     }
7542
7543   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
7544      there's nothing we can do.  */
7545   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
7546     return type;
7547
7548   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
7549   if (! push_tinst_level (type))
7550     return type;
7551
7552   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
7553      the process of being defined.  */
7554   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
7555
7556   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
7557      it now.  */
7558   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
7559
7560   push_to_top_level ();
7561   /* Use #pragma pack from the template context.  */
7562   saved_maximum_field_alignment = maximum_field_alignment;
7563   maximum_field_alignment = TYPE_PRECISION (pattern);
7564
7565   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
7566
7567   /* Set the input location to the most specialized template definition.
7568      This is needed if tsubsting causes an error.  */
7569   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (pattern);
7570   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
7571
7572   TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (pattern);
7573   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
7574   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
7575   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
7576   TYPE_HAS_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_ASSIGN_REF (pattern);
7577   TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (pattern);
7578   TYPE_HAS_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_INIT_REF (pattern);
7579   TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (pattern);
7580   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
7581   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
7582   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
7583   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
7584   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
7585   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
7586   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
7587     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
7588   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
7589     {
7590       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
7591       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
7592     }
7593
7594   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
7595
7596   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
7597      class; we need to look up the nested class by name before we can
7598      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
7599      class.  */
7600   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
7601               || COMPLETE_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type))
7602               || TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_CONTEXT (type)));
7603
7604   base_list = NULL_TREE;
7605   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
7606     {
7607       tree pbase_binfo;
7608       tree context = TYPE_CONTEXT (type);
7609       tree pushed_scope;
7610       int i;
7611
7612       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
7613          the accessibility of types named in dependent bases are
7614          looked up from.  */
7615       pushed_scope = push_scope (context ? context : global_namespace);
7616
7617       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
7618          basetypes.  */
7619       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
7620         {
7621           tree base;
7622           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
7623           tree expanded_bases = NULL_TREE;
7624           int idx, len = 1;
7625
7626           if (PACK_EXPANSION_P (BINFO_TYPE (pbase_binfo)))
7627             {
7628               expanded_bases = 
7629                 tsubst_pack_expansion (BINFO_TYPE (pbase_binfo),
7630                                        args, tf_error, NULL_TREE);
7631               if (expanded_bases == error_mark_node)
7632                 continue;
7633
7634               len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
7635             }
7636
7637           for (idx = 0; idx < len; idx++)
7638             {
7639               if (expanded_bases)
7640                 /* Extract the already-expanded base class.  */
7641                 base = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, idx);
7642               else
7643                 /* Substitute to figure out the base class.  */
7644                 base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, 
7645                                NULL_TREE);
7646
7647               if (base == error_mark_node)
7648                 continue;
7649
7650               base_list = tree_cons (access, base, base_list);
7651               if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
7652                 TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
7653             }
7654         }
7655
7656       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
7657       base_list = nreverse (base_list);
7658
7659       if (pushed_scope)
7660         pop_scope (pushed_scope);
7661     }
7662   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
7663      information.  */
7664   xref_basetypes (type, base_list);
7665
7666   apply_late_template_attributes (&type, TYPE_ATTRIBUTES (pattern),
7667                                   (int) ATTR_FLAG_TYPE_IN_PLACE,
7668                                   args, tf_error, NULL_TREE);
7669
7670   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
7671      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
7672      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
7673      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
7674      class, except we also need to push the enclosing classes.  */
7675   push_nested_class (type);
7676
7677   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
7678   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
7679        member; member = TREE_CHAIN (member))
7680     {
7681       tree t = TREE_VALUE (member);
7682
7683       if (TREE_PURPOSE (member))
7684         {
7685           if (TYPE_P (t))
7686             {
7687               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
7688
7689               tree newtag;
7690               bool class_template_p;
7691
7692               class_template_p = (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE
7693                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
7694                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (t));
7695               /* If the member is a class template, then -- even after
7696                  substitution -- there may be dependent types in the
7697                  template argument list for the class.  We increment
7698                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
7699                  that function will assume that no types are dependent
7700                  when outside of a template.  */
7701               if (class_template_p)
7702                 ++processing_template_decl;
7703               newtag = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
7704               if (class_template_p)
7705                 --processing_template_decl;
7706               if (newtag == error_mark_node)
7707                 continue;
7708
7709               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
7710                 {
7711                   tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7712
7713                   if (class_template_p)
7714                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
7715                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
7716                        instantiation (i.e., for the type of a member
7717                        template class nested within a template class.)
7718                        This behavior is required for
7719                        maybe_process_partial_specialization to work
7720                        correctly, but is not accurate in this case;
7721                        the TAG is not an instantiation of anything.
7722                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
7723                        instantiation, but the TYPE is not.) */
7724                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
7725
7726                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
7727                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
7728                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
7729                      this for enums because it will already have been done in
7730                      tsubst_enum.  */
7731                   if (name)
7732                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
7733                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
7734                 }
7735             }
7736           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
7737                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
7738             {
7739               /* Build new TYPE_METHODS.  */
7740               tree r;
7741
7742               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7743                 ++processing_template_decl;
7744               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
7745               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7746                 --processing_template_decl;
7747               set_current_access_from_decl (r);
7748               finish_member_declaration (r);
7749             }
7750           else
7751             {
7752               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
7753               if (TREE_CODE (t) == STATIC_ASSERT)
7754                 {
7755                   tree condition = 
7756                     tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), args, 
7757                                  tf_warning_or_error, NULL_TREE,
7758                                  /*integral_constant_expression_p=*/true);
7759                   finish_static_assert (condition,
7760                                         STATIC_ASSERT_MESSAGE (t), 
7761                                         STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
7762                                         /*member_p=*/true);
7763                 }
7764               else if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
7765                 {
7766                   tree r;
7767
7768                   /* The file and line for this declaration, to
7769                      assist in error message reporting.  Since we
7770                      called push_tinst_level above, we don't need to
7771                      restore these.  */
7772                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
7773
7774                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7775                     ++processing_template_decl;
7776                   r = tsubst (t, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7777                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7778                     --processing_template_decl;
7779                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
7780                     {
7781                       /* In [temp.inst]:
7782
7783                            [t]he initialization (and any associated
7784                            side-effects) of a static data member does
7785                            not occur unless the static data member is
7786                            itself used in a way that requires the
7787                            definition of the static data member to
7788                            exist.
7789
7790                          Therefore, we do not substitute into the
7791                          initialized for the static data member here.  */
7792                       finish_static_data_member_decl
7793                         (r,
7794                          /*init=*/NULL_TREE,
7795                          /*init_const_expr_p=*/false,
7796                          /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
7797                          /*flags=*/0);
7798                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
7799                         check_static_variable_definition (r, TREE_TYPE (r));
7800                     }
7801                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
7802                     {
7803                       /* Determine whether R has a valid type and can be
7804                          completed later.  If R is invalid, then it is
7805                          replaced by error_mark_node so that it will not be
7806                          added to TYPE_FIELDS.  */
7807                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
7808                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
7809                         complete_type (rtype);
7810
7811                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
7812                         {
7813                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
7814                           r = error_mark_node;
7815                         }
7816                     }
7817
7818                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
7819                      such a thing will already have been added to the field
7820                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
7821                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
7822                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
7823                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
7824                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
7825                     {
7826                       set_current_access_from_decl (r);
7827                       finish_member_declaration (r);
7828                     }
7829                 }
7830             }
7831         }
7832       else
7833         {
7834           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
7835             {
7836               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
7837
7838               tree friend_type = t;
7839               bool adjust_processing_template_decl = false;
7840
7841               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
7842                 {
7843                   /* template <class T> friend class C;  */
7844                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
7845                   adjust_processing_template_decl = true;
7846                 }
7847               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
7848                 {
7849                   /* template <class T> friend class C::D;  */
7850                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
7851                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7852                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
7853                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
7854                   adjust_processing_template_decl = true;
7855                 }
7856               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
7857                 {
7858                   /* This could be either
7859
7860                        friend class T::C;
7861
7862                      when dependent_type_p is false or
7863
7864                        template <class U> friend class T::C;
7865
7866                      otherwise.  */
7867                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
7868                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7869                   /* Bump processing_template_decl for correct
7870                      dependent_type_p calculation.  */
7871                   ++processing_template_decl;
7872                   if (dependent_type_p (friend_type))
7873                     adjust_processing_template_decl = true;
7874                   --processing_template_decl;
7875                 }
7876               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
7877                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
7878                 {
7879                   /* friend class C;
7880
7881                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
7882                      from namespace scope directly, bypassing any name that
7883                      come from dependent base class.  */
7884                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
7885
7886                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
7887                      classes.  */
7888                   push_nested_namespace (ns);
7889                   friend_type =
7890                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
7891                                         /*tag_scope=*/ts_current);
7892                   pop_nested_namespace (ns);
7893                 }
7894               else if (uses_template_parms (friend_type))
7895                 /* friend class C<T>;  */
7896                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
7897                                       tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7898               /* Otherwise it's
7899
7900                    friend class C;
7901
7902                  where C is already declared or
7903
7904                    friend class C<int>;
7905
7906                  We don't have to do anything in these cases.  */
7907
7908               if (adjust_processing_template_decl)
7909                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
7910                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
7911                    important that we use make_friend_class since it will
7912                    perform some error-checking and output cross-reference
7913                    information.  */
7914                 ++processing_template_decl;
7915
7916               if (friend_type != error_mark_node)
7917                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
7918
7919               if (adjust_processing_template_decl)
7920                 --processing_template_decl;
7921             }
7922           else
7923             {
7924               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
7925               tree r;
7926
7927               /* The file and line for this declaration, to
7928                  assist in error message reporting.  Since we
7929                  called push_tinst_level above, we don't need to
7930                  restore these.  */
7931               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
7932
7933               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7934                 {
7935                   ++processing_template_decl;
7936                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
7937                 }
7938
7939               r = tsubst_friend_function (t, args);
7940               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
7941               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7942                 {
7943                   pop_deferring_access_checks ();
7944                   --processing_template_decl;
7945                 }
7946             }
7947         }
7948     }
7949
7950   /* Set the file and line number information to whatever is given for
7951      the class itself.  This puts error messages involving generated
7952      implicit functions at a predictable point, and the same point
7953      that would be used for non-template classes.  */
7954   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
7955
7956   unreverse_member_declarations (type);
7957   finish_struct_1 (type);
7958   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
7959
7960   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
7961      any member functions.  We don't do this earlier because the
7962      default arguments may reference members of the class.  */
7963   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (templ))
7964     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = TREE_CHAIN (t))
7965       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
7966           /* Implicitly generated member functions will not have template
7967              information; they are not instantiations, but instead are
7968              created "fresh" for each instantiation.  */
7969           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
7970         tsubst_default_arguments (t);
7971
7972   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
7973      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
7974      added to the template at parsing time. Let's get those and perform
7975      the access checks then.  */
7976   perform_typedefs_access_check (pattern, args);
7977   perform_deferred_access_checks ();
7978   pop_nested_class ();
7979   maximum_field_alignment = saved_maximum_field_alignment;
7980   pop_from_top_level ();
7981   pop_deferring_access_checks ();
7982   pop_tinst_level ();
7983
7984   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
7985      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
7986      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
7987      the keyed_classes list.  */
7988   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
7989     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
7990
7991   return type;
7992 }
7993
7994 static tree
7995 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7996 {
7997   tree r;
7998
7999   if (!t)
8000     r = t;
8001   else if (TYPE_P (t))
8002     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
8003   else
8004     {
8005       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl,
8006                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
8007       r = fold_non_dependent_expr (r);
8008     }
8009   return r;
8010 }
8011
8012 /* Give a chain SPEC_PARM of PARM_DECLs, pack them into a
8013    NONTYPE_ARGUMENT_PACK.  */
8014
8015 static tree
8016 make_fnparm_pack (tree spec_parm)
8017 {
8018   /* Collect all of the extra "packed" parameters into an
8019      argument pack.  */
8020   tree parmvec;
8021   tree parmtypevec;
8022   tree argpack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
8023   tree argtypepack = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
8024   int i, len = list_length (spec_parm);
8025
8026   /* Fill in PARMVEC and PARMTYPEVEC with all of the parameters.  */
8027   parmvec = make_tree_vec (len);
8028   parmtypevec = make_tree_vec (len);
8029   for (i = 0; i < len; i++, spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm))
8030     {
8031       TREE_VEC_ELT (parmvec, i) = spec_parm;
8032       TREE_VEC_ELT (parmtypevec, i) = TREE_TYPE (spec_parm);
8033     }
8034
8035   /* Build the argument packs.  */
8036   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argpack, parmvec);
8037   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argtypepack, parmtypevec);
8038   TREE_TYPE (argpack) = argtypepack;
8039
8040   return argpack;
8041 }        
8042
8043 /* Substitute ARGS into T, which is an pack expansion
8044    (i.e. TYPE_PACK_EXPANSION or EXPR_PACK_EXPANSION). Returns a
8045    TREE_VEC with the substituted arguments, a PACK_EXPANSION_* node
8046    (if only a partial substitution could be performed) or
8047    ERROR_MARK_NODE if there was an error.  */
8048 tree
8049 tsubst_pack_expansion (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
8050                        tree in_decl)
8051 {
8052   tree pattern;
8053   tree pack, packs = NULL_TREE, unsubstituted_packs = NULL_TREE;
8054   int i, len = -1;
8055   tree result;
8056   int incomplete = 0;
8057   bool very_local_specializations = false;
8058
8059   gcc_assert (PACK_EXPANSION_P (t));
8060   pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (t);
8061
8062   /* Determine the argument packs that will instantiate the parameter
8063      packs used in the expansion expression. While we're at it,
8064      compute the number of arguments to be expanded and make sure it
8065      is consistent.  */
8066   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (t); pack; 
8067        pack = TREE_CHAIN (pack))
8068     {
8069       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
8070       tree arg_pack = NULL_TREE;
8071       tree orig_arg = NULL_TREE;
8072
8073       if (TREE_CODE (parm_pack) == PARM_DECL)
8074         {
8075           arg_pack = retrieve_local_specialization (parm_pack);
8076           if (arg_pack == NULL_TREE)
8077             {
8078               /* This can happen for a parameter name used later in a function
8079                  declaration (such as in a late-specified return type).  Just
8080                  make a dummy decl, since it's only used for its type.  */
8081               gcc_assert (cp_unevaluated_operand != 0);
8082               arg_pack = tsubst_decl (parm_pack, args, complain);
8083               arg_pack = make_fnparm_pack (arg_pack);
8084             }
8085         }
8086       else
8087         {
8088           int level, idx, levels;
8089           template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
8090
8091           levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
8092           if (level <= levels)
8093             arg_pack = TMPL_ARG (args, level, idx);
8094         }
8095
8096       orig_arg = arg_pack;
8097       if (arg_pack && TREE_CODE (arg_pack) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
8098         arg_pack = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg_pack);
8099       
8100       if (arg_pack && !ARGUMENT_PACK_P (arg_pack))
8101         /* This can only happen if we forget to expand an argument
8102            pack somewhere else. Just return an error, silently.  */
8103         {
8104           result = make_tree_vec (1);
8105           TREE_VEC_ELT (result, 0) = error_mark_node;
8106           return result;
8107         }
8108
8109       if (arg_pack
8110           && TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack)) == 1
8111           && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0)))
8112         {
8113           tree expansion = TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0);
8114           tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (expansion);
8115           if ((TYPE_P (pattern) && same_type_p (pattern, parm_pack))
8116               || (!TYPE_P (pattern) && cp_tree_equal (parm_pack, pattern)))
8117             /* The argument pack that the parameter maps to is just an
8118                expansion of the parameter itself, such as one would
8119                find in the implicit typedef of a class inside the
8120                class itself.  Consider this parameter "unsubstituted",
8121                so that we will maintain the outer pack expansion.  */
8122             arg_pack = NULL_TREE;
8123         }
8124           
8125       if (arg_pack)
8126         {
8127           int my_len = 
8128             TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack));
8129
8130           /* It's all-or-nothing with incomplete argument packs.  */
8131           if (incomplete && !ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg_pack))
8132             return error_mark_node;
8133           
8134           if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg_pack))
8135             incomplete = 1;
8136
8137           if (len < 0)
8138             len = my_len;
8139           else if (len != my_len)
8140             {
8141               if (incomplete)
8142                 /* We got explicit args for some packs but not others;
8143                    do nothing now and try again after deduction.  */
8144                 return t;
8145               if (TREE_CODE (t) == TYPE_PACK_EXPANSION)
8146                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
8147                        "%<%T%>",
8148                        pattern);
8149               else
8150                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
8151                        "%<%E%>",
8152                        pattern);
8153               return error_mark_node;
8154             }
8155
8156           /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
8157              argument packs.  */
8158           packs = tree_cons (parm_pack, arg_pack, packs);
8159           TREE_TYPE (packs) = orig_arg;
8160         }
8161       else
8162         /* We can't substitute for this parameter pack.  */
8163         unsubstituted_packs = tree_cons (TREE_PURPOSE (pack),
8164                                          TREE_VALUE (pack),
8165                                          unsubstituted_packs);
8166     }
8167
8168   /* We cannot expand this expansion expression, because we don't have
8169      all of the argument packs we need. Substitute into the pattern
8170      and return a PACK_EXPANSION_*. The caller will need to deal with
8171      that.  */
8172   if (unsubstituted_packs)
8173     {
8174       tree new_pat;
8175       if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
8176         new_pat = tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
8177                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
8178       else
8179         new_pat = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
8180       return make_pack_expansion (new_pat);
8181     }
8182
8183   /* We could not find any argument packs that work.  */
8184   if (len < 0)
8185     return error_mark_node;
8186
8187   if (!local_specializations)
8188     {
8189       /* We're in a late-specified return type, so we don't have a local
8190          specializations table.  Create one for doing this expansion.  */
8191       very_local_specializations = true;
8192       local_specializations = htab_create (37,
8193                                            hash_local_specialization,
8194                                            eq_local_specializations,
8195                                            NULL);
8196     }
8197
8198   /* For each argument in each argument pack, substitute into the
8199      pattern.  */
8200   result = make_tree_vec (len + incomplete);
8201   for (i = 0; i < len + incomplete; ++i)
8202     {
8203       /* For parameter pack, change the substitution of the parameter
8204          pack to the ith argument in its argument pack, then expand
8205          the pattern.  */
8206       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
8207         {
8208           tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
8209
8210           if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
8211             {
8212               /* Select the Ith argument from the pack.  */
8213               tree arg = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
8214               ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg) = TREE_VALUE (pack);
8215               ARGUMENT_PACK_SELECT_INDEX (arg) = i;
8216               mark_used (parm);
8217               register_local_specialization (arg, parm);
8218             }
8219           else
8220             {
8221               tree value = parm;
8222               int idx, level;
8223               template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
8224               
8225               if (i < len) 
8226                 {
8227                   /* Select the Ith argument from the pack. */
8228                   value = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
8229                   ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (value) = TREE_VALUE (pack);
8230                   ARGUMENT_PACK_SELECT_INDEX (value) = i;
8231                 }
8232
8233               /* Update the corresponding argument.  */
8234               TMPL_ARG (args, level, idx) = value;
8235             }
8236         }
8237
8238       /* Substitute into the PATTERN with the altered arguments.  */
8239       if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
8240         TREE_VEC_ELT (result, i) = 
8241           tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
8242                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
8243       else
8244         TREE_VEC_ELT (result, i) = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
8245
8246       if (i == len)
8247         /* When we have incomplete argument packs, the last "expanded"
8248            result is itself a pack expansion, which allows us
8249            to deduce more arguments.  */
8250         TREE_VEC_ELT (result, i) = 
8251           make_pack_expansion (TREE_VEC_ELT (result, i));
8252
8253       if (TREE_VEC_ELT (result, i) == error_mark_node)
8254         {
8255           result = error_mark_node;
8256           break;
8257         }
8258     }
8259
8260   /* Update ARGS to restore the substitution from parameter packs to
8261      their argument packs.  */
8262   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
8263     {
8264       tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
8265
8266       if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
8267         register_local_specialization (TREE_TYPE (pack), parm);
8268       else
8269         {
8270           int idx, level;
8271           template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
8272           
8273           /* Update the corresponding argument.  */
8274           if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
8275             TREE_VEC_ELT (TREE_VEC_ELT (args, level -1 ), idx) =
8276               TREE_TYPE (pack);
8277           else
8278             TREE_VEC_ELT (args, idx) = TREE_TYPE (pack);
8279         }
8280     }
8281
8282   if (very_local_specializations)
8283     {
8284       htab_delete (local_specializations);
8285       local_specializations = NULL;
8286     }
8287   
8288   return result;
8289 }
8290
8291 /* Given PARM_DECL PARM, find the corresponding PARM_DECL in the template
8292    TMPL.  We do this using DECL_PARM_INDEX, which should work even with
8293    parameter packs; all parms generated from a function parameter pack will
8294    have the same DECL_PARM_INDEX.  */
8295
8296 tree
8297 get_pattern_parm (tree parm, tree tmpl)
8298 {
8299   tree pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
8300   tree patparm;
8301
8302   if (DECL_ARTIFICIAL (parm))
8303     {
8304       for (patparm = DECL_ARGUMENTS (pattern);
8305            patparm; patparm = TREE_CHAIN (patparm))
8306         if (DECL_ARTIFICIAL (patparm)
8307             && DECL_NAME (parm) == DECL_NAME (patparm))
8308           break;
8309     }
8310   else
8311     {
8312       patparm = FUNCTION_FIRST_USER_PARM (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
8313       patparm = chain_index (DECL_PARM_INDEX (parm)-1, patparm);
8314       gcc_assert (DECL_PARM_INDEX (patparm)
8315                   == DECL_PARM_INDEX (parm));
8316     }
8317
8318   return patparm;
8319 }
8320
8321 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
8322
8323 static tree
8324 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8325 {
8326   tree orig_t = t;
8327   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
8328   int need_new = 0, i, expanded_len_adjust = 0, out;
8329   tree *elts = (tree *) alloca (len * sizeof (tree));
8330
8331   for (i = 0; i < len; i++)
8332     {
8333       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
8334       tree new_arg;
8335
8336       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
8337         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
8338       else if (PACK_EXPANSION_P (orig_arg))
8339         {
8340           /* Substitute into an expansion expression.  */
8341           new_arg = tsubst_pack_expansion (orig_arg, args, complain, in_decl);
8342
8343           if (TREE_CODE (new_arg) == TREE_VEC)
8344             /* Add to the expanded length adjustment the number of
8345                expanded arguments. We subtract one from this
8346                measurement, because the argument pack expression
8347                itself is already counted as 1 in
8348                LEN. EXPANDED_LEN_ADJUST can actually be negative, if
8349                the argument pack is empty.  */
8350             expanded_len_adjust += TREE_VEC_LENGTH (new_arg) - 1;
8351         }
8352       else if (ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
8353         {
8354           /* Substitute into each of the arguments.  */
8355           new_arg = TYPE_P (orig_arg)
8356             ? cxx_make_type (TREE_CODE (orig_arg))
8357             : make_node (TREE_CODE (orig_arg));
8358           
8359           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (
8360             new_arg,
8361             tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (orig_arg),
8362                                   args, complain, in_decl));
8363
8364           if (ARGUMENT_PACK_ARGS (new_arg) == error_mark_node)
8365             new_arg = error_mark_node;
8366
8367           if (TREE_CODE (new_arg) == NONTYPE_ARGUMENT_PACK) {
8368             TREE_TYPE (new_arg) = tsubst (TREE_TYPE (orig_arg), args,
8369                                           complain, in_decl);
8370             TREE_CONSTANT (new_arg) = TREE_CONSTANT (orig_arg);
8371
8372             if (TREE_TYPE (new_arg) == error_mark_node)
8373               new_arg = error_mark_node;
8374           }
8375         }
8376       else
8377         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
8378
8379       if (new_arg == error_mark_node)
8380         return error_mark_node;
8381
8382       elts[i] = new_arg;
8383       if (new_arg != orig_arg)
8384         need_new = 1;
8385     }
8386
8387   if (!need_new)
8388     return t;
8389
8390   /* Make space for the expanded arguments coming from template
8391      argument packs.  */
8392   t = make_tree_vec (len + expanded_len_adjust);
8393   for (i = 0, out = 0; i < len; i++)
8394     {
8395       if ((PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i))
8396            || ARGUMENT_PACK_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i)))
8397           && TREE_CODE (elts[i]) == TREE_VEC)
8398         {
8399           int idx;
8400
8401           /* Now expand the template argument pack "in place".  */
8402           for (idx = 0; idx < TREE_VEC_LENGTH (elts[i]); idx++, out++)
8403             TREE_VEC_ELT (t, out) = TREE_VEC_ELT (elts[i], idx);
8404         }
8405       else
8406         {
8407           TREE_VEC_ELT (t, out) = elts[i];
8408           out++;
8409         }
8410     }
8411
8412   return t;
8413 }
8414
8415 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
8416    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
8417    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
8418    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
8419    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
8420    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
8421
8422 static tree
8423 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
8424 {
8425   tree r = NULL_TREE;
8426   tree* new_parms;
8427
8428   /* When substituting into a template, we must set
8429      PROCESSING_TEMPLATE_DECL as the template parameters may be
8430      dependent if they are based on one-another, and the dependency
8431      predicates are short-circuit outside of templates.  */
8432   ++processing_template_decl;
8433
8434   for (new_parms = &r;
8435        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
8436        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
8437          parms = TREE_CHAIN (parms))
8438     {
8439       tree new_vec =
8440         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
8441       int i;
8442
8443       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
8444         {
8445           tree tuple;
8446           tree default_value;
8447           tree parm_decl;
8448
8449           if (parms == error_mark_node)
8450             continue;
8451
8452           tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
8453
8454           if (tuple == error_mark_node)
8455             continue;
8456
8457           default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
8458           parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
8459
8460           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
8461           if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
8462               && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
8463             parm_decl = error_mark_node;
8464           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
8465                                                complain, NULL_TREE);
8466
8467           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
8468           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
8469         }
8470
8471       *new_parms =
8472         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
8473                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
8474                    new_vec, NULL_TREE);
8475     }
8476
8477   --processing_template_decl;
8478
8479   return r;
8480 }
8481
8482 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
8483    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
8484    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
8485    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
8486    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
8487
8488 static tree
8489 tsubst_aggr_type (tree t,
8490                   tree args,
8491                   tsubst_flags_t complain,
8492                   tree in_decl,
8493                   int entering_scope)
8494 {
8495   if (t == NULL_TREE)
8496     return NULL_TREE;
8497
8498   switch (TREE_CODE (t))
8499     {
8500     case RECORD_TYPE:
8501       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
8502         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8503
8504       /* Else fall through.  */
8505     case ENUMERAL_TYPE:
8506     case UNION_TYPE:
8507       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t) && uses_template_parms (t))
8508         {
8509           tree argvec;
8510           tree context;
8511           tree r;
8512           int saved_unevaluated_operand;
8513           int saved_inhibit_evaluation_warnings;
8514
8515           /* In "sizeof(X<I>)" we need to evaluate "I".  */
8516           saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
8517           cp_unevaluated_operand = 0;
8518           saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
8519           c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
8520
8521           /* First, determine the context for the type we are looking
8522              up.  */
8523           context = TYPE_CONTEXT (t);
8524           if (context)
8525             {
8526               context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
8527                                           in_decl, /*entering_scope=*/1);
8528               /* If context is a nested class inside a class template,
8529                  it may still need to be instantiated (c++/33959).  */
8530               if (TYPE_P (context))
8531                 context = complete_type (context);
8532             }
8533
8534           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
8535              type we are trying to find.  For example, given:
8536
8537                template <class T> struct S;
8538                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
8539
8540              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
8541              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
8542              S we only want {double}.  */
8543           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
8544                                          complain, in_decl);
8545           if (argvec == error_mark_node)
8546             r = error_mark_node;
8547           else
8548             {
8549               r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
8550                                          entering_scope, complain);
8551               r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
8552             }
8553
8554           cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
8555           c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
8556
8557           return r;
8558         }
8559       else
8560         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
8561         return t;
8562
8563     default:
8564       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
8565     }
8566 }
8567
8568 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
8569    FN), which has the indicated TYPE.  */
8570
8571 tree
8572 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
8573 {
8574   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
8575   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
8576
8577   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
8578      default argument here, not in tsubst.  In the case of
8579      something like:
8580
8581        template <class T>
8582        struct S {
8583          static T t();
8584          void f(T = t());
8585        };
8586
8587      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
8588      rather than in the current class.  */
8589   push_access_scope (fn);
8590   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
8591   if (cfun)
8592     {
8593       saved_class_ptr = current_class_ptr;
8594       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
8595       saved_class_ref = current_class_ref;
8596       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
8597     }
8598
8599   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
8600   /* The default argument expression may cause implicitly defined
8601      member functions to be synthesized, which will result in garbage
8602      collection.  We must treat this situation as if we were within
8603      the body of function so as to avoid collecting live data on the
8604      stack.  */
8605   ++function_depth;
8606   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
8607                      tf_warning_or_error, NULL_TREE,
8608                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
8609   --function_depth;
8610   pop_deferring_access_checks();
8611
8612   /* Restore the "this" pointer.  */
8613   if (cfun)
8614     {
8615       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
8616       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
8617     }
8618
8619   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
8620   arg = check_default_argument (type, arg);
8621
8622   pop_access_scope (fn);
8623
8624   return arg;
8625 }
8626
8627 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
8628
8629 static void
8630 tsubst_default_arguments (tree fn)
8631 {
8632   tree arg;
8633   tree tmpl_args;
8634
8635   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
8636
8637   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
8638      its default arguments.  */
8639   if (uses_template_parms (tmpl_args))
8640     return;
8641
8642   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
8643        arg;
8644        arg = TREE_CHAIN (arg))
8645     if (TREE_PURPOSE (arg))
8646       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
8647                                                     TREE_VALUE (arg),
8648                                                     TREE_PURPOSE (arg));
8649 }
8650
8651 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
8652    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
8653    control of COMPLAIN.  */
8654
8655 static tree
8656 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
8657 {
8658 #define RETURN(EXP) do { r = (EXP); goto out; } while(0)
8659   location_t saved_loc;
8660   tree r = NULL_TREE;
8661   tree in_decl = t;
8662   hashval_t hash = 0;
8663
8664   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
8665   saved_loc = input_location;
8666   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
8667
8668   switch (TREE_CODE (t))
8669     {
8670     case TEMPLATE_DECL:
8671       {
8672         /* We can get here when processing a member function template,
8673            member class template, or template template parameter.  */
8674         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
8675         tree spec;
8676         tree tmpl_args;
8677         tree full_args;
8678
8679         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
8680           {
8681             /* Template template parameter is treated here.  */
8682             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8683             if (new_type == error_mark_node)
8684               RETURN (error_mark_node);
8685
8686             r = copy_decl (t);
8687             TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
8688             TREE_TYPE (r) = new_type;
8689             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
8690               = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (decl),
8691                             TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
8692             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
8693               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
8694                                        complain);
8695             TYPE_NAME (new_type) = r;
8696             break;
8697           }
8698
8699         /* We might already have an instance of this template.
8700            The ARGS are for the surrounding class type, so the
8701            full args contain the tsubst'd args for the context,
8702            plus the innermost args from the template decl.  */
8703         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
8704           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
8705           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
8706         /* Because this is a template, the arguments will still be
8707            dependent, even after substitution.  If
8708            PROCESSING_TEMPLATE_DECL is not set, the dependency
8709            predicates will short-circuit.  */
8710         ++processing_template_decl;
8711         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
8712                                           complain, in_decl);
8713         --processing_template_decl;
8714         if (full_args == error_mark_node)
8715           RETURN (error_mark_node);
8716
8717         /* If this is a default template template argument,
8718            tsubst might not have changed anything.  */
8719         if (full_args == tmpl_args)
8720           RETURN (t);
8721
8722         hash = hash_tmpl_and_args (t, full_args);
8723         spec = retrieve_specialization (t, full_args, hash);
8724         if (spec != NULL_TREE)
8725           {
8726             r = spec;
8727             break;
8728           }
8729
8730         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
8731            original, but will record the current template arguments.
8732            We also create a new function declaration, which is just
8733            like the old one, but points to this new template, rather
8734            than the old one.  */
8735         r = copy_decl (t);
8736         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
8737         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
8738
8739         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (t, args);
8740
8741         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
8742           {
8743             tree new_type;
8744             ++processing_template_decl;
8745             new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8746             --processing_template_decl;
8747             if (new_type == error_mark_node)
8748               RETURN (error_mark_node);
8749
8750             TREE_TYPE (r) = new_type;
8751             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
8752             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
8753             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
8754             DECL_CONTEXT (r) = TYPE_CONTEXT (new_type);
8755           }
8756         else
8757           {
8758             tree new_decl;
8759             ++processing_template_decl;
8760             new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8761             --processing_template_decl;
8762             if (new_decl == error_mark_node)
8763               RETURN (error_mark_node);
8764
8765             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
8766             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
8767             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
8768             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
8769             DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (new_decl);
8770           }
8771
8772         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
8773         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
8774         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
8775
8776         /* The template parameters for this new template are all the
8777            template parameters for the old template, except the
8778            outermost level of parameters.  */
8779         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
8780           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
8781                                    complain);
8782
8783         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
8784           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
8785
8786         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
8787           /* Record this non-type partial instantiation.  */
8788           register_specialization (r, t,
8789                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)),
8790                                    false, hash);
8791       }
8792       break;
8793
8794     case FUNCTION_DECL:
8795       {
8796         tree ctx;
8797         tree argvec = NULL_TREE;
8798         tree *friends;
8799         tree gen_tmpl;
8800         tree type;
8801         int member;
8802         int args_depth;
8803         int parms_depth;
8804
8805         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
8806         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
8807
8808         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
8809           {
8810             tree spec;
8811             bool dependent_p;
8812
8813             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
8814                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
8815                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
8816                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
8817             ++processing_template_decl;
8818             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
8819             --processing_template_decl;
8820             if (!dependent_p)
8821               RETURN (t);
8822
8823             /* Calculate the most general template of which R is a
8824                specialization, and the complete set of arguments used to
8825                specialize R.  */
8826             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
8827             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
8828                                            (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl)),
8829                                            args, complain, in_decl);
8830
8831             /* Check to see if we already have this specialization.  */
8832             hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
8833             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
8834
8835             if (spec)
8836               {
8837                 r = spec;
8838                 break;
8839               }
8840
8841             /* We can see more levels of arguments than parameters if
8842                there was a specialization of a member template, like
8843                this:
8844
8845                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
8846                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
8847
8848                Here, we'll be substituting into the specialization,
8849                because that's where we can find the code we actually
8850                want to generate, but we'll have enough arguments for
8851                the most general template.
8852
8853                We also deal with the peculiar case:
8854
8855                  template <class T> struct S {
8856                    template <class U> friend void f();
8857                  };
8858                  template <class U> void f() {}
8859                  template S<int>;
8860                  template void f<double>();
8861
8862                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
8863                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
8864                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
8865                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
8866                situations like:
8867
8868                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
8869                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
8870
8871                which we can spot because the pattern will be a
8872                specialization in this case.  */
8873             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
8874             parms_depth =
8875               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
8876             if (args_depth > parms_depth
8877                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
8878               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
8879           }
8880         else
8881           {
8882             /* This special case arises when we have something like this:
8883
8884                  template <class T> struct S {
8885                    friend void f<int>(int, double);
8886                  };
8887
8888                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
8889                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
8890                tsubst_friend_function, and we want only to create a
8891                new decl (R) with appropriate types so that we can call
8892                determine_specialization.  */
8893             gen_tmpl = NULL_TREE;
8894           }
8895
8896         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
8897           {
8898             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
8899               member = 2;
8900             else
8901               member = 1;
8902             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
8903                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
8904           }
8905         else
8906           {
8907             member = 0;
8908             ctx = DECL_CONTEXT (t);
8909           }
8910         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8911         if (type == error_mark_node)
8912           RETURN (error_mark_node);
8913
8914         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
8915            point, as they may not represent instantiations of this
8916            template, and in any case are considered separate under the
8917            discrete model.  */
8918         r = copy_decl (t);
8919         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
8920         TREE_TYPE (r) = type;
8921         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
8922         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
8923         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
8924         /* Leave DECL_INITIAL set on deleted instantiations.  */
8925         if (!DECL_DELETED_FN (r))
8926           DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
8927         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
8928
8929         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
8930           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
8931              case it's the name of one of the template's parameters.  */
8932           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
8933
8934         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
8935                                      complain, t);
8936         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
8937
8938         TREE_STATIC (r) = 0;
8939         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
8940         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
8941         /* If this is an instantiation of a function with internal
8942            linkage, we already know what object file linkage will be
8943            assigned to the instantiation.  */
8944         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
8945         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
8946         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
8947         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
8948         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
8949         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
8950         DECL_STRUCT_FUNCTION (r) = NULL;
8951         TREE_USED (r) = 0;
8952         /* We'll re-clone as appropriate in instantiate_template.  */
8953         DECL_CLONED_FUNCTION (r) = NULL_TREE;
8954
8955         /* If we aren't complaining now, return on error before we register
8956            the specialization so that we'll complain eventually.  */
8957         if ((complain & tf_error) == 0
8958             && IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
8959             && !grok_op_properties (r, /*complain=*/false))
8960           RETURN (error_mark_node);
8961
8962         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
8963            this in the special friend case mentioned above where
8964            GEN_TMPL is NULL.  */
8965         if (gen_tmpl)
8966           {
8967             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
8968               = build_template_info (gen_tmpl, argvec);
8969             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
8970             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
8971
8972             /* We're not supposed to instantiate default arguments
8973                until they are called, for a template.  But, for a
8974                declaration like:
8975
8976                  template <class T> void f ()
8977                  { extern void g(int i = T()); }
8978
8979                we should do the substitution when the template is
8980                instantiated.  We handle the member function case in
8981                instantiate_class_template since the default arguments
8982                might refer to other members of the class.  */
8983             if (!member
8984                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
8985                 && !uses_template_parms (argvec))
8986               tsubst_default_arguments (r);
8987           }
8988         else
8989           DECL_TEMPLATE_INFO (r) = NULL_TREE;
8990
8991         /* Copy the list of befriending classes.  */
8992         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
8993              *friends;
8994              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
8995           {
8996             *friends = copy_node (*friends);
8997             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
8998                                             args, complain,
8999                                             in_decl);
9000           }
9001
9002         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
9003           {
9004             maybe_retrofit_in_chrg (r);
9005             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
9006               grok_ctor_properties (ctx, r);
9007             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
9008                If it isn't, that'll be handled by
9009                clone_constructors_and_destructors.  */
9010             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
9011               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
9012           }
9013         else if ((complain & tf_error) != 0
9014                  && IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
9015                  && !grok_op_properties (r, /*complain=*/true))
9016           RETURN (error_mark_node);
9017
9018         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
9019           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
9020                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
9021                                             args, complain, in_decl));
9022
9023         /* Possibly limit visibility based on template args.  */
9024         DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
9025         if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
9026           {
9027             DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
9028             DECL_ATTRIBUTES (r)
9029               = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
9030           }
9031         determine_visibility (r);
9032         if (DECL_DEFAULTED_OUTSIDE_CLASS_P (r)
9033             && !processing_template_decl)
9034           defaulted_late_check (r);
9035
9036         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
9037                                         args, complain, in_decl);
9038       }
9039       break;
9040
9041     case PARM_DECL:
9042       {
9043         tree type = NULL_TREE;
9044         int i, len = 1;
9045         tree expanded_types = NULL_TREE;
9046         tree prev_r = NULL_TREE;
9047         tree first_r = NULL_TREE;
9048
9049         if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
9050           {
9051             /* If there is a local specialization that isn't a
9052                parameter pack, it means that we're doing a "simple"
9053                substitution from inside tsubst_pack_expansion. Just
9054                return the local specialization (which will be a single
9055                parm).  */
9056             tree spec = retrieve_local_specialization (t);
9057             if (spec 
9058                 && TREE_CODE (spec) == PARM_DECL
9059                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (spec)) != TYPE_PACK_EXPANSION)
9060               RETURN (spec);
9061
9062             /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
9063                the parameters in this function parameter pack.  */
9064             expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (t), args,
9065                                                     complain, in_decl);
9066             if (TREE_CODE (expanded_types) == TREE_VEC)
9067               {
9068                 len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
9069
9070                 /* Zero-length parameter packs are boring. Just substitute
9071                    into the chain.  */
9072                 if (len == 0)
9073                   RETURN (tsubst (TREE_CHAIN (t), args, complain,
9074                                   TREE_CHAIN (t)));
9075               }
9076             else
9077               {
9078                 /* All we did was update the type. Make a note of that.  */
9079                 type = expanded_types;
9080                 expanded_types = NULL_TREE;
9081               }
9082           }
9083
9084         /* Loop through all of the parameter's we'll build. When T is
9085            a function parameter pack, LEN is the number of expanded
9086            types in EXPANDED_TYPES; otherwise, LEN is 1.  */
9087         r = NULL_TREE;
9088         for (i = 0; i < len; ++i)
9089           {
9090             prev_r = r;
9091             r = copy_node (t);
9092             if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
9093               SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
9094
9095             /* An argument of a function parameter pack is not a parameter
9096                pack.  */
9097             FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (r) = false;
9098
9099             if (expanded_types)
9100               /* We're on the Ith parameter of the function parameter
9101                  pack.  */
9102               {
9103                 /* Get the Ith type.  */
9104                 type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
9105
9106                 if (DECL_NAME (r))
9107                   /* Rename the parameter to include the index.  */
9108                   DECL_NAME (r) =
9109                     make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (r), i);
9110               }
9111             else if (!type)
9112               /* We're dealing with a normal parameter.  */
9113               type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9114
9115             type = type_decays_to (type);
9116             TREE_TYPE (r) = type;
9117             cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
9118
9119             if (DECL_INITIAL (r))
9120               {
9121                 if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
9122                   DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
9123                 else
9124                   DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
9125                                              complain, in_decl);
9126               }
9127
9128             DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
9129
9130             if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
9131               DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
9132
9133             apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
9134                                             args, complain, in_decl);
9135
9136             /* Keep track of the first new parameter we
9137                generate. That's what will be returned to the
9138                caller.  */
9139             if (!first_r)
9140               first_r = r;
9141
9142             /* Build a proper chain of parameters when substituting
9143                into a function parameter pack.  */
9144             if (prev_r)
9145               TREE_CHAIN (prev_r) = r;
9146           }
9147
9148         if (TREE_CHAIN (t))
9149           TREE_CHAIN (r) = tsubst (TREE_CHAIN (t), args,
9150                                    complain, TREE_CHAIN (t));
9151
9152         /* FIRST_R contains the start of the chain we've built.  */
9153         r = first_r;
9154       }
9155       break;
9156
9157     case FIELD_DECL:
9158       {
9159         tree type;
9160
9161         r = copy_decl (t);
9162         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9163         if (type == error_mark_node)
9164           RETURN (error_mark_node);
9165         TREE_TYPE (r) = type;
9166         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
9167
9168         /* DECL_INITIAL gives the number of bits in a bit-field.  */
9169         DECL_INITIAL (r)
9170           = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
9171                          complain, in_decl,
9172                          /*integral_constant_expression_p=*/true);
9173         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
9174            finish_member_declaration.  */
9175         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9176         if (VOID_TYPE_P (type))
9177           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
9178
9179         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
9180                                         args, complain, in_decl);
9181       }
9182       break;
9183
9184     case USING_DECL:
9185       /* We reach here only for member using decls.  */
9186       if (DECL_DEPENDENT_P (t))
9187         {
9188           r = do_class_using_decl
9189             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
9190              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
9191           if (!r)
9192             r = error_mark_node;
9193           else
9194             {
9195               TREE_PROTECTED (r) = TREE_PROTECTED (t);
9196               TREE_PRIVATE (r) = TREE_PRIVATE (t);
9197             }
9198         }
9199       else
9200         {
9201           r = copy_node (t);
9202           TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9203         }
9204       break;
9205
9206     case TYPE_DECL:
9207     case VAR_DECL:
9208       {
9209         tree argvec = NULL_TREE;
9210         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
9211         tree spec;
9212         tree tmpl = NULL_TREE;
9213         tree ctx;
9214         tree type = NULL_TREE;
9215         bool local_p;
9216
9217         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
9218             && t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
9219           {
9220             /* If this is the canonical decl, we don't have to
9221                mess with instantiations, and often we can't (for
9222                typename, template type parms and such).  Note that
9223                TYPE_NAME is not correct for the above test if
9224                we've copied the type for a typedef.  */
9225             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9226             if (type == error_mark_node)
9227               RETURN (error_mark_node);
9228             r = TYPE_NAME (type);
9229             break;
9230           }
9231
9232         /* Check to see if we already have the specialization we
9233            need.  */
9234         spec = NULL_TREE;
9235         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t) || DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
9236           {
9237             /* T is a static data member or namespace-scope entity.
9238                We have to substitute into namespace-scope variables
9239                (even though such entities are never templates) because
9240                of cases like:
9241                
9242                  template <class T> void f() { extern T t; }
9243
9244                where the entity referenced is not known until
9245                instantiation time.  */
9246             local_p = false;
9247             ctx = DECL_CONTEXT (t);
9248             if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
9249               {
9250                 ctx = tsubst_aggr_type (ctx, args,
9251                                         complain,
9252                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
9253                 /* If CTX is unchanged, then T is in fact the
9254                    specialization we want.  That situation occurs when
9255                    referencing a static data member within in its own
9256                    class.  We can use pointer equality, rather than
9257                    same_type_p, because DECL_CONTEXT is always
9258                    canonical.  */
9259                 if (ctx == DECL_CONTEXT (t))
9260                   spec = t;
9261               }
9262
9263             if (!spec)
9264               {
9265                 tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
9266                 gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
9267                 argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
9268                 hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
9269                 spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
9270               }
9271           }
9272         else
9273           {
9274             /* A local variable.  */
9275             local_p = true;
9276             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
9277             ctx = NULL_TREE;
9278             spec = retrieve_local_specialization (t);
9279           }
9280         /* If we already have the specialization we need, there is
9281            nothing more to do.  */ 
9282         if (spec)
9283           {
9284             r = spec;
9285             break;
9286           }
9287
9288         /* Create a new node for the specialization we need.  */
9289         r = copy_decl (t);
9290         if (type == NULL_TREE)
9291           {
9292             if (is_typedef_decl (t))
9293               type = DECL_ORIGINAL_TYPE (t);
9294             else
9295               type = TREE_TYPE (t);
9296             type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
9297           }
9298         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
9299           {
9300             /* Even if the original location is out of scope, the
9301                newly substituted one is not.  */
9302             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
9303             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
9304             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (r) = 0;
9305             if (type == error_mark_node)
9306               RETURN (error_mark_node);
9307             if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
9308               {
9309                 /* It may seem that this case cannot occur, since:
9310
9311                      typedef void f();
9312                      void g() { f x; }
9313
9314                    declares a function, not a variable.  However:
9315       
9316                      typedef void f();
9317                      template <typename T> void g() { T t; }
9318                      template void g<f>();
9319
9320                    is an attempt to declare a variable with function
9321                    type.  */
9322                 error ("variable %qD has function type",
9323                        /* R is not yet sufficiently initialized, so we
9324                           just use its name.  */
9325                        DECL_NAME (r));
9326                 RETURN (error_mark_node);
9327               }
9328             type = complete_type (type);
9329             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
9330               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
9331             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
9332
9333             if (DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (t))
9334               {
9335                 tree ve = DECL_VALUE_EXPR (t);
9336                 ve = tsubst_expr (ve, args, complain, in_decl,
9337                                   /*constant_expression_p=*/false);
9338                 SET_DECL_VALUE_EXPR (r, ve);
9339               }
9340           }
9341         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
9342           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
9343         TREE_TYPE (r) = type;
9344         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
9345         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
9346         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
9347         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
9348         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
9349           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
9350         /* The initializer must not be expanded until it is required;
9351            see [temp.inst].  */
9352         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
9353         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
9354           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
9355         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
9356         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
9357           {
9358             /* Possibly limit visibility based on template args.  */
9359             DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
9360             if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
9361               {
9362                 DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
9363                 DECL_ATTRIBUTES (r)
9364                   = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
9365               }
9366             determine_visibility (r);
9367           }
9368
9369         if (!local_p)
9370           {
9371             /* A static data member declaration is always marked
9372                external when it is declared in-class, even if an
9373                initializer is present.  We mimic the non-template
9374                processing here.  */
9375             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
9376
9377             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
9378             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (tmpl, argvec);
9379             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
9380           }
9381         else if (cp_unevaluated_operand)
9382           {
9383             /* We're substituting this var in a decltype outside of its
9384                scope, such as for a lambda return type.  Don't add it to
9385                local_specializations, do perform auto deduction.  */
9386             tree auto_node = type_uses_auto (type);
9387             tree init
9388               = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl,
9389                              /*constant_expression_p=*/false);
9390
9391             if (auto_node && init && describable_type (init))
9392               {
9393                 type = do_auto_deduction (type, init, auto_node);
9394                 TREE_TYPE (r) = type;
9395               }
9396           }
9397         else
9398           register_local_specialization (r, t);
9399
9400         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9401
9402         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r),
9403                                         /*flags=*/0,
9404                                         args, complain, in_decl);
9405
9406         /* Preserve a typedef that names a type.  */
9407         if (is_typedef_decl (r))
9408           {
9409             DECL_ORIGINAL_TYPE (r) = NULL_TREE;
9410             set_underlying_type (r);
9411           }
9412
9413         layout_decl (r, 0);
9414       }
9415       break;
9416
9417     default:
9418       gcc_unreachable ();
9419     }
9420 #undef RETURN
9421
9422  out:
9423   /* Restore the file and line information.  */
9424   input_location = saved_loc;
9425
9426   return r;
9427 }
9428
9429 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
9430
9431 static tree
9432 tsubst_arg_types (tree arg_types,
9433                   tree args,
9434                   tsubst_flags_t complain,
9435                   tree in_decl)
9436 {
9437   tree remaining_arg_types;
9438   tree type = NULL_TREE;
9439   int i = 1;
9440   tree expanded_args = NULL_TREE;
9441   tree default_arg;
9442
9443   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
9444     return arg_types;
9445
9446   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
9447                                           args, complain, in_decl);
9448   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
9449     return error_mark_node;
9450
9451   if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (arg_types)))
9452     {
9453       /* For a pack expansion, perform substitution on the
9454          entire expression. Later on, we'll handle the arguments
9455          one-by-one.  */
9456       expanded_args = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (arg_types),
9457                                             args, complain, in_decl);
9458
9459       if (TREE_CODE (expanded_args) == TREE_VEC)
9460         /* So that we'll spin through the parameters, one by one.  */
9461         i = TREE_VEC_LENGTH (expanded_args);
9462       else
9463         {
9464           /* We only partially substituted into the parameter
9465              pack. Our type is TYPE_PACK_EXPANSION.  */
9466           type = expanded_args;
9467           expanded_args = NULL_TREE;
9468         }
9469     }
9470
9471   while (i > 0) {
9472     --i;
9473     
9474     if (expanded_args)
9475       type = TREE_VEC_ELT (expanded_args, i);
9476     else if (!type)
9477       type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
9478
9479     if (type == error_mark_node)
9480       return error_mark_node;
9481     if (VOID_TYPE_P (type))
9482       {
9483         if (complain & tf_error)
9484           {
9485             error ("invalid parameter type %qT", type);
9486             if (in_decl)
9487               error ("in declaration %q+D", in_decl);
9488           }
9489         return error_mark_node;
9490     }
9491     
9492     /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
9493        top-level qualifiers as required.  */
9494     type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
9495
9496     /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
9497        mandates that they be instantiated only when needed, which is
9498        done in build_over_call.  */
9499     default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
9500
9501     if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
9502       {
9503         /* We've instantiated a template before its default arguments
9504            have been parsed.  This can happen for a nested template
9505            class, and is not an error unless we require the default
9506            argument in a call of this function.  */
9507         remaining_arg_types = 
9508           tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
9509         VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), 
9510                        remaining_arg_types);
9511       }
9512     else
9513       remaining_arg_types = 
9514         hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
9515   }
9516         
9517   return remaining_arg_types;
9518 }
9519
9520 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
9521    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
9522    initial substitution of explicitly provided template parameters
9523    during argument deduction forbids substitution into the
9524    exception-specification:
9525
9526      [temp.deduct]
9527
9528      All references in the function type of the function template to  the
9529      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
9530      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
9531      in  the function type of the function template results in an invalid
9532      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
9533      exception specifications is done only when the function is instanti-
9534      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
9535      results in an invalid type.]  */
9536
9537 static tree
9538 tsubst_function_type (tree t,
9539                       tree args,
9540                       tsubst_flags_t complain,
9541                       tree in_decl)
9542 {
9543   tree return_type;
9544   tree arg_types;
9545   tree fntype;
9546
9547   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
9548   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
9549
9550   /* Substitute the return type.  */
9551   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9552   if (return_type == error_mark_node)
9553     return error_mark_node;
9554   /* The standard does not presently indicate that creation of a
9555      function type with an invalid return type is a deduction failure.
9556      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
9557      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
9558   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
9559       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
9560     {
9561       if (complain & tf_error)
9562         {
9563           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
9564             error ("function returning an array");
9565           else
9566             error ("function returning a function");
9567         }
9568       return error_mark_node;
9569     }
9570
9571   /* Substitute the argument types.  */
9572   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
9573                                 complain, in_decl);
9574   if (arg_types == error_mark_node)
9575     return error_mark_node;
9576
9577   /* Construct a new type node and return it.  */
9578   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
9579     fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
9580   else
9581     {
9582       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
9583       if (! MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
9584         {
9585           /* [temp.deduct]
9586
9587              Type deduction may fail for any of the following
9588              reasons:
9589
9590              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
9591              is not a class type.  */
9592           if (complain & tf_error)
9593             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
9594                       r);
9595           return error_mark_node;
9596         }
9597
9598       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
9599                                            TREE_CHAIN (arg_types));
9600     }
9601   fntype = cp_build_qualified_type_real (fntype, TYPE_QUALS (t), complain);
9602   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
9603
9604   return fntype;
9605 }
9606
9607 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
9608    ARGS into that specification, and return the substituted
9609    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
9610
9611 static tree
9612 tsubst_exception_specification (tree fntype,
9613                                 tree args,
9614                                 tsubst_flags_t complain,
9615                                 tree in_decl)
9616 {
9617   tree specs;
9618   tree new_specs;
9619
9620   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
9621   new_specs = NULL_TREE;
9622   if (specs)
9623     {
9624       if (! TREE_VALUE (specs))
9625         new_specs = specs;
9626       else
9627         while (specs)
9628           {
9629             tree spec;
9630             int i, len = 1;
9631             tree expanded_specs = NULL_TREE;
9632
9633             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (specs)))
9634               {
9635                 /* Expand the pack expansion type.  */
9636                 expanded_specs = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (specs),
9637                                                        args, complain,
9638                                                        in_decl);
9639
9640                 if (expanded_specs == error_mark_node)
9641                   return error_mark_node;
9642                 else if (TREE_CODE (expanded_specs) == TREE_VEC)
9643                   len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_specs);
9644                 else
9645                   {
9646                     /* We're substituting into a member template, so
9647                        we got a TYPE_PACK_EXPANSION back.  Add that
9648                        expansion and move on.  */
9649                     gcc_assert (TREE_CODE (expanded_specs) 
9650                                 == TYPE_PACK_EXPANSION);
9651                     new_specs = add_exception_specifier (new_specs,
9652                                                          expanded_specs,
9653                                                          complain);
9654                     specs = TREE_CHAIN (specs);
9655                     continue;
9656                   }
9657               }
9658
9659             for (i = 0; i < len; ++i)
9660               {
9661                 if (expanded_specs)
9662                   spec = TREE_VEC_ELT (expanded_specs, i);
9663                 else
9664                   spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
9665                 if (spec == error_mark_node)
9666                   return spec;
9667                 new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, 
9668                                                      complain);
9669               }
9670
9671             specs = TREE_CHAIN (specs);
9672           }
9673     }
9674   return new_specs;
9675 }
9676
9677 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
9678    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
9679    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
9680    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
9681    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
9682    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
9683    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
9684    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
9685    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
9686    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
9687    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
9688    yet.
9689
9690    This function is used for dealing with types, decls and the like;
9691    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
9692
9693 tree
9694 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
9695 {
9696   tree type, r;
9697
9698   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
9699       || t == integer_type_node
9700       || t == void_type_node
9701       || t == char_type_node
9702       || t == unknown_type_node
9703       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL)
9704     return t;
9705
9706   if (DECL_P (t))
9707     return tsubst_decl (t, args, complain);
9708
9709   if (args == NULL_TREE)
9710     return t;
9711
9712   if (TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE)
9713     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
9714   else
9715     type = TREE_TYPE (t);
9716
9717   gcc_assert (type != unknown_type_node);
9718
9719   /* Reuse typedefs.  We need to do this to handle dependent attributes,
9720      such as attribute aligned.  */
9721   if (TYPE_P (t)
9722       && TYPE_NAME (t)
9723       && TYPE_NAME (t) != TYPE_MAIN_DECL (t))
9724     {
9725       tree decl = TYPE_NAME (t);
9726       
9727       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
9728           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
9729           && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (decl)))
9730         {
9731           tree tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
9732           tree gen_args = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args, complain, in_decl);
9733           r = retrieve_specialization (tmpl, gen_args, 0);
9734         }
9735       else if (DECL_FUNCTION_SCOPE_P (decl)
9736                && DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
9737                && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (DECL_CONTEXT (decl))))
9738         r = retrieve_local_specialization (decl);
9739       else
9740         /* The typedef is from a non-template context.  */
9741         return t;
9742
9743       if (r)
9744         {
9745           r = TREE_TYPE (r);
9746           r = cp_build_qualified_type_real
9747             (r, cp_type_quals (t) | cp_type_quals (r),
9748              complain | tf_ignore_bad_quals);
9749           return r;
9750         }
9751       /* Else we must be instantiating the typedef, so fall through.  */
9752     }
9753
9754   if (type
9755       && TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE
9756       && TREE_CODE (t) != IDENTIFIER_NODE
9757       && TREE_CODE (t) != FUNCTION_TYPE
9758       && TREE_CODE (t) != METHOD_TYPE)
9759     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
9760   if (type == error_mark_node)
9761     return error_mark_node;
9762
9763   switch (TREE_CODE (t))
9764     {
9765     case RECORD_TYPE:
9766     case UNION_TYPE:
9767     case ENUMERAL_TYPE:
9768       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
9769                                /*entering_scope=*/0);
9770
9771     case ERROR_MARK:
9772     case IDENTIFIER_NODE:
9773     case VOID_TYPE:
9774     case REAL_TYPE:
9775     case COMPLEX_TYPE:
9776     case VECTOR_TYPE:
9777     case BOOLEAN_TYPE:
9778     case INTEGER_CST:
9779     case REAL_CST:
9780     case STRING_CST:
9781       return t;
9782
9783     case INTEGER_TYPE:
9784       if (t == integer_type_node)
9785         return t;
9786
9787       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
9788           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
9789         return t;
9790
9791       {
9792         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
9793
9794         max = tsubst_expr (omax, args, complain, in_decl,
9795                            /*integral_constant_expression_p=*/false);
9796
9797         /* Fix up type of the magic NOP_EXPR with TREE_SIDE_EFFECTS if
9798            needed.  */
9799         if (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR
9800             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax)
9801             && !TREE_TYPE (max))
9802           TREE_TYPE (max) = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (max, 0));
9803
9804         max = fold_decl_constant_value (max);
9805
9806         /* If we're in a partial instantiation, preserve the magic NOP_EXPR
9807            with TREE_SIDE_EFFECTS that indicates this is not an integral
9808            constant expression.  */
9809         if (processing_template_decl
9810             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax) && TREE_CODE (omax) == NOP_EXPR)
9811           {
9812             gcc_assert (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR);
9813             TREE_SIDE_EFFECTS (max) = 1;
9814           }
9815
9816         if (TREE_CODE (max) != INTEGER_CST
9817             && !at_function_scope_p ()
9818             && !TREE_SIDE_EFFECTS (max)
9819             && !value_dependent_expression_p (max))
9820           {
9821             if (complain & tf_error)
9822               error ("array bound is not an integer constant");
9823             return error_mark_node;
9824           }
9825
9826         /* [temp.deduct]
9827
9828            Type deduction may fail for any of the following
9829            reasons:
9830
9831              Attempting to create an array with a size that is
9832              zero or negative.  */
9833         if (integer_zerop (max) && !(complain & tf_error))
9834           /* We must fail if performing argument deduction (as
9835              indicated by the state of complain), so that
9836              another substitution can be found.  */
9837           return error_mark_node;
9838         else if (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST
9839                  && INT_CST_LT (max, integer_zero_node))
9840           {
9841             if (complain & tf_error)
9842               error ("creating array with negative size (%qE)", max);
9843
9844             return error_mark_node;
9845           }
9846
9847         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
9848       }
9849
9850     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
9851     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9852     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9853     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
9854       {
9855         int idx;
9856         int level;
9857         int levels;
9858         tree arg = NULL_TREE;
9859
9860         r = NULL_TREE;
9861
9862         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
9863         template_parm_level_and_index (t, &level, &idx); 
9864
9865         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
9866         if (level <= levels)
9867           {
9868             arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
9869
9870             if (arg && TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
9871               /* See through ARGUMENT_PACK_SELECT arguments. */
9872               arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (arg);
9873           }
9874
9875         if (arg == error_mark_node)
9876           return error_mark_node;
9877         else if (arg != NULL_TREE)
9878           {
9879             if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
9880               /* If ARG is an argument pack, we don't actually want to
9881                  perform a substitution here, because substitutions
9882                  for argument packs are only done
9883                  element-by-element. We can get to this point when
9884                  substituting the type of a non-type template
9885                  parameter pack, when that type actually contains
9886                  template parameter packs from an outer template, e.g.,
9887
9888                  template<typename... Types> struct A {
9889                    template<Types... Values> struct B { };
9890                  };  */
9891               return t;
9892
9893             if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
9894               {
9895                 int quals;
9896                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
9897
9898                 /* cv-quals from the template are discarded when
9899                    substituting in a function or reference type.  */
9900                 if (TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
9901                     || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE
9902                     || TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE)
9903                   quals = cp_type_quals (arg);
9904                 else
9905                   quals = cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t);
9906                   
9907                 return cp_build_qualified_type_real
9908                   (arg, quals, complain | tf_ignore_bad_quals);
9909               }
9910             else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9911               {
9912                 /* We are processing a type constructed from a
9913                    template template parameter.  */
9914                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
9915                                       args, complain, in_decl);
9916                 if (argvec == error_mark_node)
9917                   return error_mark_node;
9918
9919                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
9920                    are resolving nested-types in the signature of a
9921                    member function templates.  Otherwise ARG is a
9922                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
9923                    instantiated.  */
9924                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9925                   arg = TYPE_NAME (arg);
9926
9927                 r = lookup_template_class (arg,
9928                                            argvec, in_decl,
9929                                            DECL_CONTEXT (arg),
9930                                             /*entering_scope=*/0,
9931                                            complain);
9932                 return cp_build_qualified_type_real
9933                   (r, TYPE_QUALS (t), complain);
9934               }
9935             else
9936               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
9937               return arg;
9938           }
9939
9940         if (level == 1)
9941           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
9942              unify.  This means that we don't yet have any information
9943              about the template parameter in question.  */
9944           return t;
9945
9946         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
9947            more deeply nested template.  Make a new version of this
9948            template parameter, but with a lower level.  */
9949         switch (TREE_CODE (t))
9950           {
9951           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
9952           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9953           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9954             if (cp_type_quals (t))
9955               {
9956                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
9957                 r = cp_build_qualified_type_real
9958                   (r, cp_type_quals (t),
9959                    complain | (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9960                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
9961               }
9962             else
9963               {
9964                 r = copy_type (t);
9965                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
9966                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
9967                                                 r, levels, args, complain);
9968                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
9969                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
9970                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
9971                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
9972
9973                 if (TREE_CODE (r) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9974                   /* We have reduced the level of the template
9975                      template parameter, but not the levels of its
9976                      template parameters, so canonical_type_parameter
9977                      will not be able to find the canonical template
9978                      template parameter for this level. Thus, we
9979                      require structural equality checking to compare
9980                      TEMPLATE_TEMPLATE_PARMs. */
9981                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
9982                 else if (TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (t))
9983                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
9984                 else
9985                   TYPE_CANONICAL (r) = canonical_type_parameter (r);
9986
9987                 if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9988                   {
9989                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
9990                                           complain, in_decl);
9991                     if (argvec == error_mark_node)
9992                       return error_mark_node;
9993
9994                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
9995                       = build_template_info (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec);
9996                   }
9997               }
9998             break;
9999
10000           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10001             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels, args, complain);
10002             break;
10003
10004           default:
10005             gcc_unreachable ();
10006           }
10007
10008         return r;
10009       }
10010
10011     case TREE_LIST:
10012       {
10013         tree purpose, value, chain;
10014
10015         if (t == void_list_node)
10016           return t;
10017
10018         purpose = TREE_PURPOSE (t);
10019         if (purpose)
10020           {
10021             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
10022             if (purpose == error_mark_node)
10023               return error_mark_node;
10024           }
10025         value = TREE_VALUE (t);
10026         if (value)
10027           {
10028             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
10029             if (value == error_mark_node)
10030               return error_mark_node;
10031           }
10032         chain = TREE_CHAIN (t);
10033         if (chain && chain != void_type_node)
10034           {
10035             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
10036             if (chain == error_mark_node)
10037               return error_mark_node;
10038           }
10039         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
10040             && value == TREE_VALUE (t)
10041             && chain == TREE_CHAIN (t))
10042           return t;
10043         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
10044       }
10045
10046     case TREE_BINFO:
10047       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
10048       gcc_unreachable ();
10049
10050     case TREE_VEC:
10051       /* A vector of template arguments.  */
10052       gcc_assert (!type);
10053       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
10054
10055     case POINTER_TYPE:
10056     case REFERENCE_TYPE:
10057       {
10058         enum tree_code code;
10059
10060         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
10061           return t;
10062
10063         code = TREE_CODE (t);
10064
10065
10066         /* [temp.deduct]
10067
10068            Type deduction may fail for any of the following
10069            reasons:
10070
10071            -- Attempting to create a pointer to reference type.
10072            -- Attempting to create a reference to a reference type or
10073               a reference to void.
10074
10075           Core issue 106 says that creating a reference to a reference
10076           during instantiation is no longer a cause for failure. We
10077           only enforce this check in strict C++98 mode.  */
10078         if ((TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
10079              && (((cxx_dialect == cxx98) && flag_iso) || code != REFERENCE_TYPE))
10080             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
10081           {
10082             static location_t last_loc;
10083
10084             /* We keep track of the last time we issued this error
10085                message to avoid spewing a ton of messages during a
10086                single bad template instantiation.  */
10087             if (complain & tf_error
10088                 && last_loc != input_location)
10089               {
10090                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
10091                   error ("forming reference to void");
10092                else if (code == POINTER_TYPE)
10093                  error ("forming pointer to reference type %qT", type);
10094                else
10095                   error ("forming reference to reference type %qT", type);
10096                 last_loc = input_location;
10097               }
10098
10099             return error_mark_node;
10100           }
10101         else if (code == POINTER_TYPE)
10102           {
10103             r = build_pointer_type (type);
10104             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
10105               r = build_ptrmemfunc_type (r);
10106           }
10107         else if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
10108           /* In C++0x, during template argument substitution, when there is an
10109              attempt to create a reference to a reference type, reference
10110              collapsing is applied as described in [14.3.1/4 temp.arg.type]:
10111
10112              "If a template-argument for a template-parameter T names a type
10113              that is a reference to a type A, an attempt to create the type
10114              'lvalue reference to cv T' creates the type 'lvalue reference to
10115              A,' while an attempt to create the type type rvalue reference to
10116              cv T' creates the type T"
10117           */
10118           r = cp_build_reference_type
10119               (TREE_TYPE (type),
10120                TYPE_REF_IS_RVALUE (t) && TYPE_REF_IS_RVALUE (type));
10121         else
10122           r = cp_build_reference_type (type, TYPE_REF_IS_RVALUE (t));
10123         r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
10124
10125         if (r != error_mark_node)
10126           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
10127           layout_type (r);
10128
10129         return r;
10130       }
10131     case OFFSET_TYPE:
10132       {
10133         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
10134         if (r == error_mark_node || !MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
10135           {
10136             /* [temp.deduct]
10137
10138                Type deduction may fail for any of the following
10139                reasons:
10140
10141                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
10142                   is not a class type.  */
10143             if (complain & tf_error)
10144               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
10145             return error_mark_node;
10146           }
10147         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
10148           {
10149             if (complain & tf_error)
10150               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
10151             return error_mark_node;
10152           }
10153         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
10154           {
10155             if (complain & tf_error)
10156               error ("creating pointer to member of type void");
10157             return error_mark_node;
10158           }
10159         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
10160         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
10161           {
10162             /* The type of the implicit object parameter gets its
10163                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
10164             tree memptr;
10165             tree method_type = build_memfn_type (type, r, cp_type_quals (type));
10166             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
10167             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
10168                                                  complain);
10169           }
10170         else
10171           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
10172                                                TYPE_QUALS (t),
10173                                                complain);
10174       }
10175     case FUNCTION_TYPE:
10176     case METHOD_TYPE:
10177       {
10178         tree fntype;
10179         tree specs;
10180         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
10181         if (fntype == error_mark_node)
10182           return error_mark_node;
10183
10184         /* Substitute the exception specification.  */
10185         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
10186                                                 in_decl);
10187         if (specs == error_mark_node)
10188           return error_mark_node;
10189         if (specs)
10190           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
10191         return fntype;
10192       }
10193     case ARRAY_TYPE:
10194       {
10195         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
10196         if (domain == error_mark_node)
10197           return error_mark_node;
10198
10199         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
10200            it will obviously be the same as T.  */
10201         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
10202           return t;
10203
10204         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
10205
10206            [temp.deduct]
10207
10208            The deduction may fail for any of the following reasons:
10209
10210            -- Attempting to create an array with an element type that
10211               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
10212               an abstract class type.  */
10213         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
10214             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
10215             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
10216           {
10217             if (complain & tf_error)
10218               error ("creating array of %qT", type);
10219             return error_mark_node;
10220           }
10221         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
10222           {
10223             if (complain & tf_error)
10224               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
10225                      type);
10226             return error_mark_node;
10227           }
10228
10229         r = build_cplus_array_type (type, domain);
10230
10231         if (TYPE_USER_ALIGN (t))
10232           {
10233             TYPE_ALIGN (r) = TYPE_ALIGN (t);
10234             TYPE_USER_ALIGN (r) = 1;
10235           }
10236
10237         return r;
10238       }
10239
10240     case PLUS_EXPR:
10241     case MINUS_EXPR:
10242       {
10243         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10244         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
10245
10246         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
10247           return error_mark_node;
10248
10249         return fold_build2_loc (input_location,
10250                             TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e1, e2);
10251       }
10252
10253     case NEGATE_EXPR:
10254     case NOP_EXPR:
10255       {
10256         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10257         if (e == error_mark_node)
10258           return error_mark_node;
10259
10260         return fold_build1_loc (input_location, TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e);
10261       }
10262
10263     case TYPENAME_TYPE:
10264       {
10265         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
10266                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
10267         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
10268                               complain, in_decl);
10269
10270         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
10271           return error_mark_node;
10272
10273         if (!MAYBE_CLASS_TYPE_P (ctx))
10274           {
10275             if (complain & tf_error)
10276               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
10277             return error_mark_node;
10278           }
10279         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
10280           {
10281             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
10282                have complete type in order to allow things like:
10283
10284                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
10285
10286                But, such constructs have already been resolved by this
10287                point, so here CTX really should have complete type, unless
10288                it's a partial instantiation.  */
10289             if (!(complain & tf_no_class_instantiations))
10290               ctx = complete_type (ctx);
10291             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
10292               {
10293                 if (complain & tf_error)
10294                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
10295                 return error_mark_node;
10296               }
10297           }
10298
10299         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
10300                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
10301         if (f == error_mark_node)
10302           return f;
10303         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
10304           {
10305             complain |= tf_ignore_bad_quals;
10306             f = TREE_TYPE (f);
10307           }
10308
10309         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
10310           {
10311             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
10312               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
10313                      t, f);
10314             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
10315               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
10316                      t, f);
10317           }
10318
10319         return cp_build_qualified_type_real
10320           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
10321       }
10322
10323     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
10324       {
10325         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
10326                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
10327         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
10328         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
10329
10330         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
10331           return error_mark_node;
10332
10333         if (parm_list)
10334           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
10335         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
10336       }
10337
10338     case INDIRECT_REF:
10339     case ADDR_EXPR:
10340     case CALL_EXPR:
10341       gcc_unreachable ();
10342
10343     case ARRAY_REF:
10344       {
10345         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10346         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl,
10347                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
10348         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
10349           return error_mark_node;
10350
10351         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
10352       }
10353
10354     case SCOPE_REF:
10355       {
10356         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10357         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
10358         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
10359           return error_mark_node;
10360
10361         return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
10362                                      e1, e2, QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
10363       }
10364
10365     case TYPEOF_TYPE:
10366       {
10367         tree type;
10368
10369         ++cp_unevaluated_operand;
10370         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
10371
10372         type = tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
10373                             complain, in_decl,
10374                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
10375
10376         --cp_unevaluated_operand;
10377         --c_inhibit_evaluation_warnings;
10378
10379         type = finish_typeof (type);
10380         return cp_build_qualified_type_real (type,
10381                                              cp_type_quals (t)
10382                                              | cp_type_quals (type),
10383                                              complain);
10384       }
10385
10386     case DECLTYPE_TYPE:
10387       {
10388         tree type;
10389
10390         ++cp_unevaluated_operand;
10391         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
10392
10393         type = tsubst_expr (DECLTYPE_TYPE_EXPR (t), args,
10394                             complain, in_decl,
10395                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
10396
10397         --cp_unevaluated_operand;
10398         --c_inhibit_evaluation_warnings;
10399
10400         if (DECLTYPE_FOR_LAMBDA_CAPTURE (t))
10401           type = lambda_capture_field_type (type);
10402         else if (DECLTYPE_FOR_LAMBDA_RETURN (t))
10403           type = lambda_return_type (type);
10404         else
10405           type = finish_decltype_type
10406             (type, DECLTYPE_TYPE_ID_EXPR_OR_MEMBER_ACCESS_P (t));
10407         return cp_build_qualified_type_real (type,
10408                                              cp_type_quals (t)
10409                                              | cp_type_quals (type),
10410                                              complain);
10411       }
10412
10413     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
10414     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
10415       {
10416         tree r = TYPE_P (t)
10417           ? cxx_make_type (TREE_CODE (t))
10418           : make_node (TREE_CODE (t));
10419         tree packed_out = 
10420           tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (t), 
10421                                 args,
10422                                 complain,
10423                                 in_decl);
10424         SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (r, packed_out);
10425
10426         /* For template nontype argument packs, also substitute into
10427            the type.  */
10428         if (TREE_CODE (t) == NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
10429           TREE_TYPE (r) = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10430
10431         return r;
10432       }
10433       break;
10434
10435     default:
10436       sorry ("use of %qs in template",
10437              tree_code_name [(int) TREE_CODE (t)]);
10438       return error_mark_node;
10439     }
10440 }
10441
10442 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
10443    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
10444    operator.  */
10445
10446 static tree
10447 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
10448                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
10449 {
10450     tree name;
10451     tree qualifying_scope;
10452     tree fns;
10453     tree optype;
10454     tree template_args = 0;
10455     bool template_id_p = false;
10456
10457     /* A baselink indicates a function from a base class.  Both the
10458        BASELINK_ACCESS_BINFO and the base class referenced may
10459        indicate bases of the template class, rather than the
10460        instantiated class.  In addition, lookups that were not
10461        ambiguous before may be ambiguous now.  Therefore, we perform
10462        the lookup again.  */
10463     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
10464     qualifying_scope = tsubst (qualifying_scope, args,
10465                                complain, in_decl);
10466     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
10467     optype = tsubst (BASELINK_OPTYPE (baselink), args, complain, in_decl);
10468     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
10469       {
10470         template_id_p = true;
10471         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
10472         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
10473         if (template_args)
10474           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
10475                                                 complain, in_decl);
10476       }
10477     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
10478     if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (name))
10479       name = mangle_conv_op_name_for_type (optype);
10480     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
10481
10482     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
10483        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
10484        later by overload resolution will be marked as used at that
10485        point.)  */
10486     if (BASELINK_P (baselink))
10487       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
10488     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
10489       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
10490
10491     /* Add back the template arguments, if present.  */
10492     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
10493       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
10494         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
10495                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
10496                     template_args);
10497     /* Update the conversion operator type.  */
10498     BASELINK_OPTYPE (baselink) = optype;
10499
10500     if (!object_type)
10501       object_type = current_class_type;
10502     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
10503                                                    qualifying_scope,
10504                                                    object_type);
10505 }
10506
10507 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
10508    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
10509    itself; false if more of the postfix-expression follows the
10510    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
10511    of "&".  */
10512
10513 static tree
10514 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
10515                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
10516                      bool done, bool address_p)
10517 {
10518   tree expr;
10519   tree scope;
10520   tree name;
10521   bool is_template;
10522   tree template_args;
10523
10524   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
10525
10526   /* Figure out what name to look up.  */
10527   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
10528   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
10529     {
10530       is_template = true;
10531       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
10532       if (template_args)
10533         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
10534                                               complain, in_decl);
10535       name = TREE_OPERAND (name, 0);
10536     }
10537   else
10538     {
10539       is_template = false;
10540       template_args = NULL_TREE;
10541     }
10542
10543   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
10544      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
10545      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
10546      substituting will not help.  */
10547   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
10548   if (args)
10549     {
10550       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
10551       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
10552     }
10553   else
10554     expr = name;
10555
10556   if (dependent_type_p (scope))
10557     {
10558       tree type = NULL_TREE;
10559       if (DECL_P (expr) && !dependent_scope_p (scope))
10560         type = TREE_TYPE (expr);
10561       return build_qualified_name (type, scope, expr,
10562                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id));
10563     }
10564
10565   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
10566     {
10567       if (TREE_CODE (expr) == BIT_NOT_EXPR)
10568         {
10569           /* A BIT_NOT_EXPR is used to represent a destructor.  */
10570           if (!check_dtor_name (scope, TREE_OPERAND (expr, 0)))
10571             {
10572               error ("qualifying type %qT does not match destructor name ~%qT",
10573                      scope, TREE_OPERAND (expr, 0));
10574               expr = error_mark_node;
10575             }
10576           else
10577             expr = lookup_qualified_name (scope, complete_dtor_identifier,
10578                                           /*is_type_p=*/0, false);
10579         }
10580       else
10581         expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
10582       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
10583                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
10584         {
10585           if (complain & tf_error)
10586             {
10587               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
10588                      "instantiation yields a type", qualified_id);
10589               inform (input_location, "say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
10590             }
10591           return error_mark_node;
10592         }
10593     }
10594
10595   if (DECL_P (expr))
10596     {
10597       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
10598                                            scope);
10599       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
10600       mark_used (expr);
10601     }
10602
10603   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
10604     {
10605       if (complain & tf_error)
10606         qualified_name_lookup_error (scope,
10607                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
10608                                      expr, input_location);
10609       return error_mark_node;
10610     }
10611
10612   if (is_template)
10613     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
10614
10615   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
10616     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
10617                                  expr, input_location);
10618   else if (TYPE_P (scope))
10619     {
10620       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
10621               (expr, scope, current_class_type));
10622       expr = (finish_qualified_id_expr
10623               (scope, expr, done, address_p,
10624                QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id),
10625                /*template_arg_p=*/false));
10626     }
10627
10628   /* Expressions do not generally have reference type.  */
10629   if (TREE_CODE (expr) != SCOPE_REF
10630       /* However, if we're about to form a pointer-to-member, we just
10631          want the referenced member referenced.  */
10632       && TREE_CODE (expr) != OFFSET_REF)
10633     expr = convert_from_reference (expr);
10634
10635   return expr;
10636 }
10637
10638 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
10639    template parms; to finish processing the resultant expression, use
10640    tsubst_expr.  */
10641
10642 static tree
10643 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
10644 {
10645   enum tree_code code;
10646   tree r;
10647
10648   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node || args == NULL_TREE)
10649     return t;
10650
10651   code = TREE_CODE (t);
10652
10653   switch (code)
10654     {
10655     case PARM_DECL:
10656       r = retrieve_local_specialization (t);
10657
10658       if (r == NULL)
10659         {
10660           tree c;
10661           /* This can happen for a parameter name used later in a function
10662              declaration (such as in a late-specified return type).  Just
10663              make a dummy decl, since it's only used for its type.  */
10664           gcc_assert (cp_unevaluated_operand != 0);
10665           /* We copy T because want to tsubst the PARM_DECL only,
10666              not the following PARM_DECLs that are chained to T.  */
10667           c = copy_node (t);
10668           r = tsubst_decl (c, args, complain);
10669           /* Give it the template pattern as its context; its true context
10670              hasn't been instantiated yet and this is good enough for
10671              mangling.  */
10672           DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (t);
10673         }
10674       
10675       if (TREE_CODE (r) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
10676         r = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (r);
10677       mark_used (r);
10678       return r;
10679
10680     case CONST_DECL:
10681       {
10682         tree enum_type;
10683         tree v;
10684
10685         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
10686           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
10687         /* There is no need to substitute into namespace-scope
10688            enumerators.  */
10689         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
10690           return t;
10691         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
10692         if (args == NULL_TREE)
10693           return integral_constant_value (t);
10694
10695         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
10696            Consider:
10697
10698              template <int I> int f() {
10699              enum E { a = I };
10700              struct S { void g() { E e = a; } };
10701              };
10702
10703            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
10704            clever enough to find f<7>::a.  */
10705         enum_type
10706           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
10707                               /*entering_scope=*/0);
10708
10709         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
10710              v != NULL_TREE;
10711              v = TREE_CHAIN (v))
10712           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
10713             return TREE_VALUE (v);
10714
10715           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
10716              name-lookup found it during preliminary parsing, we
10717              should find it again here during instantiation.  */
10718         gcc_unreachable ();
10719       }
10720       return t;
10721
10722     case FIELD_DECL:
10723       if (DECL_CONTEXT (t))
10724         {
10725           tree ctx;
10726
10727           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
10728                                   /*entering_scope=*/1);
10729           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
10730             {
10731               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
10732               if (!r)
10733                 {
10734                   if (complain & tf_error)
10735                     error ("using invalid field %qD", t);
10736                   return error_mark_node;
10737                 }
10738               return r;
10739             }
10740         }
10741
10742       return t;
10743
10744     case VAR_DECL:
10745     case FUNCTION_DECL:
10746       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
10747           || local_variable_p (t))
10748         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
10749       mark_used (t);
10750       return t;
10751
10752     case BASELINK:
10753       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
10754
10755     case TEMPLATE_DECL:
10756       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
10757         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
10758                        args, complain, in_decl);
10759       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
10760         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
10761       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
10762                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
10763         {
10764           /* Template template argument like the following example need
10765              special treatment:
10766
10767                template <template <class> class TT> struct C {};
10768                template <class T> struct D {
10769                  template <class U> struct E {};
10770                  C<E> c;                                // #1
10771                };
10772                D<int> d;                                // #2
10773
10774              We are processing the template argument `E' in #1 for
10775              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
10776              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
10777              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
10778
10779           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
10780           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
10781         }
10782       else
10783         /* Ordinary template template argument.  */
10784         return t;
10785
10786     case CAST_EXPR:
10787     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
10788     case CONST_CAST_EXPR:
10789     case STATIC_CAST_EXPR:
10790     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
10791     case NOP_EXPR:
10792       return build1
10793         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
10794          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
10795
10796     case SIZEOF_EXPR:
10797       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
10798         {
10799           /* We only want to compute the number of arguments.  */
10800           tree expanded = tsubst_pack_expansion (TREE_OPERAND (t, 0), args,
10801                                                 complain, in_decl);
10802           int len = 0;
10803
10804           if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
10805             len = TREE_VEC_LENGTH (expanded);
10806
10807           if (expanded == error_mark_node)
10808             return error_mark_node;
10809           else if (PACK_EXPANSION_P (expanded)
10810                    || (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC
10811                        && len > 0
10812                        && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (expanded, len-1))))
10813             {
10814               if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
10815                 expanded = TREE_VEC_ELT (expanded, len - 1);
10816
10817               if (TYPE_P (expanded))
10818                 return cxx_sizeof_or_alignof_type (expanded, SIZEOF_EXPR, 
10819                                                    complain & tf_error);
10820               else
10821                 return cxx_sizeof_or_alignof_expr (expanded, SIZEOF_EXPR,
10822                                                    complain & tf_error);
10823             }
10824           else
10825             return build_int_cst (size_type_node, len);
10826         }
10827       /* Fall through */
10828
10829     case INDIRECT_REF:
10830     case NEGATE_EXPR:
10831     case TRUTH_NOT_EXPR:
10832     case BIT_NOT_EXPR:
10833     case ADDR_EXPR:
10834     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
10835     case ALIGNOF_EXPR:
10836     case ARROW_EXPR:
10837     case THROW_EXPR:
10838     case TYPEID_EXPR:
10839     case REALPART_EXPR:
10840     case IMAGPART_EXPR:
10841       return build1
10842         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
10843          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
10844
10845     case COMPONENT_REF:
10846       {
10847         tree object;
10848         tree name;
10849
10850         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10851         name = TREE_OPERAND (t, 1);
10852         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
10853           {
10854             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
10855                                 complain, in_decl);
10856             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
10857           }
10858         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
10859                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
10860           {
10861             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
10862                                      complain, in_decl);
10863             name = TREE_OPERAND (name, 1);
10864             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
10865                                 complain, in_decl);
10866             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
10867             name = build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
10868                                          base, name,
10869                                          /*template_p=*/false);
10870           }
10871         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
10872           name = tsubst_baselink (name,
10873                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
10874                                   args, complain,
10875                                   in_decl);
10876         else
10877           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
10878         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
10879       }
10880
10881     case PLUS_EXPR:
10882     case MINUS_EXPR:
10883     case MULT_EXPR:
10884     case TRUNC_DIV_EXPR:
10885     case CEIL_DIV_EXPR:
10886     case FLOOR_DIV_EXPR:
10887     case ROUND_DIV_EXPR:
10888     case EXACT_DIV_EXPR:
10889     case BIT_AND_EXPR:
10890     case BIT_IOR_EXPR:
10891     case BIT_XOR_EXPR:
10892     case TRUNC_MOD_EXPR:
10893     case FLOOR_MOD_EXPR:
10894     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
10895     case TRUTH_ORIF_EXPR:
10896     case TRUTH_AND_EXPR:
10897     case TRUTH_OR_EXPR:
10898     case RSHIFT_EXPR:
10899     case LSHIFT_EXPR:
10900     case RROTATE_EXPR:
10901     case LROTATE_EXPR:
10902     case EQ_EXPR:
10903     case NE_EXPR:
10904     case MAX_EXPR:
10905     case MIN_EXPR:
10906     case LE_EXPR:
10907     case GE_EXPR:
10908     case LT_EXPR:
10909     case GT_EXPR:
10910     case COMPOUND_EXPR:
10911     case DOTSTAR_EXPR:
10912     case MEMBER_REF:
10913     case PREDECREMENT_EXPR:
10914     case PREINCREMENT_EXPR:
10915     case POSTDECREMENT_EXPR:
10916     case POSTINCREMENT_EXPR:
10917       return build_nt
10918         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
10919          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
10920
10921     case SCOPE_REF:
10922       return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
10923                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0),
10924                                                 args, complain, in_decl),
10925                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1),
10926                                                 args, complain, in_decl),
10927                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
10928
10929     case ARRAY_REF:
10930       return build_nt
10931         (ARRAY_REF,
10932          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
10933          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
10934          NULL_TREE, NULL_TREE);
10935
10936     case CALL_EXPR:
10937       {
10938         int n = VL_EXP_OPERAND_LENGTH (t);
10939         tree result = build_vl_exp (CALL_EXPR, n);
10940         int i;
10941         for (i = 0; i < n; i++)
10942           TREE_OPERAND (t, i) = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, i), args,
10943                                              complain, in_decl);
10944         return result;
10945       }
10946
10947     case COND_EXPR:
10948     case MODOP_EXPR:
10949     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
10950       {
10951         r = build_nt
10952           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
10953            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
10954            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
10955         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
10956         return r;
10957       }
10958
10959     case NEW_EXPR:
10960       {
10961         r = build_nt
10962         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
10963          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
10964          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
10965         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
10966         return r;
10967       }
10968
10969     case DELETE_EXPR:
10970       {
10971         r = build_nt
10972         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
10973          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
10974         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
10975         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
10976         return r;
10977       }
10978
10979     case TEMPLATE_ID_EXPR:
10980       {
10981         /* Substituted template arguments */
10982         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
10983         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
10984
10985         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
10986         if (targs)
10987           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
10988
10989         return lookup_template_function (fn, targs);
10990       }
10991
10992     case TREE_LIST:
10993       {
10994         tree purpose, value, chain;
10995
10996         if (t == void_list_node)
10997           return t;
10998
10999         purpose = TREE_PURPOSE (t);
11000         if (purpose)
11001           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
11002         value = TREE_VALUE (t);
11003         if (value)
11004           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
11005         chain = TREE_CHAIN (t);
11006         if (chain && chain != void_type_node)
11007           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
11008         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
11009             && value == TREE_VALUE (t)
11010             && chain == TREE_CHAIN (t))
11011           return t;
11012         return tree_cons (purpose, value, chain);
11013       }
11014
11015     case RECORD_TYPE:
11016     case UNION_TYPE:
11017     case ENUMERAL_TYPE:
11018     case INTEGER_TYPE:
11019     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
11020     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11021     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11022     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
11023     case POINTER_TYPE:
11024     case REFERENCE_TYPE:
11025     case OFFSET_TYPE:
11026     case FUNCTION_TYPE:
11027     case METHOD_TYPE:
11028     case ARRAY_TYPE:
11029     case TYPENAME_TYPE:
11030     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
11031     case TYPEOF_TYPE:
11032     case DECLTYPE_TYPE:
11033     case TYPE_DECL:
11034       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
11035
11036     case IDENTIFIER_NODE:
11037       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
11038         {
11039           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
11040           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
11041         }
11042       else
11043         return t;
11044
11045     case CONSTRUCTOR:
11046       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
11047       gcc_unreachable ();
11048
11049     case VA_ARG_EXPR:
11050       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
11051                                           in_decl),
11052                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
11053
11054     case CLEANUP_POINT_EXPR:
11055       /* We shouldn't have built any of these during initial template
11056          generation.  Instead, they should be built during instantiation
11057          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
11058       gcc_unreachable ();
11059
11060     case OFFSET_REF:
11061       mark_used (TREE_OPERAND (t, 1));
11062       return t;
11063
11064     case EXPR_PACK_EXPANSION:
11065       error ("invalid use of pack expansion expression");
11066       return error_mark_node;
11067
11068     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
11069       error ("use %<...%> to expand argument pack");
11070       return error_mark_node;
11071
11072     default:
11073       return t;
11074     }
11075 }
11076
11077 /* Like tsubst_copy, but specifically for OpenMP clauses.  */
11078
11079 static tree
11080 tsubst_omp_clauses (tree clauses, tree args, tsubst_flags_t complain,
11081                     tree in_decl)
11082 {
11083   tree new_clauses = NULL, nc, oc;
11084
11085   for (oc = clauses; oc ; oc = OMP_CLAUSE_CHAIN (oc))
11086     {
11087       nc = copy_node (oc);
11088       OMP_CLAUSE_CHAIN (nc) = new_clauses;
11089       new_clauses = nc;
11090
11091       switch (OMP_CLAUSE_CODE (nc))
11092         {
11093         case OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE:
11094           if (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc))
11095             {
11096               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc) = push_stmt_list ();
11097               tsubst_expr (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc), args, complain,
11098                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
11099               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc)
11100                 = pop_stmt_list (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc));
11101             }
11102           /* FALLTHRU */
11103         case OMP_CLAUSE_PRIVATE:
11104         case OMP_CLAUSE_SHARED:
11105         case OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE:
11106         case OMP_CLAUSE_REDUCTION:
11107         case OMP_CLAUSE_COPYIN:
11108         case OMP_CLAUSE_COPYPRIVATE:
11109         case OMP_CLAUSE_IF:
11110         case OMP_CLAUSE_NUM_THREADS:
11111         case OMP_CLAUSE_SCHEDULE:
11112         case OMP_CLAUSE_COLLAPSE:
11113           OMP_CLAUSE_OPERAND (nc, 0)
11114             = tsubst_expr (OMP_CLAUSE_OPERAND (oc, 0), args, complain, 
11115                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
11116           break;
11117         case OMP_CLAUSE_NOWAIT:
11118         case OMP_CLAUSE_ORDERED:
11119         case OMP_CLAUSE_DEFAULT:
11120         case OMP_CLAUSE_UNTIED:
11121           break;
11122         default:
11123           gcc_unreachable ();
11124         }
11125     }
11126
11127   return finish_omp_clauses (nreverse (new_clauses));
11128 }
11129
11130 /* Like tsubst_copy_and_build, but unshare TREE_LIST nodes.  */
11131
11132 static tree
11133 tsubst_copy_asm_operands (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
11134                           tree in_decl)
11135 {
11136 #define RECUR(t) tsubst_copy_asm_operands (t, args, complain, in_decl)
11137
11138   tree purpose, value, chain;
11139
11140   if (t == NULL)
11141     return t;
11142
11143   if (TREE_CODE (t) != TREE_LIST)
11144     return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
11145                                   /*function_p=*/false,
11146                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
11147
11148   if (t == void_list_node)
11149     return t;
11150
11151   purpose = TREE_PURPOSE (t);
11152   if (purpose)
11153     purpose = RECUR (purpose);
11154   value = TREE_VALUE (t);
11155   if (value && TREE_CODE (value) != LABEL_DECL)
11156     value = RECUR (value);
11157   chain = TREE_CHAIN (t);
11158   if (chain && chain != void_type_node)
11159     chain = RECUR (chain);
11160   return tree_cons (purpose, value, chain);
11161 #undef RECUR
11162 }
11163
11164 /* Substitute one OMP_FOR iterator.  */
11165
11166 static void
11167 tsubst_omp_for_iterator (tree t, int i, tree declv, tree initv,
11168                          tree condv, tree incrv, tree *clauses,
11169                          tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
11170                          bool integral_constant_expression_p)
11171 {
11172 #define RECUR(NODE)                             \
11173   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
11174                integral_constant_expression_p)
11175   tree decl, init, cond, incr, auto_node;
11176
11177   init = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INIT (t), i);
11178   gcc_assert (TREE_CODE (init) == MODIFY_EXPR);
11179   decl = RECUR (TREE_OPERAND (init, 0));
11180   init = TREE_OPERAND (init, 1);
11181   auto_node = type_uses_auto (TREE_TYPE (decl));
11182   if (auto_node && init)
11183     {
11184       tree init_expr = init;
11185       if (TREE_CODE (init_expr) == DECL_EXPR)
11186         init_expr = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (init_expr));
11187       init_expr = RECUR (init_expr);
11188       TREE_TYPE (decl)
11189         = do_auto_deduction (TREE_TYPE (decl), init_expr, auto_node);
11190     }
11191   gcc_assert (!type_dependent_expression_p (decl));
11192
11193   if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
11194     {
11195       cond = RECUR (TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i));
11196       incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
11197       if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
11198         incr = build_x_modify_expr (RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NOP_EXPR,
11199                                     RECUR (TREE_OPERAND (incr, 1)),
11200                                     complain);
11201       else
11202         incr = RECUR (incr);
11203       TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
11204       TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
11205       TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
11206       TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
11207       return;
11208     }
11209
11210   if (init && TREE_CODE (init) != DECL_EXPR)
11211     {
11212       tree c;
11213       for (c = *clauses; c ; c = OMP_CLAUSE_CHAIN (c))
11214         {
11215           if ((OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_PRIVATE
11216                || OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE)
11217               && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
11218             break;
11219           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE
11220                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
11221             error ("iteration variable %qD should not be firstprivate", decl);
11222           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_REDUCTION
11223                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
11224             error ("iteration variable %qD should not be reduction", decl);
11225         }
11226       if (c == NULL)
11227         {
11228           c = build_omp_clause (input_location, OMP_CLAUSE_PRIVATE);
11229           OMP_CLAUSE_DECL (c) = decl;
11230           c = finish_omp_clauses (c);
11231           if (c)
11232             {
11233               OMP_CLAUSE_CHAIN (c) = *clauses;
11234               *clauses = c;
11235             }
11236         }
11237     }
11238   cond = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i);
11239   if (COMPARISON_CLASS_P (cond))
11240     cond = build2 (TREE_CODE (cond), boolean_type_node,
11241                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 0)),
11242                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 1)));
11243   else
11244     cond = RECUR (cond);
11245   incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
11246   switch (TREE_CODE (incr))
11247     {
11248     case PREINCREMENT_EXPR:
11249     case PREDECREMENT_EXPR:
11250     case POSTINCREMENT_EXPR:
11251     case POSTDECREMENT_EXPR:
11252       incr = build2 (TREE_CODE (incr), TREE_TYPE (decl),
11253                      RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NULL_TREE);
11254       break;
11255     case MODIFY_EXPR:
11256       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
11257           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
11258         {
11259           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 1);
11260           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
11261                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
11262                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
11263                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
11264                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
11265         }
11266       else
11267         incr = RECUR (incr);
11268       break;
11269     case MODOP_EXPR:
11270       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
11271           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
11272         {
11273           tree lhs = RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0));
11274           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl), lhs,
11275                          build2 (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)),
11276                                  TREE_TYPE (decl), lhs,
11277                                  RECUR (TREE_OPERAND (incr, 2))));
11278         }
11279       else if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == NOP_EXPR
11280                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == PLUS_EXPR
11281                    || (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == MINUS_EXPR)))
11282         {
11283           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 2);
11284           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
11285                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
11286                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
11287                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
11288                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
11289         }
11290       else
11291         incr = RECUR (incr);
11292       break;
11293     default:
11294       incr = RECUR (incr);
11295       break;
11296     }
11297
11298   TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
11299   TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
11300   TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
11301   TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
11302 #undef RECUR
11303 }
11304
11305 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
11306    processing.  */
11307
11308 static tree
11309 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
11310              bool integral_constant_expression_p)
11311 {
11312 #define RECUR(NODE)                             \
11313   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
11314                integral_constant_expression_p)
11315
11316   tree stmt, tmp;
11317
11318   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
11319     return t;
11320
11321   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
11322     input_location = EXPR_LOCATION (t);
11323   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
11324     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
11325
11326   switch (TREE_CODE (t))
11327     {
11328     case STATEMENT_LIST:
11329       {
11330         tree_stmt_iterator i;
11331         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
11332           RECUR (tsi_stmt (i));
11333         break;
11334       }
11335
11336     case CTOR_INITIALIZER:
11337       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
11338                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
11339       break;
11340
11341     case RETURN_EXPR:
11342       finish_return_stmt (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
11343       break;
11344
11345     case EXPR_STMT:
11346       tmp = RECUR (EXPR_STMT_EXPR (t));
11347       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
11348         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
11349       else
11350         finish_expr_stmt (tmp);
11351       break;
11352
11353     case USING_STMT:
11354       do_using_directive (RECUR (USING_STMT_NAMESPACE (t)));
11355       break;
11356
11357     case DECL_EXPR:
11358       {
11359         tree decl;
11360         tree init;
11361
11362         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
11363         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
11364           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
11365         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
11366           {
11367             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
11368             tree name = DECL_NAME (decl);
11369             tree decl;
11370
11371             scope = RECUR (scope);
11372             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
11373                                           /*is_type_p=*/false,
11374                                           /*complain=*/false);
11375             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
11376               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl, input_location);
11377             else
11378               do_local_using_decl (decl, scope, name);
11379           }
11380         else
11381           {
11382             init = DECL_INITIAL (decl);
11383             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
11384             if (decl != error_mark_node)
11385               {
11386                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
11387                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
11388                    handle local variables, and since we've already done
11389                    all that needs to be done, that's the right thing to
11390                    do.  */
11391                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11392                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
11393                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
11394                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
11395                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
11396                   finish_anon_union (decl);
11397                 else
11398                   {
11399                     maybe_push_decl (decl);
11400                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
11401                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
11402                       {
11403                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
11404                            initializer.  */
11405                         const char *const name
11406                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
11407                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
11408                       }
11409                     else
11410                       {
11411                         tree t = RECUR (init);
11412
11413                         if (init && !t)
11414                           /* If we had an initializer but it
11415                              instantiated to nothing,
11416                              value-initialize the object.  This will
11417                              only occur when the initializer was a
11418                              pack expansion where the parameter packs
11419                              used in that expansion were of length
11420                              zero.  */
11421                           init = build_value_init (TREE_TYPE (decl));
11422                         else
11423                           init = t;
11424                       }
11425
11426                     cp_finish_decl (decl, init, false, NULL_TREE, 0);
11427                   }
11428               }
11429           }
11430
11431         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
11432            clause of an if/for/while construct.  */
11433         return decl;
11434       }
11435
11436     case FOR_STMT:
11437       stmt = begin_for_stmt ();
11438                           RECUR (FOR_INIT_STMT (t));
11439       finish_for_init_stmt (stmt);
11440       tmp = RECUR (FOR_COND (t));
11441       finish_for_cond (tmp, stmt);
11442       tmp = RECUR (FOR_EXPR (t));
11443       finish_for_expr (tmp, stmt);
11444       RECUR (FOR_BODY (t));
11445       finish_for_stmt (stmt);
11446       break;
11447
11448     case WHILE_STMT:
11449       stmt = begin_while_stmt ();
11450       tmp = RECUR (WHILE_COND (t));
11451       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
11452       RECUR (WHILE_BODY (t));
11453       finish_while_stmt (stmt);
11454       break;
11455
11456     case DO_STMT:
11457       stmt = begin_do_stmt ();
11458       RECUR (DO_BODY (t));
11459       finish_do_body (stmt);
11460       tmp = RECUR (DO_COND (t));
11461       finish_do_stmt (tmp, stmt);
11462       break;
11463
11464     case IF_STMT:
11465       stmt = begin_if_stmt ();
11466       tmp = RECUR (IF_COND (t));
11467       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
11468       RECUR (THEN_CLAUSE (t));
11469       finish_then_clause (stmt);
11470
11471       if (ELSE_CLAUSE (t))
11472         {
11473           begin_else_clause (stmt);
11474           RECUR (ELSE_CLAUSE (t));
11475           finish_else_clause (stmt);
11476         }
11477
11478       finish_if_stmt (stmt);
11479       break;
11480
11481     case BIND_EXPR:
11482       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
11483         stmt = begin_function_body ();
11484       else
11485         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
11486                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
11487
11488       RECUR (BIND_EXPR_BODY (t));
11489
11490       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
11491         finish_function_body (stmt);
11492       else
11493         finish_compound_stmt (stmt);
11494       break;
11495
11496     case BREAK_STMT:
11497       finish_break_stmt ();
11498       break;
11499
11500     case CONTINUE_STMT:
11501       finish_continue_stmt ();
11502       break;
11503
11504     case SWITCH_STMT:
11505       stmt = begin_switch_stmt ();
11506       tmp = RECUR (SWITCH_STMT_COND (t));
11507       finish_switch_cond (tmp, stmt);
11508       RECUR (SWITCH_STMT_BODY (t));
11509       finish_switch_stmt (stmt);
11510       break;
11511
11512     case CASE_LABEL_EXPR:
11513       finish_case_label (EXPR_LOCATION (t),
11514                          RECUR (CASE_LOW (t)),
11515                          RECUR (CASE_HIGH (t)));
11516       break;
11517
11518     case LABEL_EXPR:
11519       {
11520         tree decl = LABEL_EXPR_LABEL (t);
11521         tree label;
11522
11523         label = finish_label_stmt (DECL_NAME (decl));
11524         if (DECL_ATTRIBUTES (decl) != NULL_TREE)
11525           cplus_decl_attributes (&label, DECL_ATTRIBUTES (decl), 0);
11526       }
11527       break;
11528
11529     case GOTO_EXPR:
11530       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
11531       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
11532         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
11533            non-computed gotos must not be; the identifier in question
11534            will have no binding.  */
11535         tmp = RECUR (tmp);
11536       else
11537         tmp = DECL_NAME (tmp);
11538       finish_goto_stmt (tmp);
11539       break;
11540
11541     case ASM_EXPR:
11542       tmp = finish_asm_stmt
11543         (ASM_VOLATILE_P (t),
11544          RECUR (ASM_STRING (t)),
11545          tsubst_copy_asm_operands (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
11546          tsubst_copy_asm_operands (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
11547          tsubst_copy_asm_operands (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl),
11548          tsubst_copy_asm_operands (ASM_LABELS (t), args, complain, in_decl));
11549       {
11550         tree asm_expr = tmp;
11551         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
11552           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
11553         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
11554       }
11555       break;
11556
11557     case TRY_BLOCK:
11558       if (CLEANUP_P (t))
11559         {
11560           stmt = begin_try_block ();
11561           RECUR (TRY_STMTS (t));
11562           finish_cleanup_try_block (stmt);
11563           finish_cleanup (RECUR (TRY_HANDLERS (t)), stmt);
11564         }
11565       else
11566         {
11567           tree compound_stmt = NULL_TREE;
11568
11569           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11570             stmt = begin_function_try_block (&compound_stmt);
11571           else
11572             stmt = begin_try_block ();
11573
11574           RECUR (TRY_STMTS (t));
11575
11576           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11577             finish_function_try_block (stmt);
11578           else
11579             finish_try_block (stmt);
11580
11581           RECUR (TRY_HANDLERS (t));
11582           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11583             finish_function_handler_sequence (stmt, compound_stmt);
11584           else
11585             finish_handler_sequence (stmt);
11586         }
11587       break;
11588
11589     case HANDLER:
11590       {
11591         tree decl = HANDLER_PARMS (t);
11592
11593         if (decl)
11594           {
11595             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
11596             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
11597                this variable.  We've already done all that needs to be
11598                done.  */
11599             if (decl != error_mark_node)
11600               DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
11601           }
11602         stmt = begin_handler ();
11603         finish_handler_parms (decl, stmt);
11604         RECUR (HANDLER_BODY (t));
11605         finish_handler (stmt);
11606       }
11607       break;
11608
11609     case TAG_DEFN:
11610       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
11611       break;
11612
11613     case STATIC_ASSERT:
11614       {
11615         tree condition = 
11616           tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), 
11617                        args,
11618                        complain, in_decl,
11619                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
11620         finish_static_assert (condition,
11621                               STATIC_ASSERT_MESSAGE (t),
11622                               STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
11623                               /*member_p=*/false);
11624       }
11625       break;
11626
11627     case OMP_PARALLEL:
11628       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_PARALLEL_CLAUSES (t),
11629                                 args, complain, in_decl);
11630       stmt = begin_omp_parallel ();
11631       RECUR (OMP_PARALLEL_BODY (t));
11632       OMP_PARALLEL_COMBINED (finish_omp_parallel (tmp, stmt))
11633         = OMP_PARALLEL_COMBINED (t);
11634       break;
11635
11636     case OMP_TASK:
11637       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_TASK_CLAUSES (t),
11638                                 args, complain, in_decl);
11639       stmt = begin_omp_task ();
11640       RECUR (OMP_TASK_BODY (t));
11641       finish_omp_task (tmp, stmt);
11642       break;
11643
11644     case OMP_FOR:
11645       {
11646         tree clauses, body, pre_body;
11647         tree declv, initv, condv, incrv;
11648         int i;
11649
11650         clauses = tsubst_omp_clauses (OMP_FOR_CLAUSES (t),
11651                                       args, complain, in_decl);
11652         declv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11653         initv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11654         condv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11655         incrv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11656
11657         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)); i++)
11658           tsubst_omp_for_iterator (t, i, declv, initv, condv, incrv,
11659                                    &clauses, args, complain, in_decl,
11660                                    integral_constant_expression_p);
11661
11662         stmt = begin_omp_structured_block ();
11663
11664         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (initv); i++)
11665           if (TREE_VEC_ELT (initv, i) == NULL
11666               || TREE_CODE (TREE_VEC_ELT (initv, i)) != DECL_EXPR)
11667             TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
11668           else if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_VEC_ELT (initv, i))))
11669             {
11670               tree init = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
11671               gcc_assert (init == TREE_VEC_ELT (declv, i));
11672               TREE_VEC_ELT (initv, i) = NULL_TREE;
11673             }
11674           else
11675             {
11676               tree decl_expr = TREE_VEC_ELT (initv, i);
11677               tree init = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr));
11678               gcc_assert (init != NULL);
11679               TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (init);
11680               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = NULL;
11681               RECUR (decl_expr);
11682               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = init;
11683             }
11684
11685         pre_body = push_stmt_list ();
11686         RECUR (OMP_FOR_PRE_BODY (t));
11687         pre_body = pop_stmt_list (pre_body);
11688
11689         body = push_stmt_list ();
11690         RECUR (OMP_FOR_BODY (t));
11691         body = pop_stmt_list (body);
11692
11693         t = finish_omp_for (EXPR_LOCATION (t), declv, initv, condv, incrv,
11694                             body, pre_body, clauses);
11695
11696         add_stmt (finish_omp_structured_block (stmt));
11697       }
11698       break;
11699
11700     case OMP_SECTIONS:
11701     case OMP_SINGLE:
11702       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_CLAUSES (t), args, complain, in_decl);
11703       stmt = push_stmt_list ();
11704       RECUR (OMP_BODY (t));
11705       stmt = pop_stmt_list (stmt);
11706
11707       t = copy_node (t);
11708       OMP_BODY (t) = stmt;
11709       OMP_CLAUSES (t) = tmp;
11710       add_stmt (t);
11711       break;
11712
11713     case OMP_SECTION:
11714     case OMP_CRITICAL:
11715     case OMP_MASTER:
11716     case OMP_ORDERED:
11717       stmt = push_stmt_list ();
11718       RECUR (OMP_BODY (t));
11719       stmt = pop_stmt_list (stmt);
11720
11721       t = copy_node (t);
11722       OMP_BODY (t) = stmt;
11723       add_stmt (t);
11724       break;
11725
11726     case OMP_ATOMIC:
11727       gcc_assert (OMP_ATOMIC_DEPENDENT_P (t));
11728       {
11729         tree op1 = TREE_OPERAND (t, 1);
11730         tree lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
11731         tree rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 1));
11732         finish_omp_atomic (TREE_CODE (op1), lhs, rhs);
11733       }
11734       break;
11735
11736     case EXPR_PACK_EXPANSION:
11737       error ("invalid use of pack expansion expression");
11738       return error_mark_node;
11739
11740     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
11741       error ("use %<...%> to expand argument pack");
11742       return error_mark_node;
11743
11744     default:
11745       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
11746
11747       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
11748                                     /*function_p=*/false,
11749                                     integral_constant_expression_p);
11750     }
11751
11752   return NULL_TREE;
11753 #undef RECUR
11754 }
11755
11756 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
11757    call.  Return the substituted version of T.  */
11758
11759 static tree
11760 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
11761                                     tsubst_flags_t complain,
11762                                     tree in_decl)
11763 {
11764   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
11765     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
11766                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
11767   else
11768     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
11769                                /*function_p=*/false,
11770                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
11771
11772   return t;
11773 }
11774
11775 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
11776    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
11777
11778 tree
11779 tsubst_copy_and_build (tree t,
11780                        tree args,
11781                        tsubst_flags_t complain,
11782                        tree in_decl,
11783                        bool function_p,
11784                        bool integral_constant_expression_p)
11785 {
11786 #define RECUR(NODE)                                             \
11787   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl,         \
11788                          /*function_p=*/false,                  \
11789                          integral_constant_expression_p)
11790
11791   tree op1;
11792
11793   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
11794     return t;
11795
11796   switch (TREE_CODE (t))
11797     {
11798     case USING_DECL:
11799       t = DECL_NAME (t);
11800       /* Fall through.  */
11801     case IDENTIFIER_NODE:
11802       {
11803         tree decl;
11804         cp_id_kind idk;
11805         bool non_integral_constant_expression_p;
11806         const char *error_msg;
11807
11808         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
11809           {
11810             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
11811             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
11812           }
11813
11814         /* Look up the name.  */
11815         decl = lookup_name (t);
11816
11817         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
11818            failure, not NULL_TREE.  */
11819         if (decl == NULL_TREE)
11820           decl = error_mark_node;
11821
11822         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
11823                                      &idk,
11824                                      integral_constant_expression_p,
11825                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
11826                                      &non_integral_constant_expression_p,
11827                                      /*template_p=*/false,
11828                                      /*done=*/true,
11829                                      /*address_p=*/false,
11830                                      /*template_arg_p=*/false,
11831                                      &error_msg,
11832                                      input_location);
11833         if (error_msg)
11834           error (error_msg);
11835         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
11836           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
11837         return decl;
11838       }
11839
11840     case TEMPLATE_ID_EXPR:
11841       {
11842         tree object;
11843         tree templ = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
11844         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
11845
11846         if (targs)
11847           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
11848
11849         if (TREE_CODE (templ) == COMPONENT_REF)
11850           {
11851             object = TREE_OPERAND (templ, 0);
11852             templ = TREE_OPERAND (templ, 1);
11853           }
11854         else
11855           object = NULL_TREE;
11856         templ = lookup_template_function (templ, targs);
11857
11858         if (object)
11859           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (templ),
11860                          object, templ, NULL_TREE);
11861         else
11862           return baselink_for_fns (templ);
11863       }
11864
11865     case INDIRECT_REF:
11866       {
11867         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
11868
11869         if (REFERENCE_REF_P (t))
11870           {
11871             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
11872                such an indirect ref, but the substitution of the cast
11873                will have also added such an indirect ref.  */
11874             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
11875               r = convert_from_reference (r);
11876           }
11877         else
11878           r = build_x_indirect_ref (r, RO_UNARY_STAR, complain);
11879         return r;
11880       }
11881
11882     case NOP_EXPR:
11883       return build_nop
11884         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
11885          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
11886
11887     case CAST_EXPR:
11888     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
11889     case CONST_CAST_EXPR:
11890     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
11891     case STATIC_CAST_EXPR:
11892       {
11893         tree type;
11894         tree op;
11895
11896         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
11897         if (integral_constant_expression_p
11898             && !cast_valid_in_integral_constant_expression_p (type))
11899           {
11900             if (complain & tf_error)
11901               error ("a cast to a type other than an integral or "
11902                      "enumeration type cannot appear in a constant-expression");
11903             return error_mark_node; 
11904           }
11905
11906         op = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
11907
11908         switch (TREE_CODE (t))
11909           {
11910           case CAST_EXPR:
11911             return build_functional_cast (type, op, complain);
11912           case REINTERPRET_CAST_EXPR:
11913             return build_reinterpret_cast (type, op, complain);
11914           case CONST_CAST_EXPR:
11915             return build_const_cast (type, op, complain);
11916           case DYNAMIC_CAST_EXPR:
11917             return build_dynamic_cast (type, op, complain);
11918           case STATIC_CAST_EXPR:
11919             return build_static_cast (type, op, complain);
11920           default:
11921             gcc_unreachable ();
11922           }
11923       }
11924
11925     case POSTDECREMENT_EXPR:
11926     case POSTINCREMENT_EXPR:
11927       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
11928                                                 args, complain, in_decl);
11929       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1, complain);
11930
11931     case PREDECREMENT_EXPR:
11932     case PREINCREMENT_EXPR:
11933     case NEGATE_EXPR:
11934     case BIT_NOT_EXPR:
11935     case ABS_EXPR:
11936     case TRUTH_NOT_EXPR:
11937     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
11938     case REALPART_EXPR:
11939     case IMAGPART_EXPR:
11940       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
11941                                complain);
11942
11943     case ADDR_EXPR:
11944       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
11945       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
11946         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
11947                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
11948       else
11949         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
11950                                                   in_decl);
11951       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
11952         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1),
11953                                           EXPR_LOCATION (op1));
11954       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1, complain);
11955
11956     case PLUS_EXPR:
11957     case MINUS_EXPR:
11958     case MULT_EXPR:
11959     case TRUNC_DIV_EXPR:
11960     case CEIL_DIV_EXPR:
11961     case FLOOR_DIV_EXPR:
11962     case ROUND_DIV_EXPR:
11963     case EXACT_DIV_EXPR:
11964     case BIT_AND_EXPR:
11965     case BIT_IOR_EXPR:
11966     case BIT_XOR_EXPR:
11967     case TRUNC_MOD_EXPR:
11968     case FLOOR_MOD_EXPR:
11969     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
11970     case TRUTH_ORIF_EXPR:
11971     case TRUTH_AND_EXPR:
11972     case TRUTH_OR_EXPR:
11973     case RSHIFT_EXPR:
11974     case LSHIFT_EXPR:
11975     case RROTATE_EXPR:
11976     case LROTATE_EXPR:
11977     case EQ_EXPR:
11978     case NE_EXPR:
11979     case MAX_EXPR:
11980     case MIN_EXPR:
11981     case LE_EXPR:
11982     case GE_EXPR:
11983     case LT_EXPR:
11984     case GT_EXPR:
11985     case MEMBER_REF:
11986     case DOTSTAR_EXPR:
11987       return build_x_binary_op
11988         (TREE_CODE (t),
11989          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
11990          (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 0))
11991           ? ERROR_MARK
11992           : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 0))),
11993          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
11994          (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 1))
11995           ? ERROR_MARK
11996           : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1))),
11997          /*overloaded_p=*/NULL,
11998          complain);
11999
12000     case SCOPE_REF:
12001       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
12002                                   /*address_p=*/false);
12003     case ARRAY_REF:
12004       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12005                                                 args, complain, in_decl);
12006       return build_x_array_ref (op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)), complain);
12007
12008     case SIZEOF_EXPR:
12009       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
12010         return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12011       /* Fall through */
12012       
12013     case ALIGNOF_EXPR:
12014       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
12015       if (!args)
12016         {
12017           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
12018              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
12019              the substitutions may not work.  */
12020           if (!TYPE_P (op1))
12021             op1 = TREE_TYPE (op1);
12022         }
12023       else
12024         {
12025           ++cp_unevaluated_operand;
12026           ++c_inhibit_evaluation_warnings;
12027           op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
12028                                        /*function_p=*/false,
12029                                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
12030           --cp_unevaluated_operand;
12031           --c_inhibit_evaluation_warnings;
12032         }
12033       if (TYPE_P (op1))
12034         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), 
12035                                            complain & tf_error);
12036       else
12037         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t), 
12038                                            complain & tf_error);
12039
12040     case MODOP_EXPR:
12041       {
12042         tree r = build_x_modify_expr
12043           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12044            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
12045            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
12046            complain);
12047         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
12048            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
12049            than plain assignment.  In the former case, it was already
12050            set and must be copied.  In the latter case,
12051            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
12052            here.  */
12053         if (TREE_NO_WARNING (t))
12054           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
12055         return r;
12056       }
12057
12058     case ARROW_EXPR:
12059       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12060                                                 args, complain, in_decl);
12061       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
12062       if (DECL_P (op1))
12063         mark_used (op1);
12064       return build_x_arrow (op1);
12065
12066     case NEW_EXPR:
12067       {
12068         tree placement = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12069         tree init = RECUR (TREE_OPERAND (t, 3));
12070         VEC(tree,gc) *placement_vec;
12071         VEC(tree,gc) *init_vec;
12072         tree ret;
12073
12074         if (placement == NULL_TREE)
12075           placement_vec = NULL;
12076         else
12077           {
12078             placement_vec = make_tree_vector ();
12079             for (; placement != NULL_TREE; placement = TREE_CHAIN (placement))
12080               VEC_safe_push (tree, gc, placement_vec, TREE_VALUE (placement));
12081           }
12082
12083         /* If there was an initializer in the original tree, but it
12084            instantiated to an empty list, then we should pass a
12085            non-NULL empty vector to tell build_new that it was an
12086            empty initializer() rather than no initializer.  This can
12087            only happen when the initializer is a pack expansion whose
12088            parameter packs are of length zero.  */
12089         if (init == NULL_TREE && TREE_OPERAND (t, 3) == NULL_TREE)
12090           init_vec = NULL;
12091         else
12092           {
12093             init_vec = make_tree_vector ();
12094             if (init == void_zero_node)
12095               gcc_assert (init_vec != NULL);
12096             else
12097               {
12098                 for (; init != NULL_TREE; init = TREE_CHAIN (init))
12099                   VEC_safe_push (tree, gc, init_vec, TREE_VALUE (init));
12100               }
12101           }
12102
12103         ret = build_new (&placement_vec,
12104                          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12105                          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
12106                          &init_vec,
12107                          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t),
12108                          complain);
12109
12110         if (placement_vec != NULL)
12111           release_tree_vector (placement_vec);
12112         if (init_vec != NULL)
12113           release_tree_vector (init_vec);
12114
12115         return ret;
12116       }
12117
12118     case DELETE_EXPR:
12119      return delete_sanity
12120        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12121         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12122         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
12123         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
12124
12125     case COMPOUND_EXPR:
12126       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12127                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12128                                     complain);
12129
12130     case CALL_EXPR:
12131       {
12132         tree function;
12133         VEC(tree,gc) *call_args;
12134         unsigned int nargs, i;
12135         bool qualified_p;
12136         bool koenig_p;
12137         tree ret;
12138
12139         function = CALL_EXPR_FN (t);
12140         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
12141            not Koenig lookup should be performed.  */
12142         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
12143         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
12144           {
12145             qualified_p = true;
12146             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
12147                                             /*done=*/false,
12148                                             /*address_p=*/false);
12149           }
12150         else
12151           {
12152             if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
12153               {
12154                 tree op = TREE_OPERAND (function, 1);
12155
12156                 qualified_p = (TREE_CODE (op) == SCOPE_REF
12157                                || (BASELINK_P (op)
12158                                    && BASELINK_QUALIFIED_P (op)));
12159               }
12160             else
12161               qualified_p = false;
12162
12163             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
12164                                               in_decl,
12165                                               !qualified_p,
12166                                               integral_constant_expression_p);
12167
12168             if (BASELINK_P (function))
12169               qualified_p = true;
12170           }
12171
12172         nargs = call_expr_nargs (t);
12173         call_args = make_tree_vector ();
12174         for (i = 0; i < nargs; ++i)
12175           {
12176             tree arg = CALL_EXPR_ARG (t, i);
12177
12178             if (!PACK_EXPANSION_P (arg))
12179               VEC_safe_push (tree, gc, call_args,
12180                              RECUR (CALL_EXPR_ARG (t, i)));
12181             else
12182               {
12183                 /* Expand the pack expansion and push each entry onto
12184                    CALL_ARGS.  */
12185                 arg = tsubst_pack_expansion (arg, args, complain, in_decl);
12186                 if (TREE_CODE (arg) == TREE_VEC)
12187                   {
12188                     unsigned int len, j;
12189
12190                     len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
12191                     for (j = 0; j < len; ++j)
12192                       {
12193                         tree value = TREE_VEC_ELT (arg, j);
12194                         if (value != NULL_TREE)
12195                           value = convert_from_reference (value);
12196                         VEC_safe_push (tree, gc, call_args, value);
12197                       }
12198                   }
12199                 else
12200                   {
12201                     /* A partial substitution.  Add one entry.  */
12202                     VEC_safe_push (tree, gc, call_args, arg);
12203                   }
12204               }
12205           }
12206
12207         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
12208            lookup finds a non-function, in accordance with the
12209            expected resolution of DR 218.  */
12210         if (koenig_p
12211             && ((is_overloaded_fn (function)
12212                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
12213                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
12214                     to denote the function.  */
12215                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
12216                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
12217             /* Only do this when substitution turns a dependent call
12218                into a non-dependent call.  */
12219             && type_dependent_expression_p_push (t)
12220             && !any_type_dependent_arguments_p (call_args))
12221           function = perform_koenig_lookup (function, call_args);
12222
12223         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
12224           {
12225             unqualified_name_lookup_error (function);
12226             release_tree_vector (call_args);
12227             return error_mark_node;
12228           }
12229
12230         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
12231         if (DECL_P (function))
12232           mark_used (function);
12233
12234         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
12235           ret = build_offset_ref_call_from_tree (function, &call_args);
12236         else if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
12237           {
12238             if (!BASELINK_P (TREE_OPERAND (function, 1)))
12239               ret = finish_call_expr (function, &call_args,
12240                                        /*disallow_virtual=*/false,
12241                                        /*koenig_p=*/false,
12242                                        complain);
12243             else
12244               ret = (build_new_method_call
12245                       (TREE_OPERAND (function, 0),
12246                        TREE_OPERAND (function, 1),
12247                        &call_args, NULL_TREE,
12248                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL,
12249                        /*fn_p=*/NULL,
12250                        complain));
12251           }
12252         else
12253           ret = finish_call_expr (function, &call_args,
12254                                   /*disallow_virtual=*/qualified_p,
12255                                   koenig_p,
12256                                   complain);
12257
12258         release_tree_vector (call_args);
12259
12260         return ret;
12261       }
12262
12263     case COND_EXPR:
12264       return build_x_conditional_expr
12265         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12266          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12267          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
12268          complain);
12269
12270     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
12271       return finish_pseudo_destructor_expr
12272         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12273          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12274          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
12275
12276     case TREE_LIST:
12277       {
12278         tree purpose, value, chain;
12279
12280         if (t == void_list_node)
12281           return t;
12282
12283         if ((TREE_PURPOSE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_PURPOSE (t)))
12284             || (TREE_VALUE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (t))))
12285           {
12286             /* We have pack expansions, so expand those and
12287                create a new list out of it.  */
12288             tree purposevec = NULL_TREE;
12289             tree valuevec = NULL_TREE;
12290             tree chain;
12291             int i, len = -1;
12292
12293             /* Expand the argument expressions.  */
12294             if (TREE_PURPOSE (t))
12295               purposevec = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), args,
12296                                                  complain, in_decl);
12297             if (TREE_VALUE (t))
12298               valuevec = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (t), args,
12299                                                complain, in_decl);
12300
12301             /* Build the rest of the list.  */
12302             chain = TREE_CHAIN (t);
12303             if (chain && chain != void_type_node)
12304               chain = RECUR (chain);
12305
12306             /* Determine the number of arguments.  */
12307             if (purposevec && TREE_CODE (purposevec) == TREE_VEC)
12308               {
12309                 len = TREE_VEC_LENGTH (purposevec);
12310                 gcc_assert (!valuevec || len == TREE_VEC_LENGTH (valuevec));
12311               }
12312             else if (TREE_CODE (valuevec) == TREE_VEC)
12313               len = TREE_VEC_LENGTH (valuevec);
12314             else
12315               {
12316                 /* Since we only performed a partial substitution into
12317                    the argument pack, we only return a single list
12318                    node.  */
12319                 if (purposevec == TREE_PURPOSE (t)
12320                     && valuevec == TREE_VALUE (t)
12321                     && chain == TREE_CHAIN (t))
12322                   return t;
12323
12324                 return tree_cons (purposevec, valuevec, chain);
12325               }
12326             
12327             /* Convert the argument vectors into a TREE_LIST */
12328             i = len;
12329             while (i > 0)
12330               {
12331                 /* Grab the Ith values.  */
12332                 i--;
12333                 purpose = purposevec ? TREE_VEC_ELT (purposevec, i) 
12334                                      : NULL_TREE;
12335                 value 
12336                   = valuevec ? convert_from_reference (TREE_VEC_ELT (valuevec, i)) 
12337                              : NULL_TREE;
12338
12339                 /* Build the list (backwards).  */
12340                 chain = tree_cons (purpose, value, chain);
12341               }
12342
12343             return chain;
12344           }
12345
12346         purpose = TREE_PURPOSE (t);
12347         if (purpose)
12348           purpose = RECUR (purpose);
12349         value = TREE_VALUE (t);
12350         if (value)
12351           value = RECUR (value);
12352         chain = TREE_CHAIN (t);
12353         if (chain && chain != void_type_node)
12354           chain = RECUR (chain);
12355         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
12356             && value == TREE_VALUE (t)
12357             && chain == TREE_CHAIN (t))
12358           return t;
12359         return tree_cons (purpose, value, chain);
12360       }
12361
12362     case COMPONENT_REF:
12363       {
12364         tree object;
12365         tree object_type;
12366         tree member;
12367
12368         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12369                                                      args, complain, in_decl);
12370         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
12371         if (DECL_P (object))
12372           mark_used (object);
12373         object_type = TREE_TYPE (object);
12374
12375         member = TREE_OPERAND (t, 1);
12376         if (BASELINK_P (member))
12377           member = tsubst_baselink (member,
12378                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
12379                                     args, complain, in_decl);
12380         else
12381           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
12382         if (member == error_mark_node)
12383           return error_mark_node;
12384
12385         if (object_type && !CLASS_TYPE_P (object_type))
12386           {
12387             if (SCALAR_TYPE_P (object_type))
12388               {
12389                 tree s = NULL_TREE;
12390                 tree dtor = member;
12391
12392                 if (TREE_CODE (dtor) == SCOPE_REF)
12393                   {
12394                     s = TREE_OPERAND (dtor, 0);
12395                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 1);
12396                   }
12397                 if (TREE_CODE (dtor) == BIT_NOT_EXPR)
12398                   {
12399                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 0);
12400                     if (TYPE_P (dtor))
12401                       return finish_pseudo_destructor_expr (object, s, dtor);
12402                   }
12403               }
12404           }
12405         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
12406                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12407           {
12408             tree tmpl;
12409             tree args;
12410
12411             /* Lookup the template functions now that we know what the
12412                scope is.  */
12413             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
12414             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
12415             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl,
12416                                             /*is_type_p=*/false,
12417                                             /*complain=*/false);
12418             if (BASELINK_P (member))
12419               {
12420                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
12421                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
12422                               args);
12423                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
12424                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
12425                            object_type));
12426               }
12427             else
12428               {
12429                 qualified_name_lookup_error (object_type, tmpl, member,
12430                                              input_location);
12431                 return error_mark_node;
12432               }
12433           }
12434         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
12435                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
12436                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
12437           {
12438             if (complain & tf_error)
12439               {
12440                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
12441                   error ("%qT is not a class or namespace",
12442                          TREE_OPERAND (member, 0));
12443                 else
12444                   error ("%qD is not a class or namespace",
12445                          TREE_OPERAND (member, 0));
12446               }
12447             return error_mark_node;
12448           }
12449         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
12450           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
12451
12452         return finish_class_member_access_expr (object, member,
12453                                                 /*template_p=*/false,
12454                                                 complain);
12455       }
12456
12457     case THROW_EXPR:
12458       return build_throw
12459         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12460
12461     case CONSTRUCTOR:
12462       {
12463         VEC(constructor_elt,gc) *n;
12464         constructor_elt *ce;
12465         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
12466         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12467         bool process_index_p;
12468         int newlen;
12469         bool need_copy_p = false;
12470         tree r;
12471
12472         if (type == error_mark_node)
12473           return error_mark_node;
12474
12475         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
12476         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
12477           return t;
12478
12479         /* We do not want to process the index of aggregate
12480            initializers as they are identifier nodes which will be
12481            looked up by digest_init.  */
12482         process_index_p = !(type && MAYBE_CLASS_TYPE_P (type));
12483
12484         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
12485         newlen = VEC_length (constructor_elt, n);
12486         for (idx = 0; VEC_iterate (constructor_elt, n, idx, ce); idx++)
12487           {
12488             if (ce->index && process_index_p)
12489               ce->index = RECUR (ce->index);
12490
12491             if (PACK_EXPANSION_P (ce->value))
12492               {
12493                 /* Substitute into the pack expansion.  */
12494                 ce->value = tsubst_pack_expansion (ce->value, args, complain,
12495                                                   in_decl);
12496
12497                 if (ce->value == error_mark_node)
12498                   ;
12499                 else if (TREE_VEC_LENGTH (ce->value) == 1)
12500                   /* Just move the argument into place.  */
12501                   ce->value = TREE_VEC_ELT (ce->value, 0);
12502                 else
12503                   {
12504                     /* Update the length of the final CONSTRUCTOR
12505                        arguments vector, and note that we will need to
12506                        copy.*/
12507                     newlen = newlen + TREE_VEC_LENGTH (ce->value) - 1;
12508                     need_copy_p = true;
12509                   }
12510               }
12511             else
12512               ce->value = RECUR (ce->value);
12513           }
12514
12515         if (need_copy_p)
12516           {
12517             VEC(constructor_elt,gc) *old_n = n;
12518
12519             n = VEC_alloc (constructor_elt, gc, newlen);
12520             for (idx = 0; VEC_iterate (constructor_elt, old_n, idx, ce); 
12521                  idx++)
12522               {
12523                 if (TREE_CODE (ce->value) == TREE_VEC)
12524                   {
12525                     int i, len = TREE_VEC_LENGTH (ce->value);
12526                     for (i = 0; i < len; ++i)
12527                       CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0,
12528                                               TREE_VEC_ELT (ce->value, i));
12529                   }
12530                 else
12531                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0, ce->value);
12532               }
12533           }
12534
12535         r = build_constructor (init_list_type_node, n);
12536         CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (r) = CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (t);
12537
12538         if (TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t))
12539           return finish_compound_literal (type, r);
12540
12541         return r;
12542       }
12543
12544     case TYPEID_EXPR:
12545       {
12546         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12547         if (TYPE_P (operand_0))
12548           return get_typeid (operand_0);
12549         return build_typeid (operand_0);
12550       }
12551
12552     case VAR_DECL:
12553       if (!args)
12554         return t;
12555       /* Fall through */
12556
12557     case PARM_DECL:
12558       {
12559         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12560
12561         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
12562           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
12563              the appropriate INDIRECT_REF.  */
12564           r = convert_from_reference (r);
12565         return r;
12566       }
12567
12568     case VA_ARG_EXPR:
12569       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12570                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain,
12571                                           in_decl));
12572
12573     case OFFSETOF_EXPR:
12574       return finish_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12575
12576     case TRAIT_EXPR:
12577       {
12578         tree type1 = tsubst_copy (TRAIT_EXPR_TYPE1 (t), args,
12579                                   complain, in_decl);
12580
12581         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (t);
12582         if (type2)
12583           type2 = tsubst_copy (type2, args, complain, in_decl);
12584         
12585         return finish_trait_expr (TRAIT_EXPR_KIND (t), type1, type2);
12586       }
12587
12588     case STMT_EXPR:
12589       {
12590         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
12591         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
12592
12593         cur_stmt_expr = stmt_expr;
12594         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl,
12595                      integral_constant_expression_p);
12596         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
12597         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
12598
12599         /* If the resulting list of expression statement is empty,
12600            fold it further into void_zero_node.  */
12601         if (empty_expr_stmt_p (stmt_expr))
12602           stmt_expr = void_zero_node;
12603
12604         return stmt_expr;
12605       }
12606
12607     case CONST_DECL:
12608       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12609       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
12610          to their underlying values.  */
12611       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
12612         {
12613           used_types_insert (TREE_TYPE (t));
12614           return DECL_INITIAL (t);
12615         }
12616       return t;
12617
12618     case LAMBDA_EXPR:
12619       {
12620         tree r = build_lambda_expr ();
12621
12622         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
12623         TREE_TYPE (r) = type;
12624         CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (type) = r;
12625
12626         LAMBDA_EXPR_DEFAULT_CAPTURE_MODE (r)
12627           = LAMBDA_EXPR_DEFAULT_CAPTURE_MODE (t);
12628         LAMBDA_EXPR_MUTABLE_P (r) = LAMBDA_EXPR_MUTABLE_P (t);
12629         LAMBDA_EXPR_DISCRIMINATOR (r)
12630           = (LAMBDA_EXPR_DISCRIMINATOR (t));
12631         LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (r)
12632           = RECUR (LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (t));
12633         LAMBDA_EXPR_THIS_CAPTURE (r)
12634           = RECUR (LAMBDA_EXPR_THIS_CAPTURE (t));
12635         LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE (r)
12636           = RECUR (LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE (t));
12637
12638         /* Do this again now that LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE is set.  */
12639         determine_visibility (TYPE_NAME (type));
12640         /* Now that we know visibility, instantiate the type so we have a
12641            declaration of the op() for later calls to lambda_function.  */
12642         complete_type (type);
12643
12644         type = tsubst (LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12645         if (type)
12646           apply_lambda_return_type (r, type);
12647
12648         return build_lambda_object (r);
12649       }
12650
12651     default:
12652       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
12653       {
12654         tree subst
12655           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
12656                                          in_decl, /*function_p=*/false);
12657         if (subst)
12658           return subst;
12659       }
12660       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12661     }
12662
12663 #undef RECUR
12664 }
12665
12666 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
12667    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
12668    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
12669    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
12670
12671 static bool
12672 check_instantiated_arg (tree tmpl, tree t, tsubst_flags_t complain)
12673 {
12674   if (ARGUMENT_PACK_P (t))
12675     {
12676       tree vec = ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
12677       int len = TREE_VEC_LENGTH (vec);
12678       bool result = false;
12679       int i;
12680
12681       for (i = 0; i < len; ++i)
12682         if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (vec, i), complain))
12683           result = true;
12684       return result;
12685     }
12686   else if (TYPE_P (t))
12687     {
12688       /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
12689          of a class or enumeration declared in a local scope)
12690          shall not be used to declare an entity with linkage.
12691          This implies that names with no linkage cannot be used as
12692          template arguments
12693
12694          DR 757 relaxes this restriction for C++0x.  */
12695       tree nt = (cxx_dialect > cxx98 ? NULL_TREE
12696                  : no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false));
12697
12698       if (nt)
12699         {
12700           /* DR 488 makes use of a type with no linkage cause
12701              type deduction to fail.  */
12702           if (complain & tf_error)
12703             {
12704               if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
12705                 error ("%qT is/uses anonymous type", t);
12706               else
12707                 error ("template argument for %qD uses local type %qT",
12708                        tmpl, t);
12709             }
12710           return true;
12711         }
12712       /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
12713          allow variably-modified types as template arguments.  */
12714       else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
12715         {
12716           if (complain & tf_error)
12717             error ("%qT is a variably modified type", t);
12718           return true;
12719         }
12720     }
12721   /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
12722      constant.  */
12723   else if (TREE_TYPE (t)
12724            && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
12725            && !TREE_CONSTANT (t))
12726     {
12727       if (complain & tf_error)
12728         error ("integral expression %qE is not constant", t);
12729       return true;
12730     }
12731   return false;
12732 }
12733
12734 static bool
12735 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
12736 {
12737   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
12738   bool result = false;
12739
12740   for (ix = 0; ix != len; ix++)
12741     {
12742       if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (args, ix), complain))
12743         result = true;
12744     }
12745   if (result && (complain & tf_error))
12746     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
12747   return result;
12748 }
12749
12750 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
12751    the template arguments in TARG_PTR.  */
12752
12753 tree
12754 instantiate_template (tree tmpl, tree orig_args, tsubst_flags_t complain)
12755 {
12756   tree targ_ptr = orig_args;
12757   tree fndecl;
12758   tree gen_tmpl;
12759   tree spec;
12760   HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
12761
12762   if (tmpl == error_mark_node)
12763     return error_mark_node;
12764
12765   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
12766
12767   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
12768   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
12769     {
12770       tree spec;
12771       tree clone;
12772
12773       /* Use DECL_ABSTRACT_ORIGIN because only FUNCTION_DECLs have
12774          DECL_CLONED_FUNCTION.  */
12775       spec = instantiate_template (DECL_ABSTRACT_ORIGIN (tmpl),
12776                                    targ_ptr, complain);
12777       if (spec == error_mark_node)
12778         return error_mark_node;
12779
12780       /* Look for the clone.  */
12781       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
12782         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
12783           return clone;
12784       /* We should always have found the clone by now.  */
12785       gcc_unreachable ();
12786       return NULL_TREE;
12787     }
12788
12789   /* Check to see if we already have this specialization.  */
12790   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
12791   if (tmpl != gen_tmpl)
12792     /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
12793        arguments we must add the arguments used to perform the
12794        partial instantiation.  */
12795     targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
12796                                             targ_ptr);
12797
12798   /* It would be nice to avoid hashing here and then again in tsubst_decl,
12799      but it doesn't seem to be on the hot path.  */
12800   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr, 0);
12801
12802   gcc_assert (tmpl == gen_tmpl
12803               || ((fndecl = retrieve_specialization (tmpl, orig_args, 0))
12804                   == spec)
12805               || fndecl == NULL_TREE);
12806
12807   if (spec != NULL_TREE)
12808     return spec;
12809
12810   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
12811                                complain))
12812     return error_mark_node;
12813
12814   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
12815      parameters and return types have to be checked.  However this
12816      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
12817      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
12818      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
12819   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
12820
12821   /* Although PROCESSING_TEMPLATE_DECL may be true at this point
12822      (because, for example, we have encountered a non-dependent
12823      function call in the body of a template function and must now
12824      determine which of several overloaded functions will be called),
12825      within the instantiation itself we are not processing a
12826      template.  */  
12827   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
12828   processing_template_decl = 0;
12829   /* Substitute template parameters to obtain the specialization.  */
12830   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
12831                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
12832   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
12833   if (fndecl == error_mark_node)
12834     return error_mark_node;
12835
12836   /* Now we know the specialization, compute access previously
12837      deferred.  */
12838   push_access_scope (fndecl);
12839
12840   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
12841      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
12842      added to the template at parsing time. Let's get those and perfom
12843      the acces checks then.  */
12844   perform_typedefs_access_check (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl), targ_ptr);
12845   perform_deferred_access_checks ();
12846   pop_access_scope (fndecl);
12847   pop_deferring_access_checks ();
12848
12849   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
12850      template, not the most general template.  */
12851   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
12852
12853   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
12854      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
12855      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
12856      instantiating the template clones.  */
12857   if (TREE_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (TREE_CHAIN (gen_tmpl)))
12858     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
12859
12860   return fndecl;
12861 }
12862
12863 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  ARGS is an array with
12864    NARGS elements of the arguments that are being used when calling
12865    it.  TARGS is a vector into which the deduced template arguments
12866    are placed.
12867
12868    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
12869    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
12870    printed only for an incomplete match.
12871
12872    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
12873    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
12874
12875    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
12876    template-id.
12877
12878    The parameter STRICT is one of:
12879
12880    DEDUCE_CALL:
12881      We are deducing arguments for a function call, as in
12882      [temp.deduct.call].
12883
12884    DEDUCE_CONV:
12885      We are deducing arguments for a conversion function, as in
12886      [temp.deduct.conv].
12887
12888    DEDUCE_EXACT:
12889      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
12890      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
12891      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
12892      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
12893
12894 int
12895 fn_type_unification (tree fn,
12896                      tree explicit_targs,
12897                      tree targs,
12898                      const tree *args,
12899                      unsigned int nargs,
12900                      tree return_type,
12901                      unification_kind_t strict,
12902                      int flags)
12903 {
12904   tree parms;
12905   tree fntype;
12906   int result;
12907   bool incomplete_argument_packs_p = false;
12908
12909   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
12910
12911   fntype = TREE_TYPE (fn);
12912   if (explicit_targs)
12913     {
12914       /* [temp.deduct]
12915
12916          The specified template arguments must match the template
12917          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
12918          must not be more arguments than there are parameters;
12919          otherwise type deduction fails.
12920
12921          Nontype arguments must match the types of the corresponding
12922          nontype template parameters, or must be convertible to the
12923          types of the corresponding nontype parameters as specified in
12924          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
12925
12926          All references in the function type of the function template
12927          to the corresponding template parameters are replaced by the
12928          specified template argument values.  If a substitution in a
12929          template parameter or in the function type of the function
12930          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
12931       tree tparms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn);
12932       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
12933       tree converted_args;
12934       bool incomplete = false;
12935
12936       if (explicit_targs == error_mark_node)
12937         return 1;
12938
12939       converted_args
12940         = (coerce_template_parms (tparms, explicit_targs, NULL_TREE, tf_none,
12941                                   /*require_all_args=*/false,
12942                                   /*use_default_args=*/false));
12943       if (converted_args == error_mark_node)
12944         return 1;
12945
12946       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
12947          necessary so that, for instance, explicitly declared function
12948          arguments can match null pointed constants.  If we were given
12949          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
12950          processing during substitution as we could create partial
12951          instantiations.  */
12952       for (i = 0; i < len; i++)
12953         {
12954           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
12955           bool parameter_pack = false;
12956
12957           /* Dig out the actual parm.  */
12958           if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
12959               || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
12960             {
12961               parm = TREE_TYPE (parm);
12962               parameter_pack = TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm);
12963             }
12964           else if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
12965             {
12966               parm = DECL_INITIAL (parm);
12967               parameter_pack = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm);
12968             }
12969
12970           if (parameter_pack)
12971             {
12972               int level, idx;
12973               tree targ;
12974               template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
12975
12976               /* Mark the argument pack as "incomplete". We could
12977                  still deduce more arguments during unification.  */
12978               targ = TMPL_ARG (converted_args, level, idx);
12979               if (targ)
12980                 {
12981                   ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P(targ) = 1;
12982                   ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (targ) 
12983                     = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
12984                 }
12985
12986               /* We have some incomplete argument packs.  */
12987               incomplete_argument_packs_p = true;
12988             }
12989         }
12990
12991       if (incomplete_argument_packs_p)
12992         /* Any substitution is guaranteed to be incomplete if there
12993            are incomplete argument packs, because we can still deduce
12994            more arguments.  */
12995         incomplete = 1;
12996       else
12997         incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
12998
12999       processing_template_decl += incomplete;
13000       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
13001       processing_template_decl -= incomplete;
13002
13003       if (fntype == error_mark_node)
13004         return 1;
13005
13006       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
13007       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
13008         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
13009     }
13010
13011   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
13012   parms = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (fntype));
13013
13014   if (return_type)
13015     {
13016       tree *new_args;
13017
13018       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
13019       new_args = XALLOCAVEC (tree, nargs + 1);
13020       new_args[0] = return_type;
13021       memcpy (new_args + 1, args, nargs * sizeof (tree));
13022       args = new_args;
13023       ++nargs;
13024     }
13025
13026   /* We allow incomplete unification without an error message here
13027      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
13028      callers must be ready to deal with unification failures in any
13029      event.  */
13030   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
13031                                   targs, parms, args, nargs, /*subr=*/0,
13032                                   strict, flags);
13033
13034   if (result == 0 && incomplete_argument_packs_p)
13035     {
13036       int i, len = NUM_TMPL_ARGS (targs);
13037
13038       /* Clear the "incomplete" flags on all argument packs.  */
13039       for (i = 0; i < len; i++)
13040         {
13041           tree arg = TREE_VEC_ELT (targs, i);
13042           if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
13043             {
13044               ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg) = 0;
13045               ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (arg) = NULL_TREE;
13046             }
13047         }
13048     }
13049
13050   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
13051      ensure that the arguments deduced for the template template
13052      parameters have compatible template parameter lists.  We cannot
13053      check this property before we have deduced all template
13054      arguments, because the template parameter types of a template
13055      template parameter might depend on prior template parameters
13056      deduced after the template template parameter.  The following
13057      ill-formed example illustrates this issue:
13058
13059        template<typename T, template<T> class C> void f(C<5>, T);
13060
13061        template<int N> struct X {};
13062
13063        void g() {
13064          f(X<5>(), 5l); // error: template argument deduction fails
13065        }
13066
13067      The template parameter list of 'C' depends on the template type
13068      parameter 'T', but 'C' is deduced to 'X' before 'T' is deduced to
13069      'long'.  Thus, we can't check that 'C' cannot bind to 'X' at the
13070      time that we deduce 'C'.  */
13071   if (result == 0
13072       && !template_template_parm_bindings_ok_p 
13073            (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), targs))
13074     return 1;
13075
13076   if (result == 0)
13077     /* All is well so far.  Now, check:
13078
13079        [temp.deduct]
13080
13081        When all template arguments have been deduced, all uses of
13082        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
13083        the corresponding deduced argument values.  If the
13084        substitution results in an invalid type, as described above,
13085        type deduction fails.  */
13086     {
13087       tree substed = tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE);
13088       if (substed == error_mark_node)
13089         return 1;
13090
13091       /* If we're looking for an exact match, check that what we got
13092          is indeed an exact match.  It might not be if some template
13093          parameters are used in non-deduced contexts.  */
13094       if (strict == DEDUCE_EXACT)
13095         {
13096           unsigned int i;
13097
13098           tree sarg
13099             = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (substed));
13100           if (return_type)
13101             sarg = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (substed), sarg);
13102           for (i = 0; i < nargs && sarg; ++i, sarg = TREE_CHAIN (sarg))
13103             if (!same_type_p (args[i], TREE_VALUE (sarg)))
13104               return 1;
13105         }
13106     }
13107
13108   return result;
13109 }
13110
13111 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
13112    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
13113    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
13114    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
13115    the argument passed to the call, or the type of the value
13116    initialized with the result of the conversion function.
13117    ARG_EXPR is the original argument expression, which may be null.  */
13118
13119 static int
13120 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
13121                                   tree* parm,
13122                                   tree* arg,
13123                                   tree arg_expr)
13124 {
13125   int result = 0;
13126
13127   switch (strict)
13128     {
13129     case DEDUCE_CALL:
13130       break;
13131
13132     case DEDUCE_CONV:
13133       {
13134         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
13135            function; the handling is precisely symmetric since PARM
13136            will initialize ARG rather than vice versa.  */
13137         tree* temp = parm;
13138         parm = arg;
13139         arg = temp;
13140         break;
13141       }
13142
13143     case DEDUCE_EXACT:
13144       /* Core issue #873: Do the DR606 thing (see below) for these cases,
13145          too, but here handle it by stripping the reference from PARM
13146          rather than by adding it to ARG.  */
13147       if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
13148           && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
13149           && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
13150           && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
13151           && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE
13152           && !TYPE_REF_IS_RVALUE (*arg))
13153         *parm = TREE_TYPE (*parm);
13154       /* Nothing else to do in this case.  */
13155       return 0;
13156
13157     default:
13158       gcc_unreachable ();
13159     }
13160
13161   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
13162     {
13163       /* [temp.deduct.call]
13164
13165          If P is not a reference type:
13166
13167          --If A is an array type, the pointer type produced by the
13168          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
13169          used in place of A for type deduction; otherwise,
13170
13171          --If A is a function type, the pointer type produced by
13172          the function-to-pointer standard conversion
13173          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
13174          otherwise,
13175
13176          --If A is a cv-qualified type, the top level
13177          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
13178          deduction.  */
13179       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
13180         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
13181       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
13182         *arg = build_pointer_type (*arg);
13183       else
13184         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
13185     }
13186
13187   /* From C++0x [14.8.2.1/3 temp.deduct.call] (after DR606), "If P is
13188      of the form T&&, where T is a template parameter, and the argument
13189      is an lvalue, T is deduced as A& */
13190   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
13191       && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
13192       && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
13193       && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
13194       && arg_expr && real_lvalue_p (arg_expr))
13195     *arg = build_reference_type (*arg);
13196
13197   /* [temp.deduct.call]
13198
13199      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
13200      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
13201      reference type, the type referred to by P is used for
13202      type deduction.  */
13203   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
13204   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
13205     {
13206       *parm = TREE_TYPE (*parm);
13207       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
13208     }
13209
13210   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
13211      too (which has been swapped into ARG).  */
13212   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
13213     *arg = TREE_TYPE (*arg);
13214
13215   return result;
13216 }
13217
13218 /* Most parms like fn_type_unification.
13219
13220    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
13221    arguments of a function or method parameter of a function
13222    template). */
13223
13224 static int
13225 type_unification_real (tree tparms,
13226                        tree targs,
13227                        tree xparms,
13228                        const tree *xargs,
13229                        unsigned int xnargs,
13230                        int subr,
13231                        unification_kind_t strict,
13232                        int flags)
13233 {
13234   tree parm, arg, arg_expr;
13235   int i;
13236   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
13237   int sub_strict;
13238   int saw_undeduced = 0;
13239   tree parms;
13240   const tree *args;
13241   unsigned int nargs;
13242   unsigned int ia;
13243
13244   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
13245   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
13246   gcc_assert (ntparms > 0);
13247
13248   switch (strict)
13249     {
13250     case DEDUCE_CALL:
13251       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
13252                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
13253       break;
13254
13255     case DEDUCE_CONV:
13256       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
13257       break;
13258
13259     case DEDUCE_EXACT:
13260       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
13261       break;
13262
13263     default:
13264       gcc_unreachable ();
13265     }
13266
13267  again:
13268   parms = xparms;
13269   args = xargs;
13270   nargs = xnargs;
13271
13272   ia = 0;
13273   while (parms && parms != void_list_node
13274          && ia < nargs)
13275     {
13276       if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parms)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
13277         break;
13278
13279       parm = TREE_VALUE (parms);
13280       parms = TREE_CHAIN (parms);
13281       arg = args[ia];
13282       ++ia;
13283       arg_expr = NULL;
13284
13285       if (arg == error_mark_node)
13286         return 1;
13287       if (arg == unknown_type_node)
13288         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
13289            template args from other function args.  */
13290         continue;
13291
13292       /* Conversions will be performed on a function argument that
13293          corresponds with a function parameter that contains only
13294          non-deducible template parameters and explicitly specified
13295          template parameters.  */
13296       if (!uses_template_parms (parm))
13297         {
13298           tree type;
13299
13300           if (!TYPE_P (arg))
13301             type = TREE_TYPE (arg);
13302           else
13303             type = arg;
13304
13305           if (same_type_p (parm, type))
13306             continue;
13307           if (strict != DEDUCE_EXACT
13308               && can_convert_arg (parm, type, TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg,
13309                                   flags))
13310             continue;
13311
13312           return 1;
13313         }
13314
13315       if (!TYPE_P (arg))
13316         {
13317           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
13318           if (type_unknown_p (arg))
13319             {
13320               /* [temp.deduct.type] 
13321
13322                  A template-argument can be deduced from a pointer to
13323                  function or pointer to member function argument if
13324                  the set of overloaded functions does not contain
13325                  function templates and at most one of a set of
13326                  overloaded functions provides a unique match.  */
13327               if (resolve_overloaded_unification
13328                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict))
13329                 continue;
13330
13331               return 1;
13332             }
13333           arg_expr = arg;
13334           arg = unlowered_expr_type (arg);
13335           if (arg == error_mark_node)
13336             return 1;
13337         }
13338
13339       {
13340         int arg_strict = sub_strict;
13341
13342         if (!subr)
13343           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg,
13344                                                           arg_expr);
13345
13346         if (arg == init_list_type_node && arg_expr)
13347           arg = arg_expr;
13348         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
13349           return 1;
13350       }
13351     }
13352
13353
13354   if (parms 
13355       && parms != void_list_node
13356       && TREE_CODE (TREE_VALUE (parms)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
13357     {
13358       /* Unify the remaining arguments with the pack expansion type.  */
13359       tree argvec;
13360       tree parmvec = make_tree_vec (1);
13361
13362       /* Allocate a TREE_VEC and copy in all of the arguments */ 
13363       argvec = make_tree_vec (nargs - ia);
13364       for (i = 0; ia < nargs; ++ia, ++i)
13365         TREE_VEC_ELT (argvec, i) = args[ia];
13366
13367       /* Copy the parameter into parmvec.  */
13368       TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = TREE_VALUE (parms);
13369       if (unify_pack_expansion (tparms, targs, parmvec, argvec, strict,
13370                                 /*call_args_p=*/true, /*subr=*/subr))
13371         return 1;
13372
13373       /* Advance to the end of the list of parameters.  */
13374       parms = TREE_CHAIN (parms);
13375     }
13376
13377   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
13378      are present, and the parm list isn't variadic.  */
13379   if (ia < nargs && parms == void_list_node)
13380     return 1;
13381   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
13382   if (parms && parms != void_list_node
13383       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
13384     return 1;
13385
13386   if (!subr)
13387     for (i = 0; i < ntparms; i++)
13388       if (!TREE_VEC_ELT (targs, i))
13389         {
13390           tree tparm;
13391
13392           if (TREE_VEC_ELT (tparms, i) == error_mark_node)
13393             continue;
13394
13395           tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
13396
13397           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
13398              a type parameter, try another pass; its type may have been
13399              deduced from a later argument than the one from which
13400              this parameter can be deduced.  */
13401           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
13402               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
13403               && !saw_undeduced++)
13404             goto again;
13405
13406           /* Core issue #226 (C++0x) [temp.deduct]:
13407
13408                If a template argument has not been deduced, its
13409                default template argument, if any, is used. 
13410
13411              When we are in C++98 mode, TREE_PURPOSE will either
13412              be NULL_TREE or ERROR_MARK_NODE, so we do not need
13413              to explicitly check cxx_dialect here.  */
13414           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i)))
13415             {
13416               tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
13417               tree arg = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
13418               arg = tsubst_template_arg (arg, targs, tf_none, NULL_TREE);
13419               arg = convert_template_argument (parm, arg, targs, tf_none,
13420                                                i, NULL_TREE);
13421               if (arg == error_mark_node)
13422                 return 1;
13423               else
13424                 {
13425                   TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
13426                   continue;
13427                 }
13428             }
13429
13430           /* If the type parameter is a parameter pack, then it will
13431              be deduced to an empty parameter pack.  */
13432           if (template_parameter_pack_p (tparm))
13433             {
13434               tree arg;
13435
13436               if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
13437                 {
13438                   arg = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
13439                   TREE_TYPE (arg)  = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (tparm));
13440                   TREE_CONSTANT (arg) = 1;
13441                 }
13442               else
13443                 arg = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
13444
13445               SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (arg, make_tree_vec (0));
13446
13447               TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
13448               continue;
13449             }
13450
13451           return 2;
13452         }
13453
13454   return 0;
13455 }
13456
13457 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables
13458    at the call site.  ARG is an overloaded function (or template-id);
13459    we try deducing template args from each of the overloads, and if
13460    only one succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns
13461    true on success.  */
13462
13463 static bool
13464 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
13465                                 tree targs,
13466                                 tree parm,
13467                                 tree arg,
13468                                 unification_kind_t strict,
13469                                 int sub_strict)
13470 {
13471   tree tempargs = copy_node (targs);
13472   int good = 0;
13473   tree goodfn = NULL_TREE;
13474   bool addr_p;
13475
13476   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
13477     {
13478       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
13479       addr_p = true;
13480     }
13481   else
13482     addr_p = false;
13483
13484   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
13485     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
13486        function name.  */
13487     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
13488
13489   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
13490     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
13491
13492   /* Strip baselink information.  */
13493   if (BASELINK_P (arg))
13494     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
13495
13496   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
13497     {
13498       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
13499          the affected templates before we try to unify, in case the
13500          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
13501
13502       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
13503       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
13504
13505       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
13506         {
13507           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
13508           tree subargs, elem;
13509
13510           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
13511             continue;
13512
13513           ++processing_template_decl;
13514           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
13515                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
13516           if (subargs)
13517             {
13518               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
13519               if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
13520                                     elem, strict, sub_strict, addr_p)
13521                   && (!goodfn || !decls_match (goodfn, elem)))
13522                 {
13523                   goodfn = elem;
13524                   ++good;
13525                 }
13526             }
13527           --processing_template_decl;
13528         }
13529     }
13530   else if (TREE_CODE (arg) != OVERLOAD
13531            && TREE_CODE (arg) != FUNCTION_DECL)
13532     /* If ARG is, for example, "(0, &f)" then its type will be unknown
13533        -- but the deduction does not succeed because the expression is
13534        not just the function on its own.  */
13535     return false;
13536   else
13537     for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
13538       if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
13539                             TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
13540                             strict, sub_strict, addr_p)
13541           && (!goodfn || !decls_match (goodfn, OVL_CURRENT (arg))))
13542         {
13543           goodfn = OVL_CURRENT (arg);
13544           ++good;
13545         }
13546
13547   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
13548      to function or pointer to member function argument if the set of
13549      overloaded functions does not contain function templates and at most
13550      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
13551
13552      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
13553      deduce anything.  */
13554
13555   if (good == 1)
13556     {
13557       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
13558       for (; i--; )
13559         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
13560           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
13561     }
13562   if (good)
13563     return true;
13564
13565   return false;
13566 }
13567
13568 /* Core DR 115: In contexts where deduction is done and fails, or in
13569    contexts where deduction is not done, if a template argument list is
13570    specified and it, along with any default template arguments, identifies
13571    a single function template specialization, then the template-id is an
13572    lvalue for the function template specialization.  */
13573
13574 tree
13575 resolve_nondeduced_context (tree orig_expr)
13576 {
13577   tree expr, offset, baselink;
13578   bool addr;
13579
13580   if (!type_unknown_p (orig_expr))
13581     return orig_expr;
13582
13583   expr = orig_expr;
13584   addr = false;
13585   offset = NULL_TREE;
13586   baselink = NULL_TREE;
13587
13588   if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
13589     {
13590       expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
13591       addr = true;
13592     }
13593   if (TREE_CODE (expr) == OFFSET_REF)
13594     {
13595       offset = expr;
13596       expr = TREE_OPERAND (expr, 1);
13597     }
13598   if (TREE_CODE (expr) == BASELINK)
13599     {
13600       baselink = expr;
13601       expr = BASELINK_FUNCTIONS (expr);
13602     }
13603
13604   if (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_ID_EXPR)
13605     {
13606       int good = 0;
13607       tree goodfn = NULL_TREE;
13608
13609       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
13610          the affected templates before we try to unify, in case the
13611          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
13612
13613       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (expr, 1);
13614       tree arg = TREE_OPERAND (expr, 0);
13615       tree badfn = NULL_TREE;
13616       tree badargs = NULL_TREE;
13617
13618       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
13619         {
13620           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
13621           tree subargs, elem;
13622
13623           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
13624             continue;
13625
13626           ++processing_template_decl;
13627           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
13628                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
13629           if (subargs && !any_dependent_template_arguments_p (subargs))
13630             {
13631               elem = instantiate_template (fn, subargs, tf_none);
13632               if (elem == error_mark_node)
13633                 {
13634                   badfn = fn;
13635                   badargs = subargs;
13636                 }
13637               else if (elem && (!goodfn || !decls_match (goodfn, elem)))
13638                 {
13639                   goodfn = elem;
13640                   ++good;
13641                 }
13642             }
13643           --processing_template_decl;
13644         }
13645       if (good == 1)
13646         {
13647           expr = goodfn;
13648           if (baselink)
13649             expr = build_baselink (BASELINK_BINFO (baselink),
13650                                    BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink),
13651                                    expr, BASELINK_OPTYPE (baselink));
13652           if (offset)
13653             expr = build2 (OFFSET_REF, TREE_TYPE (expr),
13654                            TREE_OPERAND (offset, 0), expr);
13655           if (addr)
13656             expr = build_address (expr);
13657           return expr;
13658         }
13659       else if (good == 0 && badargs)
13660         /* There were no good options and at least one bad one, so let the
13661            user know what the problem is.  */
13662         instantiate_template (badfn, badargs, tf_warning_or_error);
13663     }
13664   return orig_expr;
13665 }
13666
13667 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
13668    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
13669    different overloads deduce different arguments for a given parm.
13670    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
13671    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
13672
13673    Returns 1 on success.  */
13674
13675 static int
13676 try_one_overload (tree tparms,
13677                   tree orig_targs,
13678                   tree targs,
13679                   tree parm,
13680                   tree arg,
13681                   unification_kind_t strict,
13682                   int sub_strict,
13683                   bool addr_p)
13684 {
13685   int nargs;
13686   tree tempargs;
13687   int i;
13688
13689   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
13690      to function or pointer to member function argument if the set of
13691      overloaded functions does not contain function templates and at most
13692      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
13693
13694      So if this is a template, just return success.  */
13695
13696   if (uses_template_parms (arg))
13697     return 1;
13698
13699   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
13700     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
13701   else if (addr_p)
13702     arg = build_pointer_type (arg);
13703
13704   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg, NULL);
13705
13706   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
13707      some template args from previous args, unify would complain when we
13708      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
13709      there isn't really a conflict.  */
13710   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
13711   tempargs = make_tree_vec (nargs);
13712
13713   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
13714     return 0;
13715
13716   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
13717      explicitly specified args.  */
13718   for (i = nargs; i--; )
13719     {
13720       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
13721       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
13722
13723       if (!elt)
13724         /*NOP*/;
13725       else if (uses_template_parms (elt))
13726         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
13727            template args used in the function parm list with our own
13728            template parms.  Discard them.  */
13729         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
13730       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
13731         return 0;
13732     }
13733
13734   for (i = nargs; i--; )
13735     {
13736       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
13737
13738       if (elt)
13739         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
13740     }
13741
13742   return 1;
13743 }
13744
13745 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
13746    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
13747    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
13748    TARGS are as for unify.  */
13749
13750 static tree
13751 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
13752 {
13753   tree copy_of_targs;
13754
13755   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
13756       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
13757           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
13758     return NULL_TREE;
13759
13760   /* We need to make a new template argument vector for the call to
13761      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
13762      the attempted unification, even if this class didn't work out.
13763      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
13764      we've already done, since unification is supposed to be done on
13765      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
13766      following pathological case:
13767
13768        template <int I, int J, int K>
13769        struct S {};
13770
13771        template <int I, int J>
13772        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
13773
13774        template <int I, int J, int K>
13775        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
13776
13777        void g() {
13778          S<0, 0, 0> s0;
13779          S<0, 1, 2> s2;
13780
13781          f(s0, s2);
13782        }
13783
13784      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
13785      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
13786      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
13787      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
13788      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
13789      would reject the possibility I=1.  */
13790   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
13791
13792   /* If unification failed, we're done.  */
13793   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
13794              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
13795     return NULL_TREE;
13796
13797   return arg;
13798 }
13799
13800 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
13801    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
13802    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
13803    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
13804    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
13805    by unify.  */
13806
13807 static tree
13808 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
13809 {
13810   tree rval = NULL_TREE;
13811   tree binfo;
13812
13813   gcc_assert (RECORD_OR_UNION_CODE_P (TREE_CODE (arg)));
13814
13815   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
13816   if (!binfo)
13817     /* The type could not be completed.  */
13818     return NULL_TREE;
13819
13820   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
13821      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
13822   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
13823     {
13824       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
13825
13826       if (r)
13827         {
13828           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
13829
13830                [temp.deduct.call]
13831
13832               If they yield more than one possible deduced A, the type
13833               deduction fails.
13834
13835              applies.  */
13836           if (rval && !same_type_p (r, rval))
13837             return NULL_TREE;
13838
13839           rval = r;
13840         }
13841     }
13842
13843   return rval;
13844 }
13845
13846 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
13847
13848 static int
13849 template_decl_level (tree decl)
13850 {
13851   switch (TREE_CODE (decl))
13852     {
13853     case TYPE_DECL:
13854     case TEMPLATE_DECL:
13855       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
13856
13857     case PARM_DECL:
13858       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
13859
13860     default:
13861       gcc_unreachable ();
13862     }
13863   return 0;
13864 }
13865
13866 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
13867    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
13868    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
13869
13870 static int
13871 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
13872 {
13873   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
13874   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
13875
13876   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
13877       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
13878     {
13879       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
13880           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
13881           does not apply during deduction [14.8.2.4]/1, (even though
13882           that is not explicitly mentioned, [14.8.2.4]/9 indicates
13883           this).  Except when we're allowing additional CV qualifiers
13884           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
13885       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
13886            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
13887            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
13888           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
13889         return 0;
13890
13891       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
13892           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
13893         return 0;
13894     }
13895
13896   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
13897       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
13898     return 0;
13899
13900   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
13901       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
13902     return 0;
13903
13904   return 1;
13905 }
13906
13907 /* Determines the LEVEL and INDEX for the template parameter PARM.  */
13908 void 
13909 template_parm_level_and_index (tree parm, int* level, int* index)
13910 {
13911   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
13912       || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
13913       || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
13914     {
13915       *index = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
13916       *level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm);
13917     }
13918   else
13919     {
13920       *index = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
13921       *level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm);
13922     }
13923 }
13924
13925 /* Unifies the remaining arguments in PACKED_ARGS with the pack
13926    expansion at the end of PACKED_PARMS. Returns 0 if the type
13927    deduction succeeds, 1 otherwise. STRICT is the same as in
13928    unify. CALL_ARGS_P is true iff PACKED_ARGS is actually a function
13929    call argument list. We'll need to adjust the arguments to make them
13930    types. SUBR tells us if this is from a recursive call to
13931    type_unification_real.  */
13932 int
13933 unify_pack_expansion (tree tparms, tree targs, tree packed_parms, 
13934                       tree packed_args, int strict, bool call_args_p,
13935                       bool subr)
13936 {
13937   tree parm 
13938     = TREE_VEC_ELT (packed_parms, TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1);
13939   tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (parm);
13940   tree pack, packs = NULL_TREE;
13941   int i, start = TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1;
13942   int len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
13943
13944   /* Determine the parameter packs we will be deducing from the
13945      pattern, and record their current deductions.  */
13946   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (parm); 
13947        pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
13948     {
13949       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
13950       int idx, level;
13951
13952       /* Determine the index and level of this parameter pack.  */
13953       template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
13954
13955       /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
13956          argument packs.  */
13957       packs = tree_cons (parm_pack, TMPL_ARG (targs, level, idx), packs);
13958       TREE_TYPE (packs) = make_tree_vec (len - start);
13959     }
13960   
13961   /* Loop through all of the arguments that have not yet been
13962      unified and unify each with the pattern.  */
13963   for (i = start; i < len; i++)
13964     {
13965       tree parm = pattern;
13966
13967       /* For each parameter pack, clear out the deduced value so that
13968          we can deduce it again.  */
13969       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
13970         {
13971           int idx, level;
13972           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
13973
13974           TMPL_ARG (targs, level, idx) = NULL_TREE;
13975         }
13976
13977       /* Unify the pattern with the current argument.  */
13978       {
13979         tree arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, i);
13980         tree arg_expr = NULL_TREE;
13981         int arg_strict = strict;
13982         bool skip_arg_p = false;
13983
13984         if (call_args_p)
13985           {
13986             int sub_strict;
13987
13988             /* This mirrors what we do in type_unification_real.  */
13989             switch (strict)
13990               {
13991               case DEDUCE_CALL:
13992                 sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 
13993                               | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
13994                               | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
13995                 break;
13996                 
13997               case DEDUCE_CONV:
13998                 sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
13999                 break;
14000                 
14001               case DEDUCE_EXACT:
14002                 sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
14003                 break;
14004                 
14005               default:
14006                 gcc_unreachable ();
14007               }
14008
14009             if (!TYPE_P (arg))
14010               {
14011                 gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
14012                 if (type_unknown_p (arg))
14013                   {
14014                     /* [temp.deduct.type] A template-argument can be
14015                        deduced from a pointer to function or pointer
14016                        to member function argument if the set of
14017                        overloaded functions does not contain function
14018                        templates and at most one of a set of
14019                        overloaded functions provides a unique
14020                        match.  */
14021
14022                     if (resolve_overloaded_unification
14023                         (tparms, targs, parm, arg,
14024                          (unification_kind_t) strict,
14025                          sub_strict)
14026                         != 0)
14027                       return 1;
14028                     skip_arg_p = true;
14029                   }
14030
14031                 if (!skip_arg_p)
14032                   {
14033                     arg_expr = arg;
14034                     arg = unlowered_expr_type (arg);
14035                     if (arg == error_mark_node)
14036                       return 1;
14037                   }
14038               }
14039       
14040             arg_strict = sub_strict;
14041
14042             if (!subr)
14043               arg_strict |= 
14044                 maybe_adjust_types_for_deduction ((unification_kind_t) strict,
14045                                                   &parm, &arg, arg_expr);
14046           }
14047
14048         if (!skip_arg_p)
14049           {
14050             /* For deduction from an init-list we need the actual list.  */
14051             if (arg_expr && BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg_expr))
14052               arg = arg_expr;
14053             if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
14054               return 1;
14055           }
14056       }
14057
14058       /* For each parameter pack, collect the deduced value.  */
14059       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
14060         {
14061           int idx, level;
14062           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
14063
14064           TREE_VEC_ELT (TREE_TYPE (pack), i - start) = 
14065             TMPL_ARG (targs, level, idx);
14066         }
14067     }
14068
14069   /* Verify that the results of unification with the parameter packs
14070      produce results consistent with what we've seen before, and make
14071      the deduced argument packs available.  */
14072   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
14073     {
14074       tree old_pack = TREE_VALUE (pack);
14075       tree new_args = TREE_TYPE (pack);
14076       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (new_args);
14077       int idx, level;
14078       bool nondeduced_p = false;
14079
14080       /* By default keep the original deduced argument pack.
14081          If necessary, more specific code is going to update the
14082          resulting deduced argument later down in this function.  */
14083       template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
14084       TMPL_ARG (targs, level, idx) = old_pack;
14085
14086       /* If NEW_ARGS contains any NULL_TREE entries, we didn't
14087          actually deduce anything.  */
14088       for (i = 0; i < len && !nondeduced_p; ++i)
14089         if (TREE_VEC_ELT (new_args, i) == NULL_TREE)
14090           nondeduced_p = true;
14091       if (nondeduced_p)
14092         continue;
14093
14094       if (old_pack && ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack))
14095         {
14096           /* Prepend the explicit arguments onto NEW_ARGS.  */
14097           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
14098           tree old_args = new_args;
14099           int i, explicit_len = TREE_VEC_LENGTH (explicit_args);
14100           int len = explicit_len + TREE_VEC_LENGTH (old_args);
14101
14102           /* Copy the explicit arguments.  */
14103           new_args = make_tree_vec (len);
14104           for (i = 0; i < explicit_len; i++)
14105             TREE_VEC_ELT (new_args, i) = TREE_VEC_ELT (explicit_args, i);
14106
14107           /* Copy the deduced arguments.  */
14108           for (; i < len; i++)
14109             TREE_VEC_ELT (new_args, i) =
14110               TREE_VEC_ELT (old_args, i - explicit_len);
14111         }
14112
14113       if (!old_pack)
14114         {
14115           tree result;
14116           /* Build the deduced *_ARGUMENT_PACK.  */
14117           if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (pack)) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
14118             {
14119               result = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
14120               TREE_TYPE (result) = 
14121                 TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (TREE_PURPOSE (pack)));
14122               TREE_CONSTANT (result) = 1;
14123             }
14124           else
14125             result = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
14126
14127           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (result, new_args);
14128
14129           /* Note the deduced argument packs for this parameter
14130              pack.  */
14131           TMPL_ARG (targs, level, idx) = result;
14132         }
14133       else if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack)
14134                && (ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack) 
14135                    == ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack)))
14136         {
14137           /* We only had the explicitly-provided arguments before, but
14138              now we have a complete set of arguments.  */
14139           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
14140
14141           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack, new_args);
14142           ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack) = 1;
14143           ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack) = explicit_args;
14144         }
14145       else if (!comp_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack),
14146                                     new_args))
14147         /* Inconsistent unification of this parameter pack.  */
14148         return 1;
14149     }
14150
14151   return 0;
14152 }
14153
14154 /* Deduce the value of template parameters.  TPARMS is the (innermost)
14155    set of template parameters to a template.  TARGS is the bindings
14156    for those template parameters, as determined thus far; TARGS may
14157    include template arguments for outer levels of template parameters
14158    as well.  PARM is a parameter to a template function, or a
14159    subcomponent of that parameter; ARG is the corresponding argument.
14160    This function attempts to match PARM with ARG in a manner
14161    consistent with the existing assignments in TARGS.  If more values
14162    are deduced, then TARGS is updated.
14163
14164    Returns 0 if the type deduction succeeds, 1 otherwise.  The
14165    parameter STRICT is a bitwise or of the following flags:
14166
14167      UNIFY_ALLOW_NONE:
14168        Require an exact match between PARM and ARG.
14169      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
14170        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
14171        conversion) than ARG.
14172      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
14173        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
14174      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
14175        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
14176        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
14177        ARG.
14178      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
14179        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
14180        case for more information.
14181      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
14182        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
14183        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
14184        have const qualified pointers leading up to the inner type which
14185        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
14186        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
14187        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
14188      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
14189        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
14190        qualified at this point.
14191      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
14192        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
14193        qualified at this point.  */
14194
14195 static int
14196 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
14197 {
14198   int idx;
14199   tree targ;
14200   tree tparm;
14201   int strict_in = strict;
14202
14203   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
14204      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
14205      signedness is the only information lost, and I think that will be
14206      okay.  */
14207   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
14208     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
14209
14210   if (arg == error_mark_node)
14211     return 1;
14212   if (arg == unknown_type_node
14213       || arg == init_list_type_node)
14214     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
14215        template args from other function args.  */
14216     return 0;
14217
14218   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
14219      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
14220      template parameters.  We might need them if we're trying to
14221      figure out which of two things is more specialized.  */
14222   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
14223     return 0;
14224
14225   /* Handle init lists early, so the rest of the function can assume
14226      we're dealing with a type. */
14227   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg))
14228     {
14229       tree elt, elttype;
14230       unsigned i;
14231       tree orig_parm = parm;
14232
14233       /* Replace T with std::initializer_list<T> for deduction.  */
14234       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14235           && flag_deduce_init_list)
14236         parm = listify (parm);
14237
14238       if (!is_std_init_list (parm))
14239         /* We can only deduce from an initializer list argument if the
14240            parameter is std::initializer_list; otherwise this is a
14241            non-deduced context. */
14242         return 0;
14243
14244       elttype = TREE_VEC_ELT (CLASSTYPE_TI_ARGS (parm), 0);
14245
14246       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, elt)
14247         {
14248           int elt_strict = strict;
14249           if (!BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (elt))
14250             {
14251               tree type = TREE_TYPE (elt);
14252               /* It should only be possible to get here for a call.  */
14253               gcc_assert (elt_strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL);
14254               elt_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction
14255                 (DEDUCE_CALL, &elttype, &type, elt);
14256               elt = type;
14257             }
14258
14259           if (unify (tparms, targs, elttype, elt, elt_strict))
14260             return 1;
14261         }
14262
14263       /* If the std::initializer_list<T> deduction worked, replace the
14264          deduced A with std::initializer_list<A>.  */
14265       if (orig_parm != parm)
14266         {
14267           idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (orig_parm);
14268           targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
14269           targ = listify (targ);
14270           TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = targ;
14271         }
14272       return 0;
14273     }
14274
14275   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
14276      cv-qualification mismatches.  */
14277   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
14278       && TYPE_P (arg)
14279       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
14280          type, and the elements might be template type parms. We'll check
14281          when we recurse.  */
14282       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
14283       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
14284          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
14285          PARM `T' for example, when computing which of two templates
14286          is more specialized, for example.  */
14287       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
14288       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
14289     return 1;
14290
14291   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
14292       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
14293     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
14294   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
14295   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
14296   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
14297   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
14298
14299   switch (TREE_CODE (parm))
14300     {
14301     case TYPENAME_TYPE:
14302     case SCOPE_REF:
14303     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
14304       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
14305          argument values cannot be deduced for template parameters used
14306          within the nested-name-specifier.  */
14307       return 0;
14308
14309     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
14310     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
14311     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
14312       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
14313       if (tparm == error_mark_node)
14314         return 1;
14315
14316       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
14317           != template_decl_level (tparm))
14318         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
14319            to see if it matches ARG.  */
14320         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
14321                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
14322       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
14323       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
14324       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
14325
14326       /* Check for mixed types and values.  */
14327       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14328            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
14329           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
14330               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
14331         return 1;
14332
14333       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
14334         {
14335           /* ARG must be constructed from a template class or a template
14336              template parameter.  */
14337           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
14338               && !CLASSTYPE_SPECIALIZATION_OF_PRIMARY_TEMPLATE_P (arg))
14339             return 1;
14340
14341           {
14342             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
14343             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
14344             tree parm_parms 
14345               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
14346                   (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_DECL (parm));
14347             int i, len;
14348             int parm_variadic_p = 0;
14349
14350             /* The resolution to DR150 makes clear that default
14351                arguments for an N-argument may not be used to bind T
14352                to a template template parameter with fewer than N
14353                parameters.  It is not safe to permit the binding of
14354                default arguments as an extension, as that may change
14355                the meaning of a conforming program.  Consider:
14356
14357                   struct Dense { static const unsigned int dim = 1; };
14358
14359                   template <template <typename> class View,
14360                             typename Block>
14361                   void operator+(float, View<Block> const&);
14362
14363                   template <typename Block,
14364                             unsigned int Dim = Block::dim>
14365                   struct Lvalue_proxy { operator float() const; };
14366
14367                   void
14368                   test_1d (void) {
14369                     Lvalue_proxy<Dense> p;
14370                     float b;
14371                     b + p;
14372                   }
14373
14374               Here, if Lvalue_proxy is permitted to bind to View, then
14375               the global operator+ will be used; if they are not, the
14376               Lvalue_proxy will be converted to float.  */
14377             if (coerce_template_parms (parm_parms,
14378                                        argvec,
14379                                        TYPE_TI_TEMPLATE (parm),
14380                                        tf_none,
14381                                        /*require_all_args=*/true,
14382                                        /*use_default_args=*/false)
14383                 == error_mark_node)
14384               return 1;
14385
14386             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
14387                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
14388                rather than the whole TREE_VEC since they can have
14389                different number of elements.  */
14390
14391             parmvec = expand_template_argument_pack (parmvec);
14392             argvec = expand_template_argument_pack (argvec);
14393
14394             len = TREE_VEC_LENGTH (parmvec);
14395
14396             /* Check if the parameters end in a pack, making them
14397                variadic.  */
14398             if (len > 0
14399                 && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (parmvec, len - 1)))
14400               parm_variadic_p = 1;
14401             
14402             if (TREE_VEC_LENGTH (argvec) < len - parm_variadic_p)
14403               return 1;
14404
14405              for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
14406               {
14407                 if (unify (tparms, targs,
14408                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
14409                            TREE_VEC_ELT (argvec, i),
14410                            UNIFY_ALLOW_NONE))
14411                   return 1;
14412               }
14413
14414             if (parm_variadic_p
14415                 && unify_pack_expansion (tparms, targs,
14416                                          parmvec, argvec,
14417                                          UNIFY_ALLOW_NONE,
14418                                          /*call_args_p=*/false,
14419                                          /*subr=*/false))
14420               return 1;
14421           }
14422           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
14423
14424           /* Fall through to deduce template name.  */
14425         }
14426
14427       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
14428           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
14429         {
14430           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
14431
14432           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
14433           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
14434             return 0;
14435           else if (targ)
14436             return 1;
14437         }
14438       else
14439         {
14440           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
14441              a match unless we are allowing additional qualification.
14442              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
14443              that binds `const int' to `T'.  */
14444           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
14445                                          arg, parm))
14446             return 1;
14447
14448           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
14449              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
14450           arg = cp_build_qualified_type_real
14451             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
14452           if (arg == error_mark_node)
14453             return 1;
14454
14455           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
14456           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
14457             return 0;
14458           else if (targ)
14459             return 1;
14460
14461           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
14462              that were talking about variable-sized arrays (like
14463              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
14464              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
14465              the bound of the array will not be computable in an
14466              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
14467              ISO C++, so we can do as we please here.  */
14468           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
14469             return 1;
14470
14471           /* Strip typedefs as in convert_template_argument.  */
14472           arg = strip_typedefs (arg);
14473         }
14474
14475       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
14476          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
14477       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
14478           && !template_parameter_pack_p (parm))
14479         return 1;
14480
14481       /* If the argument deduction results is a METHOD_TYPE,
14482          then there is a problem.
14483          METHOD_TYPE doesn't map to any real C++ type the result of
14484          the deduction can not be of that type.  */
14485       if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
14486         return 1;
14487
14488       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
14489       return 0;
14490
14491     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
14492       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
14493       if (tparm == error_mark_node)
14494         return 1;
14495
14496       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
14497           != template_decl_level (tparm))
14498         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
14499            to see if it matches ARG.  */
14500         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
14501                  && cp_tree_equal (parm, arg));
14502
14503       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
14504       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
14505
14506       if (targ)
14507         return !cp_tree_equal (targ, arg);
14508
14509       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
14510          with a non-type template-parameter, the non-type
14511          template-parameter is used in an expression in the function
14512          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
14513          deduced, the template-argument type shall match the type of the
14514          template-parameter exactly, except that a template-argument
14515          deduced from an array bound may be of any integral type.
14516          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
14517       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
14518       if (!TREE_TYPE (arg))
14519         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
14520            It will later be processed in convert_template_argument.  */
14521         ;
14522       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
14523         /* OK */;
14524       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
14525                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
14526                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
14527         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
14528            template argument must exactly match the types of the
14529            corresponding parameter.  */
14530         arg = fold (build_nop (tparm, arg));
14531       else if (uses_template_parms (tparm))
14532         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
14533            later.  */
14534         return 0;
14535       else
14536         return 1;
14537
14538       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
14539          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
14540       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
14541           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm))
14542         return 1;
14543
14544       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
14545       return 0;
14546
14547     case PTRMEM_CST:
14548      {
14549         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
14550          another constant.  */
14551       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
14552         return 1;
14553
14554       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
14555          wrong, depending on the strict flags) to unify also
14556          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
14557          arg refer to the same variable, even if through different
14558          classes. For instance:
14559
14560          struct A { int x; };
14561          struct B : A { };
14562
14563          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
14564       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
14565                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
14566      }
14567
14568     case POINTER_TYPE:
14569       {
14570         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
14571           return 1;
14572
14573         /* [temp.deduct.call]
14574
14575            A can be another pointer or pointer to member type that can
14576            be converted to the deduced A via a qualification
14577            conversion (_conv.qual_).
14578
14579            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
14580            This will allow for additional cv-qualification of the
14581            pointed-to types if appropriate.  */
14582
14583         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
14584           /* The derived-to-base conversion only persists through one
14585              level of pointers.  */
14586           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
14587
14588         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
14589                       TREE_TYPE (arg), strict);
14590       }
14591
14592     case REFERENCE_TYPE:
14593       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
14594         return 1;
14595       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
14596                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
14597
14598     case ARRAY_TYPE:
14599       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
14600         return 1;
14601       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
14602           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
14603         return 1;
14604       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
14605         {
14606           tree parm_max;
14607           tree arg_max;
14608           bool parm_cst;
14609           bool arg_cst;
14610
14611           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
14612              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
14613              not an integer constant.  We cannot unify arbitrarily
14614              complex expressions, so we eliminate the MINUS_EXPRs
14615              here.  */
14616           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
14617           parm_cst = TREE_CODE (parm_max) == INTEGER_CST;
14618           if (!parm_cst)
14619             {
14620               gcc_assert (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR);
14621               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
14622             }
14623           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
14624           arg_cst = TREE_CODE (arg_max) == INTEGER_CST;
14625           if (!arg_cst)
14626             {
14627               /* The ARG_MAX may not be a simple MINUS_EXPR, if we are
14628                  trying to unify the type of a variable with the type
14629                  of a template parameter.  For example:
14630
14631                    template <unsigned int N>
14632                    void f (char (&) [N]);
14633                    int g(); 
14634                    void h(int i) {
14635                      char a[g(i)];
14636                      f(a); 
14637                    }
14638
14639                 Here, the type of the ARG will be "int [g(i)]", and
14640                 may be a SAVE_EXPR, etc.  */
14641               if (TREE_CODE (arg_max) != MINUS_EXPR)
14642                 return 1;
14643               arg_max = TREE_OPERAND (arg_max, 0);
14644             }
14645
14646           /* If only one of the bounds used a MINUS_EXPR, compensate
14647              by adding one to the other bound.  */
14648           if (parm_cst && !arg_cst)
14649             parm_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
14650                                     integer_type_node,
14651                                     parm_max,
14652                                     integer_one_node);
14653           else if (arg_cst && !parm_cst)
14654             arg_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
14655                                    integer_type_node,
14656                                    arg_max,
14657                                    integer_one_node);
14658
14659           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
14660             return 1;
14661         }
14662       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
14663                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
14664
14665     case REAL_TYPE:
14666     case COMPLEX_TYPE:
14667     case VECTOR_TYPE:
14668     case INTEGER_TYPE:
14669     case BOOLEAN_TYPE:
14670     case ENUMERAL_TYPE:
14671     case VOID_TYPE:
14672       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
14673         return 1;
14674
14675       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
14676          function.  */
14677       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
14678         return 1;
14679
14680       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
14681          will invalidate it if necessary.  */
14682       return 0;
14683
14684       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
14685       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
14686     case INTEGER_CST:
14687       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
14688         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
14689
14690       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
14691         return 1;
14692       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
14693
14694     case TREE_VEC:
14695       {
14696         int i;
14697         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
14698           return 1;
14699         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
14700           return 1;
14701         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
14702           if (unify (tparms, targs,
14703                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
14704                      UNIFY_ALLOW_NONE))
14705             return 1;
14706         return 0;
14707       }
14708
14709     case RECORD_TYPE:
14710     case UNION_TYPE:
14711       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
14712         return 1;
14713
14714       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
14715         {
14716           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
14717             return 1;
14718
14719           return unify (tparms, targs,
14720                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
14721                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
14722                         strict);
14723         }
14724
14725       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
14726         {
14727           tree t = NULL_TREE;
14728
14729           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
14730             {
14731               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
14732               t = try_class_unification (tparms, targs,
14733                                          parm, arg);
14734
14735               if (!t)
14736                 {
14737                   /* Fallback to the special case allowed in
14738                      [temp.deduct.call]:
14739
14740                        If P is a class, and P has the form
14741                        template-id, then A can be a derived class of
14742                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
14743                        a class of the form template-id, A can be a
14744                        pointer to a derived class pointed to by the
14745                        deduced A.  */
14746                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
14747
14748                   if (!t)
14749                     return 1;
14750                 }
14751             }
14752           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
14753                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
14754                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
14755             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
14756                Then, we should unify `int' and `U'.  */
14757             t = arg;
14758           else
14759             /* There's no chance of unification succeeding.  */
14760             return 1;
14761
14762           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
14763                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
14764         }
14765       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
14766         return 1;
14767       return 0;
14768
14769     case METHOD_TYPE:
14770     case FUNCTION_TYPE:
14771       {
14772         unsigned int nargs;
14773         tree *args;
14774         tree a;
14775         unsigned int i;
14776
14777         if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
14778           return 1;
14779
14780         /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
14781            match exactly.  We need to check them explicitly here,
14782            because type_unification_real treats them as any other
14783            cv-qualified parameter.  */
14784         if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
14785             && (!check_cv_quals_for_unify
14786                 (UNIFY_ALLOW_NONE,
14787                  TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (arg))),
14788                  TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (parm))))))
14789           return 1;
14790
14791         if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
14792                    TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
14793           return 1;
14794
14795         nargs = list_length (TYPE_ARG_TYPES (arg));
14796         args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
14797         for (a = TYPE_ARG_TYPES (arg), i = 0;
14798              a != NULL_TREE && a != void_list_node;
14799              a = TREE_CHAIN (a), ++i)
14800           args[i] = TREE_VALUE (a);
14801         nargs = i;
14802
14803         return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
14804                                       args, nargs, 1, DEDUCE_EXACT,
14805                                       LOOKUP_NORMAL);
14806       }
14807
14808     case OFFSET_TYPE:
14809       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
14810          deduces the type of the member as a function type. */
14811       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
14812         {
14813           tree method_type;
14814           tree fntype;
14815           cp_cv_quals cv_quals;
14816
14817           /* Check top-level cv qualifiers */
14818           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
14819             return 1;
14820
14821           if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
14822                      TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
14823             return 1;
14824
14825           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
14826           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
14827           fntype =
14828             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
14829                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
14830
14831           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
14832              implicit object parameter and place them on the function
14833              type to be restored later. */
14834           cv_quals =
14835             cp_type_quals(TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (method_type))));
14836           fntype = build_qualified_type (fntype, cv_quals);
14837           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict);
14838         }
14839
14840       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
14841         return 1;
14842       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
14843                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
14844         return 1;
14845       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
14846                     strict);
14847
14848     case CONST_DECL:
14849       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
14850         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
14851       if (arg != integral_constant_value (parm))
14852         return 1;
14853       return 0;
14854
14855     case FIELD_DECL:
14856     case TEMPLATE_DECL:
14857       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
14858       return 1;
14859
14860     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
14861     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
14862       {
14863         tree packed_parms = ARGUMENT_PACK_ARGS (parm);
14864         tree packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
14865         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (packed_parms);
14866         int argslen = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
14867         int parm_variadic_p = 0;
14868
14869         for (i = 0; i < len; ++i)
14870           {
14871             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (packed_parms, i)))
14872               {
14873                 if (i == len - 1)
14874                   /* We can unify against something with a trailing
14875                      parameter pack.  */
14876                   parm_variadic_p = 1;
14877                 else
14878                   /* Since there is something following the pack
14879                      expansion, we cannot unify this template argument
14880                      list.  */
14881                   return 0;
14882               }
14883           }
14884           
14885
14886         /* If we don't have enough arguments to satisfy the parameters
14887            (not counting the pack expression at the end), or we have
14888            too many arguments for a parameter list that doesn't end in
14889            a pack expression, we can't unify.  */
14890         if (argslen < (len - parm_variadic_p)
14891             || (argslen > len && !parm_variadic_p))
14892           return 1;
14893
14894         /* Unify all of the parameters that precede the (optional)
14895            pack expression.  */
14896         for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
14897           {
14898             if (unify (tparms, targs, TREE_VEC_ELT (packed_parms, i),
14899                        TREE_VEC_ELT (packed_args, i), strict))
14900               return 1;
14901           }
14902
14903         if (parm_variadic_p)
14904           return unify_pack_expansion (tparms, targs, 
14905                                        packed_parms, packed_args,
14906                                        strict, /*call_args_p=*/false,
14907                                        /*subr=*/false);
14908         return 0;
14909       }
14910
14911       break;
14912
14913     case TYPEOF_TYPE:
14914     case DECLTYPE_TYPE:
14915       /* Cannot deduce anything from TYPEOF_TYPE or DECLTYPE_TYPE
14916          nodes.  */
14917       return 0;
14918
14919     case ERROR_MARK:
14920       /* Unification fails if we hit an error node.  */
14921       return 1;
14922
14923     default:
14924       gcc_assert (EXPR_P (parm));
14925
14926       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
14927          something like:
14928
14929            template <int I>
14930            void foo(S<I>, S<I + 2>);
14931
14932          This is a "nondeduced context":
14933
14934            [deduct.type]
14935
14936            The nondeduced contexts are:
14937
14938            --A type that is a template-id in which one or more of
14939              the template-arguments is an expression that references
14940              a template-parameter.
14941
14942          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
14943          actually infer any unifications.  */
14944
14945       if (!uses_template_parms (parm)
14946           && !template_args_equal (parm, arg))
14947         return 1;
14948       else
14949         return 0;
14950     }
14951 }
14952 \f
14953 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
14954    required.  */
14955
14956 static void
14957 mark_definable (tree decl)
14958 {
14959   tree clone;
14960   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
14961   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
14962     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
14963 }
14964
14965 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
14966    explicitly instantiated class.  */
14967
14968 void
14969 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
14970 {
14971   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
14972
14973   /* If this entity has already been written out, it's too late to
14974      make any modifications.  */
14975   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
14976     return;
14977
14978   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
14979     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
14980        set correctly by tsubst.  */
14981     TREE_PUBLIC (result) = 1;
14982
14983   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
14984   DECL_COMDAT (result) = 0;
14985
14986   if (extern_p)
14987     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
14988   else
14989     {
14990       mark_definable (result);
14991       /* Always make artificials weak.  */
14992       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
14993         comdat_linkage (result);
14994       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
14995          linkonce sections.  */
14996       else if (TREE_PUBLIC (result))
14997         maybe_make_one_only (result);
14998     }
14999
15000   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
15001      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
15002      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
15003      emitted here.  In neither circumstance do we want
15004      import_export_decl to adjust the linkage.  */
15005   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
15006 }
15007
15008 /* Subroutine of more_specialized_fn: check whether TARGS is missing any
15009    important template arguments.  If any are missing, we check whether
15010    they're important by using error_mark_node for substituting into any
15011    args that were used for partial ordering (the ones between ARGS and END)
15012    and seeing if it bubbles up.  */
15013
15014 static bool
15015 check_undeduced_parms (tree targs, tree args, tree end)
15016 {
15017   bool found = false;
15018   int i;
15019   for (i = TREE_VEC_LENGTH (targs) - 1; i >= 0; --i)
15020     if (TREE_VEC_ELT (targs, i) == NULL_TREE)
15021       {
15022         found = true;
15023         TREE_VEC_ELT (targs, i) = error_mark_node;
15024       }
15025   if (found)
15026     {
15027       for (; args != end; args = TREE_CHAIN (args))
15028         {
15029           tree substed = tsubst (TREE_VALUE (args), targs, tf_none, NULL_TREE);
15030           if (substed == error_mark_node)
15031             return true;
15032         }
15033     }
15034   return false;
15035 }
15036
15037 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
15038
15039    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
15040    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
15041    0 if neither is more specialized.
15042
15043    LEN indicates the number of parameters we should consider
15044    (defaulted parameters should not be considered).
15045
15046    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
15047    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
15048    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
15049    the templates will be more specialized if all the *other*
15050    template's arguments deduce against its arguments and at least one
15051    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
15052    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
15053    The arguments used in deduction have reference and top level cv
15054    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
15055    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
15056    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
15057    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
15058    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
15059    we do *not* verify the deduced template argument values can be
15060    substituted into non-deduced contexts.
15061
15062    The logic can be a bit confusing here, because we look at deduce1 and
15063    targs1 to see if pat2 is at least as specialized, and vice versa; if we
15064    can find template arguments for pat1 to make arg1 look like arg2, that
15065    means that arg2 is at least as specialized as arg1.  */
15066
15067 int
15068 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
15069 {
15070   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
15071   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
15072   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
15073   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
15074   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
15075   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
15076   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
15077   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
15078   tree origs1, origs2;
15079   bool lose1 = false;
15080   bool lose2 = false;
15081
15082   /* Remove the this parameter from non-static member functions.  If
15083      one is a non-static member function and the other is not a static
15084      member function, remove the first parameter from that function
15085      also.  This situation occurs for operator functions where we
15086      locate both a member function (with this pointer) and non-member
15087      operator (with explicit first operand).  */
15088   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
15089     {
15090       len--; /* LEN is the number of significant arguments for DECL1 */
15091       args1 = TREE_CHAIN (args1);
15092       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl2))
15093         args2 = TREE_CHAIN (args2);
15094     }
15095   else if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
15096     {
15097       args2 = TREE_CHAIN (args2);
15098       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl1))
15099         {
15100           len--;
15101           args1 = TREE_CHAIN (args1);
15102         }
15103     }
15104
15105   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
15106   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
15107     return 0;
15108
15109   /* Consider the return type for a conversion function */
15110   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
15111     {
15112       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
15113       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
15114       len++;
15115     }
15116
15117   processing_template_decl++;
15118
15119   origs1 = args1;
15120   origs2 = args2;
15121
15122   while (len--
15123          /* Stop when an ellipsis is seen.  */
15124          && args1 != NULL_TREE && args2 != NULL_TREE)
15125     {
15126       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
15127       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
15128       int deduce1, deduce2;
15129       int quals1 = -1;
15130       int quals2 = -1;
15131
15132       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
15133           && TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15134         {
15135           /* When both arguments are pack expansions, we need only
15136              unify the patterns themselves.  */
15137           arg1 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg1);
15138           arg2 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg2);
15139
15140           /* This is the last comparison we need to do.  */
15141           len = 0;
15142         }
15143
15144       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
15145         {
15146           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
15147           quals1 = cp_type_quals (arg1);
15148         }
15149
15150       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
15151         {
15152           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
15153           quals2 = cp_type_quals (arg2);
15154         }
15155
15156       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
15157         {
15158           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
15159              array/function pointer decay to it.  This is not part of
15160              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
15161              for the function call itself, and with our earlier
15162              implementation of the underspecified partial ordering
15163              rules.  (nathan).  */
15164           if (quals1 >= 0)
15165             {
15166               switch (TREE_CODE (arg1))
15167                 {
15168                 case ARRAY_TYPE:
15169                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
15170                   /* FALLTHROUGH. */
15171                 case FUNCTION_TYPE:
15172                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
15173                   break;
15174
15175                 default:
15176                   break;
15177                 }
15178             }
15179           else
15180             {
15181               switch (TREE_CODE (arg2))
15182                 {
15183                 case ARRAY_TYPE:
15184                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
15185                   /* FALLTHROUGH. */
15186                 case FUNCTION_TYPE:
15187                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
15188                   break;
15189
15190                 default:
15191                   break;
15192                 }
15193             }
15194         }
15195
15196       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
15197       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
15198
15199       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15200         {
15201           int i, len2 = list_length (args2);
15202           tree parmvec = make_tree_vec (1);
15203           tree argvec = make_tree_vec (len2);
15204           tree ta = args2;
15205
15206           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
15207           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg1;
15208
15209           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
15210              arguments.  */
15211           for (i = 0; i < len2; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
15212             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
15213
15214           deduce1 = !unify_pack_expansion (tparms1, targs1, parmvec, 
15215                                            argvec, UNIFY_ALLOW_NONE, 
15216                                            /*call_args_p=*/false, 
15217                                            /*subr=*/0);
15218
15219           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG1 is
15220              a pack expansion but ARG2 is not.  */
15221           deduce2 = 0;
15222         }
15223       else if (TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15224         {
15225           int i, len1 = list_length (args1);
15226           tree parmvec = make_tree_vec (1);
15227           tree argvec = make_tree_vec (len1);
15228           tree ta = args1;
15229
15230           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
15231           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg2;
15232
15233           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
15234              arguments.  */
15235           for (i = 0; i < len1; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
15236             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
15237
15238           deduce2 = !unify_pack_expansion (tparms2, targs2, parmvec, 
15239                                            argvec, UNIFY_ALLOW_NONE, 
15240                                            /*call_args_p=*/false, 
15241                                            /*subr=*/0);
15242
15243           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG2 is
15244              a pack expansion but ARG1 is not.*/
15245           deduce1 = 0;
15246         }
15247
15248       else
15249         {
15250           /* The normal case, where neither argument is a pack
15251              expansion.  */
15252           deduce1 = !unify (tparms1, targs1, arg1, arg2, UNIFY_ALLOW_NONE);
15253           deduce2 = !unify (tparms2, targs2, arg2, arg1, UNIFY_ALLOW_NONE);
15254         }
15255
15256       /* If we couldn't deduce arguments for tparms1 to make arg1 match
15257          arg2, then arg2 is not as specialized as arg1.  */
15258       if (!deduce1)
15259         lose2 = true;
15260       if (!deduce2)
15261         lose1 = true;
15262
15263       /* "If, for a given type, deduction succeeds in both directions
15264          (i.e., the types are identical after the transformations above)
15265          and if the type from the argument template is more cv-qualified
15266          than the type from the parameter template (as described above)
15267          that type is considered to be more specialized than the other. If
15268          neither type is more cv-qualified than the other then neither type
15269          is more specialized than the other."
15270
15271          We check same_type_p explicitly because deduction can also succeed
15272          in both directions when there is a nondeduced context.  */
15273       if (deduce1 && deduce2
15274           && quals1 != quals2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0
15275           && same_type_p (arg1, arg2))
15276         {
15277           if ((quals1 & quals2) == quals2)
15278             lose2 = true;
15279           if ((quals1 & quals2) == quals1)
15280             lose1 = true;
15281         }
15282
15283       if (lose1 && lose2)
15284         /* We've failed to deduce something in either direction.
15285            These must be unordered.  */
15286         break;
15287
15288       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
15289           || TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15290         /* We have already processed all of the arguments in our
15291            handing of the pack expansion type.  */
15292         len = 0;
15293
15294       args1 = TREE_CHAIN (args1);
15295       args2 = TREE_CHAIN (args2);
15296     }
15297
15298   /* "In most cases, all template parameters must have values in order for
15299      deduction to succeed, but for partial ordering purposes a template
15300      parameter may remain without a value provided it is not used in the
15301      types being used for partial ordering."
15302
15303      Thus, if we are missing any of the targs1 we need to substitute into
15304      origs1, then pat2 is not as specialized as pat1.  This can happen when
15305      there is a nondeduced context.  */
15306   if (!lose2 && check_undeduced_parms (targs1, origs1, args1))
15307     lose2 = true;
15308   if (!lose1 && check_undeduced_parms (targs2, origs2, args2))
15309     lose1 = true;
15310
15311   processing_template_decl--;
15312
15313   /* All things being equal, if the next argument is a pack expansion
15314      for one function but not for the other, prefer the
15315      non-variadic function.  FIXME this is bogus; see c++/41958.  */
15316   if (lose1 == lose2
15317       && args1 && TREE_VALUE (args1)
15318       && args2 && TREE_VALUE (args2))
15319     {
15320       lose1 = TREE_CODE (TREE_VALUE (args1)) == TYPE_PACK_EXPANSION;
15321       lose2 = TREE_CODE (TREE_VALUE (args2)) == TYPE_PACK_EXPANSION;
15322     }
15323
15324   if (lose1 == lose2)
15325     return 0;
15326   else if (!lose1)
15327     return 1;
15328   else
15329     return -1;
15330 }
15331
15332 /* Determine which of two partial specializations is more specialized.
15333
15334    PAT1 is a TREE_LIST whose TREE_TYPE is the _TYPE node corresponding
15335    to the first partial specialization.  The TREE_VALUE is the
15336    innermost set of template parameters for the partial
15337    specialization.  PAT2 is similar, but for the second template.
15338
15339    Return 1 if the first partial specialization is more specialized;
15340    -1 if the second is more specialized; 0 if neither is more
15341    specialized.
15342
15343    See [temp.class.order] for information about determining which of
15344    two templates is more specialized.  */
15345
15346 static int
15347 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2)
15348 {
15349   tree targs;
15350   tree tmpl1, tmpl2;
15351   int winner = 0;
15352   bool any_deductions = false;
15353
15354   tmpl1 = TREE_TYPE (pat1);
15355   tmpl2 = TREE_TYPE (pat2);
15356
15357   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
15358      different class template specializations, we may encounter dependent
15359      types in the arguments, and we need our dependency check functions
15360      to behave correctly.  */
15361   ++processing_template_decl;
15362   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1),
15363                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1),
15364                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2));
15365   if (targs)
15366     {
15367       --winner;
15368       any_deductions = true;
15369     }
15370
15371   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2),
15372                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2),
15373                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1));
15374   if (targs)
15375     {
15376       ++winner;
15377       any_deductions = true;
15378     }
15379   --processing_template_decl;
15380
15381   /* In the case of a tie where at least one of the class templates
15382      has a parameter pack at the end, the template with the most
15383      non-packed parameters wins.  */
15384   if (winner == 0
15385       && any_deductions
15386       && (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1))
15387           || template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2))))
15388     {
15389       tree args1 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat1));
15390       tree args2 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat2));
15391       int len1 = TREE_VEC_LENGTH (args1);
15392       int len2 = TREE_VEC_LENGTH (args2);
15393
15394       /* We don't count the pack expansion at the end.  */
15395       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1)))
15396         --len1;
15397       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2)))
15398         --len2;
15399
15400       if (len1 > len2)
15401         return 1;
15402       else if (len1 < len2)
15403         return -1;
15404     }
15405
15406   return winner;
15407 }
15408
15409 /* Return the template arguments that will produce the function signature
15410    DECL from the function template FN, with the explicit template
15411    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
15412    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
15413    found.  */
15414
15415 static tree
15416 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
15417 {
15418   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
15419   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
15420   tree decl_type;
15421   tree decl_arg_types;
15422   tree *args;
15423   unsigned int nargs, ix;
15424   tree arg;
15425
15426   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
15427      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
15428      FN.  */
15429   decl_type = TREE_TYPE (decl);
15430   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
15431     {
15432       tree tmpl;
15433       tree converted_args;
15434
15435       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
15436         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
15437       else
15438         /* We can get here for some invalid specializations.  */
15439         return NULL_TREE;
15440
15441       converted_args
15442         = coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
15443                                  explicit_args, NULL_TREE,
15444                                  tf_none,
15445                                  /*require_all_args=*/false,
15446                                  /*use_default_args=*/false);
15447       if (converted_args == error_mark_node)
15448         return NULL_TREE;
15449
15450       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
15451       if (decl_type == error_mark_node)
15452         return NULL_TREE;
15453     }
15454
15455   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
15456   decl_arg_types = skip_artificial_parms_for (decl, 
15457                                               TYPE_ARG_TYPES (decl_type));
15458
15459   nargs = list_length (decl_arg_types);
15460   args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
15461   for (arg = decl_arg_types, ix = 0;
15462        arg != NULL_TREE && arg != void_list_node;
15463        arg = TREE_CHAIN (arg), ++ix)
15464     args[ix] = TREE_VALUE (arg);
15465
15466   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
15467                            args, ix,
15468                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
15469                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
15470                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL))
15471     return NULL_TREE;
15472
15473   return targs;
15474 }
15475
15476 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
15477    template specialization whose innermost template parameters are
15478    TPARMS, and whose specialization arguments are SPEC_ARGS, yield the
15479    ARGS.
15480
15481    For example, suppose we have:
15482
15483      template <class T, class U> struct S {};
15484      template <class T> struct S<T*, int> {};
15485
15486    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
15487    {T}, the SPEC_ARGS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
15488    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
15489    is bound to `double'.  */
15490
15491 static tree
15492 get_class_bindings (tree tparms, tree spec_args, tree args)
15493 {
15494   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
15495   tree deduced_args;
15496   tree innermost_deduced_args;
15497
15498   innermost_deduced_args = make_tree_vec (ntparms);
15499   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
15500     {
15501       deduced_args = copy_node (args);
15502       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (deduced_args,
15503                            TMPL_ARGS_DEPTH (deduced_args),
15504                            innermost_deduced_args);
15505     }
15506   else
15507     deduced_args = innermost_deduced_args;
15508
15509   if (unify (tparms, deduced_args,
15510              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
15511              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
15512              UNIFY_ALLOW_NONE))
15513     return NULL_TREE;
15514
15515   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
15516     if (! TREE_VEC_ELT (innermost_deduced_args, i))
15517       return NULL_TREE;
15518
15519   /* Verify that nondeduced template arguments agree with the type
15520      obtained from argument deduction.
15521
15522      For example:
15523
15524        struct A { typedef int X; };
15525        template <class T, class U> struct C {};
15526        template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
15527
15528      Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
15529      `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
15530      is `int'.  */
15531   spec_args = tsubst (spec_args, deduced_args, tf_none, NULL_TREE);
15532   if (spec_args == error_mark_node
15533       /* We only need to check the innermost arguments; the other
15534          arguments will always agree.  */
15535       || !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
15536                               INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args)))
15537     return NULL_TREE;
15538
15539   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
15540      ensure that the arguments deduced for the template template
15541      parameters have compatible template parameter lists.  See the use
15542      of template_template_parm_bindings_ok_p in fn_type_unification
15543      for more information.  */
15544   if (!template_template_parm_bindings_ok_p (tparms, deduced_args))
15545     return NULL_TREE;
15546
15547   return deduced_args;
15548 }
15549
15550 /* TEMPLATES is a TREE_LIST.  Each TREE_VALUE is a TEMPLATE_DECL.
15551    Return the TREE_LIST node with the most specialized template, if
15552    any.  If there is no most specialized template, the error_mark_node
15553    is returned.
15554
15555    Note that this function does not look at, or modify, the
15556    TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of any of the nodes.  Since the node
15557    returned is one of the elements of INSTANTIATIONS, callers may
15558    store information in the TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of the nodes,
15559    and retrieve it from the value returned.  */
15560
15561 tree
15562 most_specialized_instantiation (tree templates)
15563 {
15564   tree fn, champ;
15565
15566   ++processing_template_decl;
15567
15568   champ = templates;
15569   for (fn = TREE_CHAIN (templates); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
15570     {
15571       int fate = 0;
15572
15573       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
15574                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
15575                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
15576         fate--;
15577
15578       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
15579                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
15580                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
15581         fate++;
15582
15583       if (fate == -1)
15584         champ = fn;
15585       else if (!fate)
15586         {
15587           /* Equally specialized, move to next function.  If there
15588              is no next function, nothing's most specialized.  */
15589           fn = TREE_CHAIN (fn);
15590           champ = fn;
15591           if (!fn)
15592             break;
15593         }
15594     }
15595
15596   if (champ)
15597     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
15598        instantiation list.  */
15599     for (fn = templates; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
15600       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
15601                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
15602                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false)
15603           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
15604                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
15605                             NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
15606         {
15607           champ = NULL_TREE;
15608           break;
15609         }
15610
15611   processing_template_decl--;
15612
15613   if (!champ)
15614     return error_mark_node;
15615
15616   return champ;
15617 }
15618
15619 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
15620    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
15621
15622    For example, given:
15623
15624      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
15625
15626    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
15627    the full template.  This function will not trace past partial
15628    specializations, however.  For example, given in addition:
15629
15630      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
15631
15632    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
15633    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
15634
15635 tree
15636 most_general_template (tree decl)
15637 {
15638   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
15639      an immediate specialization.  */
15640   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
15641     {
15642       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
15643         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
15644
15645         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
15646            template friend.  */
15647         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
15648           return NULL_TREE;
15649       } else
15650         return NULL_TREE;
15651     }
15652
15653   /* Look for more and more general templates.  */
15654   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
15655     {
15656       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
15657          (See cp-tree.h for details.)  */
15658       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
15659         break;
15660
15661       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
15662           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
15663         break;
15664
15665       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
15666       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
15667           && DECL_CONTEXT (decl)
15668           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
15669         break;
15670
15671       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
15672     }
15673
15674   return decl;
15675 }
15676
15677 /* Return the most specialized of the class template partial
15678    specializations of TMPL which can produce TYPE, a specialization of
15679    TMPL.  The value returned is actually a TREE_LIST; the TREE_TYPE is
15680    a _TYPE node corresponding to the partial specialization, while the
15681    TREE_PURPOSE is the set of template arguments that must be
15682    substituted into the TREE_TYPE in order to generate TYPE.
15683
15684    If the choice of partial specialization is ambiguous, a diagnostic
15685    is issued, and the error_mark_node is returned.  If there are no
15686    partial specializations of TMPL matching TYPE, then NULL_TREE is
15687    returned.  */
15688
15689 static tree
15690 most_specialized_class (tree type, tree tmpl)
15691 {
15692   tree list = NULL_TREE;
15693   tree t;
15694   tree champ;
15695   int fate;
15696   bool ambiguous_p;
15697   tree args;
15698   tree outer_args = NULL_TREE;
15699
15700   tmpl = most_general_template (tmpl);
15701   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
15702
15703   /* For determining which partial specialization to use, only the
15704      innermost args are interesting.  */
15705   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
15706     {
15707       outer_args = strip_innermost_template_args (args, 1);
15708       args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
15709     }
15710
15711   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
15712     {
15713       tree partial_spec_args;
15714       tree spec_args;
15715       tree parms = TREE_VALUE (t);
15716
15717       partial_spec_args = CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t));
15718       if (outer_args)
15719         {
15720           int i;
15721
15722           ++processing_template_decl;
15723
15724           /* Discard the outer levels of args, and then substitute in the
15725              template args from the enclosing class.  */
15726           partial_spec_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (partial_spec_args);
15727           partial_spec_args = tsubst_template_args
15728             (partial_spec_args, outer_args, tf_none, NULL_TREE);
15729
15730           /* PARMS already refers to just the innermost parms, but the
15731              template parms in partial_spec_args had their levels lowered
15732              by tsubst, so we need to do the same for the parm list.  We
15733              can't just tsubst the TREE_VEC itself, as tsubst wants to
15734              treat a TREE_VEC as an argument vector.  */
15735           parms = copy_node (parms);
15736           for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
15737             TREE_VEC_ELT (parms, i) =
15738               tsubst (TREE_VEC_ELT (parms, i), outer_args, tf_none, NULL_TREE);
15739
15740           --processing_template_decl;
15741         }
15742       spec_args = get_class_bindings (parms,
15743                                       partial_spec_args,
15744                                       args);
15745       if (spec_args)
15746         {
15747           if (outer_args)
15748             spec_args = add_to_template_args (outer_args, spec_args);
15749           list = tree_cons (spec_args, TREE_VALUE (t), list);
15750           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
15751         }
15752     }
15753
15754   if (! list)
15755     return NULL_TREE;
15756
15757   ambiguous_p = false;
15758   t = list;
15759   champ = t;
15760   t = TREE_CHAIN (t);
15761   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
15762     {
15763       fate = more_specialized_class (champ, t);
15764       if (fate == 1)
15765         ;
15766       else
15767         {
15768           if (fate == 0)
15769             {
15770               t = TREE_CHAIN (t);
15771               if (! t)
15772                 {
15773                   ambiguous_p = true;
15774                   break;
15775                 }
15776             }
15777           champ = t;
15778         }
15779     }
15780
15781   if (!ambiguous_p)
15782     for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
15783       {
15784         fate = more_specialized_class (champ, t);
15785         if (fate != 1)
15786           {
15787             ambiguous_p = true;
15788             break;
15789           }
15790       }
15791
15792   if (ambiguous_p)
15793     {
15794       const char *str;
15795       char *spaces = NULL;
15796       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
15797       str = TREE_CHAIN (list) ? _("candidates are:") : _("candidate is:");
15798       for (t = list; t; t = TREE_CHAIN (t))
15799         {
15800           error ("%s %+#T", spaces ? spaces : str, TREE_TYPE (t));
15801           spaces = spaces ? spaces : get_spaces (str);
15802         }
15803       free (spaces);
15804       return error_mark_node;
15805     }
15806
15807   return champ;
15808 }
15809
15810 /* Explicitly instantiate DECL.  */
15811
15812 void
15813 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
15814 {
15815   tree result = NULL_TREE;
15816   int extern_p = 0;
15817
15818   if (!decl || decl == error_mark_node)
15819     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
15820        an appropriate message.  */
15821     return;
15822   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
15823     {
15824       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
15825       return;
15826     }
15827   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
15828     {
15829       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
15830          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
15831          the latter, the DECL we get back will be marked as a
15832          template instantiation, and the appropriate
15833          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
15834          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
15835          should handle VAR_DECLs as it currently handles
15836          FUNCTION_DECLs.  */
15837       if (!DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
15838         {
15839           error ("%qD is not a static data member of a class template", decl);
15840           return;
15841         }
15842       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
15843       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
15844         {
15845           error ("no matching template for %qD found", decl);
15846           return;
15847         }
15848       if (!same_type_p (TREE_TYPE (result), TREE_TYPE (decl)))
15849         {
15850           error ("type %qT for explicit instantiation %qD does not match "
15851                  "declared type %qT", TREE_TYPE (result), decl,
15852                  TREE_TYPE (decl));
15853           return;
15854         }
15855     }
15856   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
15857     {
15858       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
15859       return;
15860     }
15861   else
15862     result = decl;
15863
15864   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
15865      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
15866      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
15867      until we get here.  */
15868
15869   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
15870     {
15871       /* DR 259 [temp.spec].
15872
15873          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
15874          specialization shall not appear in a program unless the explicit
15875          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
15876
15877          For a given set of template parameters, if an explicit
15878          instantiation of a template appears after a declaration of an
15879          explicit specialization for that template, the explicit
15880          instantiation has no effect.  */
15881       return;
15882     }
15883   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
15884     {
15885       /* [temp.spec]
15886
15887          No program shall explicitly instantiate any template more
15888          than once.
15889
15890          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
15891          the first instantiation was `extern' and the second is not,
15892          and EXTERN_P for the opposite case.  */
15893       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
15894         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
15895       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
15896          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
15897       if (extern_p)
15898         return;
15899     }
15900   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
15901     {
15902       error ("no matching template for %qD found", result);
15903       return;
15904     }
15905   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
15906     {
15907       permerror (input_location, "explicit instantiation of non-template %q#D", result);
15908       return;
15909     }
15910
15911   if (storage == NULL_TREE)
15912     ;
15913   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
15914     {
15915       if (!in_system_header && (cxx_dialect == cxx98))
15916         pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
15917                  "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on explicit "
15918                  "instantiations");
15919       extern_p = 1;
15920     }
15921   else
15922     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
15923
15924   check_explicit_instantiation_namespace (result);
15925   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
15926   if (! extern_p)
15927     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1,
15928                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
15929 }
15930
15931 static void
15932 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
15933 {
15934   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
15935   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
15936   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
15937   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
15938   if (! extern_p)
15939     {
15940       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
15941       rest_of_type_compilation (t, 1);
15942     }
15943 }
15944
15945 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
15946    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
15947 static void
15948 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
15949 {
15950   tree storage = *(tree *) data;
15951
15952   if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (entry->type)
15953       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
15954     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
15955 }
15956
15957 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
15958    (a member function or a static member variable) of an
15959    explicitly instantiated class template.  */
15960 static void
15961 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
15962 {
15963   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
15964   if (! extern_p)
15965     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1,
15966                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
15967 }
15968
15969 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
15970    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
15971    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
15972    since the standard is unclear (as detailed below).  */
15973
15974 void
15975 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
15976 {
15977   int extern_p = 0;
15978   int nomem_p = 0;
15979   int static_p = 0;
15980   int previous_instantiation_extern_p = 0;
15981
15982   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
15983     t = TREE_TYPE (t);
15984
15985   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
15986     {
15987       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
15988       return;
15989     }
15990
15991   complete_type (t);
15992
15993   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
15994     {
15995       if (complain & tf_error)
15996         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
15997                t);
15998       return;
15999     }
16000
16001   if (storage != NULL_TREE)
16002     {
16003       if (!in_system_header)
16004         {
16005           if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
16006             {
16007               if (cxx_dialect == cxx98)
16008                 pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
16009                          "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on "
16010                          "explicit instantiations");
16011             }
16012           else
16013             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
16014                      "ISO C++ forbids the use of %qE"
16015                      " on explicit instantiations", storage);
16016         }
16017
16018       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
16019         nomem_p = 1;
16020       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
16021         extern_p = 1;
16022       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
16023         static_p = 1;
16024       else
16025         {
16026           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
16027                  storage);
16028           extern_p = 0;
16029         }
16030     }
16031
16032   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
16033     {
16034       /* DR 259 [temp.spec].
16035
16036          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
16037          specialization shall not appear in a program unless the explicit
16038          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
16039
16040          For a given set of template parameters, if an explicit
16041          instantiation of a template appears after a declaration of an
16042          explicit specialization for that template, the explicit
16043          instantiation has no effect.  */
16044       return;
16045     }
16046   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
16047     {
16048       /* [temp.spec]
16049
16050          No program shall explicitly instantiate any template more
16051          than once.
16052
16053          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
16054          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
16055          These cases are OK.  */
16056       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
16057
16058       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
16059           && (complain & tf_error))
16060         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
16061
16062       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
16063       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
16064         return;
16065     }
16066
16067   check_explicit_instantiation_namespace (TYPE_NAME (t));
16068   mark_class_instantiated (t, extern_p);
16069
16070   if (nomem_p)
16071     return;
16072
16073   {
16074     tree tmp;
16075
16076     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
16077        declarations, and not the definitions, of members are
16078        instantiated, we have here:
16079
16080          [temp.explicit]
16081
16082          The explicit instantiation of a class template specialization
16083          implies the instantiation of all of its members not
16084          previously explicitly specialized in the translation unit
16085          containing the explicit instantiation.
16086
16087        Of course, we can't instantiate member template classes, since
16088        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
16089        is unclear on whether the instantiation of the members are
16090        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
16091        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
16092
16093     if (! static_p)
16094       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
16095         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
16096             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
16097           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
16098
16099     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
16100       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
16101         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
16102
16103     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
16104       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
16105                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
16106   }
16107 }
16108
16109 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
16110    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
16111    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
16112    should occur for DECL, not the most general template.
16113
16114    One reason for doing this is a scenario like this:
16115
16116      template <class T>
16117      void f(const T&, int i);
16118
16119      void g() { f(3, 7); }
16120
16121      template <class T>
16122      void f(const T& t, const int i) { }
16123
16124    Note that when the template is first instantiated, with
16125    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
16126    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
16127    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
16128
16129 static void
16130 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
16131 {
16132   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
16133      template.  */
16134   tree args;
16135   tree code_pattern;
16136
16137   args = DECL_TI_ARGS (decl);
16138   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
16139
16140   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
16141      correctly.  */
16142   push_access_scope (decl);
16143
16144   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
16145     {
16146       tree decl_parm;
16147       tree pattern_parm;
16148       tree specs;
16149       int args_depth;
16150       int parms_depth;
16151
16152       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
16153       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
16154       if (args_depth > parms_depth)
16155         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
16156
16157       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
16158                                               args, tf_error, NULL_TREE);
16159       if (specs)
16160         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
16161                                                     specs);
16162
16163       /* Merge parameter declarations.  */
16164       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
16165                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
16166       pattern_parm
16167         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
16168                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
16169       while (decl_parm && !FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
16170         {
16171           tree parm_type;
16172           tree attributes;
16173           
16174           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
16175             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
16176           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
16177                               NULL_TREE);
16178           parm_type = type_decays_to (parm_type);
16179           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
16180             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
16181           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
16182           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
16183             {
16184               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
16185               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
16186             }
16187           decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
16188           pattern_parm = TREE_CHAIN (pattern_parm);
16189         }
16190       /* Merge any parameters that match with the function parameter
16191          pack.  */
16192       if (pattern_parm && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
16193         {
16194           int i, len;
16195           tree expanded_types;
16196           /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
16197              the parameters in this function parameter pack.  */
16198           expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (pattern_parm), 
16199                                                  args, tf_error, NULL_TREE);
16200           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
16201           for (i = 0; i < len; i++)
16202             {
16203               tree parm_type;
16204               tree attributes;
16205           
16206               if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
16207                 /* Rename the parameter to include the index.  */
16208                 DECL_NAME (decl_parm) = 
16209                   make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (pattern_parm), i);
16210               parm_type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
16211               parm_type = type_decays_to (parm_type);
16212               if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
16213                 TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
16214               attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
16215               if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
16216                 {
16217                   DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
16218                   cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
16219                 }
16220               decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
16221             }
16222         }
16223       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
16224       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
16225           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
16226         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
16227     }
16228   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
16229     DECL_INITIAL (decl) =
16230       tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
16231                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl),
16232                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
16233   else
16234     gcc_unreachable ();
16235
16236   pop_access_scope (decl);
16237 }
16238
16239 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
16240    substituted to get DECL.  */
16241
16242 tree
16243 template_for_substitution (tree decl)
16244 {
16245   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
16246
16247   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
16248      for the instantiation.  This is not always the most general
16249      template.  Consider, for example:
16250
16251         template <class T>
16252         struct S { template <class U> void f();
16253                    template <> void f<int>(); };
16254
16255      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
16256      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
16257   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
16258             more general template.  */
16259          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
16260            /* We must also deal with friend templates.  Given:
16261
16262                 template <class T> struct S {
16263                   template <class U> friend void f() {};
16264                 };
16265
16266               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
16267               so far as the language is concerned, but that's still
16268               where we get the pattern for the instantiation from.  On
16269               other hand, if the definition comes outside the class, say:
16270
16271                 template <class T> struct S {
16272                   template <class U> friend void f();
16273                 };
16274                 template <class U> friend void f() {}
16275
16276               we don't need to look any further.  That's what the check for
16277               DECL_INITIAL is for.  */
16278           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
16279               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
16280               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
16281     {
16282       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
16283          were a definition, we should be using it!  Note that we
16284          cannot restructure the loop to just keep going until we find
16285          a template with a definition, since that might go too far if
16286          a specialization was declared, but not defined.  */
16287       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
16288                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
16289
16290       /* Fetch the more general template.  */
16291       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
16292     }
16293
16294   return tmpl;
16295 }
16296
16297 /* Returns true if we need to instantiate this template instance even if we
16298    know we aren't going to emit it..  */
16299
16300 bool
16301 always_instantiate_p (tree decl)
16302 {
16303   /* We always instantiate inline functions so that we can inline them.  An
16304      explicit instantiation declaration prohibits implicit instantiation of
16305      non-inline functions.  With high levels of optimization, we would
16306      normally inline non-inline functions -- but we're not allowed to do
16307      that for "extern template" functions.  Therefore, we check
16308      DECL_DECLARED_INLINE_P, rather than possibly_inlined_p.  */
16309   return ((TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
16310            && DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
16311           /* And we need to instantiate static data members so that
16312              their initializers are available in integral constant
16313              expressions.  */
16314           || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
16315               && DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (decl)));
16316 }
16317
16318 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
16319    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
16320    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
16321    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
16322    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
16323    explicitly instantiated class template.  */
16324
16325 tree
16326 instantiate_decl (tree d, int defer_ok,
16327                   bool expl_inst_class_mem_p)
16328 {
16329   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
16330   tree gen_args;
16331   tree args;
16332   tree td;
16333   tree code_pattern;
16334   tree spec;
16335   tree gen_tmpl;
16336   bool pattern_defined;
16337   int need_push;
16338   location_t saved_loc = input_location;
16339   bool external_p;
16340
16341   /* This function should only be used to instantiate templates for
16342      functions and static member variables.  */
16343   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
16344               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
16345
16346   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
16347      are instantiated right away.  That allows for better code in the
16348      case that an expression refers to the value of the variable --
16349      if the variable has a constant value the referring expression can
16350      take advantage of that fact.  */
16351   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
16352     defer_ok = 0;
16353
16354   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
16355      functions they cloned.  */
16356   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
16357     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
16358
16359   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d)
16360       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (d))
16361     /* D has already been instantiated or explicitly specialized, so
16362        there's nothing for us to do here.
16363
16364        It might seem reasonable to check whether or not D is an explicit
16365        instantiation, and, if so, stop here.  But when an explicit
16366        instantiation is deferred until the end of the compilation,
16367        DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is set, even though we still need to do
16368        the instantiation.  */
16369     return d;
16370
16371   /* Check to see whether we know that this template will be
16372      instantiated in some other file, as with "extern template"
16373      extension.  */
16374   external_p = (DECL_INTERFACE_KNOWN (d) && DECL_REALLY_EXTERN (d));
16375
16376   /* In general, we do not instantiate such templates.  */
16377   if (external_p && !always_instantiate_p (d))
16378     return d;
16379
16380   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
16381   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
16382
16383   if (tmpl != gen_tmpl)
16384     /* We should already have the extra args.  */
16385     gcc_assert (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl))
16386                 == TMPL_ARGS_DEPTH (gen_args));
16387   /* And what's in the hash table should match D.  */
16388   gcc_assert ((spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args, 0)) == d
16389               || spec == NULL_TREE);
16390
16391   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
16392   if (! push_tinst_level (d))
16393     return d;
16394
16395   timevar_push (TV_PARSE);
16396
16397   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
16398      for the instantiation.  */
16399   td = template_for_substitution (d);
16400   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
16401
16402   /* We should never be trying to instantiate a member of a class
16403      template or partial specialization.  */
16404   gcc_assert (d != code_pattern);
16405
16406   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
16407       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
16408     /* In the case of a friend template whose definition is provided
16409        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
16410        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
16411     args = get_innermost_template_args
16412       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
16413   else
16414     args = gen_args;
16415
16416   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
16417     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
16418   else
16419     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
16420
16421   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
16422   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
16423
16424   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
16425      the linkage of D, remember that a definition is available for
16426      this entity.  */
16427   if (pattern_defined
16428       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
16429       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
16430     mark_definable (d);
16431
16432   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
16433
16434   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
16435      and no definition is available, treat it like an implicit
16436      instantiation.  */
16437   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p
16438       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
16439     {
16440       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
16441       DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
16442       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
16443     }
16444
16445   /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
16446      about ignoring cv qualifiers.  Don't do this for artificial decls,
16447      as it breaks the context-sensitive substitution for lambda op(). */
16448   if (!defer_ok && !DECL_ARTIFICIAL (d))
16449     {
16450       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
16451       tree type = TREE_TYPE (gen);
16452
16453       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
16454          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
16455          right context.  */
16456       push_access_scope (d);
16457
16458       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
16459         {
16460           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_warning_or_error, d);
16461           tsubst_exception_specification (type, gen_args, tf_warning_or_error,
16462                                           d);
16463           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
16464              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
16465              The function arguments are the same as the decl_arguments
16466              without the top level cv qualifiers.  */
16467           type = TREE_TYPE (type);
16468         }
16469       tsubst (type, gen_args, tf_warning_or_error, d);
16470
16471       pop_access_scope (d);
16472     }
16473
16474   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
16475      forbidden from doing so.  */
16476   if (/* If there is no definition, we cannot instantiate the
16477          template.  */
16478       ! pattern_defined
16479       /* If it's OK to postpone instantiation, do so.  */
16480       || defer_ok
16481       /* If this is a static data member that will be defined
16482          elsewhere, we don't want to instantiate the entire data
16483          member, but we do want to instantiate the initializer so that
16484          we can substitute that elsewhere.  */
16485       || (external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
16486     {
16487       /* The definition of the static data member is now required so
16488          we must substitute the initializer.  */
16489       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
16490           && !DECL_INITIAL (d)
16491           && DECL_INITIAL (code_pattern))
16492         {
16493           tree ns;
16494           tree init;
16495
16496           ns = decl_namespace_context (d);
16497           push_nested_namespace (ns);
16498           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
16499           init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern),
16500                               args,
16501                               tf_warning_or_error, NULL_TREE,
16502                               /*integral_constant_expression_p=*/false);
16503           cp_finish_decl (d, init, /*init_const_expr_p=*/false,
16504                           /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
16505                           LOOKUP_ONLYCONVERTING);
16506           pop_nested_class ();
16507           pop_nested_namespace (ns);
16508         }
16509
16510       /* We restore the source position here because it's used by
16511          add_pending_template.  */
16512       input_location = saved_loc;
16513
16514       if (at_eof && !pattern_defined
16515           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d)
16516           && DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
16517         /* [temp.explicit]
16518
16519            The definition of a non-exported function template, a
16520            non-exported member function template, or a non-exported
16521            member function or static data member of a class template
16522            shall be present in every translation unit in which it is
16523            explicitly instantiated.  */
16524         permerror (input_location,  "explicit instantiation of %qD "
16525                    "but no definition available", d);
16526
16527       /* ??? Historically, we have instantiated inline functions, even
16528          when marked as "extern template".  */
16529       if (!(external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
16530         add_pending_template (d);
16531       goto out;
16532     }
16533   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
16534      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
16535   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
16536     {
16537       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
16538          requested instantiation in the PCH it is still possible that
16539          an instantiation will be required in a file that includes the
16540          PCH.  */
16541       if (pch_file)
16542         add_pending_template (d);
16543       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
16544          job, even though we'll not be emitting a copy of this
16545          function.  */
16546       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && possibly_inlined_p (d)))
16547         goto out;
16548     }
16549
16550   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
16551   if (need_push)
16552     push_to_top_level ();
16553
16554   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
16555      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
16556   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
16557
16558   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
16559      by a subsequent redeclaration.  */
16560   regenerate_decl_from_template (d, td);
16561
16562   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
16563      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
16564   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
16565
16566   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
16567     {
16568       tree init;
16569
16570       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
16571          since we've reset the type of the declaration.  */
16572       SET_DECL_RTL (d, NULL_RTX);
16573       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
16574
16575       /* The initializer is placed in DECL_INITIAL by
16576          regenerate_decl_from_template.  Pull it out so that
16577          cp_finish_decl can process it.  */
16578       init = DECL_INITIAL (d);
16579       DECL_INITIAL (d) = NULL_TREE;
16580       DECL_INITIALIZED_P (d) = 0;
16581
16582       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
16583          initializer.  That function will defer actual emission until
16584          we have a chance to determine linkage.  */
16585       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
16586
16587       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
16588       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
16589       cp_finish_decl (d, init, false, NULL_TREE, 0);
16590       pop_nested_class ();
16591     }
16592   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
16593     {
16594       htab_t saved_local_specializations;
16595       tree subst_decl;
16596       tree tmpl_parm;
16597       tree spec_parm;
16598
16599       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
16600          template from within the body of another.  */
16601       saved_local_specializations = local_specializations;
16602
16603       /* Set up the list of local specializations.  */
16604       local_specializations = htab_create (37,
16605                                            hash_local_specialization,
16606                                            eq_local_specializations,
16607                                            NULL);
16608
16609       /* Set up context.  */
16610       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
16611
16612       /* Create substitution entries for the parameters.  */
16613       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
16614       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
16615       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
16616       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
16617         {
16618           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
16619           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
16620           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
16621         }
16622       while (tmpl_parm && !FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (tmpl_parm))
16623         {
16624           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
16625           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
16626           spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm);
16627         }
16628       if (tmpl_parm && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (tmpl_parm))
16629         {
16630           /* Register the (value) argument pack as a specialization of
16631              TMPL_PARM, then move on.  */
16632           tree argpack = make_fnparm_pack (spec_parm);
16633           register_local_specialization (argpack, tmpl_parm);
16634           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
16635           spec_parm = NULL_TREE;
16636         }
16637       gcc_assert (!spec_parm);
16638
16639       /* Substitute into the body of the function.  */
16640       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
16641                    tf_warning_or_error, tmpl,
16642                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
16643
16644       /* Set the current input_location to the end of the function
16645          so that finish_function knows where we are.  */
16646       input_location = DECL_STRUCT_FUNCTION (code_pattern)->function_end_locus;
16647
16648       /* We don't need the local specializations any more.  */
16649       htab_delete (local_specializations);
16650       local_specializations = saved_local_specializations;
16651
16652       /* Finish the function.  */
16653       d = finish_function (0);
16654       expand_or_defer_fn (d);
16655     }
16656
16657   /* We're not deferring instantiation any more.  */
16658   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
16659
16660   if (need_push)
16661     pop_from_top_level ();
16662
16663 out:
16664   input_location = saved_loc;
16665   pop_deferring_access_checks ();
16666   pop_tinst_level ();
16667
16668   timevar_pop (TV_PARSE);
16669
16670   return d;
16671 }
16672
16673 /* Run through the list of templates that we wish we could
16674    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
16675    number of times we retry pending template instantiation.  */
16676
16677 void
16678 instantiate_pending_templates (int retries)
16679 {
16680   int reconsider;
16681   location_t saved_loc = input_location;
16682
16683   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
16684      may require further template instantiations.  We place a limit here
16685      to avoid infinite loop.  */
16686   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
16687     {
16688       tree decl = pending_templates->tinst->decl;
16689
16690       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
16691              " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
16692              " (use -ftemplate-depth-NN to increase the maximum)",
16693              max_tinst_depth, decl);
16694       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
16695         /* Pretend that we defined it.  */
16696         DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
16697       return;
16698     }
16699
16700   do
16701     {
16702       struct pending_template **t = &pending_templates;
16703       struct pending_template *last = NULL;
16704       reconsider = 0;
16705       while (*t)
16706         {
16707           tree instantiation = reopen_tinst_level ((*t)->tinst);
16708           bool complete = false;
16709
16710           if (TYPE_P (instantiation))
16711             {
16712               tree fn;
16713
16714               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
16715                 {
16716                   instantiate_class_template (instantiation);
16717                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
16718                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
16719                          fn;
16720                          fn = TREE_CHAIN (fn))
16721                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
16722                         instantiate_decl (fn,
16723                                           /*defer_ok=*/0,
16724                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
16725                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
16726                     reconsider = 1;
16727                 }
16728
16729               complete = COMPLETE_TYPE_P (instantiation);
16730             }
16731           else
16732             {
16733               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
16734                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
16735                 {
16736                   instantiation
16737                     = instantiate_decl (instantiation,
16738                                         /*defer_ok=*/0,
16739                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
16740                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
16741                     reconsider = 1;
16742                 }
16743
16744               complete = (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
16745                           || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation));
16746             }
16747
16748           if (complete)
16749             /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
16750                need to consider it again in the future.  */
16751             *t = (*t)->next;
16752           else
16753             {
16754               last = *t;
16755               t = &(*t)->next;
16756             }
16757           tinst_depth = 0;
16758           current_tinst_level = NULL;
16759         }
16760       last_pending_template = last;
16761     }
16762   while (reconsider);
16763
16764   input_location = saved_loc;
16765 }
16766
16767 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
16768    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
16769    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
16770    instantiate_decl.  */
16771
16772 static tree
16773 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
16774 {
16775   tree inits = NULL_TREE;
16776
16777   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
16778     {
16779       tree decl;
16780       tree init;
16781       tree expanded_bases = NULL_TREE;
16782       tree expanded_arguments = NULL_TREE;
16783       int i, len = 1;
16784
16785       if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (t)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
16786         {
16787           tree expr;
16788           tree arg;
16789
16790           /* Expand the base class expansion type into separate base
16791              classes.  */
16792           expanded_bases = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), argvec,
16793                                                  tf_warning_or_error,
16794                                                  NULL_TREE);
16795           if (expanded_bases == error_mark_node)
16796             continue;
16797           
16798           /* We'll be building separate TREE_LISTs of arguments for
16799              each base.  */
16800           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
16801           expanded_arguments = make_tree_vec (len);
16802           for (i = 0; i < len; i++)
16803             TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = NULL_TREE;
16804
16805           /* Build a dummy EXPR_PACK_EXPANSION that will be used to
16806              expand each argument in the TREE_VALUE of t.  */
16807           expr = make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
16808           PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (expr) =
16809             PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (TREE_PURPOSE (t));
16810
16811           if (TREE_VALUE (t) == void_type_node)
16812             /* VOID_TYPE_NODE is used to indicate
16813                value-initialization.  */
16814             {
16815               for (i = 0; i < len; i++)
16816                 TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = void_type_node;
16817             }
16818           else
16819             {
16820               /* Substitute parameter packs into each argument in the
16821                  TREE_LIST.  */
16822               in_base_initializer = 1;
16823               for (arg = TREE_VALUE (t); arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
16824                 {
16825                   tree expanded_exprs;
16826
16827                   /* Expand the argument.  */
16828                   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (expr, TREE_VALUE (arg));
16829                   expanded_exprs 
16830                     = tsubst_pack_expansion (expr, argvec,
16831                                              tf_warning_or_error,
16832                                              NULL_TREE);
16833                   if (expanded_exprs == error_mark_node)
16834                     continue;
16835
16836                   /* Prepend each of the expanded expressions to the
16837                      corresponding TREE_LIST in EXPANDED_ARGUMENTS.  */
16838                   for (i = 0; i < len; i++)
16839                     {
16840                       TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
16841                         tree_cons (NULL_TREE, 
16842                                    TREE_VEC_ELT (expanded_exprs, i),
16843                                    TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
16844                     }
16845                 }
16846               in_base_initializer = 0;
16847
16848               /* Reverse all of the TREE_LISTs in EXPANDED_ARGUMENTS,
16849                  since we built them backwards.  */
16850               for (i = 0; i < len; i++)
16851                 {
16852                   TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
16853                     nreverse (TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
16854                 }
16855             }
16856         }
16857
16858       for (i = 0; i < len; ++i)
16859         {
16860           if (expanded_bases)
16861             {
16862               decl = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, i);
16863               decl = expand_member_init (decl);
16864               init = TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i);
16865             }
16866           else
16867             {
16868               decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, 
16869                                   tf_warning_or_error, NULL_TREE);
16870
16871               decl = expand_member_init (decl);
16872               if (decl && !DECL_P (decl))
16873                 in_base_initializer = 1;
16874
16875               init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, 
16876                                   tf_warning_or_error, NULL_TREE,
16877                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
16878               in_base_initializer = 0;
16879             }
16880
16881           if (decl)
16882             {
16883               init = build_tree_list (decl, init);
16884               TREE_CHAIN (init) = inits;
16885               inits = init;
16886             }
16887         }
16888     }
16889   return inits;
16890 }
16891
16892 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
16893
16894 static void
16895 set_current_access_from_decl (tree decl)
16896 {
16897   if (TREE_PRIVATE (decl))
16898     current_access_specifier = access_private_node;
16899   else if (TREE_PROTECTED (decl))
16900     current_access_specifier = access_protected_node;
16901   else
16902     current_access_specifier = access_public_node;
16903 }
16904
16905 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
16906    is the instantiation (which should have been created with
16907    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
16908
16909 static void
16910 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
16911 {
16912   tree e;
16913
16914   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
16915     {
16916       tree value;
16917       tree decl;
16918
16919       decl = TREE_VALUE (e);
16920       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
16921          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
16922       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
16923                            args, tf_warning_or_error, NULL_TREE,
16924                            /*integral_constant_expression_p=*/true);
16925
16926       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
16927       set_current_access_from_decl (decl);
16928
16929       /* Actually build the enumerator itself.  */
16930       build_enumerator (DECL_NAME (decl), value, newtag);
16931     }
16932
16933   finish_enum (newtag);
16934   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
16935     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
16936 }
16937
16938 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
16939    its type -- but without substituting the innermost set of template
16940    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
16941    the type.  */
16942
16943 tree
16944 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
16945 {
16946   tree fn_type;
16947   tree tmpl;
16948   tree targs;
16949   tree tparms;
16950   int parm_depth;
16951
16952   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
16953   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
16954   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
16955   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
16956
16957   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
16958      of parameters.  */
16959   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
16960
16961   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
16962
16963   if (parm_depth == 1)
16964     /* No substitution is necessary.  */
16965     ;
16966   else
16967     {
16968       int i, save_access_control;
16969       tree partial_args;
16970
16971       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
16972          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
16973       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
16974       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
16975         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
16976                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
16977       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
16978                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
16979                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
16980
16981       /* Disable access control as this function is used only during
16982          name-mangling.  */
16983       save_access_control = flag_access_control;
16984       flag_access_control = 0;
16985
16986       ++processing_template_decl;
16987       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
16988          appropriate function type.  */
16989       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
16990       --processing_template_decl;
16991
16992       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
16993          innermost set of parameters.  This step is important if the
16994          innermost set of template parameters contains value
16995          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
16996       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
16997       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
16998
16999       flag_access_control = save_access_control;
17000     }
17001
17002   return fn_type;
17003 }
17004
17005 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
17006    the last one involved in diagnostics.  */
17007 int
17008 problematic_instantiation_changed (void)
17009 {
17010   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
17011 }
17012
17013 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
17014 void
17015 record_last_problematic_instantiation (void)
17016 {
17017   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
17018 }
17019
17020 struct tinst_level *
17021 current_instantiation (void)
17022 {
17023   return current_tinst_level;
17024 }
17025
17026 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
17027    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
17028    warning messages under control of COMPLAIN.  */
17029
17030 static int
17031 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
17032 {
17033   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
17034     return 0;
17035   else if (POINTER_TYPE_P (type))
17036     return 0;
17037   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
17038     return 0;
17039   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
17040     return 0;
17041   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
17042     return 0;
17043
17044   if (complain & tf_error)
17045     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
17046   return 1;
17047 }
17048
17049 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
17050    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
17051
17052 static bool
17053 dependent_type_p_r (tree type)
17054 {
17055   tree scope;
17056
17057   /* [temp.dep.type]
17058
17059      A type is dependent if it is:
17060
17061      -- a template parameter. Template template parameters are types
17062         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
17063         them here.  */
17064   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
17065       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17066     return true;
17067   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
17068         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
17069         names a dependent type.  */
17070   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
17071     return true;
17072   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
17073         dependent.  */
17074   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
17075   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
17076   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
17077     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
17078             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
17079                                            (type)));
17080   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
17081            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
17082     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
17083   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
17084            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
17085     {
17086       tree arg_type;
17087
17088       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
17089         return true;
17090       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
17091            arg_type;
17092            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
17093         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
17094           return true;
17095       return false;
17096     }
17097   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
17098         size is specified by a constant expression that is
17099         value-dependent.  */
17100   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
17101     {
17102       if (TYPE_DOMAIN (type)
17103           && dependent_type_p (TYPE_DOMAIN (type)))
17104         return true;
17105       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
17106     }
17107   else if (TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
17108            && !TREE_CONSTANT (TYPE_MAX_VALUE (type)))
17109     {
17110       /* If this is the TYPE_DOMAIN of an array type, consider it
17111          dependent.  We already checked for value-dependence in
17112          compute_array_index_type.  */
17113       return type_dependent_expression_p (TYPE_MAX_VALUE (type));
17114     }
17115
17116   /* -- a template-id in which either the template name is a template
17117      parameter ...  */
17118   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17119     return true;
17120   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
17121         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
17122   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
17123            && (any_dependent_template_arguments_p
17124                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
17125     return true;
17126
17127   /* All TYPEOF_TYPEs and DECLTYPE_TYPEs are dependent; if the
17128      argument of the `typeof' expression is not type-dependent, then
17129      it should already been have resolved.  */
17130   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE
17131       || TREE_CODE (type) == DECLTYPE_TYPE)
17132     return true;
17133
17134   /* A template argument pack is dependent if any of its packed
17135      arguments are.  */
17136   if (TREE_CODE (type) == TYPE_ARGUMENT_PACK)
17137     {
17138       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (type);
17139       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
17140       for (i = 0; i < len; ++i)
17141         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
17142           return true;
17143     }
17144
17145   /* All TYPE_PACK_EXPANSIONs are dependent, because parameter packs must
17146      be template parameters.  */
17147   if (TREE_CODE (type) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17148     return true;
17149
17150   /* The standard does not specifically mention types that are local
17151      to template functions or local classes, but they should be
17152      considered dependent too.  For example:
17153
17154        template <int I> void f() {
17155          enum E { a = I };
17156          S<sizeof (E)> s;
17157        }
17158
17159      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
17160      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
17161   scope = TYPE_CONTEXT (type);
17162   if (scope && TYPE_P (scope))
17163     return dependent_type_p (scope);
17164   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
17165     return type_dependent_expression_p (scope);
17166
17167   /* Other types are non-dependent.  */
17168   return false;
17169 }
17170
17171 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
17172    [temp.dep.type].  */
17173
17174 bool
17175 dependent_type_p (tree type)
17176 {
17177   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
17178      any dependent types.  */
17179   if (!processing_template_decl)
17180     {
17181       /* If we are not processing a template, then nobody should be
17182          providing us with a dependent type.  */
17183       gcc_assert (type);
17184       gcc_assert (TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM || is_auto (type));
17185       return false;
17186     }
17187
17188   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
17189      in question; in that case, the type is dependent.  */
17190   if (!type)
17191     return true;
17192
17193   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
17194   if (type == error_mark_node)
17195     return false;
17196
17197   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
17198      do so now.  */
17199   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
17200     {
17201       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
17202       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
17203     }
17204
17205   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
17206 }
17207
17208 /* Returns TRUE if SCOPE is a dependent scope, in which we can't do any
17209    lookup.  In other words, a dependent type that is not the current
17210    instantiation.  */
17211
17212 bool
17213 dependent_scope_p (tree scope)
17214 {
17215   return (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
17216           && !currently_open_class (scope));
17217 }
17218
17219 /* Returns TRUE if EXPRESSION is dependent, according to CRITERION.  */
17220
17221 static bool
17222 dependent_scope_ref_p (tree expression, bool criterion (tree))
17223 {
17224   tree scope;
17225   tree name;
17226
17227   gcc_assert (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF);
17228
17229   if (!TYPE_P (TREE_OPERAND (expression, 0)))
17230     return true;
17231
17232   scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
17233   name = TREE_OPERAND (expression, 1);
17234
17235   /* [temp.dep.expr]
17236
17237      An id-expression is type-dependent if it contains a
17238      nested-name-specifier that contains a class-name that names a
17239      dependent type.  */
17240   /* The suggested resolution to Core Issue 224 implies that if the
17241      qualifying type is the current class, then we must peek
17242      inside it.  */
17243   if (DECL_P (name)
17244       && currently_open_class (scope)
17245       && !criterion (name))
17246     return false;
17247   if (dependent_type_p (scope))
17248     return true;
17249
17250   return false;
17251 }
17252
17253 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
17254    [temp.dep.constexpr].  EXPRESSION is already known to be a constant
17255    expression.  */
17256
17257 bool
17258 value_dependent_expression_p (tree expression)
17259 {
17260   if (!processing_template_decl)
17261     return false;
17262
17263   /* A name declared with a dependent type.  */
17264   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
17265     return true;
17266
17267   switch (TREE_CODE (expression))
17268     {
17269     case IDENTIFIER_NODE:
17270       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
17271       return true;
17272
17273     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
17274       /* A non-type template parm.  */
17275       return true;
17276
17277     case CONST_DECL:
17278       /* A non-type template parm.  */
17279       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
17280         return true;
17281       return value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression));
17282
17283     case VAR_DECL:
17284        /* A constant with integral or enumeration type and is initialized
17285           with an expression that is value-dependent.  */
17286       if (DECL_INITIAL (expression)
17287           && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
17288           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
17289         return true;
17290       return false;
17291
17292     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
17293     case STATIC_CAST_EXPR:
17294     case CONST_CAST_EXPR:
17295     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
17296     case CAST_EXPR:
17297       /* These expressions are value-dependent if the type to which
17298          the cast occurs is dependent or the expression being casted
17299          is value-dependent.  */
17300       {
17301         tree type = TREE_TYPE (expression);
17302
17303         if (dependent_type_p (type))
17304           return true;
17305
17306         /* A functional cast has a list of operands.  */
17307         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
17308         if (!expression)
17309           {
17310             /* If there are no operands, it must be an expression such
17311                as "int()". This should not happen for aggregate types
17312                because it would form non-constant expressions.  */
17313             gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
17314
17315             return false;
17316           }
17317
17318         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
17319           return any_value_dependent_elements_p (expression);
17320
17321         return value_dependent_expression_p (expression);
17322       }
17323
17324     case SIZEOF_EXPR:
17325     case ALIGNOF_EXPR:
17326       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
17327          type-dependent or is a pack expansion.  */
17328       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
17329       if (PACK_EXPANSION_P (expression))
17330         return true;
17331       else if (TYPE_P (expression))
17332         return dependent_type_p (expression);
17333       return type_dependent_expression_p (expression);
17334
17335     case SCOPE_REF:
17336       return dependent_scope_ref_p (expression, value_dependent_expression_p);
17337
17338     case COMPONENT_REF:
17339       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
17340               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
17341
17342     case CALL_EXPR:
17343       /* A CALL_EXPR may appear in a constant expression if it is a
17344          call to a builtin function, e.g., __builtin_constant_p.  All
17345          such calls are value-dependent.  */
17346       return true;
17347
17348     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
17349       /* A NONTYPE_ARGUMENT_PACK is value-dependent if any packed argument
17350          is value-dependent.  */
17351       {
17352         tree values = ARGUMENT_PACK_ARGS (expression);
17353         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (values);
17354         
17355         for (i = 0; i < len; ++i)
17356           if (value_dependent_expression_p (TREE_VEC_ELT (values, i)))
17357             return true;
17358         
17359         return false;
17360       }
17361
17362     case TRAIT_EXPR:
17363       {
17364         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (expression);
17365         return (dependent_type_p (TRAIT_EXPR_TYPE1 (expression))
17366                 || (type2 ? dependent_type_p (type2) : false));
17367       }
17368
17369     case MODOP_EXPR:
17370       return ((value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
17371               || (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 2))));
17372
17373     default:
17374       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
17375          value-dependent.  */
17376       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
17377         {
17378         case tcc_reference:
17379         case tcc_unary:
17380           return (value_dependent_expression_p
17381                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
17382
17383         case tcc_comparison:
17384         case tcc_binary:
17385           return ((value_dependent_expression_p
17386                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
17387                   || (value_dependent_expression_p
17388                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
17389
17390         case tcc_expression:
17391         case tcc_vl_exp:
17392           {
17393             int i;
17394             for (i = 0; i < TREE_OPERAND_LENGTH (expression); ++i)
17395               /* In some cases, some of the operands may be missing.
17396                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
17397                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
17398                  make the expression dependent.  */
17399               if (TREE_OPERAND (expression, i)
17400                   && (value_dependent_expression_p
17401                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
17402                 return true;
17403             return false;
17404           }
17405
17406         default:
17407           break;
17408         }
17409     }
17410
17411   /* The expression is not value-dependent.  */
17412   return false;
17413 }
17414
17415 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
17416    [temp.dep.expr].  */
17417
17418 bool
17419 type_dependent_expression_p (tree expression)
17420 {
17421   if (!processing_template_decl)
17422     return false;
17423
17424   if (expression == error_mark_node)
17425     return false;
17426
17427   /* An unresolved name is always dependent.  */
17428   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE
17429       || TREE_CODE (expression) == USING_DECL)
17430     return true;
17431
17432   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
17433   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
17434       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
17435       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
17436       || TREE_CODE (expression) == TRAIT_EXPR
17437       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
17438       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
17439       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
17440       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
17441     return false;
17442
17443   /* The types of these expressions depends only on the type to which
17444      the cast occurs.  */
17445   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
17446       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
17447       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
17448       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
17449       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
17450     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
17451
17452   /* The types of these expressions depends only on the type created
17453      by the expression.  */
17454   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
17455       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
17456     {
17457       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
17458          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
17459          operand 1.  */
17460       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
17461       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
17462         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
17463            as well.  */
17464         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
17465                || value_dependent_expression_p
17466                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
17467       else
17468         return dependent_type_p (type);
17469     }
17470
17471   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF
17472       && dependent_scope_ref_p (expression,
17473                                 type_dependent_expression_p))
17474     return true;
17475
17476   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
17477       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
17478       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
17479       && (any_dependent_template_arguments_p
17480           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
17481     return true;
17482
17483   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
17484       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
17485     return false;
17486
17487   if (TREE_CODE (expression) == STMT_EXPR)
17488     expression = stmt_expr_value_expr (expression);
17489
17490   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (expression))
17491     {
17492       tree elt;
17493       unsigned i;
17494
17495       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (expression), i, elt)
17496         {
17497           if (type_dependent_expression_p (elt))
17498             return true;
17499         }
17500       return false;
17501     }
17502
17503   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
17504     {
17505       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
17506         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
17507       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
17508           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
17509         {
17510           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
17511             return true;
17512           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
17513           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
17514             return false;
17515         }
17516       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
17517       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
17518         return false;
17519
17520       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
17521         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
17522
17523       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
17524         {
17525           if (any_dependent_template_arguments_p
17526               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
17527             return true;
17528           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
17529         }
17530       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
17531                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
17532
17533       while (expression)
17534         {
17535           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
17536             return true;
17537           expression = OVL_NEXT (expression);
17538         }
17539       return false;
17540     }
17541
17542   gcc_assert (TREE_CODE (expression) != TYPE_DECL);
17543
17544   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
17545 }
17546
17547 /* Like type_dependent_expression_p, but it also works while not processing
17548    a template definition, i.e. during substitution or mangling.  */
17549
17550 bool
17551 type_dependent_expression_p_push (tree expr)
17552 {
17553   bool b;
17554   ++processing_template_decl;
17555   b = type_dependent_expression_p (expr);
17556   --processing_template_decl;
17557   return b;
17558 }
17559
17560 /* Returns TRUE if ARGS contains a type-dependent expression.  */
17561
17562 bool
17563 any_type_dependent_arguments_p (const VEC(tree,gc) *args)
17564 {
17565   unsigned int i;
17566   tree arg;
17567
17568   for (i = 0; VEC_iterate (tree, args, i, arg); ++i)
17569     {
17570       if (type_dependent_expression_p (arg))
17571         return true;
17572     }
17573   return false;
17574 }
17575
17576 /* Returns TRUE if LIST (a TREE_LIST whose TREE_VALUEs are
17577    expressions) contains any value-dependent expressions.  */
17578
17579 bool
17580 any_value_dependent_elements_p (const_tree list)
17581 {
17582   for (; list; list = TREE_CHAIN (list))
17583     if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (list)))
17584       return true;
17585
17586   return false;
17587 }
17588
17589 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
17590
17591 bool
17592 dependent_template_arg_p (tree arg)
17593 {
17594   if (!processing_template_decl)
17595     return false;
17596
17597   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
17598       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17599     return dependent_template_p (arg);
17600   else if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
17601     {
17602       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
17603       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
17604       for (i = 0; i < len; ++i)
17605         {
17606           if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
17607             return true;
17608         }
17609
17610       return false;
17611     }
17612   else if (TYPE_P (arg))
17613     return dependent_type_p (arg);
17614   else
17615     return (type_dependent_expression_p (arg)
17616             || value_dependent_expression_p (arg));
17617 }
17618
17619 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
17620    any types that require structural equality testing.  */
17621
17622 bool
17623 any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree args)
17624 {
17625   int i;
17626   int j;
17627
17628   if (!args)
17629     return false;
17630   if (args == error_mark_node)
17631     return true;
17632
17633   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
17634     {
17635       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
17636       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
17637         {
17638           tree arg = TREE_VEC_ELT (level, j);
17639           tree packed_args = NULL_TREE;
17640           int k, len = 1;
17641
17642           if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
17643             {
17644               /* Look inside the argument pack.  */
17645               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
17646               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
17647             }
17648
17649           for (k = 0; k < len; ++k)
17650             {
17651               if (packed_args)
17652                 arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, k);
17653
17654               if (error_operand_p (arg))
17655                 return true;
17656               else if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
17657                        || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17658                 continue;
17659               else if (TYPE_P (arg) && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (arg))
17660                 return true;
17661               else if (!TYPE_P (arg) && TREE_TYPE (arg)
17662                        && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (TREE_TYPE (arg)))
17663                 return true;
17664             }
17665         }
17666     }
17667
17668   return false;
17669 }
17670
17671 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
17672    any dependent arguments.  */
17673
17674 bool
17675 any_dependent_template_arguments_p (const_tree args)
17676 {
17677   int i;
17678   int j;
17679
17680   if (!args)
17681     return false;
17682   if (args == error_mark_node)
17683     return true;
17684
17685   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
17686     {
17687       const_tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
17688       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
17689         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
17690           return true;
17691     }
17692
17693   return false;
17694 }
17695
17696 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
17697
17698 bool
17699 dependent_template_p (tree tmpl)
17700 {
17701   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
17702     {
17703       while (tmpl)
17704         {
17705           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
17706             return true;
17707           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
17708         }
17709       return false;
17710     }
17711
17712   /* Template template parameters are dependent.  */
17713   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
17714       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17715     return true;
17716   /* So are names that have not been looked up.  */
17717   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
17718       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
17719     return true;
17720   /* So are member templates of dependent classes.  */
17721   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
17722     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
17723   return false;
17724 }
17725
17726 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
17727
17728 bool
17729 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
17730 {
17731   return (dependent_template_p (tmpl)
17732           || any_dependent_template_arguments_p (args));
17733 }
17734
17735 /* Returns TRUE if OMP_FOR with DECLV, INITV, CONDV and INCRV vectors
17736    is dependent.  */
17737
17738 bool
17739 dependent_omp_for_p (tree declv, tree initv, tree condv, tree incrv)
17740 {
17741   int i;
17742
17743   if (!processing_template_decl)
17744     return false;
17745
17746   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (declv); i++)
17747     {
17748       tree decl = TREE_VEC_ELT (declv, i);
17749       tree init = TREE_VEC_ELT (initv, i);
17750       tree cond = TREE_VEC_ELT (condv, i);
17751       tree incr = TREE_VEC_ELT (incrv, i);
17752
17753       if (type_dependent_expression_p (decl))
17754         return true;
17755
17756       if (init && type_dependent_expression_p (init))
17757         return true;
17758
17759       if (type_dependent_expression_p (cond))
17760         return true;
17761
17762       if (COMPARISON_CLASS_P (cond)
17763           && (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 0))
17764               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 1))))
17765         return true;
17766
17767       if (TREE_CODE (incr) == MODOP_EXPR)
17768         {
17769           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0))
17770               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 2)))
17771             return true;
17772         }
17773       else if (type_dependent_expression_p (incr))
17774         return true;
17775       else if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
17776         {
17777           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0)))
17778             return true;
17779           else if (BINARY_CLASS_P (TREE_OPERAND (incr, 1)))
17780             {
17781               tree t = TREE_OPERAND (incr, 1);
17782               if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 0))
17783                   || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 1)))
17784                 return true;
17785             }
17786         }
17787     }
17788
17789   return false;
17790 }
17791
17792 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
17793    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns the original TYPENAME_TYPE if
17794    no such TYPE can be found.  Note that this function peers inside
17795    uninstantiated templates and therefore should be used only in
17796    extremely limited situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this
17797    peering to the currently open classes hierarchy (which is required
17798    when comparing types).  */
17799
17800 tree
17801 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
17802 {
17803   tree scope;
17804   tree name;
17805   tree decl;
17806   int quals;
17807   tree pushed_scope;
17808   tree result;
17809
17810   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
17811
17812   scope = TYPE_CONTEXT (type);
17813   /* Usually the non-qualified identifier of a TYPENAME_TYPE is
17814      TYPE_IDENTIFIER (type). But when 'type' is a typedef variant of
17815      a TYPENAME_TYPE node, then TYPE_NAME (type) is set to the TYPE_DECL representing
17816      the typedef. In that case TYPE_IDENTIFIER (type) is not the non-qualified
17817      identifier  of the TYPENAME_TYPE anymore.
17818      So by getting the TYPE_IDENTIFIER of the _main declaration_ of the
17819      TYPENAME_TYPE instead, we avoid messing up with a possible
17820      typedef variant case.  */
17821   name = TYPE_IDENTIFIER (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
17822
17823   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
17824      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
17825   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
17826     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
17827   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
17828      TYPENAME_TYPE.  */
17829   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
17830     return type;
17831   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
17832      resolving the name.  */
17833   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
17834     return type;
17835   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
17836      to look inside it.  */
17837   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
17838     return type;
17839   /* If this is a typedef, we don't want to look inside (c++/11987).  */
17840   if (typedef_variant_p (type))
17841     return type;
17842   /* If SCOPE isn't the template itself, it will not have a valid
17843      TYPE_FIELDS list.  */
17844   if (same_type_p (scope, CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope)))
17845     /* scope is either the template itself or a compatible instantiation
17846        like X<T>, so look up the name in the original template.  */
17847     scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
17848   else
17849     /* scope is a partial instantiation, so we can't do the lookup or we
17850        will lose the template arguments.  */
17851     return type;
17852   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
17853      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
17854      longer be considered a dependent type.  */
17855   pushed_scope = push_scope (scope);
17856   /* Look up the declaration.  */
17857   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
17858
17859   result = NULL_TREE;
17860   
17861   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
17862      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
17863   if (!decl)
17864     /*nop*/;
17865   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
17866            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
17867     {
17868       result = TREE_TYPE (decl);
17869       if (result == error_mark_node)
17870         result = NULL_TREE;
17871     }
17872   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
17873            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
17874     {
17875       tree tmpl;
17876       tree args;
17877       /* Obtain the template and the arguments.  */
17878       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
17879       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
17880       /* Instantiate the template.  */
17881       result = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
17882                                       /*entering_scope=*/0,
17883                                       tf_error | tf_user);
17884       if (result == error_mark_node)
17885         result = NULL_TREE;
17886     }
17887   
17888   /* Leave the SCOPE.  */
17889   if (pushed_scope)
17890     pop_scope (pushed_scope);
17891
17892   /* If we failed to resolve it, return the original typename.  */
17893   if (!result)
17894     return type;
17895   
17896   /* If lookup found a typename type, resolve that too.  */
17897   if (TREE_CODE (result) == TYPENAME_TYPE && !TYPENAME_IS_RESOLVING_P (result))
17898     {
17899       /* Ill-formed programs can cause infinite recursion here, so we
17900          must catch that.  */
17901       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 1;
17902       result = resolve_typename_type (result, only_current_p);
17903       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 0;
17904     }
17905   
17906   /* Qualify the resulting type.  */
17907   quals = cp_type_quals (type);
17908   if (quals)
17909     result = cp_build_qualified_type (result, cp_type_quals (result) | quals);
17910
17911   return result;
17912 }
17913
17914 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
17915    for EXPR that can be used to compute the types of larger
17916    expressions containing EXPR.  */
17917
17918 tree
17919 build_non_dependent_expr (tree expr)
17920 {
17921   tree inner_expr;
17922
17923   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like
17924      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
17925   if (null_ptr_cst_p (expr))
17926     return expr;
17927   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
17928      types.  */
17929   inner_expr = expr;
17930   if (TREE_CODE (inner_expr) == STMT_EXPR)
17931     inner_expr = stmt_expr_value_expr (inner_expr);
17932   if (TREE_CODE (inner_expr) == ADDR_EXPR)
17933     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 0);
17934   if (TREE_CODE (inner_expr) == COMPONENT_REF)
17935     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 1);
17936   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
17937       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
17938     return expr;
17939   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
17940   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
17941     return expr;
17942   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
17943      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
17944      cannot be used to initialize a "char *".  */
17945   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
17946     return expr;
17947   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
17948      reason to create a new node.  */
17949   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
17950     return expr;
17951   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
17952      There is at least one place where we want to know that a
17953      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
17954      expression, there are special rules if the second or third
17955      argument is a throw-expression.  */
17956   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
17957     return expr;
17958
17959   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
17960     return build3 (COND_EXPR,
17961                    TREE_TYPE (expr),
17962                    TREE_OPERAND (expr, 0),
17963                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
17964                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
17965                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
17966                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
17967   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
17968       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
17969     return build2 (COMPOUND_EXPR,
17970                    TREE_TYPE (expr),
17971                    TREE_OPERAND (expr, 0),
17972                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
17973
17974   /* If the type is unknown, it can't really be non-dependent */
17975   gcc_assert (TREE_TYPE (expr) != unknown_type_node);
17976
17977   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.
17978
17979      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
17980      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
17981      example:
17982
17983        template <typename T> void f<T& g>() { g(); }
17984
17985      In the body of "f", the expression for "g" will have
17986      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
17987      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
17988      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
17989      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
17990      stripped here.  */
17991   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
17992 }
17993
17994 /* ARGS is a vector of expressions as arguments to a function call.
17995    Replace the arguments with equivalent non-dependent expressions.
17996    This modifies ARGS in place.  */
17997
17998 void
17999 make_args_non_dependent (VEC(tree,gc) *args)
18000 {
18001   unsigned int ix;
18002   tree arg;
18003
18004   for (ix = 0; VEC_iterate (tree, args, ix, arg); ++ix)
18005     {
18006       tree newarg = build_non_dependent_expr (arg);
18007       if (newarg != arg)
18008         VEC_replace (tree, args, ix, newarg);
18009     }
18010 }
18011
18012 /* Returns a type which represents 'auto'.  We use a TEMPLATE_TYPE_PARM
18013    with a level one deeper than the actual template parms.  */
18014
18015 tree
18016 make_auto (void)
18017 {
18018   tree au = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
18019   TYPE_NAME (au) = build_decl (BUILTINS_LOCATION,
18020                                TYPE_DECL, get_identifier ("auto"), au);
18021   TYPE_STUB_DECL (au) = TYPE_NAME (au);
18022   TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (au) = build_template_parm_index
18023     (0, processing_template_decl + 1, processing_template_decl + 1,
18024      TYPE_NAME (au), NULL_TREE);
18025   TYPE_CANONICAL (au) = canonical_type_parameter (au);
18026   DECL_ARTIFICIAL (TYPE_NAME (au)) = 1;
18027   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (TYPE_NAME (au));
18028
18029   return au;
18030 }
18031
18032 /* Given type ARG, return std::initializer_list<ARG>.  */
18033
18034 static tree
18035 listify (tree arg)
18036 {
18037   tree std_init_list = namespace_binding
18038     (get_identifier ("initializer_list"), std_node);
18039   tree argvec;
18040   if (!std_init_list || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (std_init_list))
18041     {    
18042       error ("deducing from brace-enclosed initializer list requires "
18043              "#include <initializer_list>");
18044       return error_mark_node;
18045     }
18046   argvec = make_tree_vec (1);
18047   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = arg;
18048   return lookup_template_class (std_init_list, argvec, NULL_TREE,
18049                                 NULL_TREE, 0, tf_warning_or_error);
18050 }
18051
18052 /* Replace auto in TYPE with std::initializer_list<auto>.  */
18053
18054 static tree
18055 listify_autos (tree type, tree auto_node)
18056 {
18057   tree init_auto = listify (auto_node);
18058   tree argvec = make_tree_vec (1);
18059   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = init_auto;
18060   if (processing_template_decl)
18061     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
18062   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
18063 }
18064
18065 /* Replace occurrences of 'auto' in TYPE with the appropriate type deduced
18066    from INIT.  AUTO_NODE is the TEMPLATE_TYPE_PARM used for 'auto' in TYPE.  */
18067
18068 tree
18069 do_auto_deduction (tree type, tree init, tree auto_node)
18070 {
18071   tree parms, tparms, targs;
18072   tree args[1];
18073   int val;
18074
18075   /* [dcl.spec.auto]: Obtain P from T by replacing the occurrences of auto
18076      with either a new invented type template parameter U or, if the
18077      initializer is a braced-init-list (8.5.4), with
18078      std::initializer_list<U>.  */
18079   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (init))
18080     type = listify_autos (type, auto_node);
18081
18082   parms = build_tree_list (NULL_TREE, type);
18083   args[0] = init;
18084   tparms = make_tree_vec (1);
18085   targs = make_tree_vec (1);
18086   TREE_VEC_ELT (tparms, 0)
18087     = build_tree_list (NULL_TREE, TYPE_NAME (auto_node));
18088   val = type_unification_real (tparms, targs, parms, args, 1, 0,
18089                                DEDUCE_CALL, LOOKUP_NORMAL);
18090   if (val > 0)
18091     {
18092       error ("unable to deduce %qT from %qE", type, init);
18093       return error_mark_node;
18094     }
18095
18096   /* If the list of declarators contains more than one declarator, the type
18097      of each declared variable is determined as described above. If the
18098      type deduced for the template parameter U is not the same in each
18099      deduction, the program is ill-formed.  */
18100   if (TREE_TYPE (auto_node)
18101       && !same_type_p (TREE_TYPE (auto_node), TREE_VEC_ELT (targs, 0)))
18102     {
18103       error ("inconsistent deduction for %qT: %qT and then %qT",
18104              auto_node, TREE_TYPE (auto_node), TREE_VEC_ELT (targs, 0));
18105       return error_mark_node;
18106     }
18107   TREE_TYPE (auto_node) = TREE_VEC_ELT (targs, 0);
18108
18109   if (processing_template_decl)
18110     targs = add_to_template_args (current_template_args (), targs);
18111   return tsubst (type, targs, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
18112 }
18113
18114 /* Substitutes LATE_RETURN_TYPE for 'auto' in TYPE and returns the
18115    result.  */
18116
18117 tree
18118 splice_late_return_type (tree type, tree late_return_type)
18119 {
18120   tree argvec;
18121
18122   if (late_return_type == NULL_TREE)
18123     return type;
18124   argvec = make_tree_vec (1);
18125   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = late_return_type;
18126   if (processing_template_decl)
18127     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
18128   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
18129 }
18130
18131 /* Returns true iff TYPE is a TEMPLATE_TYPE_PARM representing 'auto'.  */
18132
18133 bool
18134 is_auto (const_tree type)
18135 {
18136   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
18137       && TYPE_IDENTIFIER (type) == get_identifier ("auto"))
18138     return true;
18139   else
18140     return false;
18141 }
18142
18143 /* Returns true iff TYPE contains a use of 'auto'.  Since auto can only
18144    appear as a type-specifier for the declaration in question, we don't
18145    have to look through the whole type.  */
18146
18147 tree
18148 type_uses_auto (tree type)
18149 {
18150   enum tree_code code;
18151   if (is_auto (type))
18152     return type;
18153
18154   code = TREE_CODE (type);
18155
18156   if (code == POINTER_TYPE || code == REFERENCE_TYPE
18157       || code == OFFSET_TYPE || code == FUNCTION_TYPE
18158       || code == METHOD_TYPE || code == ARRAY_TYPE)
18159     return type_uses_auto (TREE_TYPE (type));
18160
18161   if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
18162     return type_uses_auto (TREE_TYPE (TREE_TYPE
18163                                    (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (type))));
18164
18165   return NULL_TREE;
18166 }
18167
18168 /* For a given template T, return the vector of typedefs referenced
18169    in T for which access check is needed at T instantiation time.
18170    T is either  a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
18171    Those typedefs were added to T by the function
18172    append_type_to_template_for_access_check.  */
18173
18174 VEC(qualified_typedef_usage_t,gc)*
18175 get_types_needing_access_check (tree t)
18176 {
18177   tree ti;
18178   VEC(qualified_typedef_usage_t,gc) *result = NULL;
18179
18180   if (!t || t == error_mark_node)
18181     return NULL;
18182
18183   if (!(ti = get_template_info (t)))
18184     return NULL;
18185
18186   if (CLASS_TYPE_P (t)
18187       || TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
18188     {
18189       if (!TI_TEMPLATE (ti))
18190         return NULL;
18191
18192       result = TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti);
18193     }
18194
18195   return result;
18196 }
18197
18198 /* Append the typedef TYPE_DECL used in template T to a list of typedefs
18199    tied to T. That list of typedefs will be access checked at
18200    T instantiation time.
18201    T is either a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
18202    TYPE_DECL is a TYPE_DECL node representing a typedef.
18203    SCOPE is the scope through which TYPE_DECL is accessed.
18204    LOCATION is the location of the usage point of TYPE_DECL.
18205
18206    This function is a subroutine of
18207    append_type_to_template_for_access_check.  */
18208
18209 static void
18210 append_type_to_template_for_access_check_1 (tree t,
18211                                             tree type_decl,
18212                                             tree scope,
18213                                             location_t location)
18214 {
18215   qualified_typedef_usage_t typedef_usage;
18216   tree ti;
18217
18218   if (!t || t == error_mark_node)
18219     return;
18220
18221   gcc_assert ((TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
18222                || CLASS_TYPE_P (t))
18223               && type_decl
18224               && TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL
18225               && scope);
18226
18227   if (!(ti = get_template_info (t)))
18228     return;
18229
18230   gcc_assert (TI_TEMPLATE (ti));
18231
18232   typedef_usage.typedef_decl = type_decl;
18233   typedef_usage.context = scope;
18234   typedef_usage.locus = location;
18235
18236   VEC_safe_push (qualified_typedef_usage_t, gc,
18237                  TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti),
18238                  &typedef_usage);
18239 }
18240
18241 /* Append TYPE_DECL to the template TEMPL.
18242    TEMPL is either a class type, a FUNCTION_DECL or a a TEMPLATE_DECL.
18243    At TEMPL instanciation time, TYPE_DECL will be checked to see
18244    if it can be accessed through SCOPE.
18245    LOCATION is the location of the usage point of TYPE_DECL.
18246
18247    e.g. consider the following code snippet:
18248
18249      class C
18250      {
18251        typedef int myint;
18252      };
18253
18254      template<class U> struct S
18255      {
18256        C::myint mi; // <-- usage point of the typedef C::myint
18257      };
18258
18259      S<char> s;
18260
18261    At S<char> instantiation time, we need to check the access of C::myint
18262    In other words, we need to check the access of the myint typedef through
18263    the C scope. For that purpose, this function will add the myint typedef
18264    and the scope C through which its being accessed to a list of typedefs
18265    tied to the template S. That list will be walked at template instantiation
18266    time and access check performed on each typedefs it contains.
18267    Note that this particular code snippet should yield an error because
18268    myint is private to C.  */
18269
18270 void
18271 append_type_to_template_for_access_check (tree templ,
18272                                           tree type_decl,
18273                                           tree scope,
18274                                           location_t location)
18275 {
18276   qualified_typedef_usage_t *iter;
18277   int i;
18278
18279   gcc_assert (type_decl && (TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL));
18280
18281   /* Make sure we don't append the type to the template twice.  */
18282   for (i = 0;
18283        VEC_iterate (qualified_typedef_usage_t,
18284                     get_types_needing_access_check (templ),
18285                     i, iter);
18286        ++i)
18287     if (iter->typedef_decl == type_decl && scope == iter->context)
18288       return;
18289
18290   append_type_to_template_for_access_check_1 (templ, type_decl,
18291                                               scope, location);
18292 }
18293
18294 /* Set up the hash tables for template instantiations.  */
18295
18296 void
18297 init_template_processing (void)
18298 {
18299   decl_specializations = htab_create_ggc (37,
18300                                           hash_specialization,
18301                                           eq_specializations,
18302                                           ggc_free);
18303   type_specializations = htab_create_ggc (37,
18304                                           hash_specialization,
18305                                           eq_specializations,
18306                                           ggc_free);
18307 }
18308
18309 #include "gt-cp-pt.h"