OSDN Git Service

fbf9b905c0286c7af39c29d37aa3e1b33823511a
[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 tree reopen_tinst_level (struct tinst_level *);
123 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
124 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
125 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t,
126                                    bool, bool);
127 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
128 static tree add_to_template_args (tree, tree);
129 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
130 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
131 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*,
132                                              tree);
133 static int type_unification_real (tree, tree, tree, const tree *,
134                                   unsigned int, int, unification_kind_t, int);
135 static void note_template_header (int);
136 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
137 static tree convert_nontype_argument (tree, tree);
138 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
139                                        tsubst_flags_t, int, tree);
140 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
141                                    struct pointer_set_t*, bool);
142 static tree expand_template_argument_pack (tree);
143 static tree build_template_parm_index (int, int, int, tree, tree);
144 static bool inline_needs_template_parms (tree);
145 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
146 static tree retrieve_local_specialization (tree);
147 static void register_local_specialization (tree, tree);
148 static hashval_t hash_specialization (const void *p);
149 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int, tree, tsubst_flags_t);
150 static int mark_template_parm (tree, void *);
151 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
152 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
153 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
154 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
155 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
156 static int template_decl_level (tree);
157 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
158 static void template_parm_level_and_index (tree, int*, int*);
159 static int unify_pack_expansion (tree, tree, tree, tree, int, bool, bool);
160 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
161 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
162 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
163 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
164 static tree most_specialized_class (tree, tree);
165 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
166 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
167 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
168 static bool check_specialization_scope (void);
169 static tree process_partial_specialization (tree);
170 static void set_current_access_from_decl (tree);
171 static tree get_template_base (tree, tree, tree, tree);
172 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree);
173 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
174                                            tree, tree);
175 static bool template_template_parm_bindings_ok_p (tree, tree);
176 static int template_args_equal (tree, tree);
177 static void tsubst_default_arguments (tree);
178 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
179 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
180 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
181 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
182 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
183 static bool dependent_template_arg_p (tree);
184 static bool any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree);
185 static bool dependent_type_p_r (tree);
186 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, bool);
187 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
188 static tree tsubst_pack_expansion (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
189 static tree tsubst_decl (tree, tree, tsubst_flags_t);
190 static void perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs);
191 static void append_type_to_template_for_access_check_1 (tree, tree, tree,
192                                                         location_t);
193 static hashval_t iterative_hash_template_arg (tree arg, hashval_t val);
194 static tree listify (tree);
195 static tree listify_autos (tree, tree);
196
197 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
198    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
199    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
200    instantiate_decl).  */
201
202 static void
203 push_access_scope (tree t)
204 {
205   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
206               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
207
208   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
209     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
210   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
211     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
212   else
213     push_to_top_level ();
214
215   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
216     {
217       saved_access_scope = tree_cons
218         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
219       current_function_decl = t;
220     }
221 }
222
223 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
224    are processing.  */
225
226 static void
227 pop_access_scope (tree t)
228 {
229   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
230     {
231       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
232       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
233     }
234
235   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
236     pop_nested_class ();
237   else
238     pop_from_top_level ();
239 }
240
241 /* Do any processing required when DECL (a member template
242    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
243    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
244    itself is returned.  */
245
246 tree
247 finish_member_template_decl (tree decl)
248 {
249   if (decl == error_mark_node)
250     return error_mark_node;
251
252   gcc_assert (DECL_P (decl));
253
254   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
255     {
256       tree type;
257
258       type = TREE_TYPE (decl);
259       if (type == error_mark_node)
260         return error_mark_node;
261       if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (type)
262           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
263           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
264         {
265           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
266           check_member_template (tmpl);
267           return tmpl;
268         }
269       return NULL_TREE;
270     }
271   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
272     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
273   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
274     {
275       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
276         {
277           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
278           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
279         }
280       else
281         return decl;
282     }
283   else
284     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
285
286   return error_mark_node;
287 }
288
289 /* Create a template info node.  */
290
291 tree
292 build_template_info (tree template_decl, tree template_args)
293 {
294   tree result = make_node (TEMPLATE_INFO);
295   TI_TEMPLATE (result) = template_decl;
296   TI_ARGS (result) = template_args;
297   return result;
298 }
299
300 /* Return the template info node corresponding to T, whatever T is.  */
301
302 tree
303 get_template_info (const_tree t)
304 {
305   tree tinfo = NULL_TREE;
306
307   if (!t || t == error_mark_node)
308     return NULL;
309
310   if (DECL_P (t) && DECL_LANG_SPECIFIC (t))
311     tinfo = DECL_TEMPLATE_INFO (t);
312
313   if (!tinfo && DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (t))
314     t = TREE_TYPE (t);
315
316   if (TAGGED_TYPE_P (t))
317     tinfo = TYPE_TEMPLATE_INFO (t);
318   else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
319     tinfo = TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_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   if (args == NULL_TREE)
497     return extra_args;
498
499   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
500   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
501
502   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
503     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
504
505   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
506     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
507
508   return new_args;
509 }
510
511 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
512    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
513    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
514    the template arguments from a partial instantiation with the
515    template arguments used to attain the full instantiation from the
516    partial instantiation.  */
517
518 static tree
519 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
520 {
521   tree new_args;
522
523   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
524      something very fishy is going on.  */
525   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
526
527   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
528      them.  */
529   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
530     return extra_args;
531
532   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
533   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
534
535   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
536
537   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
538   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
539
540   return new_args;
541 }
542
543 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
544
545 tree
546 get_innermost_template_args (tree args, int n)
547 {
548   tree new_args;
549   int extra_levels;
550   int i;
551
552   gcc_assert (n >= 0);
553
554   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
555   if (n == 1)
556     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
557
558   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
559      given.  */
560   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
561   gcc_assert (extra_levels >= 0);
562   if (extra_levels == 0)
563     return args;
564
565   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
566   new_args = make_tree_vec (n);
567   for (i = 1; i <= n; ++i)
568     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
569                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
570
571   return new_args;
572 }
573
574 /* The inverse of get_innermost_template_args: Return all but the innermost
575    EXTRA_LEVELS levels of template arguments from the ARGS.  */
576
577 static tree
578 strip_innermost_template_args (tree args, int extra_levels)
579 {
580   tree new_args;
581   int n = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - extra_levels;
582   int i;
583
584   gcc_assert (n >= 0);
585
586   /* If N is 1, just return the outermost set of template arguments.  */
587   if (n == 1)
588     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, 1);
589
590   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
591      given.  */
592   gcc_assert (extra_levels >= 0);
593   if (extra_levels == 0)
594     return args;
595
596   /* Make a new set of arguments, not containing the inner arguments.  */
597   new_args = make_tree_vec (n);
598   for (i = 1; i <= n; ++i)
599     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
600                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
601
602   return new_args;
603 }
604
605 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
606    the parms.  */
607
608 void
609 begin_template_parm_list (void)
610 {
611   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
612      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
613      namespace scope.  This is the right thing, since we want
614      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
615      global template class, push_template_decl handles putting the
616      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
617      e.g.:
618
619        template <class T> struct S1 {
620          template <class T> struct S2 {};
621        };
622
623      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
624      TEMPLATE_DECL for S2.  */
625   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
626   ++processing_template_decl;
627   ++processing_template_parmlist;
628   note_template_header (0);
629 }
630
631 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
632    invalid to declare a specialization here, an error is reported and
633    false is returned, otherwise this routine will return true.  */
634
635 static bool
636 check_specialization_scope (void)
637 {
638   tree scope = current_scope ();
639
640   /* [temp.expl.spec]
641
642      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
643      which the template is a member, or, for member templates, in the
644      namespace of which the enclosing class or enclosing class
645      template is a member.  An explicit specialization of a member
646      function, member class or static data member of a class template
647      shall be declared in the namespace of which the class template
648      is a member.  */
649   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
650     {
651       error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
652       return false;
653     }
654
655   /* [temp.expl.spec]
656
657      In an explicit specialization declaration for a member of a class
658      template or a member template that appears in namespace scope,
659      the member template and some of its enclosing class templates may
660      remain unspecialized, except that the declaration shall not
661      explicitly specialize a class member template if its enclosing
662      class templates are not explicitly specialized as well.  */
663   if (current_template_parms)
664     {
665       error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
666       return false;
667     }
668
669   return true;
670 }
671
672 /* We've just seen template <>.  */
673
674 bool
675 begin_specialization (void)
676 {
677   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
678   note_template_header (1);
679   return check_specialization_scope ();
680 }
681
682 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
683    template<>.  */
684
685 void
686 end_specialization (void)
687 {
688   finish_scope ();
689   reset_specialization ();
690 }
691
692 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
693    function specialization.  */
694
695 void
696 reset_specialization (void)
697 {
698   processing_specialization = 0;
699   template_header_count = 0;
700 }
701
702 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
703    it was of the form template <>.  */
704
705 static void
706 note_template_header (int specialization)
707 {
708   processing_specialization = specialization;
709   template_header_count++;
710 }
711
712 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
713
714 void
715 begin_explicit_instantiation (void)
716 {
717   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
718   processing_explicit_instantiation = true;
719 }
720
721
722 void
723 end_explicit_instantiation (void)
724 {
725   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
726   processing_explicit_instantiation = false;
727 }
728
729 /* An explicit specialization or partial specialization TMPL is being
730    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
731    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
732    specialize TMPL in the current namespace.  */
733
734 static bool
735 check_specialization_namespace (tree tmpl)
736 {
737   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
738
739   /* [tmpl.expl.spec]
740
741      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
742      which the template is a member, or, for member templates, in the
743      namespace of which the enclosing class or enclosing class
744      template is a member.  An explicit specialization of a member
745      function, member class or static data member of a class template
746      shall be declared in the namespace of which the class template is
747      a member.  */
748   if (current_scope() != DECL_CONTEXT (tmpl)
749       && !at_namespace_scope_p ())
750     {
751       error ("specialization of %qD must appear at namespace scope", tmpl);
752       return false;
753     }
754   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
755     /* Same or super-using namespace.  */
756     return true;
757   else
758     {
759       permerror (input_location, "specialization of %qD in different namespace", tmpl);
760       permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
761       return false;
762     }
763 }
764
765 /* SPEC is an explicit instantiation.  Check that it is valid to
766    perform this explicit instantiation in the current namespace.  */
767
768 static void
769 check_explicit_instantiation_namespace (tree spec)
770 {
771   tree ns;
772
773   /* DR 275: An explicit instantiation shall appear in an enclosing
774      namespace of its template.  */
775   ns = decl_namespace_context (spec);
776   if (!is_ancestor (current_namespace, ns))
777     permerror (input_location, "explicit instantiation of %qD in namespace %qD "
778                "(which does not enclose namespace %qD)",
779                spec, current_namespace, ns);
780 }
781
782 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
783    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
784
785 tree
786 maybe_process_partial_specialization (tree type)
787 {
788   tree context;
789
790   if (type == error_mark_node)
791     return error_mark_node;
792
793   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
794     {
795       error ("name of class shadows template template parameter %qD",
796              TYPE_NAME (type));
797       return error_mark_node;
798     }
799
800   context = TYPE_CONTEXT (type);
801
802   if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
803     {
804       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
805          specialization of a template class such as:
806
807            template <> class C<int>;
808
809          or:
810
811            template <class T> class C<T*>;
812
813          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
814
815       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
816           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
817         {
818           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
819           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
820           if (processing_template_decl)
821             {
822               if (push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type))
823                   == error_mark_node)
824                 return error_mark_node;
825             }
826         }
827       else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
828         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
829     }
830   else if (CLASS_TYPE_P (type)
831            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
832            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
833            && context && CLASS_TYPE_P (context)
834            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
835     {
836       /* This is for an explicit specialization of member class
837          template according to [temp.expl.spec/18]:
838
839            template <> template <class U> class C<int>::D;
840
841          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
842          Otherwise this is just a member class template declared
843          earlier like:
844
845            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
846            template <> template <class U> class C<int>::D;
847
848          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
849          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
850          and `C<T>::D' may not exist.  */
851
852       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
853           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
854         {
855           tree t;
856           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
857
858           if (current_namespace
859               != decl_namespace_context (tmpl))
860             {
861               permerror (input_location, "specializing %q#T in different namespace", type);
862               permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
863             }
864
865           /* Check for invalid specialization after instantiation:
866
867                template <> template <> class C<int>::D<int>;
868                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
869
870           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
871                t; t = TREE_CHAIN (t))
872             {
873               tree inst = TREE_VALUE (t);
874               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (inst))
875                 {
876                   /* We already have a full specialization of this partial
877                      instantiation.  Reassign it to the new member
878                      specialization template.  */
879                   spec_entry elt;
880                   spec_entry **slot;
881
882                   elt.tmpl = most_general_template (tmpl);
883                   elt.args = CLASSTYPE_TI_ARGS (inst);
884                   elt.spec = inst;
885
886                   htab_remove_elt (type_specializations, &elt);
887
888                   elt.tmpl = tmpl;
889                   elt.args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (elt.args);
890
891                   slot = (spec_entry **)
892                     htab_find_slot (type_specializations, &elt, INSERT);
893                   *slot = GGC_NEW (spec_entry);
894                   **slot = elt;
895                 }
896               else if (COMPLETE_TYPE_P (inst) || TYPE_BEING_DEFINED (inst))
897                 /* But if we've had an implicit instantiation, that's a
898                    problem ([temp.expl.spec]/6).  */
899                 error ("specialization %qT after instantiation %qT",
900                        type, inst);
901             }
902
903           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
904              have one level of template argument for the innermost
905              class template.  */
906           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
907           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
908             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
909         }
910     }
911   else if (processing_specialization)
912     {
913       error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
914       return error_mark_node;
915     }
916
917   return type;
918 }
919
920 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
921    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
922    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
923
924 static inline bool
925 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
926 {
927   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
928           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
929           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
930              parameter.  */
931           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
932           /* The optimized lookup depends on the fact that the
933              template arguments for the member function template apply
934              purely to the containing class, which is not true if the
935              containing class is an explicit or partial
936              specialization.  */
937           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
938           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
939           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
940           /* It is possible to have a template that is not a member
941              template and is not a member of a template class:
942
943              template <typename T>
944              struct S { friend A::f(); };
945
946              Here, the friend function is a template, but the context does
947              not have template information.  The optimized lookup relies
948              on having ARGS be the template arguments for both the class
949              and the function template.  */
950           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
951 }
952
953 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
954    specialization is either an instantiation or an explicit
955    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
956    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
957    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
958    templates with more than one level of parameters.
959
960    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
961    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
962    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
963
964 static tree
965 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args, hashval_t hash)
966 {
967   if (args == error_mark_node)
968     return NULL_TREE;
969
970   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
971
972   /* There should be as many levels of arguments as there are
973      levels of parameters.  */
974   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args)
975               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
976
977   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
978     {
979       tree class_template;
980       tree class_specialization;
981       VEC(tree,gc) *methods;
982       tree fns;
983       int idx;
984
985       /* The template arguments actually apply to the containing
986          class.  Find the class specialization with those
987          arguments.  */
988       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
989       class_specialization
990         = retrieve_specialization (class_template, args, 0);
991       if (!class_specialization)
992         return NULL_TREE;
993       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
994          for the specialization.  */
995       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
996       if (idx == -1)
997         return NULL_TREE;
998       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
999          for the one that has an instance of TMPL.  */
1000       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
1001       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1002         {
1003           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1004           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl
1005               /* using-declarations can add base methods to the method vec,
1006                  and we don't want those here.  */
1007               && DECL_CONTEXT (fn) == class_specialization)
1008             return fn;
1009         }
1010       return NULL_TREE;
1011     }
1012   else
1013     {
1014       spec_entry *found;
1015       spec_entry elt;
1016       htab_t specializations;
1017
1018       elt.tmpl = tmpl;
1019       elt.args = args;
1020       elt.spec = NULL_TREE;
1021
1022       if (DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
1023         specializations = type_specializations;
1024       else
1025         specializations = decl_specializations;
1026
1027       if (hash == 0)
1028         hash = hash_specialization (&elt);
1029       found = (spec_entry *) htab_find_with_hash (specializations, &elt, hash);
1030       if (found)
1031         return found->spec;
1032     }
1033
1034   return NULL_TREE;
1035 }
1036
1037 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
1038
1039 static tree
1040 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
1041 {
1042   tree spec;
1043
1044   if (local_specializations == NULL)
1045     return NULL_TREE;
1046
1047   spec = (tree) htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
1048                                      htab_hash_pointer (tmpl));
1049   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
1050 }
1051
1052 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
1053
1054 int
1055 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
1056 {
1057   tree t;
1058
1059   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1060     {
1061       for (t = decl;
1062            t != NULL_TREE;
1063            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
1064         if (t == tmpl)
1065           return 1;
1066     }
1067   else
1068     {
1069       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1070
1071       for (t = TREE_TYPE (decl);
1072            t != NULL_TREE;
1073            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
1074              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
1075         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
1076           return 1;
1077     }
1078
1079   return 0;
1080 }
1081
1082 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
1083    FRIEND_DECL according to [temp.friend].  */
1084
1085 bool
1086 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend_decl)
1087 {
1088   bool need_template = true;
1089   int template_depth;
1090
1091   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
1092               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1093
1094   /* For [temp.friend/6] when FRIEND_DECL is an ordinary member function
1095      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
1096      if this.  */
1097   if (TREE_CODE (friend_decl) == FUNCTION_DECL
1098       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend_decl)
1099       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend_decl))
1100     {
1101       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
1102       friend_decl = DECL_TI_TEMPLATE (friend_decl);
1103       need_template = false;
1104     }
1105   else if (TREE_CODE (friend_decl) == TEMPLATE_DECL
1106            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend_decl))
1107     need_template = false;
1108
1109   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
1110   if (TREE_CODE (friend_decl) != TEMPLATE_DECL)
1111     return false;
1112
1113   if (is_specialization_of (decl, friend_decl))
1114     return true;
1115
1116   /* [temp.friend/6]
1117      A member of a class template may be declared to be a friend of a
1118      non-template class.  In this case, the corresponding member of
1119      every specialization of the class template is a friend of the
1120      class granting friendship.
1121
1122      For example, given a template friend declaration
1123
1124        template <class T> friend void A<T>::f();
1125
1126      the member function below is considered a friend
1127
1128        template <> struct A<int> {
1129          void f();
1130        };
1131
1132      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
1133      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
1134      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
1135
1136   template_depth = template_class_depth (DECL_CONTEXT (friend_decl));
1137   if (template_depth
1138       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
1139       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)),
1140                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend_decl))))
1141     {
1142       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
1143          a few tricky cases, such as when FRIEND_DECL's are
1144
1145            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
1146            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
1147
1148          and DECL's are
1149
1150            void A<int>::g(int);
1151            template <int> void A<int>::h();
1152
1153          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1154          the context of DECL.  This is required for template substitution
1155          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1156          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1157
1158       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1159       tree args = NULL_TREE;
1160       int current_depth = 0;
1161
1162       while (current_depth < template_depth)
1163         {
1164           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1165             {
1166               if (current_depth == 0)
1167                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1168               else
1169                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1170               current_depth++;
1171             }
1172           context = TYPE_CONTEXT (context);
1173         }
1174
1175       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1176         {
1177           bool is_template;
1178           tree friend_type;
1179           tree decl_type;
1180           tree friend_args_type;
1181           tree decl_args_type;
1182
1183           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1184              non-templates.  */
1185           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1186                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1187           if (need_template ^ is_template)
1188             return false;
1189           else if (is_template)
1190             {
1191               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1192               tree friend_parms
1193                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1194                                          args, tf_none);
1195               if (!comp_template_parms
1196                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1197                       friend_parms))
1198                 return false;
1199
1200               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1201             }
1202           else
1203             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1204
1205           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend_decl), args,
1206                                               tf_none, NULL_TREE);
1207           if (friend_type == error_mark_node)
1208             return false;
1209
1210           /* Check if return types match.  */
1211           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1212             return false;
1213
1214           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1215              `this' parameter.  */
1216           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1217           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1218           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend_decl))
1219             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1220           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1221             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1222
1223           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1224         }
1225       else
1226         {
1227           /* DECL is a TYPE_DECL */
1228           bool is_template;
1229           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1230
1231           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1232              non-templates.  */
1233           is_template
1234             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1235               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1236
1237           if (need_template ^ is_template)
1238             return false;
1239           else if (is_template)
1240             {
1241               tree friend_parms;
1242               /* If both are templates, check the name of the two
1243                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1244               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1245                   != DECL_NAME (friend_decl))
1246                 return false;
1247
1248               /* Now check template parameter list.  */
1249               friend_parms
1250                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1251                                          args, tf_none);
1252               return comp_template_parms
1253                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1254                  friend_parms);
1255             }
1256           else
1257             return (DECL_NAME (decl)
1258                     == DECL_NAME (friend_decl));
1259         }
1260     }
1261   return false;
1262 }
1263
1264 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1265    the indicated ARGS.  IS_FRIEND indicates whether the specialization
1266    is actually just a friend declaration.  Returns SPEC, or an
1267    equivalent prior declaration, if available.  */
1268
1269 static tree
1270 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args, bool is_friend,
1271                          hashval_t hash)
1272 {
1273   tree fn;
1274   spec_entry **slot = NULL;
1275   spec_entry elt;
1276
1277   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL && DECL_P (spec));
1278
1279   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL
1280       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1281     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1282        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1283        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1284        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1285        with default function arguments.  In particular, given
1286        something like this:
1287
1288           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1289
1290        the default argument expression is not substituted for in an
1291        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1292     return spec;
1293
1294   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1295     /* We don't put these specializations in the hash table, but we might
1296        want to give an error about a mismatch.  */
1297     fn = retrieve_specialization (tmpl, args, 0);
1298   else
1299     {
1300       elt.tmpl = tmpl;
1301       elt.args = args;
1302       elt.spec = spec;
1303
1304       if (hash == 0)
1305         hash = hash_specialization (&elt);
1306
1307       slot = (spec_entry **)
1308         htab_find_slot_with_hash (decl_specializations, &elt, hash, INSERT);
1309       if (*slot)
1310         fn = (*slot)->spec;
1311       else
1312         fn = NULL_TREE;
1313     }
1314
1315   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1316      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1317      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1318      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1319      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1320   if (fn == spec)
1321     return spec;
1322   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1323     {
1324       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1325         {
1326           if (DECL_ODR_USED (fn)
1327               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1328             {
1329               error ("specialization of %qD after instantiation",
1330                      fn);
1331               return error_mark_node;
1332             }
1333           else
1334             {
1335               tree clone;
1336               /* This situation should occur only if the first
1337                  specialization is an implicit instantiation, the
1338                  second is an explicit specialization, and the
1339                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1340                  situation can occur if we have implicitly
1341                  instantiated a member function and then specialized
1342                  it later.
1343
1344                  We can also wind up here if a friend declaration that
1345                  looked like an instantiation turns out to be a
1346                  specialization:
1347
1348                    template <class T> void foo(T);
1349                    class S { friend void foo<>(int) };
1350                    template <> void foo(int);
1351
1352                  We transform the existing DECL in place so that any
1353                  pointers to it become pointers to the updated
1354                  declaration.
1355
1356                  If there was a definition for the template, but not
1357                  for the specialization, we want this to look as if
1358                  there were no definition, and vice versa.  */
1359               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1360               duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1361               /* The call to duplicate_decls will have applied
1362                  [temp.expl.spec]:
1363
1364                    An explicit specialization of a function template
1365                    is inline only if it is explicitly declared to be,
1366                    and independently of whether its function template
1367                    is.
1368
1369                 to the primary function; now copy the inline bits to
1370                 the various clones.  */
1371               FOR_EACH_CLONE (clone, fn)
1372                 {
1373                   DECL_DECLARED_INLINE_P (clone)
1374                     = DECL_DECLARED_INLINE_P (fn);
1375                   DECL_SOURCE_LOCATION (clone)
1376                     = DECL_SOURCE_LOCATION (fn);
1377                 }
1378               check_specialization_namespace (fn);
1379
1380               return fn;
1381             }
1382         }
1383       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1384         {
1385           if (!duplicate_decls (spec, fn, is_friend) && DECL_INITIAL (spec))
1386             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1387                line number so any errors match this new
1388                definition.  */
1389             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1390
1391           return fn;
1392         }
1393     }
1394   else if (fn)
1395     return duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1396
1397   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1398      template it is specializing.  */
1399   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1400       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1401     DECL_CONTEXT (spec) = DECL_CONTEXT (tmpl);
1402
1403   if (!optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1404     {
1405       gcc_assert (tmpl && args && spec);
1406       *slot = GGC_NEW (spec_entry);
1407       **slot = elt;
1408       if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL && DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (spec)
1409           && PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl)
1410           && DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == NULL_TREE)
1411         /* TMPL is a forward declaration of a template function; keep a list
1412            of all specializations in case we need to reassign them to a friend
1413            template later in tsubst_friend_function.  */
1414         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl)
1415           = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl));
1416     }
1417
1418   return spec;
1419 }
1420
1421 /* Returns true iff two spec_entry nodes are equivalent.  Only compares the
1422    TMPL and ARGS members, ignores SPEC.  */
1423
1424 static int
1425 eq_specializations (const void *p1, const void *p2)
1426 {
1427   const spec_entry *e1 = (const spec_entry *)p1;
1428   const spec_entry *e2 = (const spec_entry *)p2;
1429
1430   return (e1->tmpl == e2->tmpl
1431           && comp_template_args (e1->args, e2->args));
1432 }
1433
1434 /* Returns a hash for a template TMPL and template arguments ARGS.  */
1435
1436 static hashval_t
1437 hash_tmpl_and_args (tree tmpl, tree args)
1438 {
1439   hashval_t val = DECL_UID (tmpl);
1440   return iterative_hash_template_arg (args, val);
1441 }
1442
1443 /* Returns a hash for a spec_entry node based on the TMPL and ARGS members,
1444    ignoring SPEC.  */
1445
1446 static hashval_t
1447 hash_specialization (const void *p)
1448 {
1449   const spec_entry *e = (const spec_entry *)p;
1450   return hash_tmpl_and_args (e->tmpl, e->args);
1451 }
1452
1453 /* Recursively calculate a hash value for a template argument ARG, for use
1454    in the hash tables of template specializations.  */
1455
1456 static hashval_t
1457 iterative_hash_template_arg (tree arg, hashval_t val)
1458 {
1459   unsigned HOST_WIDE_INT i;
1460   enum tree_code code;
1461   char tclass;
1462
1463   if (arg == NULL_TREE)
1464     return iterative_hash_object (arg, val);
1465
1466   if (!TYPE_P (arg))
1467     STRIP_NOPS (arg);
1468
1469   if (TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
1470     /* We can get one of these when re-hashing a previous entry in the middle
1471        of substituting into a pack expansion.  Just look through it.  */
1472     arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg);
1473
1474   code = TREE_CODE (arg);
1475   tclass = TREE_CODE_CLASS (code);
1476
1477   val = iterative_hash_object (code, val);
1478
1479   switch (code)
1480     {
1481     case ERROR_MARK:
1482       return val;
1483
1484     case IDENTIFIER_NODE:
1485       return iterative_hash_object (IDENTIFIER_HASH_VALUE (arg), val);
1486
1487     case TREE_VEC:
1488       {
1489         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
1490         for (i = 0; i < len; ++i)
1491           val = iterative_hash_template_arg (TREE_VEC_ELT (arg, i), val);
1492         return val;
1493       }
1494
1495     case TYPE_PACK_EXPANSION:
1496     case EXPR_PACK_EXPANSION:
1497       return iterative_hash_template_arg (PACK_EXPANSION_PATTERN (arg), val);
1498
1499     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
1500     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
1501       return iterative_hash_template_arg (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg), val);
1502
1503     case TREE_LIST:
1504       for (; arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
1505         val = iterative_hash_template_arg (TREE_VALUE (arg), val);
1506       return val;
1507
1508     case OVERLOAD:
1509       for (; arg; arg = OVL_CHAIN (arg))
1510         val = iterative_hash_template_arg (OVL_FUNCTION (arg), val);
1511       return val;
1512
1513     case CONSTRUCTOR:
1514       {
1515         tree field, value;
1516         FOR_EACH_CONSTRUCTOR_ELT (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, field, value)
1517           {
1518             val = iterative_hash_template_arg (field, val);
1519             val = iterative_hash_template_arg (value, val);
1520           }
1521         return val;
1522       }
1523
1524     case PARM_DECL:
1525       if (!DECL_ARTIFICIAL (arg))
1526         val = iterative_hash_object (DECL_PARM_INDEX (arg), val);
1527       return iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1528
1529     case TARGET_EXPR:
1530       return iterative_hash_template_arg (TARGET_EXPR_INITIAL (arg), val);
1531
1532     case PTRMEM_CST:
1533       val = iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_CLASS (arg), val);
1534       return iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_MEMBER (arg), val);
1535
1536     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
1537       val = iterative_hash_template_arg
1538         (TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (arg)), val);
1539       val = iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_LEVEL (arg), val);
1540       return iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_IDX (arg), val);
1541
1542     case TRAIT_EXPR:
1543       val = iterative_hash_object (TRAIT_EXPR_KIND (arg), val);
1544       val = iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE1 (arg), val);
1545       return iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE2 (arg), val);
1546
1547     case BASELINK:
1548       val = iterative_hash_template_arg (BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (arg)),
1549                                          val);
1550       return iterative_hash_template_arg (DECL_NAME (get_first_fn (arg)),
1551                                           val);
1552
1553     case MODOP_EXPR:
1554       val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 0), val);
1555       code = TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 1));
1556       val = iterative_hash_object (code, val);
1557       return iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 2), val);
1558
1559     case ARRAY_TYPE:
1560       /* layout_type sets structural equality for arrays of
1561          incomplete type, so we can't rely on the canonical type
1562          for hashing.  */
1563       val = iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1564       return iterative_hash_template_arg (TYPE_DOMAIN (arg), val);
1565
1566     case LAMBDA_EXPR:
1567       /* A lambda can't appear in a template arg, but don't crash on
1568          erroneous input.  */
1569       gcc_assert (errorcount > 0);
1570       return val;
1571
1572     default:
1573       switch (tclass)
1574         {
1575         case tcc_type:
1576           if (TYPE_CANONICAL (arg))
1577             return iterative_hash_object (TYPE_HASH (TYPE_CANONICAL (arg)),
1578                                           val);
1579           else if (TREE_CODE (arg) == DECLTYPE_TYPE)
1580             return iterative_hash_template_arg (DECLTYPE_TYPE_EXPR (arg), val);
1581           /* Otherwise just compare the types during lookup.  */
1582           return val;
1583
1584         case tcc_declaration:
1585         case tcc_constant:
1586           return iterative_hash_expr (arg, val);
1587
1588         default:
1589           gcc_assert (IS_EXPR_CODE_CLASS (tclass));
1590           {
1591             unsigned n = TREE_OPERAND_LENGTH (arg);
1592             for (i = 0; i < n; ++i)
1593               val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, i), val);
1594             return val;
1595           }
1596         }
1597     }
1598   gcc_unreachable ();
1599   return 0;
1600 }
1601
1602 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1603    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1604    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.
1605
1606    Note that SPEC has been ggc_freed, so we can't look inside it.  */
1607
1608 bool
1609 reregister_specialization (tree spec, tree tinfo, tree new_spec)
1610 {
1611   spec_entry **slot;
1612   spec_entry elt;
1613
1614   elt.tmpl = most_general_template (TI_TEMPLATE (tinfo));
1615   elt.args = TI_ARGS (tinfo);
1616   elt.spec = NULL_TREE;
1617
1618   slot = (spec_entry **) htab_find_slot (decl_specializations, &elt, INSERT);
1619   if (*slot)
1620     {
1621       gcc_assert ((*slot)->spec == spec || (*slot)->spec == new_spec);
1622       gcc_assert (new_spec != NULL_TREE);
1623       (*slot)->spec = new_spec;
1624       return 1;
1625     }
1626
1627   return 0;
1628 }
1629
1630 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1631    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1632    DECL).  */
1633
1634 static int
1635 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1636 {
1637   return TREE_VALUE ((const_tree) p1) == (const_tree) p2;
1638 }
1639
1640 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1641
1642 static hashval_t
1643 hash_local_specialization (const void* p1)
1644 {
1645   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((const_tree) p1));
1646 }
1647
1648 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1649    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1650
1651 static void
1652 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1653 {
1654   void **slot;
1655
1656   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl,
1657                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1658   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1659 }
1660
1661 /* TYPE is a class type.  Returns true if TYPE is an explicitly
1662    specialized class.  */
1663
1664 bool
1665 explicit_class_specialization_p (tree type)
1666 {
1667   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
1668     return false;
1669   return !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
1670 }
1671
1672 /* Print the list of functions at FNS, going through all the overloads
1673    for each element of the list.  Alternatively, FNS can not be a
1674    TREE_LIST, in which case it will be printed together with all the
1675    overloads.
1676
1677    MORE and *STR should respectively be FALSE and NULL when the function
1678    is called from the outside.  They are used internally on recursive
1679    calls.  print_candidates manages the two parameters and leaves NULL
1680    in *STR when it ends.  */
1681
1682 static void
1683 print_candidates_1 (tree fns, bool more, const char **str)
1684 {
1685   tree fn, fn2;
1686   char *spaces = NULL;
1687
1688   for (fn = fns; fn; fn = OVL_NEXT (fn))
1689     if (TREE_CODE (fn) == TREE_LIST)
1690       {
1691         gcc_assert (!OVL_NEXT (fn) && !is_overloaded_fn (fn));
1692         for (fn2 = fn; fn2 != NULL_TREE; fn2 = TREE_CHAIN (fn2))
1693           print_candidates_1 (TREE_VALUE (fn2),
1694                               TREE_CHAIN (fn2) || more, str);
1695       }
1696     else
1697       {
1698         if (!*str)
1699           {
1700             /* Pick the prefix string.  */
1701             if (!more && !OVL_NEXT (fns))
1702               {
1703                 error ("candidate is: %+#D", OVL_CURRENT (fn));
1704                 continue;
1705               }
1706
1707             *str = _("candidates are:");
1708             spaces = get_spaces (*str);
1709           }
1710         error ("%s %+#D", *str, OVL_CURRENT (fn));
1711         *str = spaces ? spaces : *str;
1712       }
1713
1714   if (!more)
1715     {
1716       free (spaces);
1717       *str = NULL;
1718     }
1719 }
1720
1721 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  */
1722
1723 void
1724 print_candidates (tree fns)
1725 {
1726   const char *str = NULL;
1727   print_candidates_1 (fns, false, &str);
1728   gcc_assert (str == NULL);
1729 }
1730
1731 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1732    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1733    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1734    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1735    TEMPLATE_ID are non-members.
1736
1737    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1738    specialization of a member template.
1739
1740    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1741    template classes that appeared in the name of the function. See
1742    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1743
1744    TSK indicates what kind of template declaration (if any) is being
1745    declared.  TSK_TEMPLATE indicates that the declaration given by
1746    DECL, though a FUNCTION_DECL, has template parameters, and is
1747    therefore a template function.
1748
1749    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1750    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1751
1752    If it is impossible to determine the result, an error message is
1753    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1754
1755 static tree
1756 determine_specialization (tree template_id,
1757                           tree decl,
1758                           tree* targs_out,
1759                           int need_member_template,
1760                           int template_count,
1761                           tmpl_spec_kind tsk)
1762 {
1763   tree fns;
1764   tree targs;
1765   tree explicit_targs;
1766   tree candidates = NULL_TREE;
1767   /* A TREE_LIST of templates of which DECL may be a specialization.
1768      The TREE_VALUE of each node is a TEMPLATE_DECL.  The
1769      corresponding TREE_PURPOSE is the set of template arguments that,
1770      when used to instantiate the template, would produce a function
1771      with the signature of DECL.  */
1772   tree templates = NULL_TREE;
1773   int header_count;
1774   struct cp_binding_level *b;
1775
1776   *targs_out = NULL_TREE;
1777
1778   if (template_id == error_mark_node || decl == error_mark_node)
1779     return error_mark_node;
1780
1781   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1782   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1783
1784   if (fns == error_mark_node)
1785     return error_mark_node;
1786
1787   /* Check for baselinks.  */
1788   if (BASELINK_P (fns))
1789     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1790
1791   if (!is_overloaded_fn (fns))
1792     {
1793       error ("%qD is not a function template", fns);
1794       return error_mark_node;
1795     }
1796
1797   /* Count the number of template headers specified for this
1798      specialization.  */
1799   header_count = 0;
1800   for (b = current_binding_level;
1801        b->kind == sk_template_parms;
1802        b = b->level_chain)
1803     ++header_count;
1804
1805   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1806     {
1807       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1808
1809       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1810         {
1811           tree decl_arg_types;
1812           tree fn_arg_types;
1813
1814           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1815              the number of template headers appearing in the specialization
1816              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1817              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1818              member functions. Consider the following code:
1819
1820              template <> void A<int>::f(int);
1821              template <> template <> void A<int>::f(int);
1822
1823              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1824              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1825              member function, whilst the second line specializes "f" which
1826              is a template member function. So both lines are syntactically
1827              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1828              them.
1829
1830              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1831              against the declarations. We count the number of template
1832              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1833              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1834              plus there must be another header for the member template
1835              itself).
1836
1837              Notice that if header_count is zero, this is not a
1838              specialization but rather a template instantiation, so there
1839              is no check we can perform here.  */
1840           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1841             continue;
1842
1843           /* Check that the number of template arguments at the
1844              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1845           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1846               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1847               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1848                   != TREE_VEC_LENGTH (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
1849                                       (current_template_parms))))
1850             continue;
1851
1852           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1853           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1854           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1855
1856           /* For a non-static member function, we need to make sure
1857              that the const qualification is the same.  Since
1858              get_bindings does not try to merge the "this" parameter,
1859              we must do the comparison explicitly.  */
1860           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1861               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types),
1862                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1863             continue;
1864
1865           /* Skip the "this" parameter and, for constructors of
1866              classes with virtual bases, the VTT parameter.  A
1867              full specialization of a constructor will have a VTT
1868              parameter, but a template never will.  */ 
1869           decl_arg_types 
1870             = skip_artificial_parms_for (decl, decl_arg_types);
1871           fn_arg_types 
1872             = skip_artificial_parms_for (fn, fn_arg_types);
1873
1874           /* Check that the number of function parameters matches.
1875              For example,
1876                template <class T> void f(int i = 0);
1877                template <> void f<int>();
1878              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1879              by get_bindings below.  */
1880           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1881             continue;
1882
1883           /* Function templates cannot be specializations; there are
1884              no partial specializations of functions.  Therefore, if
1885              the type of DECL does not match FN, there is no
1886              match.  */
1887           if (tsk == tsk_template)
1888             {
1889               if (compparms (fn_arg_types, decl_arg_types))
1890                 candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1891               continue;
1892             }
1893
1894           /* See whether this function might be a specialization of this
1895              template.  */
1896           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1897
1898           if (!targs)
1899             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1900                specialize TMPL will produce DECL.  */
1901             continue;
1902
1903           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1904           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1905         }
1906       else if (need_member_template)
1907         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1908            specialization of a member template.  */
1909         ;
1910       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1911         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1912            cases.  */
1913         ;
1914       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1915         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1916            be a specialization of that.  */
1917         ;
1918       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1919         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1920         ;
1921       else
1922         {
1923           tree decl_arg_types;
1924
1925           /* This is an ordinary member function.  However, since
1926              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1927              template class.  For example,
1928
1929                template <typename T> struct S { void f(); };
1930                template <> void S<int>::f() {}
1931
1932              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1933              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1934              might be in business.  */
1935
1936           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1937             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1938                of a template class.  This is not a candidate.  */
1939             continue;
1940
1941           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1942                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1943             /* The return types differ.  */
1944             continue;
1945
1946           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1947           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1948           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1949               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1950             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1951
1952           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)),
1953                          decl_arg_types))
1954             /* They match!  */
1955             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1956         }
1957     }
1958
1959   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
1960     {
1961       /* We have:
1962
1963            [temp.expl.spec]
1964
1965            It is possible for a specialization with a given function
1966            signature to be instantiated from more than one function
1967            template.  In such cases, explicit specification of the
1968            template arguments must be used to uniquely identify the
1969            function template specialization being specialized.
1970
1971          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
1972          determine which of the candidate templates is most
1973          specialized.  However, we, also have:
1974
1975            [temp.func.order]
1976
1977            Partial ordering of overloaded function template
1978            declarations is used in the following contexts to select
1979            the function template to which a function template
1980            specialization refers:
1981
1982            -- when an explicit specialization refers to a function
1983               template.
1984
1985          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
1986          This extension can only serve to make invalid programs valid,
1987          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
1988          the committee intended the partial ordering rules to apply;
1989          the EDG front end has that behavior, and John Spicer claims
1990          that the committee simply forgot to delete the wording in
1991          [temp.expl.spec].  */
1992       tree tmpl = most_specialized_instantiation (templates);
1993       if (tmpl != error_mark_node)
1994         {
1995           templates = tmpl;
1996           TREE_CHAIN (templates) = NULL_TREE;
1997         }
1998     }
1999
2000   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
2001     {
2002       error ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
2003              "declaration", template_id, decl);
2004       if (header_count && header_count != template_count + 1)
2005         inform (input_location, "saw %d %<template<>%>, need %d for "
2006                 "specializing a member function template",
2007                 header_count, template_count + 1);
2008       return error_mark_node;
2009     }
2010   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
2011            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
2012            || (templates && candidates))
2013     {
2014       error ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
2015              template_id, decl);
2016       candidates = chainon (candidates, templates);
2017       print_candidates (candidates);
2018       return error_mark_node;
2019     }
2020
2021   /* We have one, and exactly one, match.  */
2022   if (candidates)
2023     {
2024       tree fn = TREE_VALUE (candidates);
2025       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (fn));
2026       /* DECL is a re-declaration or partial instantiation of a template
2027          function.  */
2028       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
2029         return fn;
2030       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
2031          template class.  */
2032       return DECL_TI_TEMPLATE (fn);
2033     }
2034
2035   /* It was a specialization of a template.  */
2036   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
2037   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
2038     {
2039       *targs_out = copy_node (targs);
2040       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out,
2041                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
2042                            TREE_PURPOSE (templates));
2043     }
2044   else
2045     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
2046   return TREE_VALUE (templates);
2047 }
2048
2049 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
2050    but with the default argument values filled in from those in the
2051    TMPL_TYPES.  */
2052
2053 static tree
2054 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
2055                                       tree tmpl_types)
2056 {
2057   tree new_spec_types;
2058
2059   if (!spec_types)
2060     return NULL_TREE;
2061
2062   if (spec_types == void_list_node)
2063     return void_list_node;
2064
2065   /* Substitute into the rest of the list.  */
2066   new_spec_types =
2067     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
2068                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
2069
2070   /* Add the default argument for this parameter.  */
2071   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
2072                          TREE_VALUE (spec_types),
2073                          new_spec_types);
2074 }
2075
2076 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
2077    from the template it specializes.  (That way, code like:
2078
2079      template <class T> void f(T = 3);
2080      template <> void f(double);
2081      void g () { f (); }
2082
2083    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
2084    the correct default arguments at the call-site, but this approach
2085    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
2086
2087 static void
2088 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
2089 {
2090   tree tmpl;
2091   tree spec_types;
2092   tree tmpl_types;
2093   tree new_spec_types;
2094   tree old_type;
2095   tree new_type;
2096   tree t;
2097   tree object_type = NULL_TREE;
2098   tree in_charge = NULL_TREE;
2099   tree vtt = NULL_TREE;
2100
2101   /* See if there's anything we need to do.  */
2102   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
2103   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
2104   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
2105     if (TREE_PURPOSE (t))
2106       break;
2107   if (!t)
2108     return;
2109
2110   old_type = TREE_TYPE (decl);
2111   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
2112
2113   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2114     {
2115       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
2116          CV quals.  */
2117       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
2118       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2119       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
2120
2121       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
2122         {
2123           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
2124              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
2125           in_charge = spec_types;
2126           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2127         }
2128       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
2129         {
2130           vtt = spec_types;
2131           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2132         }
2133     }
2134
2135   /* Compute the merged default arguments.  */
2136   new_spec_types =
2137     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
2138
2139   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
2140   if (object_type)
2141     {
2142       if (vtt)
2143         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
2144                                          TREE_VALUE (vtt),
2145                                          new_spec_types);
2146
2147       if (in_charge)
2148         /* Put the in-charge parameter back.  */
2149         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
2150                                          TREE_VALUE (in_charge),
2151                                          new_spec_types);
2152
2153       new_type = build_method_type_directly (object_type,
2154                                              TREE_TYPE (old_type),
2155                                              new_spec_types);
2156     }
2157   else
2158     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
2159                                     new_spec_types);
2160   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
2161                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
2162   new_type = build_exception_variant (new_type,
2163                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
2164   TREE_TYPE (decl) = new_type;
2165 }
2166
2167 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
2168    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
2169    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
2170    instantiation at this point.
2171
2172    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
2173    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
2174    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
2175    recoverable.
2176
2177    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags:
2178
2179    2: The function has a definition.
2180    4: The function is a friend.
2181
2182    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
2183    template classes that appeared in the name of the function.  For
2184    example, in
2185
2186      template <class T> struct S { void f(); };
2187      void S<int>::f();
2188
2189    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
2190    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
2191
2192      template <class T> struct S {};
2193      template <> struct S<int> { void f(); }
2194      template <> void S<int>::f();
2195
2196    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
2197    invalid; there should be no template <>.)
2198
2199    If the function is a specialization, it is marked as such via
2200    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
2201    is set up correctly, and it is added to the list of specializations
2202    for that template.  */
2203
2204 tree
2205 check_explicit_specialization (tree declarator,
2206                                tree decl,
2207                                int template_count,
2208                                int flags)
2209 {
2210   int have_def = flags & 2;
2211   int is_friend = flags & 4;
2212   int specialization = 0;
2213   int explicit_instantiation = 0;
2214   int member_specialization = 0;
2215   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
2216   tree dname = DECL_NAME (decl);
2217   tmpl_spec_kind tsk;
2218
2219   if (is_friend)
2220     {
2221       if (!processing_specialization)
2222         tsk = tsk_none;
2223       else
2224         tsk = tsk_excessive_parms;
2225     }
2226   else
2227     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
2228
2229   switch (tsk)
2230     {
2231     case tsk_none:
2232       if (processing_specialization)
2233         {
2234           specialization = 1;
2235           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2236         }
2237       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2238         {
2239           if (is_friend)
2240             /* This could be something like:
2241
2242                template <class T> void f(T);
2243                class S { friend void f<>(int); }  */
2244             specialization = 1;
2245           else
2246             {
2247               /* This case handles bogus declarations like template <>
2248                  template <class T> void f<int>(); */
2249
2250               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2251                      declarator);
2252               return decl;
2253             }
2254         }
2255       break;
2256
2257     case tsk_invalid_member_spec:
2258       /* The error has already been reported in
2259          check_specialization_scope.  */
2260       return error_mark_node;
2261
2262     case tsk_invalid_expl_inst:
2263       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
2264
2265       /* Fall through.  */
2266
2267     case tsk_expl_inst:
2268       if (have_def)
2269         error ("definition provided for explicit instantiation");
2270
2271       explicit_instantiation = 1;
2272       break;
2273
2274     case tsk_excessive_parms:
2275     case tsk_insufficient_parms:
2276       if (tsk == tsk_excessive_parms)
2277         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
2278                decl);
2279       else if (template_header_count)
2280         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
2281       else
2282         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
2283               "%<template <>%>", decl);
2284
2285       /* Fall through.  */
2286     case tsk_expl_spec:
2287       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2288       if (ctype)
2289         member_specialization = 1;
2290       else
2291         specialization = 1;
2292       break;
2293
2294     case tsk_template:
2295       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2296         {
2297           /* This case handles bogus declarations like template <>
2298              template <class T> void f<int>(); */
2299
2300           if (uses_template_parms (declarator))
2301             error ("function template partial specialization %qD "
2302                    "is not allowed", declarator);
2303           else
2304             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2305                    declarator);
2306           return decl;
2307         }
2308
2309       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
2310         /* This is a specialization of a member template, without
2311            specialization the containing class.  Something like:
2312
2313              template <class T> struct S {
2314                template <class U> void f (U);
2315              };
2316              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
2317
2318            That's a specialization -- but of the entire template.  */
2319         specialization = 1;
2320       break;
2321
2322     default:
2323       gcc_unreachable ();
2324     }
2325
2326   if (specialization || member_specialization)
2327     {
2328       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
2329       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
2330         if (TREE_PURPOSE (t))
2331           {
2332             permerror (input_location, 
2333                        "default argument specified in explicit specialization");
2334             break;
2335           }
2336     }
2337
2338   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
2339     {
2340       tree tmpl = NULL_TREE;
2341       tree targs = NULL_TREE;
2342
2343       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
2344       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
2345         {
2346           tree fns;
2347
2348           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
2349           if (ctype)
2350             fns = dname;
2351           else
2352             {
2353               /* If there is no class context, the explicit instantiation
2354                  must be at namespace scope.  */
2355               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
2356
2357               /* Find the namespace binding, using the declaration
2358                  context.  */
2359               fns = lookup_qualified_name (CP_DECL_CONTEXT (decl), dname,
2360                                            false, true);
2361               if (fns == error_mark_node || !is_overloaded_fn (fns))
2362                 {
2363                   error ("%qD is not a template function", dname);
2364                   fns = error_mark_node;
2365                 }
2366               else
2367                 {
2368                   tree fn = OVL_CURRENT (fns);
2369                   if (!is_associated_namespace (CP_DECL_CONTEXT (decl),
2370                                                 CP_DECL_CONTEXT (fn)))
2371                     error ("%qD is not declared in %qD",
2372                            decl, current_namespace);
2373                 }
2374             }
2375
2376           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
2377         }
2378
2379       if (declarator == error_mark_node)
2380         return error_mark_node;
2381
2382       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
2383         {
2384           if (!explicit_instantiation)
2385             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
2386                but the error will already have been flagged by
2387                check_specialization_scope.  */
2388             return error_mark_node;
2389           else
2390             {
2391               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
2392                  class scope, e.g.:
2393
2394                    class C { template void f(); }
2395
2396                    This case is caught by the parser.  However, on
2397                    something like:
2398
2399                    template class C { void f(); };
2400
2401                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
2402                    issued later.  */
2403               ;
2404             }
2405
2406           return decl;
2407         }
2408       else if (ctype != NULL_TREE
2409                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
2410                    IDENTIFIER_NODE))
2411         {
2412           /* Find the list of functions in ctype that have the same
2413              name as the declared function.  */
2414           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
2415           tree fns = NULL_TREE;
2416           int idx;
2417
2418           if (constructor_name_p (name, ctype))
2419             {
2420               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2421
2422               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (ctype)
2423                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
2424                 {
2425                   /* From [temp.expl.spec]:
2426
2427                      If such an explicit specialization for the member
2428                      of a class template names an implicitly-declared
2429                      special member function (clause _special_), the
2430                      program is ill-formed.
2431
2432                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
2433                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
2434                   return error_mark_node;
2435                 }
2436
2437               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
2438             }
2439
2440           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
2441             {
2442               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
2443               if (idx >= 0)
2444                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
2445             }
2446           else
2447             {
2448               VEC(tree,gc) *methods;
2449               tree ovl;
2450
2451               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
2452                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
2453                  int' which will be a specialization of `operator T'.
2454                  So, we find *all* the conversion operators, and then
2455                  select from them.  */
2456               fns = NULL_TREE;
2457
2458               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
2459               if (methods)
2460                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
2461                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
2462                      ++idx)
2463                   {
2464                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
2465                       /* There are no more conversion functions.  */
2466                       break;
2467
2468                     /* Glue all these conversion functions together
2469                        with those we already have.  */
2470                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
2471                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
2472                   }
2473             }
2474
2475           if (fns == NULL_TREE)
2476             {
2477               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
2478               return error_mark_node;
2479             }
2480           else
2481             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2482         }
2483
2484       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2485          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2486          member function, we cannot tell apriori whether the
2487          instantiation is for a member template, or just a member
2488          function of a template class.  Even if a member template is
2489          being instantiated, the member template arguments may be
2490          elided if they can be deduced from the rest of the
2491          declaration.  */
2492       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2493                                        &targs,
2494                                        member_specialization,
2495                                        template_count,
2496                                        tsk);
2497
2498       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2499         /* We couldn't figure out what this declaration was
2500            specializing.  */
2501         return error_mark_node;
2502       else
2503         {
2504           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2505
2506           if (explicit_instantiation)
2507             {
2508               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2509                  is done by do_decl_instantiation later.  */
2510
2511               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2512               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2513
2514               if (arg_depth > parm_depth)
2515                 {
2516                   /* If TMPL is not the most general template (for
2517                      example, if TMPL is a friend template that is
2518                      injected into namespace scope), then there will
2519                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2520                      here.  */
2521                   int i;
2522                   tree new_targs;
2523
2524                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2525                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2526                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2527                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2528                   targs = new_targs;
2529                 }
2530
2531               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2532             }
2533
2534           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2535              turns out to be specializing a static member function,
2536              make DECL a static member function as well.  */
2537           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2538               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2539             revert_static_member_fn (decl);
2540
2541           /* If this is a specialization of a member template of a
2542              template class, we want to return the TEMPLATE_DECL, not
2543              the specialization of it.  */
2544           if (tsk == tsk_template)
2545             {
2546               tree result = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
2547               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2548               DECL_INITIAL (result) = NULL_TREE;
2549               if (have_def)
2550                 {
2551                   tree parm;
2552                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2553                   DECL_SOURCE_LOCATION (result)
2554                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2555                   /* We want to use the argument list specified in the
2556                      definition, not in the original declaration.  */
2557                   DECL_ARGUMENTS (result) = DECL_ARGUMENTS (decl);
2558                   for (parm = DECL_ARGUMENTS (result); parm;
2559                        parm = TREE_CHAIN (parm))
2560                     DECL_CONTEXT (parm) = result;
2561                 }
2562               return register_specialization (tmpl, gen_tmpl, targs,
2563                                               is_friend, 0);
2564             }
2565
2566           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2567           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = build_template_info (tmpl, targs);
2568
2569           /* Inherit default function arguments from the template
2570              DECL is specializing.  */
2571           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2572
2573           /* This specialization has the same protection as the
2574              template it specializes.  */
2575           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2576           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2577
2578           /* 7.1.1-1 [dcl.stc]
2579
2580              A storage-class-specifier shall not be specified in an
2581              explicit specialization...
2582
2583              The parser rejects these, so unless action is taken here,
2584              explicit function specializations will always appear with
2585              global linkage.
2586
2587              The action recommended by the C++ CWG in response to C++
2588              defect report 605 is to make the storage class and linkage
2589              of the explicit specialization match the templated function:
2590
2591              http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_active.html#605
2592            */
2593           if (tsk == tsk_expl_spec && DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
2594             {
2595               tree tmpl_func = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
2596               gcc_assert (TREE_CODE (tmpl_func) == FUNCTION_DECL);
2597
2598               /* This specialization has the same linkage and visibility as
2599                  the function template it specializes.  */
2600               TREE_PUBLIC (decl) = TREE_PUBLIC (tmpl_func);
2601               if (! TREE_PUBLIC (decl))
2602                 {
2603                   DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
2604                   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
2605                 }
2606               DECL_THIS_STATIC (decl) = DECL_THIS_STATIC (tmpl_func);
2607               if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (tmpl_func))
2608                 {
2609                   DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (decl) = 1;
2610                   DECL_VISIBILITY (decl) = DECL_VISIBILITY (tmpl_func);
2611                 }
2612             }
2613
2614           /* If DECL is a friend declaration, declared using an
2615              unqualified name, the namespace associated with DECL may
2616              have been set incorrectly.  For example, in:
2617
2618                template <typename T> void f(T);
2619                namespace N {
2620                  struct S { friend void f<int>(int); }
2621                }
2622
2623              we will have set the DECL_CONTEXT for the friend
2624              declaration to N, rather than to the global namespace.  */
2625           if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl))
2626             DECL_CONTEXT (decl) = DECL_CONTEXT (tmpl);
2627
2628           if (is_friend && !have_def)
2629             /* This is not really a declaration of a specialization.
2630                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2631                a request for an instantiation, either.  */
2632             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2633           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2634             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2635                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2636                versions in V3 ABI.  */
2637             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2638
2639           /* Register this specialization so that we can find it
2640              again.  */
2641           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs, is_friend, 0);
2642         }
2643     }
2644
2645   return decl;
2646 }
2647
2648 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2649    parameters.  These are represented in the same format used for
2650    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2651
2652 int
2653 comp_template_parms (const_tree parms1, const_tree parms2)
2654 {
2655   const_tree p1;
2656   const_tree p2;
2657
2658   if (parms1 == parms2)
2659     return 1;
2660
2661   for (p1 = parms1, p2 = parms2;
2662        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2663        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2664     {
2665       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2666       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2667       int i;
2668
2669       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2670       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2671
2672       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2673         return 0;
2674
2675       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i)
2676         {
2677           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2678           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2679
2680           /* If either of the template parameters are invalid, assume
2681              they match for the sake of error recovery. */
2682           if (parm1 == error_mark_node || parm2 == error_mark_node)
2683             return 1;
2684
2685           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2686             return 0;
2687
2688           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2689               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm1)
2690                   == TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm2)))
2691             continue;
2692           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2693             return 0;
2694         }
2695     }
2696
2697   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2698     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2699        other.  */
2700     return 0;
2701
2702   return 1;
2703 }
2704
2705 /* Determine whether PARM is a parameter pack.  */
2706
2707 bool 
2708 template_parameter_pack_p (const_tree parm)
2709 {
2710   /* Determine if we have a non-type template parameter pack.  */
2711   if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
2712     return (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm) 
2713             && TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)));
2714
2715   /* If this is a list of template parameters, we could get a
2716      TYPE_DECL or a TEMPLATE_DECL.  */ 
2717   if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2718     parm = TREE_TYPE (parm);
2719
2720   return ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2721            || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
2722           && TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm));
2723 }
2724
2725 /* Determine if T is a function parameter pack.  */
2726
2727 bool
2728 function_parameter_pack_p (const_tree t)
2729 {
2730   if (t && TREE_CODE (t) == PARM_DECL)
2731     return FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t);
2732   return false;
2733 }
2734
2735 /* Return the function template declaration of PRIMARY_FUNC_TMPL_INST.
2736    PRIMARY_FUNC_TMPL_INST is a primary function template instantiation.  */
2737
2738 tree
2739 get_function_template_decl (const_tree primary_func_tmpl_inst)
2740 {
2741   if (! primary_func_tmpl_inst
2742       || TREE_CODE (primary_func_tmpl_inst) != FUNCTION_DECL
2743       || ! primary_template_instantiation_p (primary_func_tmpl_inst))
2744     return NULL;
2745
2746   return DECL_TEMPLATE_RESULT (DECL_TI_TEMPLATE (primary_func_tmpl_inst));
2747 }
2748
2749 /* Return true iff the function parameter PARAM_DECL was expanded
2750    from the function parameter pack PACK.  */
2751
2752 bool
2753 function_parameter_expanded_from_pack_p (tree param_decl, tree pack)
2754 {
2755   if (DECL_ARTIFICIAL (param_decl)
2756       || !function_parameter_pack_p (pack))
2757     return false;
2758
2759   /* The parameter pack and its pack arguments have the same
2760      DECL_PARM_INDEX.  */
2761   return DECL_PARM_INDEX (pack) == DECL_PARM_INDEX (param_decl);
2762 }
2763
2764 /* Determine whether ARGS describes a variadic template args list,
2765    i.e., one that is terminated by a template argument pack.  */
2766
2767 static bool 
2768 template_args_variadic_p (tree args)
2769 {
2770   int nargs;
2771   tree last_parm;
2772
2773   if (args == NULL_TREE)
2774     return false;
2775
2776   args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
2777   nargs = TREE_VEC_LENGTH (args);
2778
2779   if (nargs == 0)
2780     return false;
2781
2782   last_parm = TREE_VEC_ELT (args, nargs - 1);
2783
2784   return ARGUMENT_PACK_P (last_parm);
2785 }
2786
2787 /* Generate a new name for the parameter pack name NAME (an
2788    IDENTIFIER_NODE) that incorporates its */
2789
2790 static tree
2791 make_ith_pack_parameter_name (tree name, int i)
2792 {
2793   /* Munge the name to include the parameter index.  */
2794 #define NUMBUF_LEN 128
2795   char numbuf[NUMBUF_LEN];
2796   char* newname;
2797   int newname_len;
2798
2799   snprintf (numbuf, NUMBUF_LEN, "%i", i);
2800   newname_len = IDENTIFIER_LENGTH (name)
2801                 + strlen (numbuf) + 2;
2802   newname = (char*)alloca (newname_len);
2803   snprintf (newname, newname_len,
2804             "%s#%i", IDENTIFIER_POINTER (name), i);
2805   return get_identifier (newname);
2806 }
2807
2808 /* Return true if T is a primary function
2809    or class template instantiation.  */
2810
2811 bool
2812 primary_template_instantiation_p (const_tree t)
2813 {
2814   if (!t)
2815     return false;
2816
2817   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
2818     return DECL_LANG_SPECIFIC (t)
2819            && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2820            && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (t));
2821   else if (CLASS_TYPE_P (t))
2822     return CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2823            && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
2824   return false;
2825 }
2826
2827 /* Return true if PARM is a template template parameter.  */
2828
2829 bool
2830 template_template_parameter_p (const_tree parm)
2831 {
2832   return DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2833 }
2834
2835 /* Return the template parameters of T if T is a
2836    primary template instantiation, NULL otherwise.  */
2837
2838 tree
2839 get_primary_template_innermost_parameters (const_tree t)
2840 {
2841   tree parms = NULL, template_info = NULL;
2842
2843   if ((template_info = get_template_info (t))
2844       && primary_template_instantiation_p (t))
2845     parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
2846         (DECL_TEMPLATE_PARMS (TI_TEMPLATE (template_info)));
2847
2848   return parms;
2849 }
2850
2851 /* Return the template parameters of the LEVELth level from the full list
2852    of template parameters PARMS.  */
2853
2854 tree
2855 get_template_parms_at_level (tree parms, int level)
2856 {
2857   tree p;
2858   if (!parms
2859       || TREE_CODE (parms) != TREE_LIST
2860       || level > TMPL_PARMS_DEPTH (parms))
2861     return NULL_TREE;
2862
2863   for (p = parms; p; p = TREE_CHAIN (p))
2864     if (TMPL_PARMS_DEPTH (p) == level)
2865       return p;
2866
2867   return NULL_TREE;
2868 }
2869
2870 /* Returns the template arguments of T if T is a template instantiation,
2871    NULL otherwise.  */
2872
2873 tree
2874 get_template_innermost_arguments (const_tree t)
2875 {
2876   tree args = NULL, template_info = NULL;
2877
2878   if ((template_info = get_template_info (t))
2879       && TI_ARGS (template_info))
2880     args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (template_info));
2881
2882   return args;
2883 }
2884
2885 /* Return the argument pack elements of T if T is a template argument pack,
2886    NULL otherwise.  */
2887
2888 tree
2889 get_template_argument_pack_elems (const_tree t)
2890 {
2891   if (TREE_CODE (t) != TYPE_ARGUMENT_PACK
2892       && TREE_CODE (t) != NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
2893     return NULL;
2894
2895   return ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
2896 }
2897
2898 /* Structure used to track the progress of find_parameter_packs_r.  */
2899 struct find_parameter_pack_data 
2900 {
2901   /* TREE_LIST that will contain all of the parameter packs found by
2902      the traversal.  */
2903   tree* parameter_packs;
2904
2905   /* Set of AST nodes that have been visited by the traversal.  */
2906   struct pointer_set_t *visited;
2907 };
2908
2909 /* Identifies all of the argument packs that occur in a template
2910    argument and appends them to the TREE_LIST inside DATA, which is a
2911    find_parameter_pack_data structure. This is a subroutine of
2912    make_pack_expansion and uses_parameter_packs.  */
2913 static tree
2914 find_parameter_packs_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void* data)
2915 {
2916   tree t = *tp;
2917   struct find_parameter_pack_data* ppd = 
2918     (struct find_parameter_pack_data*)data;
2919   bool parameter_pack_p = false;
2920
2921   /* Identify whether this is a parameter pack or not.  */
2922   switch (TREE_CODE (t))
2923     {
2924     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
2925       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
2926         parameter_pack_p = true;
2927       break;
2928
2929     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
2930     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2931       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
2932         parameter_pack_p = true;
2933       break;
2934
2935     case PARM_DECL:
2936       if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
2937         {
2938           /* We don't want to walk into the type of a PARM_DECL,
2939              because we don't want to see the type parameter pack.  */
2940           *walk_subtrees = 0;
2941           parameter_pack_p = true;
2942         }
2943       break;
2944
2945     default:
2946       /* Not a parameter pack.  */
2947       break;
2948     }
2949
2950   if (parameter_pack_p)
2951     {
2952       /* Add this parameter pack to the list.  */
2953       *ppd->parameter_packs = tree_cons (NULL_TREE, t, *ppd->parameter_packs);
2954     }
2955
2956   if (TYPE_P (t))
2957     cp_walk_tree (&TYPE_CONTEXT (t), 
2958                   &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2959
2960   /* This switch statement will return immediately if we don't find a
2961      parameter pack.  */
2962   switch (TREE_CODE (t)) 
2963     {
2964     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
2965       return NULL_TREE;
2966
2967     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2968       /* Check the template itself.  */
2969       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (TYPE_TI_TEMPLATE (t)), 
2970                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2971       /* Check the template arguments.  */
2972       cp_walk_tree (&TYPE_TI_ARGS (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
2973                     ppd->visited);
2974       *walk_subtrees = 0;
2975       return NULL_TREE;
2976
2977     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
2978     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2979       return NULL_TREE;
2980
2981     case PARM_DECL:
2982       return NULL_TREE;
2983
2984     case RECORD_TYPE:
2985       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
2986         return NULL_TREE;
2987       /* Fall through.  */
2988
2989     case UNION_TYPE:
2990     case ENUMERAL_TYPE:
2991       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
2992         cp_walk_tree (&TI_ARGS (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
2993                       &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2994
2995       *walk_subtrees = 0;
2996       return NULL_TREE;
2997
2998     case TEMPLATE_DECL:
2999       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t),
3000                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3001       return NULL_TREE;
3002  
3003     case TYPENAME_TYPE:
3004       cp_walk_tree (&TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), &find_parameter_packs_r,
3005                    ppd, ppd->visited);
3006       *walk_subtrees = 0;
3007       return NULL_TREE;
3008       
3009     case TYPE_PACK_EXPANSION:
3010     case EXPR_PACK_EXPANSION:
3011       *walk_subtrees = 0;
3012       return NULL_TREE;
3013
3014     case INTEGER_TYPE:
3015       cp_walk_tree (&TYPE_MAX_VALUE (t), &find_parameter_packs_r, 
3016                     ppd, ppd->visited);
3017       *walk_subtrees = 0;
3018       return NULL_TREE;
3019
3020     case IDENTIFIER_NODE:
3021       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
3022                     ppd->visited);
3023       *walk_subtrees = 0;
3024       return NULL_TREE;
3025
3026     default:
3027       return NULL_TREE;
3028     }
3029
3030   return NULL_TREE;
3031 }
3032
3033 /* Determines if the expression or type T uses any parameter packs.  */
3034 bool
3035 uses_parameter_packs (tree t)
3036 {
3037   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3038   struct find_parameter_pack_data ppd;
3039   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3040   ppd.visited = pointer_set_create ();
3041   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3042   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3043   return parameter_packs != NULL_TREE;
3044 }
3045
3046 /* Turn ARG, which may be an expression, type, or a TREE_LIST
3047    representation a base-class initializer into a parameter pack
3048    expansion. If all goes well, the resulting node will be an
3049    EXPR_PACK_EXPANSION, TYPE_PACK_EXPANSION, or TREE_LIST,
3050    respectively.  */
3051 tree 
3052 make_pack_expansion (tree arg)
3053 {
3054   tree result;
3055   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3056   bool for_types = false;
3057   struct find_parameter_pack_data ppd;
3058
3059   if (!arg || arg == error_mark_node)
3060     return arg;
3061
3062   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST)
3063     {
3064       /* The only time we will see a TREE_LIST here is for a base
3065          class initializer.  In this case, the TREE_PURPOSE will be a
3066          _TYPE node (representing the base class expansion we're
3067          initializing) and the TREE_VALUE will be a TREE_LIST
3068          containing the initialization arguments. 
3069
3070          The resulting expansion looks somewhat different from most
3071          expansions. Rather than returning just one _EXPANSION, we
3072          return a TREE_LIST whose TREE_PURPOSE is a
3073          TYPE_PACK_EXPANSION containing the bases that will be
3074          initialized.  The TREE_VALUE will be identical to the
3075          original TREE_VALUE, which is a list of arguments that will
3076          be passed to each base.  We do not introduce any new pack
3077          expansion nodes into the TREE_VALUE (although it is possible
3078          that some already exist), because the TREE_PURPOSE and
3079          TREE_VALUE all need to be expanded together with the same
3080          _EXPANSION node.  Note that the TYPE_PACK_EXPANSION in the
3081          resulting TREE_PURPOSE will mention the parameter packs in
3082          both the bases and the arguments to the bases.  */
3083       tree purpose;
3084       tree value;
3085       tree parameter_packs = NULL_TREE;
3086
3087       /* Determine which parameter packs will be used by the base
3088          class expansion.  */
3089       ppd.visited = pointer_set_create ();
3090       ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3091       cp_walk_tree (&TREE_PURPOSE (arg), &find_parameter_packs_r, 
3092                     &ppd, ppd.visited);
3093
3094       if (parameter_packs == NULL_TREE)
3095         {
3096           error ("base initializer expansion %<%T%> contains no parameter packs", arg);
3097           pointer_set_destroy (ppd.visited);
3098           return error_mark_node;
3099         }
3100
3101       if (TREE_VALUE (arg) != void_type_node)
3102         {
3103           /* Collect the sets of parameter packs used in each of the
3104              initialization arguments.  */
3105           for (value = TREE_VALUE (arg); value; value = TREE_CHAIN (value))
3106             {
3107               /* Determine which parameter packs will be expanded in this
3108                  argument.  */
3109               cp_walk_tree (&TREE_VALUE (value), &find_parameter_packs_r, 
3110                             &ppd, ppd.visited);
3111             }
3112         }
3113
3114       pointer_set_destroy (ppd.visited);
3115
3116       /* Create the pack expansion type for the base type.  */
3117       purpose = cxx_make_type (TYPE_PACK_EXPANSION);
3118       SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (purpose, TREE_PURPOSE (arg));
3119       PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (purpose) = parameter_packs;
3120
3121       /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
3122          they will rarely be compared to anything.  */
3123       SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (purpose);
3124
3125       return tree_cons (purpose, TREE_VALUE (arg), NULL_TREE);
3126     }
3127
3128   if (TYPE_P (arg) || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
3129     for_types = true;
3130
3131   /* Build the PACK_EXPANSION_* node.  */
3132   result = for_types
3133      ? cxx_make_type (TYPE_PACK_EXPANSION)
3134      : make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
3135   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (result, arg);
3136   if (TREE_CODE (result) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3137     {
3138       /* Propagate type and const-expression information.  */
3139       TREE_TYPE (result) = TREE_TYPE (arg);
3140       TREE_CONSTANT (result) = TREE_CONSTANT (arg);
3141     }
3142   else
3143     /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
3144        they will rarely be compared to anything.  */
3145     SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (result);
3146
3147   /* Determine which parameter packs will be expanded.  */
3148   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3149   ppd.visited = pointer_set_create ();
3150   cp_walk_tree (&arg, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3151   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3152
3153   /* Make sure we found some parameter packs.  */
3154   if (parameter_packs == NULL_TREE)
3155     {
3156       if (TYPE_P (arg))
3157         error ("expansion pattern %<%T%> contains no argument packs", arg);
3158       else
3159         error ("expansion pattern %<%E%> contains no argument packs", arg);
3160       return error_mark_node;
3161     }
3162   PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (result) = parameter_packs;
3163
3164   return result;
3165 }
3166
3167 /* Checks T for any "bare" parameter packs, which have not yet been
3168    expanded, and issues an error if any are found. This operation can
3169    only be done on full expressions or types (e.g., an expression
3170    statement, "if" condition, etc.), because we could have expressions like:
3171
3172      foo(f(g(h(args)))...)
3173
3174    where "args" is a parameter pack. check_for_bare_parameter_packs
3175    should not be called for the subexpressions args, h(args),
3176    g(h(args)), or f(g(h(args))), because we would produce erroneous
3177    error messages. 
3178
3179    Returns TRUE and emits an error if there were bare parameter packs,
3180    returns FALSE otherwise.  */
3181 bool 
3182 check_for_bare_parameter_packs (tree t)
3183 {
3184   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3185   struct find_parameter_pack_data ppd;
3186
3187   if (!processing_template_decl || !t || t == error_mark_node)
3188     return false;
3189
3190   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
3191     t = TREE_TYPE (t);
3192
3193   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3194   ppd.visited = pointer_set_create ();
3195   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3196   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3197
3198   if (parameter_packs) 
3199     {
3200       error ("parameter packs not expanded with %<...%>:");
3201       while (parameter_packs)
3202         {
3203           tree pack = TREE_VALUE (parameter_packs);
3204           tree name = NULL_TREE;
3205
3206           if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TYPE_PARM
3207               || TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
3208             name = TYPE_NAME (pack);
3209           else if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3210             name = DECL_NAME (TEMPLATE_PARM_DECL (pack));
3211           else
3212             name = DECL_NAME (pack);
3213
3214           if (name)
3215             inform (input_location, "        %qD", name);
3216           else
3217             inform (input_location, "        <anonymous>");
3218
3219           parameter_packs = TREE_CHAIN (parameter_packs);
3220         }
3221
3222       return true;
3223     }
3224
3225   return false;
3226 }
3227
3228 /* Expand any parameter packs that occur in the template arguments in
3229    ARGS.  */
3230 tree
3231 expand_template_argument_pack (tree args)
3232 {
3233   tree result_args = NULL_TREE;
3234   int in_arg, out_arg = 0, nargs = args ? TREE_VEC_LENGTH (args) : 0;
3235   int num_result_args = -1;
3236   int non_default_args_count = -1;
3237
3238   /* First, determine if we need to expand anything, and the number of
3239      slots we'll need.  */
3240   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3241     {
3242       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3243       if (arg == NULL_TREE)
3244         return args;
3245       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3246         {
3247           int num_packed = TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg));
3248           if (num_result_args < 0)
3249             num_result_args = in_arg + num_packed;
3250           else
3251             num_result_args += num_packed;
3252         }
3253       else
3254         {
3255           if (num_result_args >= 0)
3256             num_result_args++;
3257         }
3258     }
3259
3260   /* If no expansion is necessary, we're done.  */
3261   if (num_result_args < 0)
3262     return args;
3263
3264   /* Expand arguments.  */
3265   result_args = make_tree_vec (num_result_args);
3266   if (NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (args))
3267     non_default_args_count =
3268       GET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (args);
3269   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3270     {
3271       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3272       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3273         {
3274           tree packed = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
3275           int i, num_packed = TREE_VEC_LENGTH (packed);
3276           for (i = 0; i < num_packed; ++i, ++out_arg)
3277             TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = TREE_VEC_ELT(packed, i);
3278           if (non_default_args_count > 0)
3279             non_default_args_count += num_packed;
3280         }
3281       else
3282         {
3283           TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = arg;
3284           ++out_arg;
3285         }
3286     }
3287   if (non_default_args_count >= 0)
3288     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (result_args, non_default_args_count);
3289   return result_args;
3290 }
3291
3292 /* Checks if DECL shadows a template parameter.
3293
3294    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
3295    scope (including nested scopes).
3296
3297    Emits an error and returns TRUE if the DECL shadows a parameter,
3298    returns FALSE otherwise.  */
3299
3300 bool
3301 check_template_shadow (tree decl)
3302 {
3303   tree olddecl;
3304
3305   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
3306      parameter.  */
3307   if (!current_template_parms)
3308     return true;
3309
3310   /* Figure out what we're shadowing.  */
3311   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
3312     decl = OVL_CURRENT (decl);
3313   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
3314
3315   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
3316      anything, let alone a template parameter.  */
3317   if (!olddecl)
3318     return true;
3319
3320   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
3321      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
3322      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
3323      node.  */
3324   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
3325     return true;
3326
3327   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
3328      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
3329      inline member templates.  */
3330   if (decl == olddecl
3331       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
3332     return true;
3333
3334   error ("declaration of %q+#D", decl);
3335   error (" shadows template parm %q+#D", olddecl);
3336   return false;
3337 }
3338
3339 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
3340    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
3341
3342 static tree
3343 build_template_parm_index (int index,
3344                            int level,
3345                            int orig_level,
3346                            tree decl,
3347                            tree type)
3348 {
3349   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
3350   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
3351   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
3352   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
3353   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
3354   TREE_TYPE (t) = type;
3355   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
3356   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
3357
3358   return t;
3359 }
3360
3361 /* Find the canonical type parameter for the given template type
3362    parameter.  Returns the canonical type parameter, which may be TYPE
3363    if no such parameter existed.  */
3364 static tree
3365 canonical_type_parameter (tree type)
3366 {
3367   tree list;
3368   int idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (type);
3369   if (!canonical_template_parms)
3370     canonical_template_parms = VEC_alloc (tree, gc, idx+1);
3371
3372   while (VEC_length (tree, canonical_template_parms) <= (unsigned)idx)
3373     VEC_safe_push (tree, gc, canonical_template_parms, NULL_TREE);
3374
3375   list = VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx);
3376   while (list && !comptypes (type, TREE_VALUE (list), COMPARE_STRUCTURAL))
3377     list = TREE_CHAIN (list);
3378
3379   if (list)
3380     return TREE_VALUE (list);
3381   else
3382     {
3383       VEC_replace(tree, canonical_template_parms, idx,
3384                   tree_cons (NULL_TREE, type, 
3385                              VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx)));
3386       return type;
3387     }
3388 }
3389
3390 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
3391    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
3392    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
3393    new one is created.  */
3394
3395 static tree
3396 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels, tree args,
3397                             tsubst_flags_t complain)
3398 {
3399   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
3400       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
3401           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels)
3402       || !same_type_p (type, TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))))
3403     {
3404       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
3405       tree decl, t;
3406
3407       decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (orig_decl),
3408                          TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
3409       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
3410       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
3411       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3412       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3413
3414       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
3415                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
3416                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
3417                                      decl, type);
3418       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
3419       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t) 
3420         = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (index);
3421
3422         /* Template template parameters need this.  */
3423       if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
3424         DECL_TEMPLATE_PARMS (decl) = tsubst_template_parms
3425           (DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index)),
3426            args, complain);
3427     }
3428
3429   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
3430 }
3431
3432 /* Process information from new template parameter PARM and append it to the
3433    LIST being built.  This new parameter is a non-type parameter iff
3434    IS_NON_TYPE is true. This new parameter is a parameter
3435    pack iff IS_PARAMETER_PACK is true.  The location of PARM is in 
3436    PARM_LOC.  */
3437
3438 tree
3439 process_template_parm (tree list, location_t parm_loc, tree parm, bool is_non_type, 
3440                        bool is_parameter_pack)
3441 {
3442   tree decl = 0;
3443   tree defval;
3444   tree err_parm_list;
3445   int idx = 0;
3446
3447   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
3448   defval = TREE_PURPOSE (parm);
3449
3450   if (list)
3451     {
3452       tree p = tree_last (list);
3453
3454       if (p && TREE_VALUE (p) != error_mark_node)
3455         {
3456           p = TREE_VALUE (p);
3457           if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
3458             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
3459           else
3460             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
3461         }
3462
3463       ++idx;
3464     }
3465   else
3466     idx = 0;
3467
3468   if (is_non_type)
3469     {
3470       parm = TREE_VALUE (parm);
3471
3472       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
3473
3474       if (TREE_TYPE (parm) == error_mark_node)
3475         {
3476           err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3477           TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3478            return chainon (list, err_parm_list);
3479         }
3480       else
3481       {
3482         /* [temp.param]
3483
3484            The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
3485            ignored when determining its type.  */
3486         TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
3487         if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
3488           {
3489             err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3490             TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3491              return chainon (list, err_parm_list);
3492           }
3493
3494         if (uses_parameter_packs (TREE_TYPE (parm)) && !is_parameter_pack)
3495           {
3496             /* This template parameter is not a parameter pack, but it
3497                should be. Complain about "bare" parameter packs.  */
3498             check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (parm));
3499             
3500             /* Recover by calling this a parameter pack.  */
3501             is_parameter_pack = true;
3502           }
3503       }
3504
3505       /* A template parameter is not modifiable.  */
3506       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
3507       TREE_READONLY (parm) = 1;
3508       decl = build_decl (parm_loc,
3509                          CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
3510       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
3511       TREE_READONLY (decl) = 1;
3512       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl)
3513         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3514                                      processing_template_decl,
3515                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3516
3517       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)) 
3518         = is_parameter_pack;
3519     }
3520   else
3521     {
3522       tree t;
3523       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
3524
3525       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
3526         {
3527           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
3528           /* This is for distinguishing between real templates and template
3529              template parameters */
3530           TREE_TYPE (parm) = t;
3531           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
3532           decl = parm;
3533         }
3534       else
3535         {
3536           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
3537           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
3538           decl = build_decl (parm_loc,
3539                              TYPE_DECL, parm, t);
3540         }
3541
3542       TYPE_NAME (t) = decl;
3543       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
3544       parm = decl;
3545       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
3546         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3547                                      processing_template_decl,
3548                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3549       TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t) = is_parameter_pack;
3550       TYPE_CANONICAL (t) = canonical_type_parameter (t);
3551     }
3552   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3553   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3554   pushdecl (decl);
3555   parm = build_tree_list (defval, parm);
3556   return chainon (list, parm);
3557 }
3558
3559 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
3560    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
3561    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
3562    as PARM_DECLs.  */
3563
3564 tree
3565 end_template_parm_list (tree parms)
3566 {
3567   int nparms;
3568   tree parm, next;
3569   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
3570
3571   current_template_parms
3572     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
3573                  saved_parmlist, current_template_parms);
3574
3575   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
3576     {
3577       next = TREE_CHAIN (parm);
3578       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
3579       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
3580       if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TYPE_DECL)
3581         TEMPLATE_TYPE_PARM_SIBLING_PARMS (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm))) =
3582               current_template_parms;
3583     }
3584
3585   --processing_template_parmlist;
3586
3587   return saved_parmlist;
3588 }
3589
3590 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
3591
3592 void
3593 end_template_decl (void)
3594 {
3595   reset_specialization ();
3596
3597   if (! processing_template_decl)
3598     return;
3599
3600   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
3601   finish_scope ();
3602
3603   --processing_template_decl;
3604   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
3605 }
3606
3607 /* Within the declaration of a template, return all levels of template
3608    parameters that apply.  The template parameters are represented as
3609    a TREE_VEC, in the form documented in cp-tree.h for template
3610    arguments.  */
3611
3612 static tree
3613 current_template_args (void)
3614 {
3615   tree header;
3616   tree args = NULL_TREE;
3617   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
3618   int l = length;
3619
3620   /* If there is only one level of template parameters, we do not
3621      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
3622      TREE_VEC containing the arguments.  */
3623   if (length > 1)
3624     args = make_tree_vec (length);
3625
3626   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
3627     {
3628       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
3629       int i;
3630
3631       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
3632       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
3633         {
3634           tree t = TREE_VEC_ELT (a, i);
3635
3636           /* T will be a list if we are called from within a
3637              begin/end_template_parm_list pair, but a vector directly
3638              if within a begin/end_member_template_processing pair.  */
3639           if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
3640             {
3641               t = TREE_VALUE (t);
3642
3643               if (!error_operand_p (t))
3644                 {
3645                   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
3646                       || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
3647                     {
3648                       t = TREE_TYPE (t);
3649                       
3650                       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
3651                         {
3652                           /* Turn this argument into a TYPE_ARGUMENT_PACK
3653                              with a single element, which expands T.  */
3654                           tree vec = make_tree_vec (1);
3655 #ifdef ENABLE_CHECKING
3656                           SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT
3657                                 (vec, TREE_VEC_LENGTH (vec));
3658 #endif
3659                           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
3660                           
3661                           t = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
3662                           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
3663                         }
3664                     }
3665                   else
3666                     {
3667                       t = DECL_INITIAL (t);
3668                       
3669                       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
3670                         {
3671                           /* Turn this argument into a NONTYPE_ARGUMENT_PACK
3672                              with a single element, which expands T.  */
3673                           tree vec = make_tree_vec (1);
3674                           tree type = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (t));
3675 #ifdef ENABLE_CHECKING
3676                           SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT
3677                                 (vec, TREE_VEC_LENGTH (vec));
3678 #endif
3679                           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
3680                           
3681                           t  = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
3682                           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
3683                           TREE_TYPE (t) = type;
3684                         }
3685                     }
3686                   TREE_VEC_ELT (a, i) = t;
3687                 }
3688             }
3689         }
3690
3691 #ifdef ENABLE_CHECKING
3692       SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (a, TREE_VEC_LENGTH (a));
3693 #endif
3694
3695       if (length > 1)
3696         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
3697       else
3698         args = a;
3699     }
3700
3701   return args;
3702 }
3703
3704 /* Update the declared TYPE by doing any lookups which were thought to be
3705    dependent, but are not now that we know the SCOPE of the declarator.  */
3706
3707 tree
3708 maybe_update_decl_type (tree orig_type, tree scope)
3709 {
3710   tree type = orig_type;
3711
3712   if (type == NULL_TREE)
3713     return type;
3714
3715   if (TREE_CODE (orig_type) == TYPE_DECL)
3716     type = TREE_TYPE (type);
3717
3718   if (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
3719       && dependent_type_p (type)
3720       /* Don't bother building up the args in this case.  */
3721       && TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
3722     {
3723       /* tsubst in the args corresponding to the template parameters,
3724          including auto if present.  Most things will be unchanged, but
3725          make_typename_type and tsubst_qualified_id will resolve
3726          TYPENAME_TYPEs and SCOPE_REFs that were previously dependent.  */
3727       tree args = current_template_args ();
3728       tree auto_node = type_uses_auto (type);
3729       tree pushed;
3730       if (auto_node)
3731         {
3732           tree auto_vec = make_tree_vec (1);
3733           TREE_VEC_ELT (auto_vec, 0) = auto_node;
3734           args = add_to_template_args (args, auto_vec);
3735         }
3736       pushed = push_scope (scope);
3737       type = tsubst (type, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
3738       if (pushed)
3739         pop_scope (scope);
3740     }
3741
3742   if (type == error_mark_node)
3743     return orig_type;
3744
3745   if (TREE_CODE (orig_type) == TYPE_DECL)
3746     {
3747       if (same_type_p (type, TREE_TYPE (orig_type)))
3748         type = orig_type;
3749       else
3750         type = TYPE_NAME (type);
3751     }
3752   return type;
3753 }
3754
3755 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
3756    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
3757    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
3758
3759 static tree
3760 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
3761 {
3762   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
3763   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
3764   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
3765   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
3766
3767   return tmpl;
3768 }
3769
3770 struct template_parm_data
3771 {
3772   /* The level of the template parameters we are currently
3773      processing.  */
3774   int level;
3775
3776   /* The index of the specialization argument we are currently
3777      processing.  */
3778   int current_arg;
3779
3780   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
3781      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
3782      of the arguments processed so far.  */
3783   int* parms;
3784
3785   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
3786      elements are nonzero if the argument makes use of template
3787      parameters of this level.  */
3788   int* arg_uses_template_parms;
3789 };
3790
3791 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
3792    parameter in a partial specialization is used in the explicit
3793    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
3794    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
3795    appropriately.  */
3796
3797 static int
3798 mark_template_parm (tree t, void* data)
3799 {
3800   int level;
3801   int idx;
3802   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
3803
3804   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3805     {
3806       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
3807       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
3808     }
3809   else
3810     {
3811       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
3812       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
3813     }
3814
3815   if (level == tpd->level)
3816     {
3817       tpd->parms[idx] = 1;
3818       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
3819     }
3820
3821   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
3822      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
3823   return 0;
3824 }
3825
3826 /* Process the partial specialization DECL.  */
3827
3828 static tree
3829 process_partial_specialization (tree decl)
3830 {
3831   tree type = TREE_TYPE (decl);
3832   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
3833   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
3834   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
3835   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
3836   tree inner_parms;
3837   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
3838   int ntparms;
3839   int  i;
3840   int did_error_intro = 0;
3841   struct template_parm_data tpd;
3842   struct template_parm_data tpd2;
3843
3844   gcc_assert (current_template_parms);
3845
3846   inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
3847   ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
3848
3849   /* We check that each of the template parameters given in the
3850      partial specialization is used in the argument list to the
3851      specialization.  For example:
3852
3853        template <class T> struct S;
3854        template <class T> struct S<T*>;
3855
3856      The second declaration is OK because `T*' uses the template
3857      parameter T, whereas
3858
3859        template <class T> struct S<int>;
3860
3861      is no good.  Even trickier is:
3862
3863        template <class T>
3864        struct S1
3865        {
3866           template <class U>
3867           struct S2;
3868           template <class U>
3869           struct S2<T>;
3870        };
3871
3872      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
3873      full-specialization.  Of course,
3874
3875           template <class U>
3876           struct S2<T (*)(U)>;
3877
3878      or some such would have been OK.  */
3879   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
3880   tpd.parms = (int *) alloca (sizeof (int) * ntparms);
3881   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
3882
3883   tpd.arg_uses_template_parms = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
3884   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
3885   for (i = 0; i < nargs; ++i)
3886     {
3887       tpd.current_arg = i;
3888       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
3889                               &mark_template_parm,
3890                               &tpd,
3891                               NULL,
3892                               /*include_nondeduced_p=*/false);
3893     }
3894   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
3895     if (tpd.parms[i] == 0)
3896       {
3897         /* One of the template parms was not used in the
3898            specialization.  */
3899         if (!did_error_intro)
3900           {
3901             error ("template parameters not used in partial specialization:");
3902             did_error_intro = 1;
3903           }
3904
3905         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
3906       }
3907
3908   /* [temp.class.spec]
3909
3910      The argument list of the specialization shall not be identical to
3911      the implicit argument list of the primary template.  */
3912   if (comp_template_args
3913       (inner_args,
3914        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
3915                                                    (maintmpl)))))
3916     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
3917
3918   /* [temp.class.spec]
3919
3920      A partially specialized non-type argument expression shall not
3921      involve template parameters of the partial specialization except
3922      when the argument expression is a simple identifier.
3923
3924      The type of a template parameter corresponding to a specialized
3925      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
3926      specialization. 
3927
3928      Also, we verify that pack expansions only occur at the
3929      end of the argument list.  */
3930   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
3931   tpd2.parms = 0;
3932   for (i = 0; i < nargs; ++i)
3933     {
3934       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms, i));
3935       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
3936       tree packed_args = NULL_TREE;
3937       int j, len = 1;
3938
3939       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3940         {
3941           /* Extract the arguments from the argument pack. We'll be
3942              iterating over these in the following loop.  */
3943           packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
3944           len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
3945         }
3946
3947       for (j = 0; j < len; j++)
3948         {
3949           if (packed_args)
3950             /* Get the Jth argument in the parameter pack.  */
3951             arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, j);
3952
3953           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
3954             {
3955               /* Pack expansions must come at the end of the
3956                  argument list.  */
3957               if ((packed_args && j < len - 1)
3958                   || (!packed_args && i < nargs - 1))
3959                 {
3960                   if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3961                     error ("parameter pack argument %qE must be at the "
3962                            "end of the template argument list", arg);
3963                   else
3964                     error ("parameter pack argument %qT must be at the "
3965                            "end of the template argument list", arg);
3966                 }
3967             }
3968
3969           if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3970             /* We only care about the pattern.  */
3971             arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
3972
3973           if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
3974               !TYPE_P (arg)
3975               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
3976               /* This next line is the `argument expression is not just a
3977                  simple identifier' condition and also the `specialized
3978                  non-type argument' bit.  */
3979               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
3980             {
3981               if ((!packed_args && tpd.arg_uses_template_parms[i])
3982                   || (packed_args && uses_template_parms (arg)))
3983                 error ("template argument %qE involves template parameter(s)",
3984                        arg);
3985               else 
3986                 {
3987                   /* Look at the corresponding template parameter,
3988                      marking which template parameters its type depends
3989                      upon.  */
3990                   tree type = TREE_TYPE (parm);
3991
3992                   if (!tpd2.parms)
3993                     {
3994                       /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
3995                       tpd2.arg_uses_template_parms 
3996                         = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
3997                       /* The number of parameters here is the number in the
3998                          main template, which, as checked in the assertion
3999                          above, is NARGS.  */
4000                       tpd2.parms = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
4001                       tpd2.level = 
4002                         TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
4003                     }
4004
4005                   /* Mark the template parameters.  But this time, we're
4006                      looking for the template parameters of the main
4007                      template, not in the specialization.  */
4008                   tpd2.current_arg = i;
4009                   tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
4010                   memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
4011                   for_each_template_parm (type,
4012                                           &mark_template_parm,
4013                                           &tpd2,
4014                                           NULL,
4015                                           /*include_nondeduced_p=*/false);
4016
4017                   if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
4018                     {
4019                       /* The type depended on some template parameters.
4020                          If they are fully specialized in the
4021                          specialization, that's OK.  */
4022                       int j;
4023                       int count = 0;
4024                       for (j = 0; j < nargs; ++j)
4025                         if (tpd2.parms[j] != 0
4026                             && tpd.arg_uses_template_parms [j])
4027                           ++count;
4028                       if (count != 0)
4029                         error_n (input_location, count,
4030                                  "type %qT of template argument %qE depends "
4031                                  "on a template parameter",
4032                                  "type %qT of template argument %qE depends "
4033                                  "on template parameters",
4034                                  type,
4035                                  arg);
4036                     }
4037                 }
4038             }
4039         }
4040     }
4041
4042   /* We should only get here once.  */
4043   gcc_assert (!COMPLETE_TYPE_P (type));
4044
4045   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
4046     = tree_cons (specargs, inner_parms,
4047                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
4048   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
4049   return decl;
4050 }
4051
4052 /* Check that a template declaration's use of default arguments and
4053    parameter packs is not invalid.  Here, PARMS are the template
4054    parameters.  IS_PRIMARY is nonzero if DECL is the thing declared by
4055    a primary template.  IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial
4056    specialization.
4057    
4058
4059    IS_FRIEND_DECL is nonzero if DECL is a friend function template
4060    declaration (but not a definition); 1 indicates a declaration, 2
4061    indicates a redeclaration. When IS_FRIEND_DECL=2, no errors are
4062    emitted for extraneous default arguments.
4063
4064    Returns TRUE if there were no errors found, FALSE otherwise. */
4065
4066 bool
4067 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, 
4068                          int is_partial, int is_friend_decl)
4069 {
4070   const char *msg;
4071   int last_level_to_check;
4072   tree parm_level;
4073   bool no_errors = true;
4074
4075   /* [temp.param]
4076
4077      A default template-argument shall not be specified in a
4078      function template declaration or a function template definition, nor
4079      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
4080      class template.  */
4081
4082   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
4083     /* You can't have a function template declaration in a local
4084        scope, nor you can you define a member of a class template in a
4085        local scope.  */
4086     return true;
4087
4088   if (current_class_type
4089       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
4090       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4091       && DECL_DECLARES_FUNCTION_P (decl)
4092       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
4093          or a member function.  */
4094       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
4095           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
4096           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
4097           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
4098           : false)
4099       /* And, if it was a member function, it really was defined in
4100          the scope of the class.  */
4101       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
4102           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
4103     /* We already checked these parameters when the template was
4104        declared, so there's no need to do it again now.  This function
4105        was defined in class scope, but we're processing it's body now
4106        that the class is complete.  */
4107     return true;
4108
4109   /* Core issue 226 (C++0x only): the following only applies to class
4110      templates.  */
4111   if ((cxx_dialect == cxx98) || TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
4112     {
4113       /* [temp.param]
4114
4115          If a template-parameter has a default template-argument, all
4116          subsequent template-parameters shall have a default
4117          template-argument supplied.  */
4118       for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
4119         {
4120           tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
4121           int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4122           int seen_def_arg_p = 0;
4123           int i;
4124
4125           for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4126             {
4127               tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
4128
4129               if (parm == error_mark_node)
4130                 continue;
4131
4132               if (TREE_PURPOSE (parm))
4133                 seen_def_arg_p = 1;
4134               else if (seen_def_arg_p
4135                        && !template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
4136                 {
4137                   error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
4138                   /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
4139                      there should have been a default argument.  */
4140                   TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
4141                   no_errors = false;
4142                 }
4143               else if (is_primary
4144                        && !is_partial
4145                        && !is_friend_decl
4146                        /* Don't complain about an enclosing partial
4147                           specialization.  */
4148                        && parm_level == parms
4149                        && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4150                        && i < ntparms - 1
4151                        && template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
4152                 {
4153                   /* A primary class template can only have one
4154                      parameter pack, at the end of the template
4155                      parameter list.  */
4156
4157                   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL)
4158                     error ("parameter pack %qE must be at the end of the"
4159                            " template parameter list", TREE_VALUE (parm));
4160                   else
4161                     error ("parameter pack %qT must be at the end of the"
4162                            " template parameter list", 
4163                            TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
4164
4165                   TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) 
4166                     = error_mark_node;
4167                   no_errors = false;
4168                 }
4169             }
4170         }
4171     }
4172
4173   if (((cxx_dialect == cxx98) && TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
4174       || is_partial 
4175       || !is_primary
4176       || is_friend_decl)
4177     /* For an ordinary class template, default template arguments are
4178        allowed at the innermost level, e.g.:
4179          template <class T = int>
4180          struct S {};
4181        but, in a partial specialization, they're not allowed even
4182        there, as we have in [temp.class.spec]:
4183
4184          The template parameter list of a specialization shall not
4185          contain default template argument values.
4186
4187        So, for a partial specialization, or for a function template
4188        (in C++98/C++03), we look at all of them.  */
4189     ;
4190   else
4191     /* But, for a primary class template that is not a partial
4192        specialization we look at all template parameters except the
4193        innermost ones.  */
4194     parms = TREE_CHAIN (parms);
4195
4196   /* Figure out what error message to issue.  */
4197   if (is_friend_decl == 2)
4198     msg = G_("default template arguments may not be used in function template "
4199              "friend re-declaration");
4200   else if (is_friend_decl)
4201     msg = G_("default template arguments may not be used in function template "
4202              "friend declarations");
4203   else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && (cxx_dialect == cxx98))
4204     msg = G_("default template arguments may not be used in function templates "
4205              "without -std=c++0x or -std=gnu++0x");
4206   else if (is_partial)
4207     msg = G_("default template arguments may not be used in "
4208              "partial specializations");
4209   else
4210     msg = G_("default argument for template parameter for class enclosing %qD");
4211
4212   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
4213     /* If we're inside a class definition, there's no need to
4214        examine the parameters to the class itself.  On the one
4215        hand, they will be checked when the class is defined, and,
4216        on the other, default arguments are valid in things like:
4217          template <class T = double>
4218          struct S { template <class U> void f(U); };
4219        Here the default argument for `S' has no bearing on the
4220        declaration of `f'.  */
4221     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
4222   else
4223     /* Check everything.  */
4224     last_level_to_check = 0;
4225
4226   for (parm_level = parms;
4227        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check;
4228        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
4229     {
4230       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
4231       int i;
4232       int ntparms;
4233
4234       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4235       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4236         {
4237           if (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i) == error_mark_node)
4238             continue;
4239
4240           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
4241             {
4242               if (msg)
4243                 {
4244                   no_errors = false;
4245                   if (is_friend_decl == 2)
4246                     return no_errors;
4247
4248                   error (msg, decl);
4249                   msg = 0;
4250                 }
4251
4252               /* Clear out the default argument so that we are not
4253                  confused later.  */
4254               TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
4255             }
4256         }
4257
4258       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
4259          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
4260       if (msg)
4261         msg = G_("default argument for template parameter for class "
4262                  "enclosing %qD");
4263     }
4264
4265   return no_errors;
4266 }
4267
4268 /* Worker for push_template_decl_real, called via
4269    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
4270    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
4271    parameter of that level, return nonzero.  */
4272
4273 static int
4274 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
4275 {
4276   int this_level = *(int *)data;
4277   int level;
4278
4279   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
4280     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
4281   else
4282     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
4283   return level == this_level;
4284 }
4285
4286 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
4287    parameters given by current_template_args, or reuses a
4288    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
4289    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.
4290
4291    If IS_FRIEND is true, DECL is a friend declaration.  */
4292
4293 tree
4294 push_template_decl_real (tree decl, bool is_friend)
4295 {
4296   tree tmpl;
4297   tree args;
4298   tree info;
4299   tree ctx;
4300   int primary;
4301   int is_partial;
4302   int new_template_p = 0;
4303   /* True if the template is a member template, in the sense of
4304      [temp.mem].  */
4305   bool member_template_p = false;
4306
4307   if (decl == error_mark_node || !current_template_parms)
4308     return error_mark_node;
4309
4310   /* See if this is a partial specialization.  */
4311   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4312                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
4313                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
4314
4315   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl))
4316     is_friend = true;
4317
4318   if (is_friend)
4319     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
4320        the type of which it is a friend.  */
4321     ctx = DECL_CONTEXT (decl);
4322   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
4323            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
4324     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
4325        it is defined.  */
4326     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
4327   else
4328     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
4329        is assumed to be a member of the class.  */
4330     ctx = current_scope ();
4331
4332   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
4333     ctx = NULL_TREE;
4334
4335   if (!DECL_CONTEXT (decl))
4336     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
4337
4338   /* See if this is a primary template.  */
4339   if (is_friend && ctx)
4340     /* A friend template that specifies a class context, i.e.
4341          template <typename T> friend void A<T>::f();
4342        is not primary.  */
4343     primary = 0;
4344   else
4345     primary = template_parm_scope_p ();
4346
4347   if (primary)
4348     {
4349       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
4350         member_template_p = true;
4351       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4352           && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl)))
4353         {
4354           error ("template class without a name");
4355           return error_mark_node;
4356         }
4357       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4358         {
4359           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
4360             {
4361               /* [temp.mem]
4362
4363                  A destructor shall not be a member template.  */
4364               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
4365               return error_mark_node;
4366             }
4367           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
4368               && (!TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl))
4369                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
4370                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
4371                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
4372                       == void_list_node)))
4373             {
4374               /* [basic.stc.dynamic.allocation]
4375
4376                  An allocation function can be a function
4377                  template. ... Template allocation functions shall
4378                  have two or more parameters.  */
4379               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
4380               return error_mark_node;
4381             }
4382         }
4383       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4384                && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
4385         /* OK */;
4386       else
4387         {
4388           error ("template declaration of %q#D", decl);
4389           return error_mark_node;
4390         }
4391     }
4392
4393   /* Check to see that the rules regarding the use of default
4394      arguments are not being violated.  */
4395   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms,
4396                            primary, is_partial, /*is_friend_decl=*/0);
4397
4398   /* Ensure that there are no parameter packs in the type of this
4399      declaration that have not been expanded.  */
4400   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4401     {
4402       /* Check each of the arguments individually to see if there are
4403          any bare parameter packs.  */
4404       tree type = TREE_TYPE (decl);
4405       tree arg = DECL_ARGUMENTS (decl);
4406       tree argtype = TYPE_ARG_TYPES (type);
4407
4408       while (arg && argtype)
4409         {
4410           if (!FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (arg)
4411               && check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (arg)))
4412             {
4413             /* This is a PARM_DECL that contains unexpanded parameter
4414                packs. We have already complained about this in the
4415                check_for_bare_parameter_packs call, so just replace
4416                these types with ERROR_MARK_NODE.  */
4417               TREE_TYPE (arg) = error_mark_node;
4418               TREE_VALUE (argtype) = error_mark_node;
4419             }
4420
4421           arg = TREE_CHAIN (arg);
4422           argtype = TREE_CHAIN (argtype);
4423         }
4424
4425       /* Check for bare parameter packs in the return type and the
4426          exception specifiers.  */
4427       if (check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (type)))
4428         /* Errors were already issued, set return type to int
4429            as the frontend doesn't expect error_mark_node as
4430            the return type.  */
4431         TREE_TYPE (type) = integer_type_node;
4432       if (check_for_bare_parameter_packs (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type)))
4433         TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type) = NULL_TREE;
4434     }
4435   else if (check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (decl)))
4436     {
4437       TREE_TYPE (decl) = error_mark_node;
4438       return error_mark_node;
4439     }
4440
4441   if (is_partial)
4442     return process_partial_specialization (decl);
4443
4444   args = current_template_args ();
4445
4446   if (!ctx
4447       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
4448       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
4449       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
4450     {
4451       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4452           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
4453           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
4454         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
4455       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
4456          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
4457          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
4458       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4459                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
4460                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
4461         {
4462           /* Since a template declaration already existed for this
4463              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
4464              that the redeclaration is valid.  */
4465           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
4466                                     current_template_parms);
4467           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
4468              one we already had.  */
4469           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
4470         }
4471       else
4472         {
4473           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4474                                       member_template_p);
4475           new_template_p = 1;
4476
4477           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4478               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
4479             {
4480               /* A specialization of a member template of a template
4481                  class.  */
4482               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
4483               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
4484               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
4485             }
4486         }
4487     }
4488   else
4489     {
4490       tree a, t, current, parms;
4491       int i;
4492       tree tinfo = get_template_info (decl);
4493
4494       if (!tinfo)
4495         {
4496           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
4497           return error_mark_node;
4498         }
4499
4500       tmpl = TI_TEMPLATE (tinfo);
4501
4502       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
4503           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl)
4504           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
4505           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
4506         {
4507           tree new_tmpl;
4508
4509           /* The declaration is a specialization of a member
4510              template, declared outside the class.  Therefore, the
4511              innermost template arguments will be NULL, so we
4512              replace them with the arguments determined by the
4513              earlier call to check_explicit_specialization.  */
4514           args = DECL_TI_ARGS (decl);
4515
4516           new_tmpl
4517             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4518                                    member_template_p);
4519           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
4520           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
4521           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
4522           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
4523           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl)
4524             = build_template_info (tmpl, args);
4525
4526           register_specialization (new_tmpl,
4527                                    most_general_template (tmpl),
4528                                    args,
4529                                    is_friend, 0);
4530           return decl;
4531         }
4532
4533       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
4534
4535       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4536       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
4537       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
4538         {
4539           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
4540                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
4541         }
4542       else
4543         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
4544           {
4545             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
4546             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4547
4548             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
4549               {
4550                 if (current == decl)
4551                   error ("got %d template parameters for %q#D",
4552                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
4553                 else
4554                   error ("got %d template parameters for %q#T",
4555                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
4556                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
4557                 return error_mark_node;
4558               }
4559
4560             if (current == decl)
4561               current = ctx;
4562             else if (current == NULL_TREE)
4563               /* Can happen in erroneous input.  */
4564               break;
4565             else
4566               current = (TYPE_P (current)
4567                          ? TYPE_CONTEXT (current)
4568                          : DECL_CONTEXT (current));
4569           }
4570
4571       /* Check that the parms are used in the appropriate qualifying scopes
4572          in the declarator.  */
4573       if (!comp_template_args
4574           (TI_ARGS (tinfo),
4575            TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)))))
4576         {
4577           error ("\
4578 template arguments to %qD do not match original template %qD",
4579                  decl, DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
4580           if (!uses_template_parms (TI_ARGS (tinfo)))
4581             inform (input_location, "use template<> for an explicit specialization");
4582           /* Avoid crash in import_export_decl.  */
4583           DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
4584           return error_mark_node;
4585         }
4586     }
4587
4588   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
4589   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
4590
4591   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
4592      that we do not try to push a global template friend declared in a
4593      template class; such a thing may well depend on the template
4594      parameters of the class.  */
4595   if (new_template_p && !ctx
4596       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
4597     {
4598       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl, is_friend);
4599       if (tmpl == error_mark_node)
4600         return error_mark_node;
4601
4602       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
4603       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
4604         {
4605           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
4606           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
4607         }
4608     }
4609
4610   if (primary)
4611     {
4612       tree parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4613       int i;
4614
4615       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
4616       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
4617         {
4618           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
4619
4620           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
4621              depends on innermost template operands.  */
4622
4623           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
4624                                          depth))
4625             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
4626         }
4627
4628       /* Give template template parms a DECL_CONTEXT of the template
4629          for which they are a parameter.  */
4630       parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4631       for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
4632         {
4633           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4634           if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4635             DECL_CONTEXT (parm) = tmpl;
4636         }
4637     }
4638
4639   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
4640      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
4641      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
4642      argument levels if necessary.  */
4643   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
4644     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
4645
4646   info = build_template_info (tmpl, args);
4647
4648   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
4649     SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
4650   else if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
4651     DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
4652
4653   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
4654 }
4655
4656 tree
4657 push_template_decl (tree decl)
4658 {
4659   return push_template_decl_real (decl, false);
4660 }
4661
4662 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
4663    template PARMS, e.g.:
4664
4665      template <class T> struct S;
4666      template <class T> struct S {};  */
4667
4668 bool
4669 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
4670 {
4671   tree tmpl;
4672   tree tmpl_parms;
4673   int i;
4674
4675   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4676     {
4677       error ("%qT is not a template type", type);
4678       return false;
4679     }
4680
4681   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
4682   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4683     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
4684        about here; there are no new template parameters for the nested
4685        type.  */
4686     return true;
4687
4688   if (!parms)
4689     {
4690       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
4691              tmpl);
4692       return false;
4693     }
4694
4695   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4696   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4697
4698   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
4699     {
4700       error_n (input_location, TREE_VEC_LENGTH (parms),
4701                "redeclared with %d template parameter",
4702                "redeclared with %d template parameters",
4703                TREE_VEC_LENGTH (parms));
4704       inform_n (input_location, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms),
4705                 "previous declaration %q+D used %d template parameter",
4706                 "previous declaration %q+D used %d template parameters",
4707                 tmpl, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms));
4708       return false;
4709     }
4710
4711   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
4712     {
4713       tree tmpl_parm;
4714       tree parm;
4715       tree tmpl_default;
4716       tree parm_default;
4717
4718       if (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i) == error_mark_node
4719           || TREE_VEC_ELT (parms, i) == error_mark_node)
4720         continue;
4721
4722       tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
4723       if (tmpl_parm == error_mark_node)
4724         return false;
4725
4726       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4727       tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
4728       parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4729
4730       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
4731          TEMPLATE_DECL.  */
4732       if (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
4733           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
4734               && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm)))
4735           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != PARM_DECL
4736               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (tmpl_parm))
4737                   != TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm))))
4738           || (TREE_CODE (tmpl_parm) == PARM_DECL
4739               && (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (tmpl_parm))
4740                   != TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))))
4741         {
4742           error ("template parameter %q+#D", tmpl_parm);
4743           error ("redeclared here as %q#D", parm);
4744           return false;
4745         }
4746
4747       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
4748         {
4749           /* We have in [temp.param]:
4750
4751              A template-parameter may not be given default arguments
4752              by two different declarations in the same scope.  */
4753           error_at (input_location, "redefinition of default argument for %q#D", parm);
4754           inform (DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl_parm),
4755                   "original definition appeared here");
4756           return false;
4757         }
4758
4759       if (parm_default != NULL_TREE)
4760         /* Update the previous template parameters (which are the ones
4761            that will really count) with the new default value.  */
4762         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
4763       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
4764         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
4765            parameters for any members.  */
4766         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
4767     }
4768
4769     return true;
4770 }
4771
4772 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
4773    (possibly simplified) expression.  */
4774
4775 tree
4776 fold_non_dependent_expr (tree expr)
4777 {
4778   if (expr == NULL_TREE)
4779     return NULL_TREE;
4780
4781   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
4782      it.  We're supposed to treat:
4783
4784        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
4785        template <typename T> void f(T[2]);
4786
4787      as two declarations of the same function, for example.  */
4788   if (processing_template_decl
4789       && !type_dependent_expression_p (expr)
4790       && !value_dependent_expression_p (expr))
4791     {
4792       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
4793
4794       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
4795       processing_template_decl = 0;
4796       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
4797                                     /*args=*/NULL_TREE,
4798                                     tf_error,
4799                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
4800                                     /*function_p=*/false,
4801                                     /*integral_constant_expression_p=*/true);
4802       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
4803     }
4804   return expr;
4805 }
4806
4807 /* EXPR is an expression which is used in a constant-expression context.
4808    For instance, it could be a VAR_DECL with a constant initializer.
4809    Extract the innermost constant expression.
4810
4811    This is basically a more powerful version of
4812    integral_constant_value, which can be used also in templates where
4813    initializers can maintain a syntactic rather than semantic form
4814    (even if they are non-dependent, for access-checking purposes).  */
4815
4816 static tree
4817 fold_decl_constant_value (tree expr)
4818 {
4819   tree const_expr = expr;
4820   do
4821     {
4822       expr = fold_non_dependent_expr (const_expr);
4823       const_expr = integral_constant_value (expr);
4824     }
4825   while (expr != const_expr);
4826
4827   return expr;
4828 }
4829
4830 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
4831    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
4832    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
4833    and check that the resulting function has external linkage.  */
4834
4835 static tree
4836 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
4837 {
4838   tree fns = expr;
4839   tree fn, fn_no_ptr;
4840
4841   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
4842   if (fn == error_mark_node)
4843     return error_mark_node;
4844
4845   fn_no_ptr = fn;
4846   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
4847     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
4848   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == BASELINK)
4849     fn_no_ptr = BASELINK_FUNCTIONS (fn_no_ptr);
4850  
4851   /* [temp.arg.nontype]/1
4852
4853      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
4854      shall be one of:
4855      [...]
4856      -- the address of an object or function with external linkage.  */
4857   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
4858     {
4859       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4860              "because function %qD has not external linkage",
4861              expr, type, fn_no_ptr);
4862       return NULL_TREE;
4863     }
4864
4865   return fn;
4866 }
4867
4868 /* Subroutine of convert_nontype_argument.
4869    Check if EXPR of type TYPE is a valid pointer-to-member constant.
4870    Emit an error otherwise.  */
4871
4872 static bool
4873 check_valid_ptrmem_cst_expr (tree type, tree expr)
4874 {
4875   STRIP_NOPS (expr);
4876   if (expr && (null_ptr_cst_p (expr) || TREE_CODE (expr) == PTRMEM_CST))
4877     return true;
4878   error ("%qE is not a valid template argument for type %qT",
4879          expr, type);
4880   error ("it must be a pointer-to-member of the form `&X::Y'");
4881   return false;
4882 }
4883
4884 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
4885    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
4886    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
4887    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
4888    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
4889    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
4890    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
4891    must be non-dependent.
4892
4893    The conversion follows the special rules described in
4894    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
4895    conversion.
4896
4897    This function is called twice for each template argument (see
4898    lookup_template_class for a more accurate description of this
4899    problem). This means that we need to handle expressions which
4900    are not valid in a C++ source, but can be created from the
4901    first call (for instance, casts to perform conversions). These
4902    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
4903
4904 static tree
4905 convert_nontype_argument (tree type, tree expr)
4906 {
4907   tree expr_type;
4908
4909   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
4910      This special-case is not needed for correctness (we would easily
4911      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
4912      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
4913      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
4914   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
4915     {
4916       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4917              "because string literals can never be used in this context",
4918              expr, type);
4919       return NULL_TREE;
4920     }
4921
4922   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
4923      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
4924      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
4925      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
4926      so that access checking can be performed when the template is
4927      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
4928      convert the argument.  */
4929   expr = fold_non_dependent_expr (expr);
4930   if (error_operand_p (expr))
4931     return error_mark_node;
4932   expr_type = TREE_TYPE (expr);
4933
4934   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
4935      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
4936      which is the tree that we built on the first call (see
4937      below when coercing to reference to object or to reference to
4938      function). We just strip everything and get to the arg.
4939      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
4940      for examples.  */
4941   if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR)
4942     {
4943       if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
4944         {
4945           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
4946              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
4947              could actually change the type to something more cv-qualified,
4948              and this is not folded by convert_from_reference.  */
4949           tree addr = TREE_OPERAND (expr, 0);
4950           gcc_assert (TREE_CODE (expr_type) == REFERENCE_TYPE);
4951           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
4952           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
4953           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
4954                       (TREE_TYPE (expr_type),
4955                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
4956
4957           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
4958           expr_type = TREE_TYPE (expr);
4959         }
4960
4961       /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
4962          parameter is a pointer to object, through decay and
4963          qualification conversion. Let's strip everything.  */
4964       else if (TYPE_PTROBV_P (type))
4965         {
4966           STRIP_NOPS (expr);
4967           gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
4968           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
4969           /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
4970              an array. Otherwise, it is part of the original argument
4971              in the source code.  */
4972           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
4973             expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
4974           expr_type = TREE_TYPE (expr);
4975         }
4976     }
4977
4978   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
4979
4980      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
4981      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
4982      (_conv.integral_) are applied.  */
4983   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
4984     {
4985       if (!INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (expr_type))
4986         return error_mark_node;
4987
4988       expr = fold_decl_constant_value (expr);
4989       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
4990          do not fold into integer constants.  */
4991       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
4992         {
4993           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4994                  "because it is a non-constant expression", expr, type);
4995           return NULL_TREE;
4996         }
4997
4998       /* At this point, an implicit conversion does what we want,
4999          because we already know that the expression is of integral
5000          type.  */
5001       expr = ocp_convert (type, expr, CONV_IMPLICIT, LOOKUP_PROTECT);
5002       if (expr == error_mark_node)
5003         return error_mark_node;
5004
5005       /* Conversion was allowed: fold it to a bare integer constant.  */
5006       expr = fold (expr);
5007     }
5008   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
5009
5010      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
5011      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
5012      conversion (_conv.array_) are applied.  */
5013   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
5014     {
5015       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
5016
5017          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5018          shall be one of: [...]
5019
5020          -- the name of a non-type template-parameter;
5021          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
5022             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
5023             refers to a function or array, or if the corresponding
5024             template-parameter is a reference.
5025
5026         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
5027         for a parameter of type pointer-to-object.  */
5028
5029       if (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr))
5030         /* Non-type template parameters are OK.  */
5031         ;
5032       else if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR
5033                && TREE_CODE (expr_type) != ARRAY_TYPE)
5034         {
5035           if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
5036             {
5037               error ("%qD is not a valid template argument "
5038                      "because %qD is a variable, not the address of "
5039                      "a variable",
5040                      expr, expr);
5041               return NULL_TREE;
5042             }
5043           /* Other values, like integer constants, might be valid
5044              non-type arguments of some other type.  */
5045           return error_mark_node;
5046         }
5047       else
5048         {
5049           tree decl;
5050
5051           decl = ((TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
5052                   ? TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
5053           if (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL)
5054             {
5055               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5056                      "because %qE is not a variable",
5057                      expr, type, decl);
5058               return NULL_TREE;
5059             }
5060           else if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (decl))
5061             {
5062               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5063                      "because %qD does not have external linkage",
5064                      expr, type, decl);
5065               return NULL_TREE;
5066             }
5067         }
5068
5069       expr = decay_conversion (expr);
5070       if (expr == error_mark_node)
5071         return error_mark_node;
5072
5073       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
5074       if (expr == error_mark_node)
5075         return error_mark_node;
5076     }
5077   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
5078
5079      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
5080      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
5081      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
5082      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
5083      template-argument, which must be an lvalue.  */
5084   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
5085     {
5086       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
5087                                                       expr_type))
5088         return error_mark_node;
5089
5090       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
5091         {
5092           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5093                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
5094           return NULL_TREE;
5095         }
5096
5097       if (!real_lvalue_p (expr))
5098         {
5099           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5100                  "because it is not an lvalue", expr, type);
5101           return NULL_TREE;
5102         }
5103
5104       /* [temp.arg.nontype]/1
5105
5106          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5107          shall be one of: [...]
5108
5109          -- the address of an object or function with external linkage.  */
5110       if (TREE_CODE (expr) == INDIRECT_REF
5111           && TYPE_REF_OBJ_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))))
5112         {
5113           expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
5114           if (DECL_P (expr))
5115             {
5116               error ("%q#D is not a valid template argument for type %qT "
5117                      "because a reference variable does not have a constant "
5118                      "address", expr, type);
5119               return NULL_TREE;
5120             }
5121         }
5122
5123       if (!DECL_P (expr))
5124         {
5125           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5126                  "because it is not an object with external linkage",
5127                  expr, type);
5128           return NULL_TREE;
5129         }
5130
5131       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
5132         {
5133           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5134                  "because object %qD has not external linkage",
5135                  expr, type, expr);
5136           return NULL_TREE;
5137         }
5138
5139       expr = build_nop (type, build_address (expr));
5140     }
5141   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
5142
5143      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
5144      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
5145      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
5146      pointer to such), the matching function is selected from the set
5147      (_over.over_).  */
5148   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
5149     {
5150       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
5151          context information to decay the pointer.  */
5152       if (!type_unknown_p (expr_type))
5153         {
5154           expr = decay_conversion (expr);
5155           if (expr == error_mark_node)
5156             return error_mark_node;
5157         }
5158
5159       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
5160       if (!expr || expr == error_mark_node)
5161         return expr;
5162
5163       if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR)
5164         {
5165           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT", expr, type);
5166           error ("it must be the address of a function with external linkage");
5167           return NULL_TREE;
5168         }
5169     }
5170   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
5171
5172      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
5173      conversions apply. If the template-argument represents a set of
5174      overloaded functions, the matching function is selected from the set
5175      (_over.over_).  */
5176   else if (TYPE_REFFN_P (type))
5177     {
5178       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
5179         {
5180           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5181                  "because it is a pointer", expr, type);
5182           inform (input_location, "try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
5183           return NULL_TREE;
5184         }
5185
5186       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
5187       if (!expr || expr == error_mark_node)
5188         return expr;
5189
5190       expr = build_nop (type, build_address (expr));
5191     }
5192   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
5193
5194      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
5195      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
5196      overloaded member functions, the matching member function is selected
5197      from the set (_over.over_).  */
5198   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
5199     {
5200       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
5201       if (expr == error_mark_node)
5202         return error_mark_node;
5203
5204       /* [temp.arg.nontype] bullet 1 says the pointer to member
5205          expression must be a pointer-to-member constant.  */
5206       if (!check_valid_ptrmem_cst_expr (type, expr))
5207         return error_mark_node;
5208
5209       /* There is no way to disable standard conversions in
5210          resolve_address_of_overloaded_function (called by
5211          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
5212          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
5213          to reject this conversion here.
5214
5215          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
5216          it would still be better to reject them here so that we can
5217          provide a superior diagnostic.  */
5218       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
5219         {
5220           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5221                  "because it is of type %qT", expr, type,
5222                  TREE_TYPE (expr));
5223           /* If we are just one standard conversion off, explain.  */
5224           if (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)))
5225             inform (input_location,
5226                     "standard conversions are not allowed in this context");
5227           return NULL_TREE;
5228         }
5229     }
5230   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
5231
5232      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
5233      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
5234   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
5235     {
5236       /* [temp.arg.nontype] bullet 1 says the pointer to member
5237          expression must be a pointer-to-member constant.  */
5238       if (!check_valid_ptrmem_cst_expr (type, expr))
5239         return error_mark_node;
5240
5241       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
5242       if (expr == error_mark_node)
5243         return expr;
5244     }
5245   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
5246   else
5247     gcc_unreachable ();
5248
5249   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
5250      right type?  */
5251   gcc_assert (same_type_p (type, TREE_TYPE (expr)));
5252   return expr;
5253 }
5254
5255 /* Subroutine of coerce_template_template_parms, which returns 1 if
5256    PARM_PARM and ARG_PARM match using the rule for the template
5257    parameters of template template parameters. Both PARM and ARG are
5258    template parameters; the rest of the arguments are the same as for
5259    coerce_template_template_parms.
5260  */
5261 static int
5262 coerce_template_template_parm (tree parm,
5263                               tree arg,
5264                               tsubst_flags_t complain,
5265                               tree in_decl,
5266                               tree outer_args)
5267 {
5268   if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
5269       || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
5270     return 0;
5271   
5272   if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
5273     return 0;
5274   
5275   switch (TREE_CODE (parm))
5276     {
5277     case TEMPLATE_DECL:
5278       /* We encounter instantiations of templates like
5279          template <template <template <class> class> class TT>
5280          class C;  */
5281       {
5282         tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
5283         tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
5284         
5285         if (!coerce_template_template_parms
5286             (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
5287           return 0;
5288       }
5289       /* Fall through.  */
5290       
5291     case TYPE_DECL:
5292       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (arg))
5293           && !TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
5294         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
5295         return 0;
5296       break;
5297       
5298     case PARM_DECL:
5299       /* The tsubst call is used to handle cases such as
5300          
5301            template <int> class C {};
5302            template <class T, template <T> class TT> class D {};
5303            D<int, C> d;
5304
5305          i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
5306       if (!uses_template_parms (TREE_TYPE (arg))
5307           && !same_type_p
5308                 (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
5309                  TREE_TYPE (arg)))
5310         return 0;
5311       
5312       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (arg))
5313           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
5314         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
5315         return 0;
5316       
5317       break;
5318
5319     default:
5320       gcc_unreachable ();
5321     }
5322
5323   return 1;
5324 }
5325
5326
5327 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
5328    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
5329    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
5330    or PARM_DECL.
5331
5332    Consider the example:
5333      template <class T> class A;
5334      template<template <class U> class TT> class B;
5335
5336    For B<A>, PARM_PARMS are the parameters to TT, while ARG_PARMS are
5337    the parameters to A, and OUTER_ARGS contains A.  */
5338
5339 static int
5340 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
5341                                 tree arg_parms,
5342                                 tsubst_flags_t complain,
5343                                 tree in_decl,
5344                                 tree outer_args)
5345 {
5346   int nparms, nargs, i;
5347   tree parm, arg;
5348   int variadic_p = 0;
5349
5350   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
5351   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
5352
5353   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
5354   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
5355
5356   /* Determine whether we have a parameter pack at the end of the
5357      template template parameter's template parameter list.  */
5358   if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1) != error_mark_node)
5359     {
5360       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1));
5361       
5362       if (parm == error_mark_node)
5363         return 0;
5364
5365       switch (TREE_CODE (parm))
5366         {
5367         case TEMPLATE_DECL:
5368         case TYPE_DECL:
5369           if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
5370             variadic_p = 1;
5371           break;
5372           
5373         case PARM_DECL:
5374           if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
5375             variadic_p = 1;
5376           break;
5377           
5378         default:
5379           gcc_unreachable ();
5380         }
5381     }
5382  
5383   if (nargs != nparms
5384       && !(variadic_p && nargs >= nparms - 1))
5385     return 0;
5386
5387   /* Check all of the template parameters except the parameter pack at
5388      the end (if any).  */
5389   for (i = 0; i < nparms - variadic_p; ++i)
5390     {
5391       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node
5392           || TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
5393         continue;
5394
5395       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
5396       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
5397
5398       if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
5399                                           outer_args))
5400         return 0;
5401
5402     }
5403
5404   if (variadic_p)
5405     {
5406       /* Check each of the template parameters in the template
5407          argument against the template parameter pack at the end of
5408          the template template parameter.  */
5409       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node)
5410         return 0;
5411
5412       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
5413
5414       for (; i < nargs; ++i)
5415         {
5416           if (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
5417             continue;
5418  
5419           arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
5420  
5421           if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
5422                                               outer_args))
5423             return 0;
5424         }
5425     }
5426
5427   return 1;
5428 }
5429
5430 /* Verifies that the deduced template arguments (in TARGS) for the
5431    template template parameters (in TPARMS) represent valid bindings,
5432    by comparing the template parameter list of each template argument
5433    to the template parameter list of its corresponding template
5434    template parameter, in accordance with DR150. This
5435    routine can only be called after all template arguments have been
5436    deduced. It will return TRUE if all of the template template
5437    parameter bindings are okay, FALSE otherwise.  */
5438 bool 
5439 template_template_parm_bindings_ok_p (tree tparms, tree targs)
5440 {
5441   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
5442   bool ret = true;
5443
5444   /* We're dealing with template parms in this process.  */
5445   ++processing_template_decl;
5446
5447   targs = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs);
5448
5449   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
5450     {
5451       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
5452       tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
5453
5454       if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_DECL && targ)
5455         {
5456           tree packed_args = NULL_TREE;
5457           int idx, len = 1;
5458
5459           if (ARGUMENT_PACK_P (targ))
5460             {
5461               /* Look inside the argument pack.  */
5462               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
5463               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
5464             }
5465
5466           for (idx = 0; idx < len; ++idx)
5467             {
5468               tree targ_parms = NULL_TREE;
5469
5470               if (packed_args)
5471                 /* Extract the next argument from the argument
5472                    pack.  */
5473                 targ = TREE_VEC_ELT (packed_args, idx);
5474
5475               if (PACK_EXPANSION_P (targ))
5476                 /* Look at the pattern of the pack expansion.  */
5477                 targ = PACK_EXPANSION_PATTERN (targ);
5478
5479               /* Extract the template parameters from the template
5480                  argument.  */
5481               if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_DECL)
5482                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (targ);
5483               else if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
5484                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (targ));
5485
5486               /* Verify that we can coerce the template template
5487                  parameters from the template argument to the template
5488                  parameter.  This requires an exact match.  */
5489               if (targ_parms
5490                   && !coerce_template_template_parms
5491                        (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tparm),
5492                         targ_parms,
5493                         tf_none,
5494                         tparm,
5495                         targs))
5496                 {
5497                   ret = false;
5498                   goto out;
5499                 }
5500             }
5501         }
5502     }
5503
5504  out:
5505
5506   --processing_template_decl;
5507   return ret;
5508 }
5509
5510 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
5511    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
5512    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
5513    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
5514    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
5515    the full set of template arguments deduced so far.  */
5516
5517 static tree
5518 convert_template_argument (tree parm,
5519                            tree arg,
5520                            tree args,
5521                            tsubst_flags_t complain,
5522                            int i,
5523                            tree in_decl)
5524 {
5525   tree orig_arg;
5526   tree val;
5527   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
5528
5529   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
5530       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
5531     {
5532       /* The template argument was the name of some
5533          member function.  That's usually
5534          invalid, but static members are OK.  In any
5535          case, grab the underlying fields/functions
5536          and issue an error later if required.  */
5537       orig_arg = TREE_VALUE (arg);
5538       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
5539     }
5540
5541   orig_arg = arg;
5542
5543   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
5544   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
5545                    || requires_tmpl_type);
5546
5547   /* When determining whether an argument pack expansion is a template,
5548      look at the pattern.  */
5549   if (TREE_CODE (arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
5550     arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
5551
5552   /* Deal with an injected-class-name used as a template template arg.  */
5553   if (requires_tmpl_type && CLASS_TYPE_P (arg))
5554     {
5555       tree t = maybe_get_template_decl_from_type_decl (TYPE_NAME (arg));
5556       if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5557         {
5558           if (complain & tf_warning_or_error)
5559             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, "injected-class-name %qD"
5560                      " used as template template argument", TYPE_NAME (arg));
5561           else if (flag_pedantic_errors)
5562             t = arg;
5563
5564           arg = t;
5565         }
5566     }
5567
5568   is_tmpl_type = 
5569     ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
5570       && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
5571      || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
5572      || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
5573
5574   if (is_tmpl_type
5575       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
5576           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
5577     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
5578
5579   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
5580
5581   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
5582       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
5583     {
5584       permerror (input_location, "to refer to a type member of a template parameter, "
5585                  "use %<typename %E%>", orig_arg);
5586
5587       orig_arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
5588                                      TREE_OPERAND (arg, 1),
5589                                      typename_type,
5590                                      complain & tf_error);
5591       arg = orig_arg;
5592       is_type = 1;
5593     }
5594   if (is_type != requires_type)
5595     {
5596       if (in_decl)
5597         {
5598           if (complain & tf_error)
5599             {
5600               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
5601                      "parameter list for %qD",
5602                      i + 1, in_decl);
5603               if (is_type)
5604                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
5605                        TREE_TYPE (parm),
5606                        (DECL_P (arg) ? DECL_NAME (arg) : orig_arg));
5607               else if (requires_tmpl_type)
5608                 error ("  expected a class template, got %qE", orig_arg);
5609               else
5610                 error ("  expected a type, got %qE", orig_arg);
5611             }
5612         }
5613       return error_mark_node;
5614     }
5615   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
5616     {
5617       if (in_decl && (complain & tf_error))
5618         {
5619           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
5620                  "parameter list for %qD",
5621                  i + 1, in_decl);
5622           if (is_tmpl_type)
5623             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
5624           else
5625             error ("  expected a class template, got %qT", orig_arg);
5626         }
5627       return error_mark_node;
5628     }
5629
5630   if (is_type)
5631     {
5632       if (requires_tmpl_type)
5633         {
5634           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5635             /* The number of argument required is not known yet.
5636                Just accept it for now.  */
5637             val = TREE_TYPE (arg);
5638           else
5639             {
5640               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
5641               tree argparm;
5642
5643               argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
5644
5645               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
5646                                                   complain, in_decl,
5647                                                   args))
5648                 {
5649                   val = arg;
5650
5651                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
5652                      TEMPLATE_DECL.  */
5653                   if (val != error_mark_node)
5654                     {
5655                       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
5656                         val = TREE_TYPE (val);
5657                       if (TREE_CODE (orig_arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
5658                         val = make_pack_expansion (val);
5659                     }
5660                 }
5661               else
5662                 {
5663                   if (in_decl && (complain & tf_error))
5664                     {
5665                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
5666                              "template parameter list for %qD",
5667                              i + 1, in_decl);
5668                       error ("  expected a template of type %qD, got %qT",
5669                              parm, orig_arg);
5670                     }
5671
5672                   val = error_mark_node;
5673                 }
5674             }
5675         }
5676       else
5677         val = orig_arg;
5678       /* We only form one instance of each template specialization.
5679          Therefore, if we use a non-canonical variant (i.e., a
5680          typedef), any future messages referring to the type will use
5681          the typedef, which is confusing if those future uses do not
5682          themselves also use the typedef.  */
5683       if (TYPE_P (val))
5684         val = strip_typedefs (val);
5685     }
5686   else
5687     {
5688       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
5689
5690       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
5691         return error_mark_node;
5692
5693       if (template_parameter_pack_p (parm) && ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
5694         {
5695           if (same_type_p (t, TREE_TYPE (orig_arg)))
5696             val = orig_arg;
5697           else
5698             {
5699               /* Not sure if this is reachable, but it doesn't hurt
5700                  to be robust.  */
5701               error ("type mismatch in nontype parameter pack");
5702               val = error_mark_node;
5703             }
5704         }
5705       else if (!uses_template_parms (orig_arg) && !uses_template_parms (t))
5706         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
5707            will report errors, which we don't want when complain
5708            is zero.  More importantly, digest_init will try too
5709            hard to convert things: for example, `0' should not be
5710            converted to pointer type at this point according to
5711            the standard.  Accepting this is not merely an
5712            extension, since deciding whether or not these
5713            conversions can occur is part of determining which
5714            function template to call, or whether a given explicit
5715            argument specification is valid.  */
5716         val = convert_nontype_argument (t, orig_arg);
5717       else
5718         val = orig_arg;
5719
5720       if (val == NULL_TREE)
5721         val = error_mark_node;
5722       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
5723         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  orig_arg, t);
5724
5725       if (TREE_CODE (val) == SCOPE_REF)
5726         {
5727           /* Strip typedefs from the SCOPE_REF.  */
5728           tree type = strip_typedefs (TREE_TYPE (val));
5729           tree scope = strip_typedefs (TREE_OPERAND (val, 0));
5730           val = build_qualified_name (type, scope, TREE_OPERAND (val, 1),
5731                                       QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (val));
5732         }
5733     }
5734
5735   return val;
5736 }
5737
5738 /* Coerces the remaining template arguments in INNER_ARGS (from
5739    ARG_IDX to the end) into the parameter pack at PARM_IDX in PARMS.
5740    Returns the coerced argument pack. PARM_IDX is the position of this
5741    parameter in the template parameter list. ARGS is the original
5742    template argument list.  */
5743 static tree
5744 coerce_template_parameter_pack (tree parms,
5745                                 int parm_idx,
5746                                 tree args,
5747                                 tree inner_args,
5748                                 int arg_idx,
5749                                 tree new_args,
5750                                 int* lost,
5751                                 tree in_decl,
5752                                 tsubst_flags_t complain)
5753 {
5754   tree parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
5755   int nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
5756   tree packed_args;
5757   tree argument_pack;
5758   tree packed_types = NULL_TREE;
5759
5760   if (arg_idx > nargs)
5761     arg_idx = nargs;
5762
5763   packed_args = make_tree_vec (nargs - arg_idx);
5764
5765   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL
5766       && uses_parameter_packs (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm))))
5767     {
5768       /* When the template parameter is a non-type template
5769          parameter pack whose type uses parameter packs, we need
5770          to look at each of the template arguments
5771          separately. Build a vector of the types for these
5772          non-type template parameters in PACKED_TYPES.  */
5773       tree expansion 
5774         = make_pack_expansion (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
5775       packed_types = tsubst_pack_expansion (expansion, args,
5776                                             complain, in_decl);
5777
5778       if (packed_types == error_mark_node)
5779         return error_mark_node;
5780
5781       /* Check that we have the right number of arguments.  */
5782       if (arg_idx < nargs
5783           && !PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx))
5784           && nargs - arg_idx != TREE_VEC_LENGTH (packed_types))
5785         {
5786           int needed_parms 
5787             = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1 + TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
5788           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
5789                  nargs, needed_parms);
5790           return error_mark_node;
5791         }
5792
5793       /* If we aren't able to check the actual arguments now
5794          (because they haven't been expanded yet), we can at least
5795          verify that all of the types used for the non-type
5796          template parameter pack are, in fact, valid for non-type
5797          template parameters.  */
5798       if (arg_idx < nargs 
5799           && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx)))
5800         {
5801           int j, len = TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
5802           for (j = 0; j < len; ++j)
5803             {
5804               tree t = TREE_VEC_ELT (packed_types, j);
5805               if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
5806                 return error_mark_node;
5807             }
5808         }
5809     }
5810
5811   /* Convert the remaining arguments, which will be a part of the
5812      parameter pack "parm".  */
5813   for (; arg_idx < nargs; ++arg_idx)
5814     {
5815       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
5816       tree actual_parm = TREE_VALUE (parm);
5817
5818       if (packed_types && !PACK_EXPANSION_P (arg))
5819         {
5820           /* When we have a vector of types (corresponding to the
5821              non-type template parameter pack that uses parameter
5822              packs in its type, as mention above), and the
5823              argument is not an expansion (which expands to a
5824              currently unknown number of arguments), clone the
5825              parm and give it the next type in PACKED_TYPES.  */
5826           actual_parm = copy_node (actual_parm);
5827           TREE_TYPE (actual_parm) = 
5828             TREE_VEC_ELT (packed_types, arg_idx - parm_idx);
5829         }
5830
5831       if (arg != error_mark_node)
5832         arg = convert_template_argument (actual_parm, 
5833                                          arg, new_args, complain, parm_idx,
5834                                          in_decl);
5835       if (arg == error_mark_node)
5836         (*lost)++;
5837       TREE_VEC_ELT (packed_args, arg_idx - parm_idx) = arg; 
5838     }
5839
5840   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TYPE_DECL
5841       || TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TEMPLATE_DECL)
5842     argument_pack = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
5843   else
5844     {
5845       argument_pack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
5846       TREE_TYPE (argument_pack) 
5847         = tsubst (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)), new_args, complain, in_decl);
5848       TREE_CONSTANT (argument_pack) = 1;
5849     }
5850
5851   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argument_pack, packed_args);
5852 #ifdef ENABLE_CHECKING
5853   SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (packed_args,
5854                                        TREE_VEC_LENGTH (packed_args));
5855 #endif
5856   return argument_pack;
5857 }
5858
5859 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
5860    return a vector containing the innermost resulting template
5861    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
5862    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
5863
5864    If REQUIRE_ALL_ARGS is false, argument deduction will be performed
5865    for arguments not specified in ARGS.  Otherwise, if
5866    USE_DEFAULT_ARGS is true, default arguments will be used to fill in
5867    unspecified arguments.  If REQUIRE_ALL_ARGS is true, but
5868    USE_DEFAULT_ARGS is false, then all arguments must be specified in
5869    ARGS.  */
5870
5871 static tree
5872 coerce_template_parms (tree parms,
5873                        tree args,
5874                        tree in_decl,
5875                        tsubst_flags_t complain,
5876                        bool require_all_args,
5877                        bool use_default_args)
5878 {
5879   int nparms, nargs, parm_idx, arg_idx, lost = 0;
5880   tree inner_args;
5881   tree new_args;
5882   tree new_inner_args;
5883   int saved_unevaluated_operand;
5884   int saved_inhibit_evaluation_warnings;
5885
5886   /* When used as a boolean value, indicates whether this is a
5887      variadic template parameter list. Since it's an int, we can also
5888      subtract it from nparms to get the number of non-variadic
5889      parameters.  */
5890   int variadic_p = 0;
5891
5892   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
5893
5894   /* Determine if there are any parameter packs.  */
5895   for (parm_idx = 0; parm_idx < nparms; ++parm_idx)
5896     {
5897       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx));
5898       if (template_parameter_pack_p (tparm))
5899         ++variadic_p;
5900     }
5901
5902   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
5903   /* If there are 0 or 1 parameter packs, we need to expand any argument
5904      packs so that we can deduce a parameter pack from some non-packed args
5905      followed by an argument pack, as in variadic85.C.  If there are more
5906      than that, we need to leave argument packs intact so the arguments are
5907      assigned to the right parameter packs.  This should only happen when
5908      dealing with a nested class inside a partial specialization of a class
5909      template, as in variadic92.C.  */
5910   if (variadic_p <= 1)
5911     inner_args = expand_template_argument_pack (inner_args);
5912
5913   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
5914   if ((nargs > nparms && !variadic_p)
5915       || (nargs < nparms - variadic_p
5916           && require_all_args
5917           && (!use_default_args
5918               || (TREE_VEC_ELT (parms, nargs) != error_mark_node
5919                   && !TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs))))))
5920     {
5921       if (complain & tf_error)
5922         {
5923           const char *or_more = "";
5924           if (variadic_p)
5925             {
5926               or_more = " or more";
5927               --nparms;
5928             }
5929
5930           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d%s)",
5931                  nargs, nparms, or_more);
5932
5933           if (in_decl)
5934             error ("provided for %q+D", in_decl);
5935         }
5936
5937       return error_mark_node;
5938     }
5939
5940   /* We need to evaluate the template arguments, even though this
5941      template-id may be nested within a "sizeof".  */
5942   saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
5943   cp_unevaluated_operand = 0;
5944   saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
5945   c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
5946   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
5947   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
5948   for (parm_idx = 0, arg_idx = 0; parm_idx < nparms; parm_idx++, arg_idx++)
5949     {
5950       tree arg;
5951       tree parm;
5952
5953       /* Get the Ith template parameter.  */
5954       parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
5955  
5956       if (parm == error_mark_node)
5957       {
5958         TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = error_mark_node;
5959         continue;
5960       }
5961
5962       /* Calculate the next argument.  */
5963       if (arg_idx < nargs)
5964         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
5965       else
5966         arg = NULL_TREE;
5967
5968       if (template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm))
5969           && !(arg && ARGUMENT_PACK_P (arg)))
5970         {
5971           /* All remaining arguments will be placed in the
5972              template parameter pack PARM.  */
5973           arg = coerce_template_parameter_pack (parms, parm_idx, args, 
5974                                                 inner_args, arg_idx,
5975                                                 new_args, &lost,
5976                                                 in_decl, complain);
5977
5978           /* Store this argument.  */
5979           if (arg == error_mark_node)
5980             lost++;
5981           TREE_VEC_ELT (new_inner_args, parm_idx) = arg;
5982
5983           /* We are done with all of the arguments.  */
5984           arg_idx = nargs;
5985           
5986           continue;
5987         }
5988       else if (arg)
5989         {
5990           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
5991             {
5992               if (complain & tf_error)
5993                 {
5994                   /* FIXME this restriction was removed by N2555; see
5995                      bug 35722.  */
5996                   /* If ARG is a pack expansion, but PARM is not a
5997                      template parameter pack (if it were, we would have
5998                      handled it above), we're trying to expand into a
5999                      fixed-length argument list.  */
6000                   if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
6001                     sorry ("cannot expand %<%E%> into a fixed-length "
6002                            "argument list", arg);
6003                   else
6004                     sorry ("cannot expand %<%T%> into a fixed-length "
6005                            "argument list", arg);
6006                 }
6007               return error_mark_node;
6008             }
6009         }
6010       else if (require_all_args)
6011         {
6012           /* There must be a default arg in this case.  */
6013           arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
6014                                      complain, in_decl);
6015           /* The position of the first default template argument,
6016              is also the number of non-defaulted arguments in NEW_INNER_ARGS.
6017              Record that.  */
6018           if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args))
6019             SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args, arg_idx);
6020         }
6021       else
6022         break;
6023
6024       if (arg == error_mark_node)
6025         {
6026           if (complain & tf_error)
6027             error ("template argument %d is invalid", arg_idx + 1);
6028         }
6029       else if (!arg)
6030         /* This only occurs if there was an error in the template
6031            parameter list itself (which we would already have
6032            reported) that we are trying to recover from, e.g., a class
6033            template with a parameter list such as
6034            template<typename..., typename>.  */
6035         return error_mark_node;
6036       else
6037         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
6038                                          arg, new_args, complain, 
6039                                          parm_idx, in_decl);
6040
6041       if (arg == error_mark_node)
6042         lost++;
6043       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = arg;
6044     }
6045   cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
6046   c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
6047
6048   if (lost)
6049     return error_mark_node;
6050
6051 #ifdef ENABLE_CHECKING
6052   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args))
6053     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args,
6054                                          TREE_VEC_LENGTH (new_inner_args));
6055 #endif
6056
6057   return new_inner_args;
6058 }
6059
6060 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
6061
6062 static int
6063 template_args_equal (tree ot, tree nt)
6064 {
6065   if (nt == ot)
6066     return 1;
6067
6068   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
6069     /* For member templates */
6070     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
6071   else if (PACK_EXPANSION_P (ot))
6072     return PACK_EXPANSION_P (nt) 
6073       && template_args_equal (PACK_EXPANSION_PATTERN (ot),
6074                               PACK_EXPANSION_PATTERN (nt));
6075   else if (ARGUMENT_PACK_P (ot))
6076     {
6077       int i, len;
6078       tree opack, npack;
6079
6080       if (!ARGUMENT_PACK_P (nt))
6081         return 0;
6082
6083       opack = ARGUMENT_PACK_ARGS (ot);
6084       npack = ARGUMENT_PACK_ARGS (nt);
6085       len = TREE_VEC_LENGTH (opack);
6086       if (TREE_VEC_LENGTH (npack) != len)
6087         return 0;
6088       for (i = 0; i < len; ++i)
6089         if (!template_args_equal (TREE_VEC_ELT (opack, i),
6090                                   TREE_VEC_ELT (npack, i)))
6091           return 0;
6092       return 1;
6093     }
6094   else if (ot && TREE_CODE (ot) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
6095     {
6096       /* We get here probably because we are in the middle of substituting
6097          into the pattern of a pack expansion. In that case the
6098          ARGUMENT_PACK_SELECT temporarily replaces the pack argument we are
6099          interested in. So we want to use the initial pack argument for
6100          the comparison.  */
6101       ot = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (ot);
6102       if (nt && TREE_CODE (nt) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
6103         nt = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (nt);
6104       return template_args_equal (ot, nt);
6105     }
6106   else if (TYPE_P (nt))
6107     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
6108   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
6109     return 0;
6110   else
6111     return cp_tree_equal (ot, nt);
6112 }
6113
6114 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
6115    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
6116
6117 int
6118 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
6119 {
6120   int i;
6121
6122   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
6123     return 0;
6124
6125   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
6126     {
6127       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
6128       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
6129
6130       if (! template_args_equal (ot, nt))
6131         return 0;
6132     }
6133   return 1;
6134 }
6135
6136 static void
6137 add_pending_template (tree d)
6138 {
6139   tree ti = (TYPE_P (d)
6140              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
6141              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
6142   struct pending_template *pt;
6143   int level;
6144
6145   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
6146     return;
6147
6148   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
6149      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
6150      Compensate.  */
6151   level = !current_tinst_level || current_tinst_level->decl != d;
6152
6153   if (level)
6154     push_tinst_level (d);
6155
6156   pt = GGC_NEW (struct pending_template);
6157   pt->next = NULL;
6158   pt->tinst = current_tinst_level;
6159   if (last_pending_template)
6160     last_pending_template->next = pt;
6161   else
6162     pending_templates = pt;
6163
6164   last_pending_template = pt;
6165
6166   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
6167
6168   if (level)
6169     pop_tinst_level ();
6170 }
6171
6172
6173 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
6174    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
6175    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
6176
6177 tree
6178 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
6179 {
6180   tree type;
6181
6182   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
6183     return error_mark_node;
6184
6185   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
6186   gcc_assert (fns && (is_overloaded_fn (fns)
6187                       || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE));
6188
6189   if (BASELINK_P (fns))
6190     {
6191       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
6192                                          unknown_type_node,
6193                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
6194                                          arglist);
6195       return fns;
6196     }
6197
6198   type = TREE_TYPE (fns);
6199   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
6200     type = unknown_type_node;
6201
6202   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
6203 }
6204
6205 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
6206    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
6207    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
6208    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
6209    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
6210    DECL is returned.
6211
6212    Also handle the case when DECL is a TREE_LIST of ambiguous
6213    injected-class-names from different bases.  */
6214
6215 tree
6216 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
6217 {
6218   if (decl == NULL_TREE)
6219     return decl;
6220
6221   /* DR 176: A lookup that finds an injected-class-name (10.2
6222      [class.member.lookup]) can result in an ambiguity in certain cases
6223      (for example, if it is found in more than one base class). If all of
6224      the injected-class-names that are found refer to specializations of
6225      the same class template, and if the name is followed by a
6226      template-argument-list, the reference refers to the class template
6227      itself and not a specialization thereof, and is not ambiguous.  */
6228   if (TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
6229     {
6230       tree t, tmpl = NULL_TREE;
6231       for (t = decl; t; t = TREE_CHAIN (t))
6232         {
6233           tree elt = maybe_get_template_decl_from_type_decl (TREE_VALUE (t));
6234           if (!tmpl)
6235             tmpl = elt;
6236           else if (tmpl != elt)
6237             break;
6238         }
6239       if (tmpl && t == NULL_TREE)
6240         return tmpl;
6241       else
6242         return decl;
6243     }
6244
6245   return (decl != NULL_TREE
6246           && DECL_SELF_REFERENCE_P (decl)
6247           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
6248     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
6249 }
6250
6251 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
6252    parameters, find the desired type.
6253
6254    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
6255
6256    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
6257    instantiate.
6258
6259    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
6260    the class we are looking up.
6261
6262    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
6263
6264    If the template class is really a local class in a template
6265    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
6266    being instantiated.
6267
6268    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
6269    template-id: the first time from the parser, while creating the
6270    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
6271    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
6272    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
6273    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
6274
6275 tree
6276 lookup_template_class (tree d1,
6277                        tree arglist,
6278                        tree in_decl,
6279                        tree context,
6280                        int entering_scope,
6281                        tsubst_flags_t complain)
6282 {
6283   tree templ = NULL_TREE, parmlist;
6284   tree t;
6285   spec_entry **slot;
6286   spec_entry *entry;
6287   spec_entry elt;
6288   hashval_t hash;
6289
6290   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
6291
6292   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
6293     {
6294       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
6295       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
6296         templ = value;
6297       else
6298         {
6299           if (context)
6300             push_decl_namespace (context);
6301           templ = lookup_name (d1);
6302           templ = maybe_get_template_decl_from_type_decl (templ);
6303           if (context)
6304             pop_decl_namespace ();
6305         }
6306       if (templ)
6307         context = DECL_CONTEXT (templ);
6308     }
6309   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && MAYBE_CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (d1)))
6310     {
6311       tree type = TREE_TYPE (d1);
6312
6313       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
6314          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
6315       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
6316         type = TREE_TYPE (type);
6317
6318       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
6319         {
6320           templ = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
6321           d1 = DECL_NAME (templ);
6322         }
6323     }
6324   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
6325            || (TYPE_P (d1) && MAYBE_CLASS_TYPE_P (d1)))
6326     {
6327       templ = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
6328       d1 = DECL_NAME (templ);
6329     }
6330   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
6331            && DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)
6332            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
6333     {
6334       templ = d1;
6335       d1 = DECL_NAME (templ);
6336       context = DECL_CONTEXT (templ);
6337     }
6338
6339   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
6340   if (! templ)
6341     {
6342       if (complain & tf_error)
6343         error ("%qT is not a template", d1);
6344       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6345     }
6346
6347   if (TREE_CODE (templ) != TEMPLATE_DECL
6348          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
6349             the user.  */
6350       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (templ)
6351           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (templ)))
6352     {
6353       if (complain & tf_error)
6354         {
6355           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
6356           if (in_decl)
6357             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
6358         }
6359       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6360     }
6361
6362   complain &= ~tf_user;
6363
6364   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (templ))
6365     {
6366       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
6367          template arguments */
6368
6369       tree parm;
6370       tree arglist2;
6371       tree outer;
6372
6373       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (templ);
6374
6375       /* Consider an example where a template template parameter declared as
6376
6377            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
6378
6379          The template parameter level of T and U are one level larger than
6380          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
6381          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
6382          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
6383          available when not appearing as default template argument, can be
6384          obtained from the arguments of the enclosing template.
6385
6386          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
6387          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
6388          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
6389          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
6390
6391       outer = DECL_CONTEXT (templ);
6392       if (outer)
6393         outer = TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (outer)));
6394       else if (current_template_parms)
6395         /* This is an argument of the current template, so we haven't set
6396            DECL_CONTEXT yet.  */
6397         outer = current_template_args ();
6398
6399       if (outer)
6400         arglist = add_to_template_args (outer, arglist);
6401
6402       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, templ,
6403                                         complain,
6404                                         /*require_all_args=*/true,
6405                                         /*use_default_args=*/true);
6406       if (arglist2 == error_mark_node
6407           || (!uses_template_parms (arglist2)
6408               && check_instantiated_args (templ, arglist2, complain)))
6409         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6410
6411       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (templ), arglist2);
6412       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
6413     }
6414   else
6415     {
6416       tree template_type = TREE_TYPE (templ);
6417       tree gen_tmpl;
6418       tree type_decl;
6419       tree found = NULL_TREE;
6420       int arg_depth;
6421       int parm_depth;
6422       int is_dependent_type;
6423       int use_partial_inst_tmpl = false;
6424
6425       gen_tmpl = most_general_template (templ);
6426       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
6427       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
6428       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6429
6430       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
6431         {
6432           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
6433              For example, given:
6434
6435                template <class T> struct S1 {
6436                  template <class U> struct S2 {};
6437                  template <class U> struct S2<U*> {};
6438                 };
6439
6440              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
6441              TEMPLATE will be `template <class T> template
6442              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
6443              arguments.  */
6444           arglist
6445             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (templ)),
6446                                            arglist);
6447           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6448         }
6449
6450       /* Now we should have enough arguments.  */
6451       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
6452
6453       /* From here on, we're only interested in the most general
6454          template.  */
6455
6456       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
6457          actually tsubst'd into the definition to create the
6458          instantiation.  */
6459       if (parm_depth > 1)
6460         {
6461           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
6462           int i;
6463           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6464
6465           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
6466
6467           for (i = saved_depth,
6468                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
6469                i > 0 && t != NULL_TREE;
6470                --i, t = TREE_CHAIN (t))
6471             {
6472               tree a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
6473                                               arglist, gen_tmpl,
6474                                               complain,
6475                                               /*require_all_args=*/true,
6476                                               /*use_default_args=*/true);
6477
6478               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
6479               if (a == error_mark_node)
6480                 {
6481                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
6482                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
6483                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6484                 }
6485
6486               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
6487
6488               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
6489                  that coerce_template_parms will see only the arguments
6490                  corresponding to the template parameters it is
6491                  examining.  */
6492               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
6493             }
6494
6495           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
6496           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
6497
6498           arglist = bound_args;
6499         }
6500       else
6501         arglist
6502           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
6503                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
6504                                    gen_tmpl,
6505                                    complain,
6506                                    /*require_all_args=*/true,
6507                                    /*use_default_args=*/true);
6508
6509       if (arglist == error_mark_node)
6510         /* We were unable to bind the arguments.  */
6511         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6512
6513       /* In the scope of a template class, explicit references to the
6514          template class refer to the type of the template, not any
6515          instantiation of it.  For example, in:
6516
6517            template <class T> class C { void f(C<T>); }
6518
6519          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
6520          class, however, such a reference is an instantiation.  */
6521       if ((entering_scope
6522            || !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6523            || currently_open_class (template_type))
6524           /* comp_template_args is expensive, check it last.  */
6525           && comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
6526                                  arglist))
6527         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, template_type);
6528
6529       /* If we already have this specialization, return it.  */
6530       elt.tmpl = gen_tmpl;
6531       elt.args = arglist;
6532       hash = hash_specialization (&elt);
6533       entry = (spec_entry *) htab_find_with_hash (type_specializations,
6534                                                   &elt, hash);
6535
6536       if (entry)
6537         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, entry->spec);
6538
6539       is_dependent_type = uses_template_parms (arglist);
6540
6541       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
6542          failed.  */
6543       if (!is_dependent_type
6544           && check_instantiated_args (gen_tmpl,
6545                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
6546                                       complain))
6547         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6548
6549       if (!is_dependent_type
6550           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6551           && !LAMBDA_TYPE_P (TREE_TYPE (gen_tmpl))
6552           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (gen_tmpl)) == NAMESPACE_DECL)
6553         {
6554           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (gen_tmpl),
6555                                       DECL_NAME (gen_tmpl),
6556                                       /*tag_scope=*/ts_global);
6557           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
6558         }
6559
6560       context = tsubst (DECL_CONTEXT (gen_tmpl), arglist,
6561                         complain, in_decl);
6562       if (!context)
6563         context = global_namespace;
6564
6565       /* Create the type.  */
6566       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
6567         {
6568           if (!is_dependent_type)
6569             {
6570               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
6571               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type),
6572                               tsubst (ENUM_UNDERLYING_TYPE (template_type),
6573                                       arglist, complain, in_decl),
6574                               SCOPED_ENUM_P (template_type));
6575             }
6576           else
6577             {
6578               /* We don't want to call start_enum for this type, since
6579                  the values for the enumeration constants may involve
6580                  template parameters.  And, no one should be interested
6581                  in the enumeration constants for such a type.  */
6582               t = cxx_make_type (ENUMERAL_TYPE);
6583               SET_SCOPED_ENUM_P (t, SCOPED_ENUM_P (template_type));
6584             }
6585         }
6586       else
6587         {
6588           t = make_class_type (TREE_CODE (template_type));
6589           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
6590             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
6591           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
6592           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
6593
6594           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
6595           if (context == current_function_decl)
6596             pushtag (DECL_NAME (gen_tmpl), t, /*tag_scope=*/ts_current);
6597
6598           if (comp_template_args (CLASSTYPE_TI_ARGS (template_type), arglist))
6599             /* This instantiation is another name for the primary
6600                template type. Set the TYPE_CANONICAL field
6601                appropriately. */
6602             TYPE_CANONICAL (t) = template_type;
6603           else if (any_template_arguments_need_structural_equality_p (arglist))
6604             /* Some of the template arguments require structural
6605                equality testing, so this template class requires
6606                structural equality testing. */
6607             SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (t);
6608         }
6609
6610       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
6611          will already be set up.  */
6612       if (!TYPE_NAME (t))
6613         {
6614           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
6615
6616           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (gen_tmpl), t);
6617           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
6618           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
6619             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6620         }
6621       else
6622         type_decl = TYPE_NAME (t);
6623
6624       TREE_PRIVATE (type_decl)
6625         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6626       TREE_PROTECTED (type_decl)
6627         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6628       if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
6629         {
6630           DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
6631           DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
6632         }
6633
6634       /* Let's consider the explicit specialization of a member
6635          of a class template specialization that is implicitely instantiated,
6636          e.g.:
6637              template<class T>
6638              struct S
6639              {
6640                template<class U> struct M {}; //#0
6641              };
6642
6643              template<>
6644              template<>
6645              struct S<int>::M<char> //#1
6646              {
6647                int i;
6648              };
6649         [temp.expl.spec]/4 says this is valid.
6650
6651         In this case, when we write:
6652         S<int>::M<char> m;
6653
6654         M is instantiated from the CLASSTYPE_TI_TEMPLATE of #1, not from
6655         the one of #0.
6656
6657         When we encounter #1, we want to store the partial instantiation
6658         of M (template<class T> S<int>::M<T>) in it's CLASSTYPE_TI_TEMPLATE.
6659
6660         For all cases other than this "explicit specialization of member of a
6661         class template", we just want to store the most general template into
6662         the CLASSTYPE_TI_TEMPLATE of M.
6663
6664         This case of "explicit specialization of member of a class template"
6665         only happens when:
6666         1/ the enclosing class is an instantiation of, and therefore not
6667         the same as, the context of the most general template, and
6668         2/ we aren't looking at the partial instantiation itself, i.e.
6669         the innermost arguments are not the same as the innermost parms of
6670         the most general template.
6671
6672         So it's only when 1/ and 2/ happens that we want to use the partial
6673         instantiation of the member template in lieu of its most general
6674         template.  */
6675
6676       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6677           && TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (arglist)
6678           /* the enclosing class must be an instantiation...  */
6679           && CLASS_TYPE_P (context)
6680           && !same_type_p (context, DECL_CONTEXT (gen_tmpl)))
6681         {
6682           tree partial_inst_args;
6683           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
6684           ++processing_template_decl;
6685           partial_inst_args =
6686             tsubst (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS
6687                         (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (gen_tmpl))),
6688                     arglist, complain, NULL_TREE);
6689           --processing_template_decl;
6690           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
6691           use_partial_inst_tmpl =
6692             /*...and we must not be looking at the partial instantiation
6693              itself. */
6694             !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
6695                                  partial_inst_args);
6696         }
6697
6698       if (!use_partial_inst_tmpl)
6699         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
6700         found = gen_tmpl;
6701       else
6702         {
6703           /* This is a full instantiation of a member template.  Find
6704              the partial instantiation of which this is an instance.  */
6705
6706           /* Temporarily reduce by one the number of levels in the ARGLIST
6707              so as to avoid comparing the last set of arguments.  */
6708           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
6709           found = tsubst (gen_tmpl, arglist, complain, NULL_TREE);
6710           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
6711           found = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (found);
6712         }
6713
6714       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, build_template_info (found, arglist));
6715
6716       elt.spec = t;
6717       slot = (spec_entry **) htab_find_slot_with_hash (type_specializations,
6718                                                        &elt, hash, INSERT);
6719       *slot = GGC_NEW (spec_entry);
6720       **slot = elt;
6721
6722       /* Note this use of the partial instantiation so we can check it
6723          later in maybe_process_partial_specialization.  */
6724       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ)
6725         = tree_cons (arglist, t,
6726                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ));
6727
6728       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE && !is_dependent_type)
6729         /* Now that the type has been registered on the instantiations
6730            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
6731            constants may involve the enumeration type itself, we make
6732            sure to register the type first, and then create the
6733            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
6734            constants won't result in recursive calls here; we'll find
6735            the instantiation and exit above.  */
6736         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
6737
6738       if (is_dependent_type)
6739         /* If the type makes use of template parameters, the
6740            code that generates debugging information will crash.  */
6741         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
6742
6743       /* Possibly limit visibility based on template args.  */
6744       TREE_PUBLIC (type_decl) = 1;
6745       determine_visibility (type_decl);
6746
6747       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
6748     }
6749   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
6750 }
6751 \f
6752 struct pair_fn_data
6753 {
6754   tree_fn_t fn;
6755   void *data;
6756   /* True when we should also visit template parameters that occur in
6757      non-deduced contexts.  */
6758   bool include_nondeduced_p;
6759   struct pointer_set_t *visited;
6760 };
6761
6762 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
6763
6764 static tree
6765 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
6766 {
6767   tree t = *tp;
6768   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
6769   tree_fn_t fn = pfd->fn;
6770   void *data = pfd->data;
6771
6772   if (TYPE_P (t)
6773       && (pfd->include_nondeduced_p || TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE)
6774       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited,
6775                                  pfd->include_nondeduced_p))
6776     return error_mark_node;
6777
6778   switch (TREE_CODE (t))
6779     {
6780     case RECORD_TYPE:
6781       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6782         break;
6783       /* Fall through.  */
6784
6785     case UNION_TYPE:
6786     case ENUMERAL_TYPE:
6787       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6788         *walk_subtrees = 0;
6789       else if (for_each_template_parm (TI_ARGS (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
6790                                        fn, data, pfd->visited, 
6791                                        pfd->include_nondeduced_p))
6792         return error_mark_node;
6793       break;
6794
6795     case INTEGER_TYPE:
6796       if (for_each_template_parm (TYPE_MIN_VALUE (t),
6797                                   fn, data, pfd->visited, 
6798                                   pfd->include_nondeduced_p)
6799           || for_each_template_parm (TYPE_MAX_VALUE (t),
6800                                      fn, data, pfd->visited,
6801                                      pfd->include_nondeduced_p))
6802         return error_mark_node;
6803       break;
6804
6805     case METHOD_TYPE:
6806       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
6807          explicitly here.  */
6808       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
6809                                   pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6810         return error_mark_node;
6811       /* Fall through.  */
6812
6813     case FUNCTION_TYPE:
6814       /* Check the return type.  */
6815       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
6816                                   pfd->include_nondeduced_p))
6817         return error_mark_node;
6818
6819       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
6820          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
6821          contain expressions that involve template parameters.  But,
6822          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
6823          instantiated, they don't contain template parameters, so
6824          there's no point in looking at them then, either.  */
6825       {
6826         tree parm;
6827
6828         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
6829           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
6830                                       pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6831             return error_mark_node;
6832
6833         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
6834            want walk_tree walking into them itself.  */
6835         *walk_subtrees = 0;
6836       }
6837       break;
6838
6839     case TYPEOF_TYPE:
6840       if (pfd->include_nondeduced_p
6841           && for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
6842                                      pfd->visited, 
6843                                      pfd->include_nondeduced_p))
6844         return error_mark_node;
6845       break;
6846
6847     case FUNCTION_DECL:
6848     case VAR_DECL:
6849       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
6850           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
6851                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6852         return error_mark_node;
6853       /* Fall through.  */
6854
6855     case PARM_DECL:
6856     case CONST_DECL:
6857       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
6858           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
6859                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6860         return error_mark_node;
6861       if (DECL_CONTEXT (t)
6862           && pfd->include_nondeduced_p
6863           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
6864                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6865         return error_mark_node;
6866       break;
6867
6868     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
6869       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
6870       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited,
6871                                   pfd->include_nondeduced_p))
6872         return error_mark_node;
6873       /* Fall through.  */
6874
6875     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
6876     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
6877     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
6878       if (fn && (*fn)(t, data))
6879         return error_mark_node;
6880       else if (!fn)
6881         return error_mark_node;
6882       break;
6883
6884     case TEMPLATE_DECL:
6885       /* A template template parameter is encountered.  */
6886       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
6887           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
6888                                      pfd->include_nondeduced_p))
6889         return error_mark_node;
6890
6891       /* Already substituted template template parameter */
6892       *walk_subtrees = 0;
6893       break;
6894
6895     case TYPENAME_TYPE:
6896       if (!fn
6897           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
6898                                      data, pfd->visited, 
6899                                      pfd->include_nondeduced_p))
6900         return error_mark_node;
6901       break;
6902
6903     case CONSTRUCTOR:
6904       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
6905           && pfd->include_nondeduced_p
6906           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
6907                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
6908                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6909         return error_mark_node;
6910       break;
6911
6912     case INDIRECT_REF:
6913     case COMPONENT_REF:
6914       /* If there's no type, then this thing must be some expression
6915          involving template parameters.  */
6916       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
6917         return error_mark_node;
6918       break;
6919
6920     case MODOP_EXPR:
6921     case CAST_EXPR:
6922     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
6923     case CONST_CAST_EXPR:
6924     case STATIC_CAST_EXPR:
6925     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
6926     case ARROW_EXPR:
6927     case DOTSTAR_EXPR:
6928     case TYPEID_EXPR:
6929     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
6930       if (!fn)
6931         return error_mark_node;
6932       break;
6933
6934     default:
6935       break;
6936     }
6937
6938   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
6939   return NULL_TREE;
6940 }
6941
6942 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
6943    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
6944    call FN with the parameter and the DATA.
6945    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
6946    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
6947    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
6948    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
6949    considered to be the function which always returns 1.
6950
6951    If INCLUDE_NONDEDUCED_P, then this routine will also visit template
6952    parameters that occur in non-deduced contexts.  When false, only
6953    visits those template parameters that can be deduced.  */
6954
6955 static int
6956 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
6957                         struct pointer_set_t *visited,
6958                         bool include_nondeduced_p)
6959 {
6960   struct pair_fn_data pfd;
6961   int result;
6962
6963   /* Set up.  */
6964   pfd.fn = fn;
6965   pfd.data = data;
6966   pfd.include_nondeduced_p = include_nondeduced_p;
6967
6968   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
6969      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
6970      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
6971      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
6972      visited list.)  */
6973   if (visited)
6974     pfd.visited = visited;
6975   else
6976     pfd.visited = pointer_set_create ();
6977   result = cp_walk_tree (&t,
6978                          for_each_template_parm_r,
6979                          &pfd,
6980                          pfd.visited) != NULL_TREE;
6981
6982   /* Clean up.  */
6983   if (!visited)
6984     {
6985       pointer_set_destroy (pfd.visited);
6986       pfd.visited = 0;
6987     }
6988
6989   return result;
6990 }
6991
6992 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
6993
6994 int
6995 uses_template_parms (tree t)
6996 {
6997   bool dependent_p;
6998   int saved_processing_template_decl;
6999
7000   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
7001   if (!saved_processing_template_decl)
7002     processing_template_decl = 1;
7003   if (TYPE_P (t))
7004     dependent_p = dependent_type_p (t);
7005   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
7006     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
7007   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
7008     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
7009                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
7010   else if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
7011     dependent_p = dependent_type_p (TREE_TYPE (t));
7012   else if (DECL_P (t)
7013            || EXPR_P (t)
7014            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
7015            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
7016            || TREE_CODE (t) == BASELINK
7017            || TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE
7018            || TREE_CODE (t) == TRAIT_EXPR
7019            || TREE_CODE (t) == CONSTRUCTOR
7020            || CONSTANT_CLASS_P (t))
7021     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
7022                    || value_dependent_expression_p (t));
7023   else
7024     {
7025       gcc_assert (t == error_mark_node);
7026       dependent_p = false;
7027     }
7028
7029   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
7030
7031   return dependent_p;
7032 }
7033
7034 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
7035
7036 int
7037 uses_template_parms_level (tree t, int level)
7038 {
7039   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL,
7040                                  /*include_nondeduced_p=*/true);
7041 }
7042
7043 static int tinst_depth;
7044 extern int max_tinst_depth;
7045 #ifdef GATHER_STATISTICS
7046 int depth_reached;
7047 #endif
7048 static int tinst_level_tick;
7049 static int last_template_error_tick;
7050
7051 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
7052    for diagnostics and to restore it later.  */
7053
7054 int
7055 push_tinst_level (tree d)
7056 {
7057   struct tinst_level *new_level;
7058
7059   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
7060     {
7061       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
7062          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
7063          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
7064       if (uses_template_parms (d))
7065         return 0;
7066
7067       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
7068       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
7069              "-ftemplate-depth= to increase the maximum) instantiating %qD",
7070              max_tinst_depth, d);
7071
7072       print_instantiation_context ();
7073
7074       return 0;
7075     }
7076
7077   new_level = GGC_NEW (struct tinst_level);
7078   new_level->decl = d;
7079   new_level->locus = input_location;
7080   new_level->in_system_header_p = in_system_header;
7081   new_level->next = current_tinst_level;
7082   current_tinst_level = new_level;
7083
7084   ++tinst_depth;
7085 #ifdef GATHER_STATISTICS
7086   if (tinst_depth > depth_reached)
7087     depth_reached = tinst_depth;
7088 #endif
7089
7090   ++tinst_level_tick;
7091   return 1;
7092 }
7093
7094 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
7095    context.  */
7096
7097 void
7098 pop_tinst_level (void)
7099 {
7100   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
7101      this instantiation.  */
7102   input_location = current_tinst_level->locus;
7103   current_tinst_level = current_tinst_level->next;
7104   --tinst_depth;
7105   ++tinst_level_tick;
7106 }
7107
7108 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
7109    instantiation context in which the instantiation was requested, which
7110    is one step out from LEVEL.  Return the corresponding DECL or TYPE.  */
7111
7112 static tree
7113 reopen_tinst_level (struct tinst_level *level)
7114 {
7115   struct tinst_level *t;
7116
7117   tinst_depth = 0;
7118   for (t = level; t; t = t->next)
7119     ++tinst_depth;
7120
7121   current_tinst_level = level;
7122   pop_tinst_level ();
7123   return level->decl;
7124 }
7125
7126 /* Returns the TINST_LEVEL which gives the original instantiation
7127    context.  */
7128
7129 struct tinst_level *
7130 outermost_tinst_level (void)
7131 {
7132   struct tinst_level *level = current_tinst_level;
7133   if (level)
7134     while (level->next)
7135       level = level->next;
7136   return level;
7137 }
7138
7139 /* Returns TRUE if PARM is a parameter of the template TEMPL.  */
7140
7141 bool
7142 parameter_of_template_p (tree parm, tree templ)
7143 {
7144   tree parms;
7145   int i;
7146
7147   if (!parm || !templ)
7148     return false;
7149
7150   gcc_assert (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm));
7151   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
7152
7153   parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (templ);
7154   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
7155
7156   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
7157     if (parm == TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i)))
7158       return true;
7159
7160   return false;
7161 }
7162
7163 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
7164    vector of template arguments, as for tsubst.
7165
7166    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
7167
7168 static tree
7169 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
7170 {
7171   tree new_friend;
7172
7173   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
7174       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
7175       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
7176     /* This was a friend declared with an explicit template
7177        argument list, e.g.:
7178
7179        friend void f<>(T);
7180
7181        to indicate that f was a template instantiation, not a new
7182        function declaration.  Now, we have to figure out what
7183        instantiation of what template.  */
7184     {
7185       tree template_id, arglist, fns;
7186       tree new_args;
7187       tree tmpl;
7188       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
7189
7190       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
7191          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
7192          current class with same name.  */
7193       push_nested_namespace (ns);
7194       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
7195                          tf_warning_or_error, NULL_TREE,
7196                          /*integral_constant_expression_p=*/false);
7197       pop_nested_namespace (ns);
7198       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
7199                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7200       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
7201
7202       new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7203       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
7204                                        &new_args,
7205                                        /*need_member_template=*/0,
7206                                        TREE_VEC_LENGTH (args),
7207                                        tsk_none);
7208       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
7209     }
7210
7211   new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7212
7213   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
7214      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
7215      the language.  For example, we might have had:
7216
7217      template <class T> struct S {
7218        template <class U> friend void f(T, U);
7219      };
7220
7221      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
7222      instantiation of anything.  */
7223   if (new_friend == error_mark_node)
7224     return error_mark_node;
7225
7226   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
7227   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
7228     {
7229       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
7230       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
7231         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
7232     }
7233
7234   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
7235      is not a template instantiation and should not be mangled like
7236      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
7237      later if we need it.  */
7238   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
7239     {
7240       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL_RTX);
7241       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
7242     }
7243
7244   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
7245     {
7246       tree old_decl;
7247       tree new_friend_template_info;
7248       tree new_friend_result_template_info;
7249       tree ns;
7250       int  new_friend_is_defn;
7251
7252       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
7253          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
7254          possible.  */
7255       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
7256       new_friend_is_defn =
7257             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
7258                            (template_for_substitution (new_friend)))
7259              != NULL_TREE);
7260       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
7261         {
7262           /* This declaration is a `primary' template.  */
7263           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
7264
7265           new_friend_result_template_info
7266             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
7267         }
7268       else
7269         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
7270
7271       /* Make the init_value nonzero so pushdecl knows this is a defn.  */
7272       if (new_friend_is_defn)
7273         DECL_INITIAL (new_friend) = error_mark_node;
7274
7275       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
7276          current namespace. However, the friend function should go
7277          into the namespace of the template.  */
7278       ns = decl_namespace_context (new_friend);
7279       push_nested_namespace (ns);
7280       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend, /*is_friend=*/true);
7281       pop_nested_namespace (ns);
7282
7283       if (old_decl == error_mark_node)
7284         return error_mark_node;
7285
7286       if (old_decl != new_friend)
7287         {
7288           /* This new friend declaration matched an existing
7289              declaration.  For example, given:
7290
7291                template <class T> void f(T);
7292                template <class U> class C {
7293                  template <class T> friend void f(T) {}
7294                };
7295
7296              the friend declaration actually provides the definition
7297              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
7298              old_decl will be the out-of-class template declaration,
7299              while new_friend is the in-class definition.
7300
7301              But, if `f' was called before this point, the
7302              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
7303              to `T' but not to `U', references to which might appear
7304              in the definition of `f'.  Previously, the most general
7305              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
7306              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
7307              run through all specialization of `f', adding to their
7308              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
7309              new set of outer arguments, corresponding to the
7310              arguments for this class instantiation.
7311
7312              The same situation can arise with something like this:
7313
7314                friend void f(int);
7315                template <class T> class C {
7316                  friend void f(T) {}
7317                };
7318
7319              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
7320              in the class.  */
7321
7322           if (!new_friend_is_defn)
7323             /* On the other hand, if the in-class declaration does
7324                *not* provide a definition, then we don't want to alter
7325                existing definitions.  We can just leave everything
7326                alone.  */
7327             ;
7328           else
7329             {
7330               tree new_template = TI_TEMPLATE (new_friend_template_info);
7331               tree new_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
7332
7333               /* Overwrite whatever template info was there before, if
7334                  any, with the new template information pertaining to
7335                  the declaration.  */
7336               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
7337
7338               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
7339                 {
7340                   /* We should have called reregister_specialization in
7341                      duplicate_decls.  */
7342                   gcc_assert (retrieve_specialization (new_template,
7343                                                        new_args, 0)
7344                               == old_decl);
7345
7346                   /* Instantiate it if the global has already been used.  */
7347                   if (DECL_ODR_USED (old_decl))
7348                     instantiate_decl (old_decl, /*defer_ok=*/true,
7349                                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
7350                 }
7351               else
7352                 {
7353                   tree t;
7354
7355                   /* Indicate that the old function template is a partial
7356                      instantiation.  */
7357                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
7358                     = new_friend_result_template_info;
7359
7360                   gcc_assert (new_template
7361                               == most_general_template (new_template));
7362                   gcc_assert (new_template != old_decl);
7363
7364                   /* Reassign any specializations already in the hash table
7365                      to the new more general template, and add the
7366                      additional template args.  */
7367                   for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl);
7368                        t != NULL_TREE;
7369                        t = TREE_CHAIN (t))
7370                     {
7371                       tree spec = TREE_VALUE (t);
7372                       spec_entry elt;
7373
7374                       elt.tmpl = old_decl;
7375                       elt.args = DECL_TI_ARGS (spec);
7376                       elt.spec = NULL_TREE;
7377
7378                       htab_remove_elt (decl_specializations, &elt);
7379
7380                       DECL_TI_ARGS (spec)
7381                         = add_outermost_template_args (new_args,
7382                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
7383
7384                       register_specialization
7385                         (spec, new_template, DECL_TI_ARGS (spec), true, 0);
7386
7387                     }
7388                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
7389                 }
7390             }
7391
7392           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
7393              by duplicate_decls.  */
7394           new_friend = old_decl;
7395         }
7396     }
7397   else
7398     {
7399       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
7400       bool dependent_p;
7401
7402       /* In the code
7403            template <class T> class C {
7404              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
7405              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
7406            };
7407          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
7408          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
7409          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
7410          this isn't true for case 2.  */
7411       ++processing_template_decl;
7412       dependent_p = dependent_type_p (context);
7413       --processing_template_decl;
7414
7415       if (!dependent_p
7416           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
7417         return error_mark_node;
7418
7419       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
7420         {
7421           /* Check to see that the declaration is really present, and,
7422              possibly obtain an improved declaration.  */
7423           tree fn = check_classfn (context,
7424                                    new_friend, NULL_TREE);
7425
7426           if (fn)
7427             new_friend = fn;
7428         }
7429     }
7430
7431   return new_friend;
7432 }
7433
7434 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
7435    template arguments, as for tsubst.
7436
7437    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
7438    failure.  */
7439
7440 static tree
7441 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
7442 {
7443   tree friend_type;
7444   tree tmpl;
7445   tree context;
7446
7447   context = DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
7448
7449   if (context)
7450     {
7451       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
7452         push_nested_namespace (context);
7453       else
7454         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
7455     }
7456
7457   /* Look for a class template declaration.  We look for hidden names
7458      because two friend declarations of the same template are the
7459      same.  For example, in:
7460
7461        struct A { 
7462          template <typename> friend class F;
7463        };
7464        template <typename> struct B { 
7465          template <typename> friend class F;
7466        };
7467
7468      both F templates are the same.  */
7469   tmpl = lookup_name_real (DECL_NAME (friend_tmpl), 0, 0,
7470                            /*block_p=*/true, 0, 
7471                            LOOKUP_COMPLAIN | LOOKUP_HIDDEN);
7472
7473   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
7474      situation like this:
7475
7476        template <class T>
7477        struct S {
7478          template <class U>
7479          friend struct S;
7480        };
7481
7482      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
7483      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
7484   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
7485     {
7486       tmpl = lookup_name_prefer_type (DECL_NAME (friend_tmpl), 1);
7487       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
7488     }
7489
7490   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
7491     {
7492       /* The friend template has already been declared.  Just
7493          check to see that the declarations match, and install any new
7494          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
7495          of course.  We only need the innermost template parameters
7496          because that is all that redeclare_class_template will look
7497          at.  */
7498       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
7499           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
7500         {
7501           tree parms;
7502           location_t saved_input_location;
7503           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
7504                                          args, tf_warning_or_error);
7505
7506           saved_input_location = input_location;
7507           input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (friend_tmpl);
7508           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
7509           input_location = saved_input_location;
7510           
7511         }
7512
7513       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
7514     }
7515   else
7516     {
7517       /* The friend template has not already been declared.  In this
7518          case, the instantiation of the template class will cause the
7519          injection of this template into the global scope.  */
7520       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7521       if (tmpl == error_mark_node)
7522         return error_mark_node;
7523
7524       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
7525          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
7526          the new type because that is supposed to be the corresponding
7527          template decl, i.e., TMPL.  */
7528       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
7529       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
7530       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
7531       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
7532         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
7533
7534       /* Inject this template into the global scope.  */
7535       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level_maybe_friend (tmpl, true));
7536     }
7537
7538   if (context)
7539     {
7540       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
7541         pop_nested_namespace (context);
7542       else
7543         pop_nested_class ();
7544     }
7545
7546   return friend_type;
7547 }
7548
7549 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
7550    Otherwise returns one.  */
7551
7552 static int
7553 can_complete_type_without_circularity (tree type)
7554 {
7555   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
7556     return 0;
7557   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
7558     return 1;
7559   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
7560     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
7561   else if (CLASS_TYPE_P (type)
7562            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
7563     return 0;
7564   else
7565     return 1;
7566 }
7567
7568 /* Apply any attributes which had to be deferred until instantiation
7569    time.  DECL_P, ATTRIBUTES and ATTR_FLAGS are as cplus_decl_attributes;
7570    ARGS, COMPLAIN, IN_DECL are as tsubst.  */
7571
7572 static void
7573 apply_late_template_attributes (tree *decl_p, tree attributes, int attr_flags,
7574                                 tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7575 {
7576   tree last_dep = NULL_TREE;
7577   tree t;
7578   tree *p;
7579
7580   for (t = attributes; t; t = TREE_CHAIN (t))
7581     if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
7582       {
7583         last_dep = t;
7584         attributes = copy_list (attributes);
7585         break;
7586       }
7587
7588   if (DECL_P (*decl_p))
7589     {
7590       if (TREE_TYPE (*decl_p) == error_mark_node)
7591         return;
7592       p = &DECL_ATTRIBUTES (*decl_p);
7593     }
7594   else
7595     p = &TYPE_ATTRIBUTES (*decl_p);
7596
7597   if (last_dep)
7598     {
7599       tree late_attrs = NULL_TREE;
7600       tree *q = &late_attrs;
7601
7602       for (*p = attributes; *p; )
7603         {
7604           t = *p;
7605           if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
7606             {
7607               *p = TREE_CHAIN (t);
7608               TREE_CHAIN (t) = NULL_TREE;
7609               /* If the first attribute argument is an identifier, don't
7610                  pass it through tsubst.  Attributes like mode, format,
7611                  cleanup and several target specific attributes expect it
7612                  unmodified.  */
7613               if (TREE_VALUE (t)
7614                   && TREE_CODE (TREE_VALUE (t)) == TREE_LIST
7615                   && TREE_VALUE (TREE_VALUE (t))
7616                   && (TREE_CODE (TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)))
7617                       == IDENTIFIER_NODE))
7618                 {
7619                   tree chain
7620                     = tsubst_expr (TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)), args, complain,
7621                                    in_decl,
7622                                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
7623                   if (chain != TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)))
7624                     TREE_VALUE (t)
7625                       = tree_cons (NULL_TREE, TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)),
7626                                    chain);
7627                 }
7628               else
7629                 TREE_VALUE (t)
7630                   = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), args, complain, in_decl,
7631                                  /*integral_constant_expression_p=*/false);
7632               *q = t;
7633               q = &TREE_CHAIN (t);
7634             }
7635           else
7636             p = &TREE_CHAIN (t);
7637         }
7638
7639       cplus_decl_attributes (decl_p, late_attrs, attr_flags);
7640     }
7641 }
7642
7643 /* Perform (or defer) access check for typedefs that were referenced
7644    from within the template TMPL code.
7645    This is a subroutine of instantiate_template and instantiate_class_template.
7646    TMPL is the template to consider and TARGS is the list of arguments of
7647    that template.  */
7648
7649 static void
7650 perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs)
7651 {
7652   location_t saved_location;
7653   int i;
7654   qualified_typedef_usage_t *iter;
7655
7656   if (!tmpl
7657       || (!CLASS_TYPE_P (tmpl)
7658           && TREE_CODE (tmpl) != FUNCTION_DECL))
7659     return;
7660
7661   saved_location = input_location;
7662   for (i = 0;
7663        VEC_iterate (qualified_typedef_usage_t,
7664                     get_types_needing_access_check (tmpl),
7665                     i, iter);
7666         ++i)
7667     {
7668       tree type_decl = iter->typedef_decl;
7669       tree type_scope = iter->context;
7670
7671       if (!type_decl || !type_scope || !CLASS_TYPE_P (type_scope))
7672         continue;
7673
7674       if (uses_template_parms (type_decl))
7675         type_decl = tsubst (type_decl, targs, tf_error, NULL_TREE);
7676       if (uses_template_parms (type_scope))
7677         type_scope = tsubst (type_scope, targs, tf_error, NULL_TREE);
7678
7679       /* Make access check error messages point to the location
7680          of the use of the typedef.  */
7681       input_location = iter->locus;
7682       perform_or_defer_access_check (TYPE_BINFO (type_scope),
7683                                      type_decl, type_decl);
7684     }
7685     input_location = saved_location;
7686 }
7687
7688 tree
7689 instantiate_class_template (tree type)
7690 {
7691   tree templ, args, pattern, t, member;
7692   tree typedecl;
7693   tree pbinfo;
7694   tree base_list;
7695   unsigned int saved_maximum_field_alignment;
7696
7697   if (type == error_mark_node)
7698     return error_mark_node;
7699
7700   if (TYPE_BEING_DEFINED (type)
7701       || COMPLETE_TYPE_P (type)
7702       || uses_template_parms (type))
7703     return type;
7704
7705   /* Figure out which template is being instantiated.  */
7706   templ = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
7707   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
7708
7709   /* Determine what specialization of the original template to
7710      instantiate.  */
7711   t = most_specialized_class (type, templ);
7712   if (t == error_mark_node)
7713     {
7714       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
7715       return error_mark_node;
7716     }
7717   else if (t)
7718     {
7719       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
7720          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
7721          the arguments appropriate for substitution.  For example,
7722          given:
7723
7724            template <class T> struct S {};
7725            template <class T> struct S<T*> {};
7726
7727          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
7728          presently be {int*} -- but we need {int}.  */
7729       pattern = TREE_TYPE (t);
7730       args = TREE_PURPOSE (t);
7731     }
7732   else
7733     {
7734       pattern = TREE_TYPE (templ);
7735       args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
7736     }
7737
7738   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
7739      there's nothing we can do.  */
7740   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
7741     return type;
7742
7743   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
7744   if (! push_tinst_level (type))
7745     return type;
7746
7747   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
7748      the process of being defined.  */
7749   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
7750
7751   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
7752      it now.  */
7753   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
7754
7755   push_to_top_level ();
7756   /* Use #pragma pack from the template context.  */
7757   saved_maximum_field_alignment = maximum_field_alignment;
7758   maximum_field_alignment = TYPE_PRECISION (pattern);
7759
7760   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
7761
7762   /* Set the input location to the most specialized template definition.
7763      This is needed if tsubsting causes an error.  */
7764   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (pattern);
7765   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
7766
7767   TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (pattern);
7768   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
7769   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
7770   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
7771   TYPE_HAS_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_ASSIGN_REF (pattern);
7772   TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (pattern);
7773   TYPE_HAS_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_INIT_REF (pattern);
7774   TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (pattern);
7775   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
7776   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
7777   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
7778   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
7779   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
7780   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
7781   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
7782     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
7783   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
7784     {
7785       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
7786       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
7787     }
7788
7789   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
7790
7791   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
7792      class; we need to look up the nested class by name before we can
7793      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
7794      class.  */
7795   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
7796               || COMPLETE_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type))
7797               || TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_CONTEXT (type)));
7798
7799   base_list = NULL_TREE;
7800   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
7801     {
7802       tree pbase_binfo;
7803       tree context = TYPE_CONTEXT (type);
7804       tree pushed_scope;
7805       int i;
7806
7807       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
7808          the accessibility of types named in dependent bases are
7809          looked up from.  */
7810       pushed_scope = push_scope (context ? context : global_namespace);
7811
7812       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
7813          basetypes.  */
7814       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
7815         {
7816           tree base;
7817           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
7818           tree expanded_bases = NULL_TREE;
7819           int idx, len = 1;
7820
7821           if (PACK_EXPANSION_P (BINFO_TYPE (pbase_binfo)))
7822             {
7823               expanded_bases = 
7824                 tsubst_pack_expansion (BINFO_TYPE (pbase_binfo),
7825                                        args, tf_error, NULL_TREE);
7826               if (expanded_bases == error_mark_node)
7827                 continue;
7828
7829               len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
7830             }
7831
7832           for (idx = 0; idx < len; idx++)
7833             {
7834               if (expanded_bases)
7835                 /* Extract the already-expanded base class.  */
7836                 base = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, idx);
7837               else
7838                 /* Substitute to figure out the base class.  */
7839                 base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, 
7840                                NULL_TREE);
7841
7842               if (base == error_mark_node)
7843                 continue;
7844
7845               base_list = tree_cons (access, base, base_list);
7846               if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
7847                 TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
7848             }
7849         }
7850
7851       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
7852       base_list = nreverse (base_list);
7853
7854       if (pushed_scope)
7855         pop_scope (pushed_scope);
7856     }
7857   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
7858      information.  */
7859   xref_basetypes (type, base_list);
7860
7861   apply_late_template_attributes (&type, TYPE_ATTRIBUTES (pattern),
7862                                   (int) ATTR_FLAG_TYPE_IN_PLACE,
7863                                   args, tf_error, NULL_TREE);
7864
7865   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
7866      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
7867      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
7868      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
7869      class, except we also need to push the enclosing classes.  */
7870   push_nested_class (type);
7871
7872   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
7873   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
7874        member; member = TREE_CHAIN (member))
7875     {
7876       tree t = TREE_VALUE (member);
7877
7878       if (TREE_PURPOSE (member))
7879         {
7880           if (TYPE_P (t))
7881             {
7882               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
7883
7884               tree newtag;
7885               bool class_template_p;
7886
7887               class_template_p = (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE
7888                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
7889                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (t));
7890               /* If the member is a class template, then -- even after
7891                  substitution -- there may be dependent types in the
7892                  template argument list for the class.  We increment
7893                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
7894                  that function will assume that no types are dependent
7895                  when outside of a template.  */
7896               if (class_template_p)
7897                 ++processing_template_decl;
7898               newtag = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
7899               if (class_template_p)
7900                 --processing_template_decl;
7901               if (newtag == error_mark_node)
7902                 continue;
7903
7904               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
7905                 {
7906                   tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7907
7908                   if (class_template_p)
7909                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
7910                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
7911                        instantiation (i.e., for the type of a member
7912                        template class nested within a template class.)
7913                        This behavior is required for
7914                        maybe_process_partial_specialization to work
7915                        correctly, but is not accurate in this case;
7916                        the TAG is not an instantiation of anything.
7917                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
7918                        instantiation, but the TYPE is not.) */
7919                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
7920
7921                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
7922                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
7923                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
7924                      this for enums because it will already have been done in
7925                      tsubst_enum.  */
7926                   if (name)
7927                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
7928                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
7929                 }
7930             }
7931           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
7932                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
7933             {
7934               /* Build new TYPE_METHODS.  */
7935               tree r;
7936
7937               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7938                 ++processing_template_decl;
7939               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
7940               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7941                 --processing_template_decl;
7942               set_current_access_from_decl (r);
7943               finish_member_declaration (r);
7944             }
7945           else
7946             {
7947               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
7948               if (TREE_CODE (t) == STATIC_ASSERT)
7949                 {
7950                   tree condition = 
7951                     tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), args, 
7952                                  tf_warning_or_error, NULL_TREE,
7953                                  /*integral_constant_expression_p=*/true);
7954                   finish_static_assert (condition,
7955                                         STATIC_ASSERT_MESSAGE (t), 
7956                                         STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
7957                                         /*member_p=*/true);
7958                 }
7959               else if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
7960                 {
7961                   tree r;
7962
7963                   /* The file and line for this declaration, to
7964                      assist in error message reporting.  Since we
7965                      called push_tinst_level above, we don't need to
7966                      restore these.  */
7967                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
7968
7969                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7970                     ++processing_template_decl;
7971                   r = tsubst (t, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7972                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7973                     --processing_template_decl;
7974                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
7975                     {
7976                       /* In [temp.inst]:
7977
7978                            [t]he initialization (and any associated
7979                            side-effects) of a static data member does
7980                            not occur unless the static data member is
7981                            itself used in a way that requires the
7982                            definition of the static data member to
7983                            exist.
7984
7985                          Therefore, we do not substitute into the
7986                          initialized for the static data member here.  */
7987                       finish_static_data_member_decl
7988                         (r,
7989                          /*init=*/NULL_TREE,
7990                          /*init_const_expr_p=*/false,
7991                          /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
7992                          /*flags=*/0);
7993                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
7994                         check_static_variable_definition (r, TREE_TYPE (r));
7995                     }
7996                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
7997                     {
7998                       /* Determine whether R has a valid type and can be
7999                          completed later.  If R is invalid, then it is
8000                          replaced by error_mark_node so that it will not be
8001                          added to TYPE_FIELDS.  */
8002                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
8003                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
8004                         complete_type (rtype);
8005
8006                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
8007                         {
8008                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
8009                           r = error_mark_node;
8010                         }
8011                     }
8012
8013                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
8014                      such a thing will already have been added to the field
8015                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
8016                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
8017                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
8018                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
8019                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
8020                     {
8021                       set_current_access_from_decl (r);
8022                       finish_member_declaration (r);
8023                     }
8024                 }
8025             }
8026         }
8027       else
8028         {
8029           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
8030             {
8031               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
8032
8033               tree friend_type = t;
8034               bool adjust_processing_template_decl = false;
8035
8036               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
8037                 {
8038                   /* template <class T> friend class C;  */
8039                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
8040                   adjust_processing_template_decl = true;
8041                 }
8042               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
8043                 {
8044                   /* template <class T> friend class C::D;  */
8045                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
8046                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8047                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
8048                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
8049                   adjust_processing_template_decl = true;
8050                 }
8051               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
8052                 {
8053                   /* This could be either
8054
8055                        friend class T::C;
8056
8057                      when dependent_type_p is false or
8058
8059                        template <class U> friend class T::C;
8060
8061                      otherwise.  */
8062                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
8063                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8064                   /* Bump processing_template_decl for correct
8065                      dependent_type_p calculation.  */
8066                   ++processing_template_decl;
8067                   if (dependent_type_p (friend_type))
8068                     adjust_processing_template_decl = true;
8069                   --processing_template_decl;
8070                 }
8071               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
8072                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
8073                 {
8074                   /* friend class C;
8075
8076                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
8077                      from namespace scope directly, bypassing any name that
8078                      come from dependent base class.  */
8079                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
8080
8081                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
8082                      classes.  */
8083                   push_nested_namespace (ns);
8084                   friend_type =
8085                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
8086                                         /*tag_scope=*/ts_current);
8087                   pop_nested_namespace (ns);
8088                 }
8089               else if (uses_template_parms (friend_type))
8090                 /* friend class C<T>;  */
8091                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
8092                                       tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8093               /* Otherwise it's
8094
8095                    friend class C;
8096
8097                  where C is already declared or
8098
8099                    friend class C<int>;
8100
8101                  We don't have to do anything in these cases.  */
8102
8103               if (adjust_processing_template_decl)
8104                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
8105                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
8106                    important that we use make_friend_class since it will
8107                    perform some error-checking and output cross-reference
8108                    information.  */
8109                 ++processing_template_decl;
8110
8111               if (friend_type != error_mark_node)
8112                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
8113
8114               if (adjust_processing_template_decl)
8115                 --processing_template_decl;
8116             }
8117           else
8118             {
8119               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
8120               tree r;
8121
8122               /* The file and line for this declaration, to
8123                  assist in error message reporting.  Since we
8124                  called push_tinst_level above, we don't need to
8125                  restore these.  */
8126               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
8127
8128               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8129                 {
8130                   ++processing_template_decl;
8131                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
8132                 }
8133
8134               r = tsubst_friend_function (t, args);
8135               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
8136               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8137                 {
8138                   pop_deferring_access_checks ();
8139                   --processing_template_decl;
8140                 }
8141             }
8142         }
8143     }
8144
8145   /* Set the file and line number information to whatever is given for
8146      the class itself.  This puts error messages involving generated
8147      implicit functions at a predictable point, and the same point
8148      that would be used for non-template classes.  */
8149   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
8150
8151   unreverse_member_declarations (type);
8152   finish_struct_1 (type);
8153   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
8154
8155   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
8156      any member functions.  We don't do this earlier because the
8157      default arguments may reference members of the class.  */
8158   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (templ))
8159     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = TREE_CHAIN (t))
8160       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
8161           /* Implicitly generated member functions will not have template
8162              information; they are not instantiations, but instead are
8163              created "fresh" for each instantiation.  */
8164           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
8165         tsubst_default_arguments (t);
8166
8167   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
8168      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
8169      added to the template at parsing time. Let's get those and perform
8170      the access checks then.  */
8171   perform_typedefs_access_check (pattern, args);
8172   perform_deferred_access_checks ();
8173   pop_nested_class ();
8174   maximum_field_alignment = saved_maximum_field_alignment;
8175   pop_from_top_level ();
8176   pop_deferring_access_checks ();
8177   pop_tinst_level ();
8178
8179   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
8180      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
8181      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
8182      the keyed_classes list.  */
8183   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
8184     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
8185
8186   return type;
8187 }
8188
8189 static tree
8190 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8191 {
8192   tree r;
8193
8194   if (!t)
8195     r = t;
8196   else if (TYPE_P (t))
8197     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
8198   else
8199     {
8200       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl,
8201                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
8202       r = fold_non_dependent_expr (r);
8203     }
8204   return r;
8205 }
8206
8207 /* Give a chain SPEC_PARM of PARM_DECLs, pack them into a
8208    NONTYPE_ARGUMENT_PACK.  */
8209
8210 static tree
8211 make_fnparm_pack (tree spec_parm)
8212 {
8213   /* Collect all of the extra "packed" parameters into an
8214      argument pack.  */
8215   tree parmvec;
8216   tree parmtypevec;
8217   tree argpack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
8218   tree argtypepack = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
8219   int i, len = list_length (spec_parm);
8220
8221   /* Fill in PARMVEC and PARMTYPEVEC with all of the parameters.  */
8222   parmvec = make_tree_vec (len);
8223   parmtypevec = make_tree_vec (len);
8224   for (i = 0; i < len; i++, spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm))
8225     {
8226       TREE_VEC_ELT (parmvec, i) = spec_parm;
8227       TREE_VEC_ELT (parmtypevec, i) = TREE_TYPE (spec_parm);
8228     }
8229
8230   /* Build the argument packs.  */
8231   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argpack, parmvec);
8232   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argtypepack, parmtypevec);
8233   TREE_TYPE (argpack) = argtypepack;
8234
8235   return argpack;
8236 }        
8237
8238 /* Substitute ARGS into T, which is an pack expansion
8239    (i.e. TYPE_PACK_EXPANSION or EXPR_PACK_EXPANSION). Returns a
8240    TREE_VEC with the substituted arguments, a PACK_EXPANSION_* node
8241    (if only a partial substitution could be performed) or
8242    ERROR_MARK_NODE if there was an error.  */
8243 tree
8244 tsubst_pack_expansion (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
8245                        tree in_decl)
8246 {
8247   tree pattern;
8248   tree pack, packs = NULL_TREE, unsubstituted_packs = NULL_TREE;
8249   int i, len = -1;
8250   tree result;
8251   int incomplete = 0;
8252   bool very_local_specializations = false;
8253
8254   gcc_assert (PACK_EXPANSION_P (t));
8255   pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (t);
8256
8257   /* Determine the argument packs that will instantiate the parameter
8258      packs used in the expansion expression. While we're at it,
8259      compute the number of arguments to be expanded and make sure it
8260      is consistent.  */
8261   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (t); pack; 
8262        pack = TREE_CHAIN (pack))
8263     {
8264       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
8265       tree arg_pack = NULL_TREE;
8266       tree orig_arg = NULL_TREE;
8267
8268       if (TREE_CODE (parm_pack) == PARM_DECL)
8269         {
8270           arg_pack = retrieve_local_specialization (parm_pack);
8271           if (arg_pack == NULL_TREE)
8272             {
8273               /* This can happen for a parameter name used later in a function
8274                  declaration (such as in a late-specified return type).  Just
8275                  make a dummy decl, since it's only used for its type.  */
8276               gcc_assert (cp_unevaluated_operand != 0);
8277               arg_pack = tsubst_decl (parm_pack, args, complain);
8278               arg_pack = make_fnparm_pack (arg_pack);
8279             }
8280         }
8281       else
8282         {
8283           int level, idx, levels;
8284           template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
8285
8286           levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
8287           if (level <= levels)
8288             arg_pack = TMPL_ARG (args, level, idx);
8289         }
8290
8291       orig_arg = arg_pack;
8292       if (arg_pack && TREE_CODE (arg_pack) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
8293         arg_pack = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg_pack);
8294       
8295       if (arg_pack && !ARGUMENT_PACK_P (arg_pack))
8296         /* This can only happen if we forget to expand an argument
8297            pack somewhere else. Just return an error, silently.  */
8298         {
8299           result = make_tree_vec (1);
8300           TREE_VEC_ELT (result, 0) = error_mark_node;
8301           return result;
8302         }
8303
8304       if (arg_pack
8305           && TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack)) == 1
8306           && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0)))
8307         {
8308           tree expansion = TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0);
8309           tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (expansion);
8310           if ((TYPE_P (pattern) && same_type_p (pattern, parm_pack))
8311               || (!TYPE_P (pattern) && cp_tree_equal (parm_pack, pattern)))
8312             /* The argument pack that the parameter maps to is just an
8313                expansion of the parameter itself, such as one would
8314                find in the implicit typedef of a class inside the
8315                class itself.  Consider this parameter "unsubstituted",
8316                so that we will maintain the outer pack expansion.  */
8317             arg_pack = NULL_TREE;
8318         }
8319           
8320       if (arg_pack)
8321         {
8322           int my_len = 
8323             TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack));
8324
8325           /* It's all-or-nothing with incomplete argument packs.  */
8326           if (incomplete && !ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg_pack))
8327             return error_mark_node;
8328           
8329           if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg_pack))
8330             incomplete = 1;
8331
8332           if (len < 0)
8333             len = my_len;
8334           else if (len != my_len)
8335             {
8336               if (incomplete)
8337                 /* We got explicit args for some packs but not others;
8338                    do nothing now and try again after deduction.  */
8339                 return t;
8340               if (TREE_CODE (t) == TYPE_PACK_EXPANSION)
8341                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
8342                        "%<%T%>",
8343                        pattern);
8344               else
8345                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
8346                        "%<%E%>",
8347                        pattern);
8348               return error_mark_node;
8349             }
8350
8351           /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
8352              argument packs.  */
8353           packs = tree_cons (parm_pack, arg_pack, packs);
8354           TREE_TYPE (packs) = orig_arg;
8355         }
8356       else
8357         /* We can't substitute for this parameter pack.  */
8358         unsubstituted_packs = tree_cons (TREE_PURPOSE (pack),
8359                                          TREE_VALUE (pack),
8360                                          unsubstituted_packs);
8361     }
8362
8363   /* We cannot expand this expansion expression, because we don't have
8364      all of the argument packs we need. Substitute into the pattern
8365      and return a PACK_EXPANSION_*. The caller will need to deal with
8366      that.  */
8367   if (unsubstituted_packs)
8368     {
8369       tree new_pat;
8370       if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
8371         new_pat = tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
8372                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
8373       else
8374         new_pat = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
8375       return make_pack_expansion (new_pat);
8376     }
8377
8378   /* We could not find any argument packs that work.  */
8379   if (len < 0)
8380     return error_mark_node;
8381
8382   if (!local_specializations)
8383     {
8384       /* We're in a late-specified return type, so we don't have a local
8385          specializations table.  Create one for doing this expansion.  */
8386       very_local_specializations = true;
8387       local_specializations = htab_create (37,
8388                                            hash_local_specialization,
8389                                            eq_local_specializations,
8390                                            NULL);
8391     }
8392
8393   /* For each argument in each argument pack, substitute into the
8394      pattern.  */
8395   result = make_tree_vec (len + incomplete);
8396   for (i = 0; i < len + incomplete; ++i)
8397     {
8398       /* For parameter pack, change the substitution of the parameter
8399          pack to the ith argument in its argument pack, then expand
8400          the pattern.  */
8401       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
8402         {
8403           tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
8404
8405           if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
8406             {
8407               /* Select the Ith argument from the pack.  */
8408               tree arg = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
8409               ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg) = TREE_VALUE (pack);
8410               ARGUMENT_PACK_SELECT_INDEX (arg) = i;
8411               mark_used (parm);
8412               register_local_specialization (arg, parm);
8413             }
8414           else
8415             {
8416               tree value = parm;
8417               int idx, level;
8418               template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
8419               
8420               if (i < len) 
8421                 {
8422                   /* Select the Ith argument from the pack. */
8423                   value = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
8424                   ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (value) = TREE_VALUE (pack);
8425                   ARGUMENT_PACK_SELECT_INDEX (value) = i;
8426                 }
8427
8428               /* Update the corresponding argument.  */
8429               TMPL_ARG (args, level, idx) = value;
8430             }
8431         }
8432
8433       /* Substitute into the PATTERN with the altered arguments.  */
8434       if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
8435         TREE_VEC_ELT (result, i) = 
8436           tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
8437                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
8438       else
8439         TREE_VEC_ELT (result, i) = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
8440
8441       if (i == len)
8442         /* When we have incomplete argument packs, the last "expanded"
8443            result is itself a pack expansion, which allows us
8444            to deduce more arguments.  */
8445         TREE_VEC_ELT (result, i) = 
8446           make_pack_expansion (TREE_VEC_ELT (result, i));
8447
8448       if (TREE_VEC_ELT (result, i) == error_mark_node)
8449         {
8450           result = error_mark_node;
8451           break;
8452         }
8453     }
8454
8455   /* Update ARGS to restore the substitution from parameter packs to
8456      their argument packs.  */
8457   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
8458     {
8459       tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
8460
8461       if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
8462         register_local_specialization (TREE_TYPE (pack), parm);
8463       else
8464         {
8465           int idx, level;
8466           template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
8467           
8468           /* Update the corresponding argument.  */
8469           if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
8470             TREE_VEC_ELT (TREE_VEC_ELT (args, level -1 ), idx) =
8471               TREE_TYPE (pack);
8472           else
8473             TREE_VEC_ELT (args, idx) = TREE_TYPE (pack);
8474         }
8475     }
8476
8477   if (very_local_specializations)
8478     {
8479       htab_delete (local_specializations);
8480       local_specializations = NULL;
8481     }
8482   
8483   return result;
8484 }
8485
8486 /* Given PARM_DECL PARM, find the corresponding PARM_DECL in the template
8487    TMPL.  We do this using DECL_PARM_INDEX, which should work even with
8488    parameter packs; all parms generated from a function parameter pack will
8489    have the same DECL_PARM_INDEX.  */
8490
8491 tree
8492 get_pattern_parm (tree parm, tree tmpl)
8493 {
8494   tree pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
8495   tree patparm;
8496
8497   if (DECL_ARTIFICIAL (parm))
8498     {
8499       for (patparm = DECL_ARGUMENTS (pattern);
8500            patparm; patparm = TREE_CHAIN (patparm))
8501         if (DECL_ARTIFICIAL (patparm)
8502             && DECL_NAME (parm) == DECL_NAME (patparm))
8503           break;
8504     }
8505   else
8506     {
8507       patparm = FUNCTION_FIRST_USER_PARM (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
8508       patparm = chain_index (DECL_PARM_INDEX (parm)-1, patparm);
8509       gcc_assert (DECL_PARM_INDEX (patparm)
8510                   == DECL_PARM_INDEX (parm));
8511     }
8512
8513   return patparm;
8514 }
8515
8516 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
8517
8518 static tree
8519 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8520 {
8521   tree orig_t = t;
8522   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
8523   int need_new = 0, i, expanded_len_adjust = 0, out;
8524   tree *elts = (tree *) alloca (len * sizeof (tree));
8525
8526   for (i = 0; i < len; i++)
8527     {
8528       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
8529       tree new_arg;
8530
8531       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
8532         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
8533       else if (PACK_EXPANSION_P (orig_arg))
8534         {
8535           /* Substitute into an expansion expression.  */
8536           new_arg = tsubst_pack_expansion (orig_arg, args, complain, in_decl);
8537
8538           if (TREE_CODE (new_arg) == TREE_VEC)
8539             /* Add to the expanded length adjustment the number of
8540                expanded arguments. We subtract one from this
8541                measurement, because the argument pack expression
8542                itself is already counted as 1 in
8543                LEN. EXPANDED_LEN_ADJUST can actually be negative, if
8544                the argument pack is empty.  */
8545             expanded_len_adjust += TREE_VEC_LENGTH (new_arg) - 1;
8546         }
8547       else if (ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
8548         {
8549           /* Substitute into each of the arguments.  */
8550           new_arg = TYPE_P (orig_arg)
8551             ? cxx_make_type (TREE_CODE (orig_arg))
8552             : make_node (TREE_CODE (orig_arg));
8553           
8554           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (
8555             new_arg,
8556             tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (orig_arg),
8557                                   args, complain, in_decl));
8558
8559           if (ARGUMENT_PACK_ARGS (new_arg) == error_mark_node)
8560             new_arg = error_mark_node;
8561
8562           if (TREE_CODE (new_arg) == NONTYPE_ARGUMENT_PACK) {
8563             TREE_TYPE (new_arg) = tsubst (TREE_TYPE (orig_arg), args,
8564                                           complain, in_decl);
8565             TREE_CONSTANT (new_arg) = TREE_CONSTANT (orig_arg);
8566
8567             if (TREE_TYPE (new_arg) == error_mark_node)
8568               new_arg = error_mark_node;
8569           }
8570         }
8571       else
8572         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
8573
8574       if (new_arg == error_mark_node)
8575         return error_mark_node;
8576
8577       elts[i] = new_arg;
8578       if (new_arg != orig_arg)
8579         need_new = 1;
8580     }
8581
8582   if (!need_new)
8583     return t;
8584
8585   /* Make space for the expanded arguments coming from template
8586      argument packs.  */
8587   t = make_tree_vec (len + expanded_len_adjust);
8588   /* ORIG_T can contain TREE_VECs. That happens if ORIG_T contains the
8589      arguments for a member template.
8590      In that case each TREE_VEC in ORIG_T represents a level of template
8591      arguments, and ORIG_T won't carry any non defaulted argument count.
8592      It will rather be the nested TREE_VECs that will carry one.
8593      In other words, ORIG_T carries a non defaulted argument count only
8594      if it doesn't contain any nested TREE_VEC.  */
8595   if (NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (orig_t))
8596     {
8597       int count = GET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (orig_t);
8598       count += expanded_len_adjust;
8599       SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (t, count);
8600     }
8601   for (i = 0, out = 0; i < len; i++)
8602     {
8603       if ((PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i))
8604            || ARGUMENT_PACK_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i)))
8605           && TREE_CODE (elts[i]) == TREE_VEC)
8606         {
8607           int idx;
8608
8609           /* Now expand the template argument pack "in place".  */
8610           for (idx = 0; idx < TREE_VEC_LENGTH (elts[i]); idx++, out++)
8611             TREE_VEC_ELT (t, out) = TREE_VEC_ELT (elts[i], idx);
8612         }
8613       else
8614         {
8615           TREE_VEC_ELT (t, out) = elts[i];
8616           out++;
8617         }
8618     }
8619
8620   return t;
8621 }
8622
8623 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
8624    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
8625    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
8626    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
8627    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
8628    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
8629
8630 static tree
8631 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
8632 {
8633   tree r = NULL_TREE;
8634   tree* new_parms;
8635
8636   /* When substituting into a template, we must set
8637      PROCESSING_TEMPLATE_DECL as the template parameters may be
8638      dependent if they are based on one-another, and the dependency
8639      predicates are short-circuit outside of templates.  */
8640   ++processing_template_decl;
8641
8642   for (new_parms = &r;
8643        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
8644        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
8645          parms = TREE_CHAIN (parms))
8646     {
8647       tree new_vec =
8648         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
8649       int i;
8650
8651       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
8652         {
8653           tree tuple;
8654           tree default_value;
8655           tree parm_decl;
8656
8657           if (parms == error_mark_node)
8658             continue;
8659
8660           tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
8661
8662           if (tuple == error_mark_node)
8663             continue;
8664
8665           default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
8666           parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
8667
8668           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
8669           if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
8670               && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
8671             parm_decl = error_mark_node;
8672           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
8673                                                complain, NULL_TREE);
8674
8675           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
8676           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
8677         }
8678
8679       *new_parms =
8680         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
8681                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
8682                    new_vec, NULL_TREE);
8683     }
8684
8685   --processing_template_decl;
8686
8687   return r;
8688 }
8689
8690 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
8691    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
8692    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
8693    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
8694    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
8695
8696 static tree
8697 tsubst_aggr_type (tree t,
8698                   tree args,
8699                   tsubst_flags_t complain,
8700                   tree in_decl,
8701                   int entering_scope)
8702 {
8703   if (t == NULL_TREE)
8704     return NULL_TREE;
8705
8706   switch (TREE_CODE (t))
8707     {
8708     case RECORD_TYPE:
8709       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
8710         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8711
8712       /* Else fall through.  */
8713     case ENUMERAL_TYPE:
8714     case UNION_TYPE:
8715       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t) && uses_template_parms (t))
8716         {
8717           tree argvec;
8718           tree context;
8719           tree r;
8720           int saved_unevaluated_operand;
8721           int saved_inhibit_evaluation_warnings;
8722
8723           /* In "sizeof(X<I>)" we need to evaluate "I".  */
8724           saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
8725           cp_unevaluated_operand = 0;
8726           saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
8727           c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
8728
8729           /* First, determine the context for the type we are looking
8730              up.  */
8731           context = TYPE_CONTEXT (t);
8732           if (context)
8733             {
8734               context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
8735                                           in_decl, /*entering_scope=*/1);
8736               /* If context is a nested class inside a class template,
8737                  it may still need to be instantiated (c++/33959).  */
8738               if (TYPE_P (context))
8739                 context = complete_type (context);
8740             }
8741
8742           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
8743              type we are trying to find.  For example, given:
8744
8745                template <class T> struct S;
8746                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
8747
8748              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
8749              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
8750              S we only want {double}.  */
8751           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
8752                                          complain, in_decl);
8753           if (argvec == error_mark_node)
8754             r = error_mark_node;
8755           else
8756             {
8757               r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
8758                                          entering_scope, complain);
8759               r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
8760             }
8761
8762           cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
8763           c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
8764
8765           return r;
8766         }
8767       else
8768         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
8769         return t;
8770
8771     default:
8772       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
8773     }
8774 }
8775
8776 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
8777    FN), which has the indicated TYPE.  */
8778
8779 tree
8780 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
8781 {
8782   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
8783   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
8784
8785   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
8786      default argument here, not in tsubst.  In the case of
8787      something like:
8788
8789        template <class T>
8790        struct S {
8791          static T t();
8792          void f(T = t());
8793        };
8794
8795      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
8796      rather than in the current class.  */
8797   push_access_scope (fn);
8798   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
8799   if (cfun)
8800     {
8801       saved_class_ptr = current_class_ptr;
8802       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
8803       saved_class_ref = current_class_ref;
8804       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
8805     }
8806
8807   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
8808   /* The default argument expression may cause implicitly defined
8809      member functions to be synthesized, which will result in garbage
8810      collection.  We must treat this situation as if we were within
8811      the body of function so as to avoid collecting live data on the
8812      stack.  */
8813   ++function_depth;
8814   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
8815                      tf_warning_or_error, NULL_TREE,
8816                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
8817   --function_depth;
8818   pop_deferring_access_checks();
8819
8820   /* Restore the "this" pointer.  */
8821   if (cfun)
8822     {
8823       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
8824       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
8825     }
8826
8827   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
8828   arg = check_default_argument (type, arg);
8829
8830   pop_access_scope (fn);
8831
8832   return arg;
8833 }
8834
8835 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
8836
8837 static void
8838 tsubst_default_arguments (tree fn)
8839 {
8840   tree arg;
8841   tree tmpl_args;
8842
8843   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
8844
8845   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
8846      its default arguments.  */
8847   if (uses_template_parms (tmpl_args))
8848     return;
8849
8850   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
8851        arg;
8852        arg = TREE_CHAIN (arg))
8853     if (TREE_PURPOSE (arg))
8854       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
8855                                                     TREE_VALUE (arg),
8856                                                     TREE_PURPOSE (arg));
8857 }
8858
8859 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
8860    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
8861    control of COMPLAIN.  */
8862
8863 static tree
8864 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
8865 {
8866 #define RETURN(EXP) do { r = (EXP); goto out; } while(0)
8867   location_t saved_loc;
8868   tree r = NULL_TREE;
8869   tree in_decl = t;
8870   hashval_t hash = 0;
8871
8872   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
8873   saved_loc = input_location;
8874   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
8875
8876   switch (TREE_CODE (t))
8877     {
8878     case TEMPLATE_DECL:
8879       {
8880         /* We can get here when processing a member function template,
8881            member class template, or template template parameter.  */
8882         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
8883         tree spec;
8884         tree tmpl_args;
8885         tree full_args;
8886
8887         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
8888           {
8889             /* Template template parameter is treated here.  */
8890             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8891             if (new_type == error_mark_node)
8892               RETURN (error_mark_node);
8893
8894             r = copy_decl (t);
8895             TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
8896             TREE_TYPE (r) = new_type;
8897             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
8898               = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (decl),
8899                             TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
8900             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
8901               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
8902                                        complain);
8903             TYPE_NAME (new_type) = r;
8904             break;
8905           }
8906
8907         /* We might already have an instance of this template.
8908            The ARGS are for the surrounding class type, so the
8909            full args contain the tsubst'd args for the context,
8910            plus the innermost args from the template decl.  */
8911         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
8912           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
8913           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
8914         /* Because this is a template, the arguments will still be
8915            dependent, even after substitution.  If
8916            PROCESSING_TEMPLATE_DECL is not set, the dependency
8917            predicates will short-circuit.  */
8918         ++processing_template_decl;
8919         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
8920                                           complain, in_decl);
8921         --processing_template_decl;
8922         if (full_args == error_mark_node)
8923           RETURN (error_mark_node);
8924
8925         /* If this is a default template template argument,
8926            tsubst might not have changed anything.  */
8927         if (full_args == tmpl_args)
8928           RETURN (t);
8929
8930         hash = hash_tmpl_and_args (t, full_args);
8931         spec = retrieve_specialization (t, full_args, hash);
8932         if (spec != NULL_TREE)
8933           {
8934             r = spec;
8935             break;
8936           }
8937
8938         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
8939            original, but will record the current template arguments.
8940            We also create a new function declaration, which is just
8941            like the old one, but points to this new template, rather
8942            than the old one.  */
8943         r = copy_decl (t);
8944         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
8945         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
8946
8947         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (t, args);
8948
8949         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
8950           {
8951             tree new_type;
8952             ++processing_template_decl;
8953             new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8954             --processing_template_decl;
8955             if (new_type == error_mark_node)
8956               RETURN (error_mark_node);
8957
8958             TREE_TYPE (r) = new_type;
8959             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
8960             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
8961             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
8962             DECL_CONTEXT (r) = TYPE_CONTEXT (new_type);
8963           }
8964         else
8965           {
8966             tree new_decl;
8967             ++processing_template_decl;
8968             new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8969             --processing_template_decl;
8970             if (new_decl == error_mark_node)
8971               RETURN (error_mark_node);
8972
8973             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
8974             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
8975             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
8976             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
8977             DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (new_decl);
8978           }
8979
8980         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
8981         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
8982         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
8983
8984         /* The template parameters for this new template are all the
8985            template parameters for the old template, except the
8986            outermost level of parameters.  */
8987         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
8988           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
8989                                    complain);
8990
8991         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
8992           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
8993
8994         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
8995           /* Record this non-type partial instantiation.  */
8996           register_specialization (r, t,
8997                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)),
8998                                    false, hash);
8999       }
9000       break;
9001
9002     case FUNCTION_DECL:
9003       {
9004         tree ctx;
9005         tree argvec = NULL_TREE;
9006         tree *friends;
9007         tree gen_tmpl;
9008         tree type;
9009         int member;
9010         int args_depth;
9011         int parms_depth;
9012
9013         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
9014         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
9015
9016         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
9017           {
9018             tree spec;
9019             bool dependent_p;
9020
9021             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
9022                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
9023                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
9024                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
9025             ++processing_template_decl;
9026             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
9027             --processing_template_decl;
9028             if (!dependent_p)
9029               RETURN (t);
9030
9031             /* Calculate the most general template of which R is a
9032                specialization, and the complete set of arguments used to
9033                specialize R.  */
9034             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
9035             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
9036                                           (DECL_TEMPLATE_RESULT
9037                                                  (DECL_TI_TEMPLATE (t))),
9038                                            args, complain, in_decl);
9039
9040             /* Check to see if we already have this specialization.  */
9041             hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
9042             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
9043
9044             if (spec)
9045               {
9046                 r = spec;
9047                 break;
9048               }
9049
9050             /* We can see more levels of arguments than parameters if
9051                there was a specialization of a member template, like
9052                this:
9053
9054                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
9055                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
9056
9057                Here, we'll be substituting into the specialization,
9058                because that's where we can find the code we actually
9059                want to generate, but we'll have enough arguments for
9060                the most general template.
9061
9062                We also deal with the peculiar case:
9063
9064                  template <class T> struct S {
9065                    template <class U> friend void f();
9066                  };
9067                  template <class U> void f() {}
9068                  template S<int>;
9069                  template void f<double>();
9070
9071                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
9072                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
9073                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
9074                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
9075                situations like:
9076
9077                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
9078                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
9079
9080                which we can spot because the pattern will be a
9081                specialization in this case.  */
9082             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
9083             parms_depth =
9084               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
9085             if (args_depth > parms_depth
9086                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
9087               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
9088           }
9089         else
9090           {
9091             /* This special case arises when we have something like this:
9092
9093                  template <class T> struct S {
9094                    friend void f<int>(int, double);
9095                  };
9096
9097                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
9098                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
9099                tsubst_friend_function, and we want only to create a
9100                new decl (R) with appropriate types so that we can call
9101                determine_specialization.  */
9102             gen_tmpl = NULL_TREE;
9103           }
9104
9105         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
9106           {
9107             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
9108               member = 2;
9109             else
9110               member = 1;
9111             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
9112                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
9113           }
9114         else
9115           {
9116             member = 0;
9117             ctx = DECL_CONTEXT (t);
9118           }
9119         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9120         if (type == error_mark_node)
9121           RETURN (error_mark_node);
9122
9123         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
9124            point, as they may not represent instantiations of this
9125            template, and in any case are considered separate under the
9126            discrete model.  */
9127         r = copy_decl (t);
9128         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
9129         TREE_TYPE (r) = type;
9130         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
9131         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
9132         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
9133         /* Leave DECL_INITIAL set on deleted instantiations.  */
9134         if (!DECL_DELETED_FN (r))
9135           DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
9136         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
9137
9138         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
9139           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
9140              case it's the name of one of the template's parameters.  */
9141           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
9142
9143         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
9144                                      complain, t);
9145         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
9146
9147         TREE_STATIC (r) = 0;
9148         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
9149         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
9150         /* If this is an instantiation of a function with internal
9151            linkage, we already know what object file linkage will be
9152            assigned to the instantiation.  */
9153         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
9154         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
9155         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9156         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
9157         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
9158         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
9159         DECL_STRUCT_FUNCTION (r) = NULL;
9160         TREE_USED (r) = 0;
9161         /* We'll re-clone as appropriate in instantiate_template.  */
9162         DECL_CLONED_FUNCTION (r) = NULL_TREE;
9163
9164         /* If we aren't complaining now, return on error before we register
9165            the specialization so that we'll complain eventually.  */
9166         if ((complain & tf_error) == 0
9167             && IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
9168             && !grok_op_properties (r, /*complain=*/false))
9169           RETURN (error_mark_node);
9170
9171         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
9172            this in the special friend case mentioned above where
9173            GEN_TMPL is NULL.  */
9174         if (gen_tmpl)
9175           {
9176             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
9177               = build_template_info (gen_tmpl, argvec);
9178             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
9179             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
9180
9181             /* We're not supposed to instantiate default arguments
9182                until they are called, for a template.  But, for a
9183                declaration like:
9184
9185                  template <class T> void f ()
9186                  { extern void g(int i = T()); }
9187
9188                we should do the substitution when the template is
9189                instantiated.  We handle the member function case in
9190                instantiate_class_template since the default arguments
9191                might refer to other members of the class.  */
9192             if (!member
9193                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
9194                 && !uses_template_parms (argvec))
9195               tsubst_default_arguments (r);
9196           }
9197         else
9198           DECL_TEMPLATE_INFO (r) = NULL_TREE;
9199
9200         /* Copy the list of befriending classes.  */
9201         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
9202              *friends;
9203              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
9204           {
9205             *friends = copy_node (*friends);
9206             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
9207                                             args, complain,
9208                                             in_decl);
9209           }
9210
9211         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
9212           {
9213             maybe_retrofit_in_chrg (r);
9214             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
9215               grok_ctor_properties (ctx, r);
9216             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
9217                If it isn't, that'll be handled by
9218                clone_constructors_and_destructors.  */
9219             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
9220               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
9221           }
9222         else if ((complain & tf_error) != 0
9223                  && IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
9224                  && !grok_op_properties (r, /*complain=*/true))
9225           RETURN (error_mark_node);
9226
9227         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
9228           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
9229                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
9230                                             args, complain, in_decl));
9231
9232         /* Possibly limit visibility based on template args.  */
9233         DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
9234         if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
9235           {
9236             DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
9237             DECL_ATTRIBUTES (r)
9238               = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
9239           }
9240         determine_visibility (r);
9241         if (DECL_DEFAULTED_OUTSIDE_CLASS_P (r)
9242             && !processing_template_decl)
9243           defaulted_late_check (r);
9244
9245         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
9246                                         args, complain, in_decl);
9247       }
9248       break;
9249
9250     case PARM_DECL:
9251       {
9252         tree type = NULL_TREE;
9253         int i, len = 1;
9254         tree expanded_types = NULL_TREE;
9255         tree prev_r = NULL_TREE;
9256         tree first_r = NULL_TREE;
9257
9258         if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
9259           {
9260             /* If there is a local specialization that isn't a
9261                parameter pack, it means that we're doing a "simple"
9262                substitution from inside tsubst_pack_expansion. Just
9263                return the local specialization (which will be a single
9264                parm).  */
9265             tree spec = retrieve_local_specialization (t);
9266             if (spec 
9267                 && TREE_CODE (spec) == PARM_DECL
9268                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (spec)) != TYPE_PACK_EXPANSION)
9269               RETURN (spec);
9270
9271             /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
9272                the parameters in this function parameter pack.  */
9273             expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (t), args,
9274                                                     complain, in_decl);
9275             if (TREE_CODE (expanded_types) == TREE_VEC)
9276               {
9277                 len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
9278
9279                 /* Zero-length parameter packs are boring. Just substitute
9280                    into the chain.  */
9281                 if (len == 0)
9282                   RETURN (tsubst (TREE_CHAIN (t), args, complain,
9283                                   TREE_CHAIN (t)));
9284               }
9285             else
9286               {
9287                 /* All we did was update the type. Make a note of that.  */
9288                 type = expanded_types;
9289                 expanded_types = NULL_TREE;
9290               }
9291           }
9292
9293         /* Loop through all of the parameter's we'll build. When T is
9294            a function parameter pack, LEN is the number of expanded
9295            types in EXPANDED_TYPES; otherwise, LEN is 1.  */
9296         r = NULL_TREE;
9297         for (i = 0; i < len; ++i)
9298           {
9299             prev_r = r;
9300             r = copy_node (t);
9301             if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
9302               SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
9303
9304             /* An argument of a function parameter pack is not a parameter
9305                pack.  */
9306             FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (r) = false;
9307
9308             if (expanded_types)
9309               /* We're on the Ith parameter of the function parameter
9310                  pack.  */
9311               {
9312                 /* Get the Ith type.  */
9313                 type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
9314
9315                 if (DECL_NAME (r))
9316                   /* Rename the parameter to include the index.  */
9317                   DECL_NAME (r) =
9318                     make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (r), i);
9319               }
9320             else if (!type)
9321               /* We're dealing with a normal parameter.  */
9322               type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9323
9324             type = type_decays_to (type);
9325             TREE_TYPE (r) = type;
9326             cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
9327
9328             if (DECL_INITIAL (r))
9329               {
9330                 if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
9331                   DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
9332                 else
9333                   DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
9334                                              complain, in_decl);
9335               }
9336
9337             DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
9338
9339             if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
9340               DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
9341
9342             apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
9343                                             args, complain, in_decl);
9344
9345             /* Keep track of the first new parameter we
9346                generate. That's what will be returned to the
9347                caller.  */
9348             if (!first_r)
9349               first_r = r;
9350
9351             /* Build a proper chain of parameters when substituting
9352                into a function parameter pack.  */
9353             if (prev_r)
9354               TREE_CHAIN (prev_r) = r;
9355           }
9356
9357         if (TREE_CHAIN (t))
9358           TREE_CHAIN (r) = tsubst (TREE_CHAIN (t), args,
9359                                    complain, TREE_CHAIN (t));
9360
9361         /* FIRST_R contains the start of the chain we've built.  */
9362         r = first_r;
9363       }
9364       break;
9365
9366     case FIELD_DECL:
9367       {
9368         tree type;
9369
9370         r = copy_decl (t);
9371         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9372         if (type == error_mark_node)
9373           RETURN (error_mark_node);
9374         TREE_TYPE (r) = type;
9375         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
9376
9377         /* DECL_INITIAL gives the number of bits in a bit-field.  */
9378         DECL_INITIAL (r)
9379           = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
9380                          complain, in_decl,
9381                          /*integral_constant_expression_p=*/true);
9382         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
9383            finish_member_declaration.  */
9384         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9385         if (VOID_TYPE_P (type))
9386           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
9387
9388         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
9389                                         args, complain, in_decl);
9390       }
9391       break;
9392
9393     case USING_DECL:
9394       /* We reach here only for member using decls.  */
9395       if (DECL_DEPENDENT_P (t))
9396         {
9397           r = do_class_using_decl
9398             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
9399              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
9400           if (!r)
9401             r = error_mark_node;
9402           else
9403             {
9404               TREE_PROTECTED (r) = TREE_PROTECTED (t);
9405               TREE_PRIVATE (r) = TREE_PRIVATE (t);
9406             }
9407         }
9408       else
9409         {
9410           r = copy_node (t);
9411           TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9412         }
9413       break;
9414
9415     case TYPE_DECL:
9416     case VAR_DECL:
9417       {
9418         tree argvec = NULL_TREE;
9419         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
9420         tree spec;
9421         tree tmpl = NULL_TREE;
9422         tree ctx;
9423         tree type = NULL_TREE;
9424         bool local_p;
9425
9426         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
9427             && t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
9428           {
9429             /* If this is the canonical decl, we don't have to
9430                mess with instantiations, and often we can't (for
9431                typename, template type parms and such).  Note that
9432                TYPE_NAME is not correct for the above test if
9433                we've copied the type for a typedef.  */
9434             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9435             if (type == error_mark_node)
9436               RETURN (error_mark_node);
9437             r = TYPE_NAME (type);
9438             break;
9439           }
9440
9441         /* Check to see if we already have the specialization we
9442            need.  */
9443         spec = NULL_TREE;
9444         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t) || DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
9445           {
9446             /* T is a static data member or namespace-scope entity.
9447                We have to substitute into namespace-scope variables
9448                (even though such entities are never templates) because
9449                of cases like:
9450                
9451                  template <class T> void f() { extern T t; }
9452
9453                where the entity referenced is not known until
9454                instantiation time.  */
9455             local_p = false;
9456             ctx = DECL_CONTEXT (t);
9457             if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
9458               {
9459                 ctx = tsubst_aggr_type (ctx, args,
9460                                         complain,
9461                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
9462                 /* If CTX is unchanged, then T is in fact the
9463                    specialization we want.  That situation occurs when
9464                    referencing a static data member within in its own
9465                    class.  We can use pointer equality, rather than
9466                    same_type_p, because DECL_CONTEXT is always
9467                    canonical.  */
9468                 if (ctx == DECL_CONTEXT (t))
9469                   spec = t;
9470               }
9471
9472             if (!spec)
9473               {
9474                 tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
9475                 gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
9476                 argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
9477                 hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
9478                 spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
9479               }
9480           }
9481         else
9482           {
9483             /* A local variable.  */
9484             local_p = true;
9485             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
9486             ctx = NULL_TREE;
9487             spec = retrieve_local_specialization (t);
9488           }
9489         /* If we already have the specialization we need, there is
9490            nothing more to do.  */ 
9491         if (spec)
9492           {
9493             r = spec;
9494             break;
9495           }
9496
9497         /* Create a new node for the specialization we need.  */
9498         r = copy_decl (t);
9499         if (type == NULL_TREE)
9500           {
9501             if (is_typedef_decl (t))
9502               type = DECL_ORIGINAL_TYPE (t);
9503             else
9504               type = TREE_TYPE (t);
9505             if (TREE_CODE (t) == VAR_DECL && VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (t))
9506               type = strip_array_domain (type);
9507             type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
9508           }
9509         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
9510           {
9511             /* Even if the original location is out of scope, the
9512                newly substituted one is not.  */
9513             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
9514             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
9515             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (r) = 0;
9516             if (type == error_mark_node)
9517               RETURN (error_mark_node);
9518             if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
9519               {
9520                 /* It may seem that this case cannot occur, since:
9521
9522                      typedef void f();
9523                      void g() { f x; }
9524
9525                    declares a function, not a variable.  However:
9526       
9527                      typedef void f();
9528                      template <typename T> void g() { T t; }
9529                      template void g<f>();
9530
9531                    is an attempt to declare a variable with function
9532                    type.  */
9533                 error ("variable %qD has function type",
9534                        /* R is not yet sufficiently initialized, so we
9535                           just use its name.  */
9536                        DECL_NAME (r));
9537                 RETURN (error_mark_node);
9538               }
9539             type = complete_type (type);
9540             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
9541               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
9542             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
9543
9544             if (DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (t))
9545               {
9546                 tree ve = DECL_VALUE_EXPR (t);
9547                 ve = tsubst_expr (ve, args, complain, in_decl,
9548                                   /*constant_expression_p=*/false);
9549                 SET_DECL_VALUE_EXPR (r, ve);
9550               }
9551           }
9552         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
9553           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
9554         TREE_TYPE (r) = type;
9555         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
9556         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
9557         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
9558         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
9559         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
9560           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
9561         /* The initializer must not be expanded until it is required;
9562            see [temp.inst].  */
9563         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
9564         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
9565           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
9566         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
9567         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
9568           {
9569             /* Possibly limit visibility based on template args.  */
9570             DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
9571             if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
9572               {
9573                 DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
9574                 DECL_ATTRIBUTES (r)
9575                   = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
9576               }
9577             determine_visibility (r);
9578           }
9579
9580         if (!local_p)
9581           {
9582             /* A static data member declaration is always marked
9583                external when it is declared in-class, even if an
9584                initializer is present.  We mimic the non-template
9585                processing here.  */
9586             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
9587
9588             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
9589             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (tmpl, argvec);
9590             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
9591           }
9592         else if (cp_unevaluated_operand)
9593           {
9594             /* We're substituting this var in a decltype outside of its
9595                scope, such as for a lambda return type.  Don't add it to
9596                local_specializations, do perform auto deduction.  */
9597             tree auto_node = type_uses_auto (type);
9598             tree init
9599               = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl,
9600                              /*constant_expression_p=*/false);
9601
9602             if (auto_node && init && describable_type (init))
9603               {
9604                 type = do_auto_deduction (type, init, auto_node);
9605                 TREE_TYPE (r) = type;
9606               }
9607           }
9608         else
9609           register_local_specialization (r, t);
9610
9611         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9612
9613         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r),
9614                                         /*flags=*/0,
9615                                         args, complain, in_decl);
9616
9617         /* Preserve a typedef that names a type.  */
9618         if (is_typedef_decl (r))
9619           {
9620             DECL_ORIGINAL_TYPE (r) = NULL_TREE;
9621             set_underlying_type (r);
9622           }
9623
9624         layout_decl (r, 0);
9625       }
9626       break;
9627
9628     default:
9629       gcc_unreachable ();
9630     }
9631 #undef RETURN
9632
9633  out:
9634   /* Restore the file and line information.  */
9635   input_location = saved_loc;
9636
9637   return r;
9638 }
9639
9640 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
9641
9642 static tree
9643 tsubst_arg_types (tree arg_types,
9644                   tree args,
9645                   tsubst_flags_t complain,
9646                   tree in_decl)
9647 {
9648   tree remaining_arg_types;
9649   tree type = NULL_TREE;
9650   int i = 1;
9651   tree expanded_args = NULL_TREE;
9652   tree default_arg;
9653
9654   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
9655     return arg_types;
9656
9657   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
9658                                           args, complain, in_decl);
9659   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
9660     return error_mark_node;
9661
9662   if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (arg_types)))
9663     {
9664       /* For a pack expansion, perform substitution on the
9665          entire expression. Later on, we'll handle the arguments
9666          one-by-one.  */
9667       expanded_args = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (arg_types),
9668                                             args, complain, in_decl);
9669
9670       if (TREE_CODE (expanded_args) == TREE_VEC)
9671         /* So that we'll spin through the parameters, one by one.  */
9672         i = TREE_VEC_LENGTH (expanded_args);
9673       else
9674         {
9675           /* We only partially substituted into the parameter
9676              pack. Our type is TYPE_PACK_EXPANSION.  */
9677           type = expanded_args;
9678           expanded_args = NULL_TREE;
9679         }
9680     }
9681
9682   while (i > 0) {
9683     --i;
9684     
9685     if (expanded_args)
9686       type = TREE_VEC_ELT (expanded_args, i);
9687     else if (!type)
9688       type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
9689
9690     if (type == error_mark_node)
9691       return error_mark_node;
9692     if (VOID_TYPE_P (type))
9693       {
9694         if (complain & tf_error)
9695           {
9696             error ("invalid parameter type %qT", type);
9697             if (in_decl)
9698               error ("in declaration %q+D", in_decl);
9699           }
9700         return error_mark_node;
9701     }
9702     
9703     /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
9704        top-level qualifiers as required.  */
9705     type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
9706
9707     /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
9708        mandates that they be instantiated only when needed, which is
9709        done in build_over_call.  */
9710     default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
9711
9712     if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
9713       {
9714         /* We've instantiated a template before its default arguments
9715            have been parsed.  This can happen for a nested template
9716            class, and is not an error unless we require the default
9717            argument in a call of this function.  */
9718         remaining_arg_types = 
9719           tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
9720         VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), 
9721                        remaining_arg_types);
9722       }
9723     else
9724       remaining_arg_types = 
9725         hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
9726   }
9727         
9728   return remaining_arg_types;
9729 }
9730
9731 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
9732    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
9733    initial substitution of explicitly provided template parameters
9734    during argument deduction forbids substitution into the
9735    exception-specification:
9736
9737      [temp.deduct]
9738
9739      All references in the function type of the function template to  the
9740      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
9741      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
9742      in  the function type of the function template results in an invalid
9743      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
9744      exception specifications is done only when the function is instanti-
9745      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
9746      results in an invalid type.]  */
9747
9748 static tree
9749 tsubst_function_type (tree t,
9750                       tree args,
9751                       tsubst_flags_t complain,
9752                       tree in_decl)
9753 {
9754   tree return_type;
9755   tree arg_types;
9756   tree fntype;
9757
9758   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
9759   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
9760
9761   /* Substitute the return type.  */
9762   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9763   if (return_type == error_mark_node)
9764     return error_mark_node;
9765   /* The standard does not presently indicate that creation of a
9766      function type with an invalid return type is a deduction failure.
9767      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
9768      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
9769   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
9770       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
9771     {
9772       if (complain & tf_error)
9773         {
9774           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
9775             error ("function returning an array");
9776           else
9777             error ("function returning a function");
9778         }
9779       return error_mark_node;
9780     }
9781
9782   /* Substitute the argument types.  */
9783   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
9784                                 complain, in_decl);
9785   if (arg_types == error_mark_node)
9786     return error_mark_node;
9787
9788   /* Construct a new type node and return it.  */
9789   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
9790     fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
9791   else
9792     {
9793       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
9794       if (! MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
9795         {
9796           /* [temp.deduct]
9797
9798              Type deduction may fail for any of the following
9799              reasons:
9800
9801              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
9802              is not a class type.  */
9803           if (complain & tf_error)
9804             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
9805                       r);
9806           return error_mark_node;
9807         }
9808
9809       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
9810                                            TREE_CHAIN (arg_types));
9811     }
9812   fntype = cp_build_qualified_type_real (fntype, TYPE_QUALS (t), complain);
9813   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
9814
9815   return fntype;
9816 }
9817
9818 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
9819    ARGS into that specification, and return the substituted
9820    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
9821
9822 static tree
9823 tsubst_exception_specification (tree fntype,
9824                                 tree args,
9825                                 tsubst_flags_t complain,
9826                                 tree in_decl)
9827 {
9828   tree specs;
9829   tree new_specs;
9830
9831   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
9832   new_specs = NULL_TREE;
9833   if (specs)
9834     {
9835       if (! TREE_VALUE (specs))
9836         new_specs = specs;
9837       else
9838         while (specs)
9839           {
9840             tree spec;
9841             int i, len = 1;
9842             tree expanded_specs = NULL_TREE;
9843
9844             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (specs)))
9845               {
9846                 /* Expand the pack expansion type.  */
9847                 expanded_specs = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (specs),
9848                                                        args, complain,
9849                                                        in_decl);
9850
9851                 if (expanded_specs == error_mark_node)
9852                   return error_mark_node;
9853                 else if (TREE_CODE (expanded_specs) == TREE_VEC)
9854                   len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_specs);
9855                 else
9856                   {
9857                     /* We're substituting into a member template, so
9858                        we got a TYPE_PACK_EXPANSION back.  Add that
9859                        expansion and move on.  */
9860                     gcc_assert (TREE_CODE (expanded_specs) 
9861                                 == TYPE_PACK_EXPANSION);
9862                     new_specs = add_exception_specifier (new_specs,
9863                                                          expanded_specs,
9864                                                          complain);
9865                     specs = TREE_CHAIN (specs);
9866                     continue;
9867                   }
9868               }
9869
9870             for (i = 0; i < len; ++i)
9871               {
9872                 if (expanded_specs)
9873                   spec = TREE_VEC_ELT (expanded_specs, i);
9874                 else
9875                   spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
9876                 if (spec == error_mark_node)
9877                   return spec;
9878                 new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, 
9879                                                      complain);
9880               }
9881
9882             specs = TREE_CHAIN (specs);
9883           }
9884     }
9885   return new_specs;
9886 }
9887
9888 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
9889    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
9890    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
9891    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
9892    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
9893    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
9894    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
9895    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
9896    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
9897    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
9898    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
9899    yet.
9900
9901    This function is used for dealing with types, decls and the like;
9902    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
9903
9904 tree
9905 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
9906 {
9907   tree type, r;
9908
9909   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
9910       || t == integer_type_node
9911       || t == void_type_node
9912       || t == char_type_node
9913       || t == unknown_type_node
9914       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL)
9915     return t;
9916
9917   if (DECL_P (t))
9918     return tsubst_decl (t, args, complain);
9919
9920   if (args == NULL_TREE)
9921     return t;
9922
9923   if (TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE)
9924     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
9925   else
9926     type = TREE_TYPE (t);
9927
9928   gcc_assert (type != unknown_type_node);
9929
9930   /* Reuse typedefs.  We need to do this to handle dependent attributes,
9931      such as attribute aligned.  */
9932   if (TYPE_P (t)
9933       && TYPE_NAME (t)
9934       && TYPE_NAME (t) != TYPE_MAIN_DECL (t))
9935     {
9936       tree decl = TYPE_NAME (t);
9937       
9938       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
9939           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
9940           && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (decl)))
9941         {
9942           tree tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
9943           tree gen_args = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args, complain, in_decl);
9944           r = retrieve_specialization (tmpl, gen_args, 0);
9945         }
9946       else if (DECL_FUNCTION_SCOPE_P (decl)
9947                && DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
9948                && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (DECL_CONTEXT (decl))))
9949         r = retrieve_local_specialization (decl);
9950       else
9951         /* The typedef is from a non-template context.  */
9952         return t;
9953
9954       if (r)
9955         {
9956           r = TREE_TYPE (r);
9957           r = cp_build_qualified_type_real
9958             (r, cp_type_quals (t) | cp_type_quals (r),
9959              complain | tf_ignore_bad_quals);
9960           return r;
9961         }
9962       /* Else we must be instantiating the typedef, so fall through.  */
9963     }
9964
9965   if (type
9966       && TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE
9967       && TREE_CODE (t) != TEMPLATE_TYPE_PARM
9968       && TREE_CODE (t) != IDENTIFIER_NODE
9969       && TREE_CODE (t) != FUNCTION_TYPE
9970       && TREE_CODE (t) != METHOD_TYPE)
9971     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
9972   if (type == error_mark_node)
9973     return error_mark_node;
9974
9975   switch (TREE_CODE (t))
9976     {
9977     case RECORD_TYPE:
9978     case UNION_TYPE:
9979     case ENUMERAL_TYPE:
9980       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
9981                                /*entering_scope=*/0);
9982
9983     case ERROR_MARK:
9984     case IDENTIFIER_NODE:
9985     case VOID_TYPE:
9986     case REAL_TYPE:
9987     case COMPLEX_TYPE:
9988     case VECTOR_TYPE:
9989     case BOOLEAN_TYPE:
9990     case INTEGER_CST:
9991     case REAL_CST:
9992     case STRING_CST:
9993       return t;
9994
9995     case INTEGER_TYPE:
9996       if (t == integer_type_node)
9997         return t;
9998
9999       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
10000           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
10001         return t;
10002
10003       {
10004         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
10005
10006         max = tsubst_expr (omax, args, complain, in_decl,
10007                            /*integral_constant_expression_p=*/false);
10008
10009         /* Fix up type of the magic NOP_EXPR with TREE_SIDE_EFFECTS if
10010            needed.  */
10011         if (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR
10012             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax)
10013             && !TREE_TYPE (max))
10014           TREE_TYPE (max) = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (max, 0));
10015
10016         max = fold_decl_constant_value (max);
10017
10018         /* If we're in a partial instantiation, preserve the magic NOP_EXPR
10019            with TREE_SIDE_EFFECTS that indicates this is not an integral
10020            constant expression.  */
10021         if (processing_template_decl
10022             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax) && TREE_CODE (omax) == NOP_EXPR)
10023           {
10024             gcc_assert (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR);
10025             TREE_SIDE_EFFECTS (max) = 1;
10026           }
10027
10028         if (TREE_CODE (max) != INTEGER_CST
10029             && !at_function_scope_p ()
10030             && !TREE_SIDE_EFFECTS (max)
10031             && !value_dependent_expression_p (max))
10032           {
10033             if (complain & tf_error)
10034               error ("array bound is not an integer constant");
10035             return error_mark_node;
10036           }
10037
10038         /* [temp.deduct]
10039
10040            Type deduction may fail for any of the following
10041            reasons:
10042
10043              Attempting to create an array with a size that is
10044              zero or negative.  */
10045         if (integer_zerop (max) && !(complain & tf_error))
10046           /* We must fail if performing argument deduction (as
10047              indicated by the state of complain), so that
10048              another substitution can be found.  */
10049           return error_mark_node;
10050         else if (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST
10051                  && INT_CST_LT (max, integer_zero_node))
10052           {
10053             if (complain & tf_error)
10054               error ("creating array with negative size (%qE)", max);
10055
10056             return error_mark_node;
10057           }
10058
10059         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
10060       }
10061
10062     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
10063     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10064     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10065     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10066       {
10067         int idx;
10068         int level;
10069         int levels;
10070         tree arg = NULL_TREE;
10071
10072         r = NULL_TREE;
10073
10074         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
10075         template_parm_level_and_index (t, &level, &idx); 
10076
10077         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
10078         if (level <= levels)
10079           {
10080             arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
10081
10082             if (arg && TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
10083               /* See through ARGUMENT_PACK_SELECT arguments. */
10084               arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (arg);
10085           }
10086
10087         if (arg == error_mark_node)
10088           return error_mark_node;
10089         else if (arg != NULL_TREE)
10090           {
10091             if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
10092               /* If ARG is an argument pack, we don't actually want to
10093                  perform a substitution here, because substitutions
10094                  for argument packs are only done
10095                  element-by-element. We can get to this point when
10096                  substituting the type of a non-type template
10097                  parameter pack, when that type actually contains
10098                  template parameter packs from an outer template, e.g.,
10099
10100                  template<typename... Types> struct A {
10101                    template<Types... Values> struct B { };
10102                  };  */
10103               return t;
10104
10105             if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
10106               {
10107                 int quals;
10108                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
10109
10110                 /* cv-quals from the template are discarded when
10111                    substituting in a function or reference type.  */
10112                 if (TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
10113                     || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE
10114                     || TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE)
10115                   quals = cp_type_quals (arg);
10116                 else
10117                   quals = cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t);
10118                   
10119                 return cp_build_qualified_type_real
10120                   (arg, quals, complain | tf_ignore_bad_quals);
10121               }
10122             else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10123               {
10124                 /* We are processing a type constructed from a
10125                    template template parameter.  */
10126                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
10127                                       args, complain, in_decl);
10128                 if (argvec == error_mark_node)
10129                   return error_mark_node;
10130
10131                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
10132                    are resolving nested-types in the signature of a
10133                    member function templates.  Otherwise ARG is a
10134                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
10135                    instantiated.  */
10136                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10137                   arg = TYPE_NAME (arg);
10138
10139                 r = lookup_template_class (arg,
10140                                            argvec, in_decl,
10141                                            DECL_CONTEXT (arg),
10142                                             /*entering_scope=*/0,
10143                                            complain);
10144                 return cp_build_qualified_type_real
10145                   (r, TYPE_QUALS (t), complain);
10146               }
10147             else
10148               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
10149               return arg;
10150           }
10151
10152         if (level == 1)
10153           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
10154              unify.  This means that we don't yet have any information
10155              about the template parameter in question.  */
10156           return t;
10157
10158         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
10159            more deeply nested template.  Make a new version of this
10160            template parameter, but with a lower level.  */
10161         switch (TREE_CODE (t))
10162           {
10163           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
10164           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10165           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10166             if (cp_type_quals (t))
10167               {
10168                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
10169                 r = cp_build_qualified_type_real
10170                   (r, cp_type_quals (t),
10171                    complain | (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
10172                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
10173               }
10174             else
10175               {
10176                 r = copy_type (t);
10177                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
10178                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
10179                                                 r, levels, args, complain);
10180                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
10181                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
10182                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
10183                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
10184
10185                 if (TREE_CODE (r) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10186                   /* We have reduced the level of the template
10187                      template parameter, but not the levels of its
10188                      template parameters, so canonical_type_parameter
10189                      will not be able to find the canonical template
10190                      template parameter for this level. Thus, we
10191                      require structural equality checking to compare
10192                      TEMPLATE_TEMPLATE_PARMs. */
10193                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
10194                 else if (TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (t))
10195                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
10196                 else
10197                   TYPE_CANONICAL (r) = canonical_type_parameter (r);
10198
10199                 if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10200                   {
10201                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
10202                                           complain, in_decl);
10203                     if (argvec == error_mark_node)
10204                       return error_mark_node;
10205
10206                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
10207                       = build_template_info (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec);
10208                   }
10209               }
10210             break;
10211
10212           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10213             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels, args, complain);
10214             break;
10215
10216           default:
10217             gcc_unreachable ();
10218           }
10219
10220         return r;
10221       }
10222
10223     case TREE_LIST:
10224       {
10225         tree purpose, value, chain;
10226
10227         if (t == void_list_node)
10228           return t;
10229
10230         purpose = TREE_PURPOSE (t);
10231         if (purpose)
10232           {
10233             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
10234             if (purpose == error_mark_node)
10235               return error_mark_node;
10236           }
10237         value = TREE_VALUE (t);
10238         if (value)
10239           {
10240             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
10241             if (value == error_mark_node)
10242               return error_mark_node;
10243           }
10244         chain = TREE_CHAIN (t);
10245         if (chain && chain != void_type_node)
10246           {
10247             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
10248             if (chain == error_mark_node)
10249               return error_mark_node;
10250           }
10251         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
10252             && value == TREE_VALUE (t)
10253             && chain == TREE_CHAIN (t))
10254           return t;
10255         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
10256       }
10257
10258     case TREE_BINFO:
10259       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
10260       gcc_unreachable ();
10261
10262     case TREE_VEC:
10263       /* A vector of template arguments.  */
10264       gcc_assert (!type);
10265       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
10266
10267     case POINTER_TYPE:
10268     case REFERENCE_TYPE:
10269       {
10270         enum tree_code code;
10271
10272         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
10273           return t;
10274
10275         code = TREE_CODE (t);
10276
10277
10278         /* [temp.deduct]
10279
10280            Type deduction may fail for any of the following
10281            reasons:
10282
10283            -- Attempting to create a pointer to reference type.
10284            -- Attempting to create a reference to a reference type or
10285               a reference to void.
10286
10287           Core issue 106 says that creating a reference to a reference
10288           during instantiation is no longer a cause for failure. We
10289           only enforce this check in strict C++98 mode.  */
10290         if ((TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
10291              && (((cxx_dialect == cxx98) && flag_iso) || code != REFERENCE_TYPE))
10292             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
10293           {
10294             static location_t last_loc;
10295
10296             /* We keep track of the last time we issued this error
10297                message to avoid spewing a ton of messages during a
10298                single bad template instantiation.  */
10299             if (complain & tf_error
10300                 && last_loc != input_location)
10301               {
10302                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
10303                   error ("forming reference to void");
10304                else if (code == POINTER_TYPE)
10305                  error ("forming pointer to reference type %qT", type);
10306                else
10307                   error ("forming reference to reference type %qT", type);
10308                 last_loc = input_location;
10309               }
10310
10311             return error_mark_node;
10312           }
10313         else if (code == POINTER_TYPE)
10314           {
10315             r = build_pointer_type (type);
10316             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
10317               r = build_ptrmemfunc_type (r);
10318           }
10319         else if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
10320           /* In C++0x, during template argument substitution, when there is an
10321              attempt to create a reference to a reference type, reference
10322              collapsing is applied as described in [14.3.1/4 temp.arg.type]:
10323
10324              "If a template-argument for a template-parameter T names a type
10325              that is a reference to a type A, an attempt to create the type
10326              'lvalue reference to cv T' creates the type 'lvalue reference to
10327              A,' while an attempt to create the type type rvalue reference to
10328              cv T' creates the type T"
10329           */
10330           r = cp_build_reference_type
10331               (TREE_TYPE (type),
10332                TYPE_REF_IS_RVALUE (t) && TYPE_REF_IS_RVALUE (type));
10333         else
10334           r = cp_build_reference_type (type, TYPE_REF_IS_RVALUE (t));
10335         r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
10336
10337         if (r != error_mark_node)
10338           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
10339           layout_type (r);
10340
10341         return r;
10342       }
10343     case OFFSET_TYPE:
10344       {
10345         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
10346         if (r == error_mark_node || !MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
10347           {
10348             /* [temp.deduct]
10349
10350                Type deduction may fail for any of the following
10351                reasons:
10352
10353                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
10354                   is not a class type.  */
10355             if (complain & tf_error)
10356               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
10357             return error_mark_node;
10358           }
10359         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
10360           {
10361             if (complain & tf_error)
10362               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
10363             return error_mark_node;
10364           }
10365         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
10366           {
10367             if (complain & tf_error)
10368               error ("creating pointer to member of type void");
10369             return error_mark_node;
10370           }
10371         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
10372         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
10373           {
10374             /* The type of the implicit object parameter gets its
10375                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
10376             tree memptr;
10377             tree method_type = build_memfn_type (type, r, cp_type_quals (type));
10378             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
10379             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
10380                                                  complain);
10381           }
10382         else
10383           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
10384                                                TYPE_QUALS (t),
10385                                                complain);
10386       }
10387     case FUNCTION_TYPE:
10388     case METHOD_TYPE:
10389       {
10390         tree fntype;
10391         tree specs;
10392         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
10393         if (fntype == error_mark_node)
10394           return error_mark_node;
10395
10396         /* Substitute the exception specification.  */
10397         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
10398                                                 in_decl);
10399         if (specs == error_mark_node)
10400           return error_mark_node;
10401         if (specs)
10402           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
10403         return fntype;
10404       }
10405     case ARRAY_TYPE:
10406       {
10407         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
10408         if (domain == error_mark_node)
10409           return error_mark_node;
10410
10411         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
10412            it will obviously be the same as T.  */
10413         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
10414           return t;
10415
10416         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
10417
10418            [temp.deduct]
10419
10420            The deduction may fail for any of the following reasons:
10421
10422            -- Attempting to create an array with an element type that
10423               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
10424               an abstract class type.  */
10425         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
10426             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
10427             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
10428           {
10429             if (complain & tf_error)
10430               error ("creating array of %qT", type);
10431             return error_mark_node;
10432           }
10433         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
10434           {
10435             if (complain & tf_error)
10436               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
10437                      type);
10438             return error_mark_node;
10439           }
10440
10441         r = build_cplus_array_type (type, domain);
10442
10443         if (TYPE_USER_ALIGN (t))
10444           {
10445             TYPE_ALIGN (r) = TYPE_ALIGN (t);
10446             TYPE_USER_ALIGN (r) = 1;
10447           }
10448
10449         return r;
10450       }
10451
10452     case PLUS_EXPR:
10453     case MINUS_EXPR:
10454       {
10455         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10456         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
10457
10458         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
10459           return error_mark_node;
10460
10461         return fold_build2_loc (input_location,
10462                             TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e1, e2);
10463       }
10464
10465     case NEGATE_EXPR:
10466     case NOP_EXPR:
10467       {
10468         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10469         if (e == error_mark_node)
10470           return error_mark_node;
10471
10472         return fold_build1_loc (input_location, TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e);
10473       }
10474
10475     case TYPENAME_TYPE:
10476       {
10477         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
10478                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
10479         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
10480                               complain, in_decl);
10481
10482         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
10483           return error_mark_node;
10484
10485         if (!MAYBE_CLASS_TYPE_P (ctx))
10486           {
10487             if (complain & tf_error)
10488               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
10489             return error_mark_node;
10490           }
10491         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
10492           {
10493             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
10494                have complete type in order to allow things like:
10495
10496                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
10497
10498                But, such constructs have already been resolved by this
10499                point, so here CTX really should have complete type, unless
10500                it's a partial instantiation.  */
10501             if (!(complain & tf_no_class_instantiations))
10502               ctx = complete_type (ctx);
10503             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
10504               {
10505                 if (complain & tf_error)
10506                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
10507                 return error_mark_node;
10508               }
10509           }
10510
10511         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
10512                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
10513         if (f == error_mark_node)
10514           return f;
10515         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
10516           {
10517             complain |= tf_ignore_bad_quals;
10518             f = TREE_TYPE (f);
10519           }
10520
10521         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
10522           {
10523             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
10524               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
10525                      t, f);
10526             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
10527               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
10528                      t, f);
10529           }
10530
10531         return cp_build_qualified_type_real
10532           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
10533       }
10534
10535     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
10536       {
10537         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
10538                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
10539         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
10540         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
10541
10542         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
10543           return error_mark_node;
10544
10545         if (parm_list)
10546           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
10547         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
10548       }
10549
10550     case INDIRECT_REF:
10551     case ADDR_EXPR:
10552     case CALL_EXPR:
10553       gcc_unreachable ();
10554
10555     case ARRAY_REF:
10556       {
10557         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10558         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl,
10559                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
10560         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
10561           return error_mark_node;
10562
10563         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
10564       }
10565
10566     case SCOPE_REF:
10567       {
10568         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10569         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
10570         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
10571           return error_mark_node;
10572
10573         return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
10574                                      e1, e2, QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
10575       }
10576
10577     case TYPEOF_TYPE:
10578       {
10579         tree type;
10580
10581         ++cp_unevaluated_operand;
10582         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
10583
10584         type = tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
10585                             complain, in_decl,
10586                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
10587
10588         --cp_unevaluated_operand;
10589         --c_inhibit_evaluation_warnings;
10590
10591         type = finish_typeof (type);
10592         return cp_build_qualified_type_real (type,
10593                                              cp_type_quals (t)
10594                                              | cp_type_quals (type),
10595                                              complain);
10596       }
10597
10598     case DECLTYPE_TYPE:
10599       {
10600         tree type;
10601
10602         ++cp_unevaluated_operand;
10603         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
10604
10605         type = tsubst_expr (DECLTYPE_TYPE_EXPR (t), args,
10606                             complain, in_decl,
10607                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
10608
10609         --cp_unevaluated_operand;
10610         --c_inhibit_evaluation_warnings;
10611
10612         if (DECLTYPE_FOR_LAMBDA_CAPTURE (t))
10613           type = lambda_capture_field_type (type);
10614         else if (DECLTYPE_FOR_LAMBDA_RETURN (t))
10615           type = lambda_return_type (type);
10616         else
10617           type = finish_decltype_type
10618             (type, DECLTYPE_TYPE_ID_EXPR_OR_MEMBER_ACCESS_P (t));
10619         return cp_build_qualified_type_real (type,
10620                                              cp_type_quals (t)
10621                                              | cp_type_quals (type),
10622                                              complain);
10623       }
10624
10625     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
10626     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
10627       {
10628         tree r = TYPE_P (t)
10629           ? cxx_make_type (TREE_CODE (t))
10630           : make_node (TREE_CODE (t));
10631         tree packed_out = 
10632           tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (t), 
10633                                 args,
10634                                 complain,
10635                                 in_decl);
10636         SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (r, packed_out);
10637
10638         /* For template nontype argument packs, also substitute into
10639            the type.  */
10640         if (TREE_CODE (t) == NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
10641           TREE_TYPE (r) = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10642
10643         return r;
10644       }
10645       break;
10646
10647     default:
10648       sorry ("use of %qs in template",
10649              tree_code_name [(int) TREE_CODE (t)]);
10650       return error_mark_node;
10651     }
10652 }
10653
10654 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
10655    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
10656    operator.  */
10657
10658 static tree
10659 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
10660                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
10661 {
10662     tree name;
10663     tree qualifying_scope;
10664     tree fns;
10665     tree optype;
10666     tree template_args = 0;
10667     bool template_id_p = false;
10668
10669     /* A baselink indicates a function from a base class.  Both the
10670        BASELINK_ACCESS_BINFO and the base class referenced may
10671        indicate bases of the template class, rather than the
10672        instantiated class.  In addition, lookups that were not
10673        ambiguous before may be ambiguous now.  Therefore, we perform
10674        the lookup again.  */
10675     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
10676     qualifying_scope = tsubst (qualifying_scope, args,
10677                                complain, in_decl);
10678     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
10679     optype = tsubst (BASELINK_OPTYPE (baselink), args, complain, in_decl);
10680     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
10681       {
10682         template_id_p = true;
10683         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
10684         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
10685         if (template_args)
10686           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
10687                                                 complain, in_decl);
10688       }
10689     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
10690     if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (name))
10691       name = mangle_conv_op_name_for_type (optype);
10692     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
10693
10694     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
10695        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
10696        later by overload resolution will be marked as used at that
10697        point.)  */
10698     if (BASELINK_P (baselink))
10699       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
10700     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
10701       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
10702
10703     /* Add back the template arguments, if present.  */
10704     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
10705       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
10706         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
10707                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
10708                     template_args);
10709     /* Update the conversion operator type.  */
10710     BASELINK_OPTYPE (baselink) = optype;
10711
10712     if (!object_type)
10713       object_type = current_class_type;
10714     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
10715                                                    qualifying_scope,
10716                                                    object_type);
10717 }
10718
10719 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
10720    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
10721    itself; false if more of the postfix-expression follows the
10722    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
10723    of "&".  */
10724
10725 static tree
10726 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
10727                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
10728                      bool done, bool address_p)
10729 {
10730   tree expr;
10731   tree scope;
10732   tree name;
10733   bool is_template;
10734   tree template_args;
10735
10736   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
10737
10738   /* Figure out what name to look up.  */
10739   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
10740   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
10741     {
10742       is_template = true;
10743       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
10744       if (template_args)
10745         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
10746                                               complain, in_decl);
10747       name = TREE_OPERAND (name, 0);
10748     }
10749   else
10750     {
10751       is_template = false;
10752       template_args = NULL_TREE;
10753     }
10754
10755   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
10756      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
10757      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
10758      substituting will not help.  */
10759   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
10760   if (args)
10761     {
10762       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
10763       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
10764     }
10765   else
10766     expr = name;
10767
10768   if (dependent_scope_p (scope))
10769     return build_qualified_name (NULL_TREE, scope, expr,
10770                                  QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id));
10771
10772   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
10773     {
10774       if (TREE_CODE (expr) == BIT_NOT_EXPR)
10775         {
10776           /* A BIT_NOT_EXPR is used to represent a destructor.  */
10777           if (!check_dtor_name (scope, TREE_OPERAND (expr, 0)))
10778             {
10779               error ("qualifying type %qT does not match destructor name ~%qT",
10780                      scope, TREE_OPERAND (expr, 0));
10781               expr = error_mark_node;
10782             }
10783           else
10784             expr = lookup_qualified_name (scope, complete_dtor_identifier,
10785                                           /*is_type_p=*/0, false);
10786         }
10787       else
10788         expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
10789       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
10790                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
10791         {
10792           if (complain & tf_error)
10793             {
10794               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
10795                      "instantiation yields a type", qualified_id);
10796               inform (input_location, "say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
10797             }
10798           return error_mark_node;
10799         }
10800     }
10801
10802   if (DECL_P (expr))
10803     {
10804       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
10805                                            scope);
10806       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
10807       mark_used (expr);
10808     }
10809
10810   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
10811     {
10812       if (complain & tf_error)
10813         qualified_name_lookup_error (scope,
10814                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
10815                                      expr, input_location);
10816       return error_mark_node;
10817     }
10818
10819   if (is_template)
10820     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
10821
10822   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
10823     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
10824                                  expr, input_location);
10825   else if (TYPE_P (scope))
10826     {
10827       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
10828               (expr, scope, current_class_type));
10829       expr = (finish_qualified_id_expr
10830               (scope, expr, done, address_p,
10831                QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id),
10832                /*template_arg_p=*/false));
10833     }
10834
10835   /* Expressions do not generally have reference type.  */
10836   if (TREE_CODE (expr) != SCOPE_REF
10837       /* However, if we're about to form a pointer-to-member, we just
10838          want the referenced member referenced.  */
10839       && TREE_CODE (expr) != OFFSET_REF)
10840     expr = convert_from_reference (expr);
10841
10842   return expr;
10843 }
10844
10845 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
10846    template parms; to finish processing the resultant expression, use
10847    tsubst_expr.  */
10848
10849 static tree
10850 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
10851 {
10852   enum tree_code code;
10853   tree r;
10854
10855   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node || args == NULL_TREE)
10856     return t;
10857
10858   code = TREE_CODE (t);
10859
10860   switch (code)
10861     {
10862     case PARM_DECL:
10863       r = retrieve_local_specialization (t);
10864
10865       if (r == NULL)
10866         {
10867           tree c;
10868           /* This can happen for a parameter name used later in a function
10869              declaration (such as in a late-specified return type).  Just
10870              make a dummy decl, since it's only used for its type.  */
10871           gcc_assert (cp_unevaluated_operand != 0);
10872           /* We copy T because want to tsubst the PARM_DECL only,
10873              not the following PARM_DECLs that are chained to T.  */
10874           c = copy_node (t);
10875           r = tsubst_decl (c, args, complain);
10876           /* Give it the template pattern as its context; its true context
10877              hasn't been instantiated yet and this is good enough for
10878              mangling.  */
10879           DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (t);
10880         }
10881       
10882       if (TREE_CODE (r) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
10883         r = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (r);
10884       mark_used (r);
10885       return r;
10886
10887     case CONST_DECL:
10888       {
10889         tree enum_type;
10890         tree v;
10891
10892         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
10893           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
10894         /* There is no need to substitute into namespace-scope
10895            enumerators.  */
10896         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
10897           return t;
10898         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
10899         if (args == NULL_TREE)
10900           return integral_constant_value (t);
10901
10902         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
10903            Consider:
10904
10905              template <int I> int f() {
10906              enum E { a = I };
10907              struct S { void g() { E e = a; } };
10908              };
10909
10910            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
10911            clever enough to find f<7>::a.  */
10912         enum_type
10913           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
10914                               /*entering_scope=*/0);
10915
10916         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
10917              v != NULL_TREE;
10918              v = TREE_CHAIN (v))
10919           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
10920             return TREE_VALUE (v);
10921
10922           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
10923              name-lookup found it during preliminary parsing, we
10924              should find it again here during instantiation.  */
10925         gcc_unreachable ();
10926       }
10927       return t;
10928
10929     case FIELD_DECL:
10930       if (DECL_CONTEXT (t))
10931         {
10932           tree ctx;
10933
10934           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
10935                                   /*entering_scope=*/1);
10936           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
10937             {
10938               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
10939               if (!r)
10940                 {
10941                   if (complain & tf_error)
10942                     error ("using invalid field %qD", t);
10943                   return error_mark_node;
10944                 }
10945               return r;
10946             }
10947         }
10948
10949       return t;
10950
10951     case VAR_DECL:
10952     case FUNCTION_DECL:
10953       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
10954           || local_variable_p (t))
10955         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
10956       mark_used (t);
10957       return t;
10958
10959     case BASELINK:
10960       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
10961
10962     case TEMPLATE_DECL:
10963       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
10964         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
10965                        args, complain, in_decl);
10966       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
10967         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
10968       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
10969                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
10970         {
10971           /* Template template argument like the following example need
10972              special treatment:
10973
10974                template <template <class> class TT> struct C {};
10975                template <class T> struct D {
10976                  template <class U> struct E {};
10977                  C<E> c;                                // #1
10978                };
10979                D<int> d;                                // #2
10980
10981              We are processing the template argument `E' in #1 for
10982              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
10983              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
10984              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
10985
10986           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
10987           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
10988         }
10989       else
10990         /* Ordinary template template argument.  */
10991         return t;
10992
10993     case CAST_EXPR:
10994     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
10995     case CONST_CAST_EXPR:
10996     case STATIC_CAST_EXPR:
10997     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
10998     case NOP_EXPR:
10999       return build1
11000         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
11001          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
11002
11003     case SIZEOF_EXPR:
11004       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
11005         {
11006           /* We only want to compute the number of arguments.  */
11007           tree expanded = tsubst_pack_expansion (TREE_OPERAND (t, 0), args,
11008                                                 complain, in_decl);
11009           int len = 0;
11010
11011           if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
11012             len = TREE_VEC_LENGTH (expanded);
11013
11014           if (expanded == error_mark_node)
11015             return error_mark_node;
11016           else if (PACK_EXPANSION_P (expanded)
11017                    || (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC
11018                        && len > 0
11019                        && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (expanded, len-1))))
11020             {
11021               if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
11022                 expanded = TREE_VEC_ELT (expanded, len - 1);
11023
11024               if (TYPE_P (expanded))
11025                 return cxx_sizeof_or_alignof_type (expanded, SIZEOF_EXPR, 
11026                                                    complain & tf_error);
11027               else
11028                 return cxx_sizeof_or_alignof_expr (expanded, SIZEOF_EXPR,
11029                                                    complain & tf_error);
11030             }
11031           else
11032             return build_int_cst (size_type_node, len);
11033         }
11034       /* Fall through */
11035
11036     case INDIRECT_REF:
11037     case NEGATE_EXPR:
11038     case TRUTH_NOT_EXPR:
11039     case BIT_NOT_EXPR:
11040     case ADDR_EXPR:
11041     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
11042     case ALIGNOF_EXPR:
11043     case ARROW_EXPR:
11044     case THROW_EXPR:
11045     case TYPEID_EXPR:
11046     case REALPART_EXPR:
11047     case IMAGPART_EXPR:
11048       return build1
11049         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
11050          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
11051
11052     case COMPONENT_REF:
11053       {
11054         tree object;
11055         tree name;
11056
11057         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
11058         name = TREE_OPERAND (t, 1);
11059         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
11060           {
11061             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
11062                                 complain, in_decl);
11063             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
11064           }
11065         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
11066                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
11067           {
11068             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
11069                                      complain, in_decl);
11070             name = TREE_OPERAND (name, 1);
11071             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
11072                                 complain, in_decl);
11073             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
11074             name = build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
11075                                          base, name,
11076                                          /*template_p=*/false);
11077           }
11078         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
11079           name = tsubst_baselink (name,
11080                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
11081                                   args, complain,
11082                                   in_decl);
11083         else
11084           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
11085         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
11086       }
11087
11088     case PLUS_EXPR:
11089     case MINUS_EXPR:
11090     case MULT_EXPR:
11091     case TRUNC_DIV_EXPR:
11092     case CEIL_DIV_EXPR:
11093     case FLOOR_DIV_EXPR:
11094     case ROUND_DIV_EXPR:
11095     case EXACT_DIV_EXPR:
11096     case BIT_AND_EXPR:
11097     case BIT_IOR_EXPR:
11098     case BIT_XOR_EXPR:
11099     case TRUNC_MOD_EXPR:
11100     case FLOOR_MOD_EXPR:
11101     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
11102     case TRUTH_ORIF_EXPR:
11103     case TRUTH_AND_EXPR:
11104     case TRUTH_OR_EXPR:
11105     case RSHIFT_EXPR:
11106     case LSHIFT_EXPR:
11107     case RROTATE_EXPR:
11108     case LROTATE_EXPR:
11109     case EQ_EXPR:
11110     case NE_EXPR:
11111     case MAX_EXPR:
11112     case MIN_EXPR:
11113     case LE_EXPR:
11114     case GE_EXPR:
11115     case LT_EXPR:
11116     case GT_EXPR:
11117     case COMPOUND_EXPR:
11118     case DOTSTAR_EXPR:
11119     case MEMBER_REF:
11120     case PREDECREMENT_EXPR:
11121     case PREINCREMENT_EXPR:
11122     case POSTDECREMENT_EXPR:
11123     case POSTINCREMENT_EXPR:
11124       return build_nt
11125         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11126          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
11127
11128     case SCOPE_REF:
11129       return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
11130                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0),
11131                                                 args, complain, in_decl),
11132                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1),
11133                                                 args, complain, in_decl),
11134                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
11135
11136     case ARRAY_REF:
11137       return build_nt
11138         (ARRAY_REF,
11139          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11140          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
11141          NULL_TREE, NULL_TREE);
11142
11143     case CALL_EXPR:
11144       {
11145         int n = VL_EXP_OPERAND_LENGTH (t);
11146         tree result = build_vl_exp (CALL_EXPR, n);
11147         int i;
11148         for (i = 0; i < n; i++)
11149           TREE_OPERAND (t, i) = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, i), args,
11150                                              complain, in_decl);
11151         return result;
11152       }
11153
11154     case COND_EXPR:
11155     case MODOP_EXPR:
11156     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
11157       {
11158         r = build_nt
11159           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11160            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
11161            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
11162         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
11163         return r;
11164       }
11165
11166     case NEW_EXPR:
11167       {
11168         r = build_nt
11169         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11170          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
11171          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
11172         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
11173         return r;
11174       }
11175
11176     case DELETE_EXPR:
11177       {
11178         r = build_nt
11179         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11180          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
11181         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
11182         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
11183         return r;
11184       }
11185
11186     case TEMPLATE_ID_EXPR:
11187       {
11188         /* Substituted template arguments */
11189         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
11190         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
11191
11192         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
11193         if (targs)
11194           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
11195
11196         return lookup_template_function (fn, targs);
11197       }
11198
11199     case TREE_LIST:
11200       {
11201         tree purpose, value, chain;
11202
11203         if (t == void_list_node)
11204           return t;
11205
11206         purpose = TREE_PURPOSE (t);
11207         if (purpose)
11208           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
11209         value = TREE_VALUE (t);
11210         if (value)
11211           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
11212         chain = TREE_CHAIN (t);
11213         if (chain && chain != void_type_node)
11214           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
11215         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
11216             && value == TREE_VALUE (t)
11217             && chain == TREE_CHAIN (t))
11218           return t;
11219         return tree_cons (purpose, value, chain);
11220       }
11221
11222     case RECORD_TYPE:
11223     case UNION_TYPE:
11224     case ENUMERAL_TYPE:
11225     case INTEGER_TYPE:
11226     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
11227     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11228     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11229     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
11230     case POINTER_TYPE:
11231     case REFERENCE_TYPE:
11232     case OFFSET_TYPE:
11233     case FUNCTION_TYPE:
11234     case METHOD_TYPE:
11235     case ARRAY_TYPE:
11236     case TYPENAME_TYPE:
11237     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
11238     case TYPEOF_TYPE:
11239     case DECLTYPE_TYPE:
11240     case TYPE_DECL:
11241       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
11242
11243     case IDENTIFIER_NODE:
11244       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
11245         {
11246           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
11247           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
11248         }
11249       else
11250         return t;
11251
11252     case CONSTRUCTOR:
11253       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
11254       gcc_unreachable ();
11255
11256     case VA_ARG_EXPR:
11257       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
11258                                           in_decl),
11259                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
11260
11261     case CLEANUP_POINT_EXPR:
11262       /* We shouldn't have built any of these during initial template
11263          generation.  Instead, they should be built during instantiation
11264          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
11265       gcc_unreachable ();
11266
11267     case OFFSET_REF:
11268       mark_used (TREE_OPERAND (t, 1));
11269       return t;
11270
11271     case EXPR_PACK_EXPANSION:
11272       error ("invalid use of pack expansion expression");
11273       return error_mark_node;
11274
11275     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
11276       error ("use %<...%> to expand argument pack");
11277       return error_mark_node;
11278
11279     default:
11280       return t;
11281     }
11282 }
11283
11284 /* Like tsubst_copy, but specifically for OpenMP clauses.  */
11285
11286 static tree
11287 tsubst_omp_clauses (tree clauses, tree args, tsubst_flags_t complain,
11288                     tree in_decl)
11289 {
11290   tree new_clauses = NULL, nc, oc;
11291
11292   for (oc = clauses; oc ; oc = OMP_CLAUSE_CHAIN (oc))
11293     {
11294       nc = copy_node (oc);
11295       OMP_CLAUSE_CHAIN (nc) = new_clauses;
11296       new_clauses = nc;
11297
11298       switch (OMP_CLAUSE_CODE (nc))
11299         {
11300         case OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE:
11301           if (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc))
11302             {
11303               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc) = push_stmt_list ();
11304               tsubst_expr (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc), args, complain,
11305                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
11306               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc)
11307                 = pop_stmt_list (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc));
11308             }
11309           /* FALLTHRU */
11310         case OMP_CLAUSE_PRIVATE:
11311         case OMP_CLAUSE_SHARED:
11312         case OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE:
11313         case OMP_CLAUSE_REDUCTION:
11314         case OMP_CLAUSE_COPYIN:
11315         case OMP_CLAUSE_COPYPRIVATE:
11316         case OMP_CLAUSE_IF:
11317         case OMP_CLAUSE_NUM_THREADS:
11318         case OMP_CLAUSE_SCHEDULE:
11319         case OMP_CLAUSE_COLLAPSE:
11320           OMP_CLAUSE_OPERAND (nc, 0)
11321             = tsubst_expr (OMP_CLAUSE_OPERAND (oc, 0), args, complain, 
11322                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
11323           break;
11324         case OMP_CLAUSE_NOWAIT:
11325         case OMP_CLAUSE_ORDERED:
11326         case OMP_CLAUSE_DEFAULT:
11327         case OMP_CLAUSE_UNTIED:
11328           break;
11329         default:
11330           gcc_unreachable ();
11331         }
11332     }
11333
11334   return finish_omp_clauses (nreverse (new_clauses));
11335 }
11336
11337 /* Like tsubst_copy_and_build, but unshare TREE_LIST nodes.  */
11338
11339 static tree
11340 tsubst_copy_asm_operands (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
11341                           tree in_decl)
11342 {
11343 #define RECUR(t) tsubst_copy_asm_operands (t, args, complain, in_decl)
11344
11345   tree purpose, value, chain;
11346
11347   if (t == NULL)
11348     return t;
11349
11350   if (TREE_CODE (t) != TREE_LIST)
11351     return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
11352                                   /*function_p=*/false,
11353                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
11354
11355   if (t == void_list_node)
11356     return t;
11357
11358   purpose = TREE_PURPOSE (t);
11359   if (purpose)
11360     purpose = RECUR (purpose);
11361   value = TREE_VALUE (t);
11362   if (value && TREE_CODE (value) != LABEL_DECL)
11363     value = RECUR (value);
11364   chain = TREE_CHAIN (t);
11365   if (chain && chain != void_type_node)
11366     chain = RECUR (chain);
11367   return tree_cons (purpose, value, chain);
11368 #undef RECUR
11369 }
11370
11371 /* Substitute one OMP_FOR iterator.  */
11372
11373 static void
11374 tsubst_omp_for_iterator (tree t, int i, tree declv, tree initv,
11375                          tree condv, tree incrv, tree *clauses,
11376                          tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
11377                          bool integral_constant_expression_p)
11378 {
11379 #define RECUR(NODE)                             \
11380   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
11381                integral_constant_expression_p)
11382   tree decl, init, cond, incr, auto_node;
11383
11384   init = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INIT (t), i);
11385   gcc_assert (TREE_CODE (init) == MODIFY_EXPR);
11386   decl = RECUR (TREE_OPERAND (init, 0));
11387   init = TREE_OPERAND (init, 1);
11388   auto_node = type_uses_auto (TREE_TYPE (decl));
11389   if (auto_node && init)
11390     {
11391       tree init_expr = init;
11392       if (TREE_CODE (init_expr) == DECL_EXPR)
11393         init_expr = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (init_expr));
11394       init_expr = RECUR (init_expr);
11395       TREE_TYPE (decl)
11396         = do_auto_deduction (TREE_TYPE (decl), init_expr, auto_node);
11397     }
11398   gcc_assert (!type_dependent_expression_p (decl));
11399
11400   if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
11401     {
11402       cond = RECUR (TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i));
11403       incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
11404       if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
11405         incr = build_x_modify_expr (RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NOP_EXPR,
11406                                     RECUR (TREE_OPERAND (incr, 1)),
11407                                     complain);
11408       else
11409         incr = RECUR (incr);
11410       TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
11411       TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
11412       TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
11413       TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
11414       return;
11415     }
11416
11417   if (init && TREE_CODE (init) != DECL_EXPR)
11418     {
11419       tree c;
11420       for (c = *clauses; c ; c = OMP_CLAUSE_CHAIN (c))
11421         {
11422           if ((OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_PRIVATE
11423                || OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE)
11424               && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
11425             break;
11426           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE
11427                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
11428             error ("iteration variable %qD should not be firstprivate", decl);
11429           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_REDUCTION
11430                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
11431             error ("iteration variable %qD should not be reduction", decl);
11432         }
11433       if (c == NULL)
11434         {
11435           c = build_omp_clause (input_location, OMP_CLAUSE_PRIVATE);
11436           OMP_CLAUSE_DECL (c) = decl;
11437           c = finish_omp_clauses (c);
11438           if (c)
11439             {
11440               OMP_CLAUSE_CHAIN (c) = *clauses;
11441               *clauses = c;
11442             }
11443         }
11444     }
11445   cond = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i);
11446   if (COMPARISON_CLASS_P (cond))
11447     cond = build2 (TREE_CODE (cond), boolean_type_node,
11448                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 0)),
11449                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 1)));
11450   else
11451     cond = RECUR (cond);
11452   incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
11453   switch (TREE_CODE (incr))
11454     {
11455     case PREINCREMENT_EXPR:
11456     case PREDECREMENT_EXPR:
11457     case POSTINCREMENT_EXPR:
11458     case POSTDECREMENT_EXPR:
11459       incr = build2 (TREE_CODE (incr), TREE_TYPE (decl),
11460                      RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NULL_TREE);
11461       break;
11462     case MODIFY_EXPR:
11463       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
11464           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
11465         {
11466           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 1);
11467           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
11468                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
11469                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
11470                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
11471                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
11472         }
11473       else
11474         incr = RECUR (incr);
11475       break;
11476     case MODOP_EXPR:
11477       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
11478           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
11479         {
11480           tree lhs = RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0));
11481           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl), lhs,
11482                          build2 (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)),
11483                                  TREE_TYPE (decl), lhs,
11484                                  RECUR (TREE_OPERAND (incr, 2))));
11485         }
11486       else if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == NOP_EXPR
11487                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == PLUS_EXPR
11488                    || (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == MINUS_EXPR)))
11489         {
11490           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 2);
11491           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
11492                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
11493                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
11494                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
11495                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
11496         }
11497       else
11498         incr = RECUR (incr);
11499       break;
11500     default:
11501       incr = RECUR (incr);
11502       break;
11503     }
11504
11505   TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
11506   TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
11507   TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
11508   TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
11509 #undef RECUR
11510 }
11511
11512 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
11513    processing.  */
11514
11515 static tree
11516 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
11517              bool integral_constant_expression_p)
11518 {
11519 #define RECUR(NODE)                             \
11520   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
11521                integral_constant_expression_p)
11522
11523   tree stmt, tmp;
11524
11525   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
11526     return t;
11527
11528   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
11529     input_location = EXPR_LOCATION (t);
11530   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
11531     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
11532
11533   switch (TREE_CODE (t))
11534     {
11535     case STATEMENT_LIST:
11536       {
11537         tree_stmt_iterator i;
11538         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
11539           RECUR (tsi_stmt (i));
11540         break;
11541       }
11542
11543     case CTOR_INITIALIZER:
11544       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
11545                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
11546       break;
11547
11548     case RETURN_EXPR:
11549       finish_return_stmt (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
11550       break;
11551
11552     case EXPR_STMT:
11553       tmp = RECUR (EXPR_STMT_EXPR (t));
11554       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
11555         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
11556       else
11557         finish_expr_stmt (tmp);
11558       break;
11559
11560     case USING_STMT:
11561       do_using_directive (RECUR (USING_STMT_NAMESPACE (t)));
11562       break;
11563
11564     case DECL_EXPR:
11565       {
11566         tree decl;
11567         tree init;
11568
11569         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
11570         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
11571           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
11572         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
11573           {
11574             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
11575             tree name = DECL_NAME (decl);
11576             tree decl;
11577
11578             scope = RECUR (scope);
11579             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
11580                                           /*is_type_p=*/false,
11581                                           /*complain=*/false);
11582             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
11583               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl, input_location);
11584             else
11585               do_local_using_decl (decl, scope, name);
11586           }
11587         else
11588           {
11589             init = DECL_INITIAL (decl);
11590             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
11591             if (decl != error_mark_node)
11592               {
11593                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
11594                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
11595                    handle local variables, and since we've already done
11596                    all that needs to be done, that's the right thing to
11597                    do.  */
11598                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11599                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
11600                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
11601                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
11602                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
11603                   finish_anon_union (decl);
11604                 else
11605                   {
11606                     maybe_push_decl (decl);
11607                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
11608                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
11609                       {
11610                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
11611                            initializer.  */
11612                         const char *const name
11613                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
11614                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
11615                       }
11616                     else
11617                       {
11618                         tree t = RECUR (init);
11619
11620                         if (init && !t)
11621                           /* If we had an initializer but it
11622                              instantiated to nothing,
11623                              value-initialize the object.  This will
11624                              only occur when the initializer was a
11625                              pack expansion where the parameter packs
11626                              used in that expansion were of length
11627                              zero.  */
11628                           init = build_value_init (TREE_TYPE (decl));
11629                         else
11630                           init = t;
11631                       }
11632
11633                     cp_finish_decl (decl, init, false, NULL_TREE, 0);
11634                   }
11635               }
11636           }
11637
11638         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
11639            clause of an if/for/while construct.  */
11640         return decl;
11641       }
11642
11643     case FOR_STMT:
11644       stmt = begin_for_stmt ();
11645                           RECUR (FOR_INIT_STMT (t));
11646       finish_for_init_stmt (stmt);
11647       tmp = RECUR (FOR_COND (t));
11648       finish_for_cond (tmp, stmt);
11649       tmp = RECUR (FOR_EXPR (t));
11650       finish_for_expr (tmp, stmt);
11651       RECUR (FOR_BODY (t));
11652       finish_for_stmt (stmt);
11653       break;
11654
11655     case WHILE_STMT:
11656       stmt = begin_while_stmt ();
11657       tmp = RECUR (WHILE_COND (t));
11658       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
11659       RECUR (WHILE_BODY (t));
11660       finish_while_stmt (stmt);
11661       break;
11662
11663     case DO_STMT:
11664       stmt = begin_do_stmt ();
11665       RECUR (DO_BODY (t));
11666       finish_do_body (stmt);
11667       tmp = RECUR (DO_COND (t));
11668       finish_do_stmt (tmp, stmt);
11669       break;
11670
11671     case IF_STMT:
11672       stmt = begin_if_stmt ();
11673       tmp = RECUR (IF_COND (t));
11674       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
11675       RECUR (THEN_CLAUSE (t));
11676       finish_then_clause (stmt);
11677
11678       if (ELSE_CLAUSE (t))
11679         {
11680           begin_else_clause (stmt);
11681           RECUR (ELSE_CLAUSE (t));
11682           finish_else_clause (stmt);
11683         }
11684
11685       finish_if_stmt (stmt);
11686       break;
11687
11688     case BIND_EXPR:
11689       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
11690         stmt = begin_function_body ();
11691       else
11692         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
11693                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
11694
11695       RECUR (BIND_EXPR_BODY (t));
11696
11697       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
11698         finish_function_body (stmt);
11699       else
11700         finish_compound_stmt (stmt);
11701       break;
11702
11703     case BREAK_STMT:
11704       finish_break_stmt ();
11705       break;
11706
11707     case CONTINUE_STMT:
11708       finish_continue_stmt ();
11709       break;
11710
11711     case SWITCH_STMT:
11712       stmt = begin_switch_stmt ();
11713       tmp = RECUR (SWITCH_STMT_COND (t));
11714       finish_switch_cond (tmp, stmt);
11715       RECUR (SWITCH_STMT_BODY (t));
11716       finish_switch_stmt (stmt);
11717       break;
11718
11719     case CASE_LABEL_EXPR:
11720       finish_case_label (EXPR_LOCATION (t),
11721                          RECUR (CASE_LOW (t)),
11722                          RECUR (CASE_HIGH (t)));
11723       break;
11724
11725     case LABEL_EXPR:
11726       {
11727         tree decl = LABEL_EXPR_LABEL (t);
11728         tree label;
11729
11730         label = finish_label_stmt (DECL_NAME (decl));
11731         if (DECL_ATTRIBUTES (decl) != NULL_TREE)
11732           cplus_decl_attributes (&label, DECL_ATTRIBUTES (decl), 0);
11733       }
11734       break;
11735
11736     case GOTO_EXPR:
11737       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
11738       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
11739         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
11740            non-computed gotos must not be; the identifier in question
11741            will have no binding.  */
11742         tmp = RECUR (tmp);
11743       else
11744         tmp = DECL_NAME (tmp);
11745       finish_goto_stmt (tmp);
11746       break;
11747
11748     case ASM_EXPR:
11749       tmp = finish_asm_stmt
11750         (ASM_VOLATILE_P (t),
11751          RECUR (ASM_STRING (t)),
11752          tsubst_copy_asm_operands (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
11753          tsubst_copy_asm_operands (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
11754          tsubst_copy_asm_operands (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl),
11755          tsubst_copy_asm_operands (ASM_LABELS (t), args, complain, in_decl));
11756       {
11757         tree asm_expr = tmp;
11758         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
11759           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
11760         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
11761       }
11762       break;
11763
11764     case TRY_BLOCK:
11765       if (CLEANUP_P (t))
11766         {
11767           stmt = begin_try_block ();
11768           RECUR (TRY_STMTS (t));
11769           finish_cleanup_try_block (stmt);
11770           finish_cleanup (RECUR (TRY_HANDLERS (t)), stmt);
11771         }
11772       else
11773         {
11774           tree compound_stmt = NULL_TREE;
11775
11776           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11777             stmt = begin_function_try_block (&compound_stmt);
11778           else
11779             stmt = begin_try_block ();
11780
11781           RECUR (TRY_STMTS (t));
11782
11783           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11784             finish_function_try_block (stmt);
11785           else
11786             finish_try_block (stmt);
11787
11788           RECUR (TRY_HANDLERS (t));
11789           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11790             finish_function_handler_sequence (stmt, compound_stmt);
11791           else
11792             finish_handler_sequence (stmt);
11793         }
11794       break;
11795
11796     case HANDLER:
11797       {
11798         tree decl = HANDLER_PARMS (t);
11799
11800         if (decl)
11801           {
11802             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
11803             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
11804                this variable.  We've already done all that needs to be
11805                done.  */
11806             if (decl != error_mark_node)
11807               DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
11808           }
11809         stmt = begin_handler ();
11810         finish_handler_parms (decl, stmt);
11811         RECUR (HANDLER_BODY (t));
11812         finish_handler (stmt);
11813       }
11814       break;
11815
11816     case TAG_DEFN:
11817       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
11818       break;
11819
11820     case STATIC_ASSERT:
11821       {
11822         tree condition = 
11823           tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), 
11824                        args,
11825                        complain, in_decl,
11826                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
11827         finish_static_assert (condition,
11828                               STATIC_ASSERT_MESSAGE (t),
11829                               STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
11830                               /*member_p=*/false);
11831       }
11832       break;
11833
11834     case OMP_PARALLEL:
11835       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_PARALLEL_CLAUSES (t),
11836                                 args, complain, in_decl);
11837       stmt = begin_omp_parallel ();
11838       RECUR (OMP_PARALLEL_BODY (t));
11839       OMP_PARALLEL_COMBINED (finish_omp_parallel (tmp, stmt))
11840         = OMP_PARALLEL_COMBINED (t);
11841       break;
11842
11843     case OMP_TASK:
11844       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_TASK_CLAUSES (t),
11845                                 args, complain, in_decl);
11846       stmt = begin_omp_task ();
11847       RECUR (OMP_TASK_BODY (t));
11848       finish_omp_task (tmp, stmt);
11849       break;
11850
11851     case OMP_FOR:
11852       {
11853         tree clauses, body, pre_body;
11854         tree declv, initv, condv, incrv;
11855         int i;
11856
11857         clauses = tsubst_omp_clauses (OMP_FOR_CLAUSES (t),
11858                                       args, complain, in_decl);
11859         declv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11860         initv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11861         condv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11862         incrv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11863
11864         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)); i++)
11865           tsubst_omp_for_iterator (t, i, declv, initv, condv, incrv,
11866                                    &clauses, args, complain, in_decl,
11867                                    integral_constant_expression_p);
11868
11869         stmt = begin_omp_structured_block ();
11870
11871         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (initv); i++)
11872           if (TREE_VEC_ELT (initv, i) == NULL
11873               || TREE_CODE (TREE_VEC_ELT (initv, i)) != DECL_EXPR)
11874             TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
11875           else if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_VEC_ELT (initv, i))))
11876             {
11877               tree init = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
11878               gcc_assert (init == TREE_VEC_ELT (declv, i));
11879               TREE_VEC_ELT (initv, i) = NULL_TREE;
11880             }
11881           else
11882             {
11883               tree decl_expr = TREE_VEC_ELT (initv, i);
11884               tree init = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr));
11885               gcc_assert (init != NULL);
11886               TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (init);
11887               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = NULL;
11888               RECUR (decl_expr);
11889               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = init;
11890             }
11891
11892         pre_body = push_stmt_list ();
11893         RECUR (OMP_FOR_PRE_BODY (t));
11894         pre_body = pop_stmt_list (pre_body);
11895
11896         body = push_stmt_list ();
11897         RECUR (OMP_FOR_BODY (t));
11898         body = pop_stmt_list (body);
11899
11900         t = finish_omp_for (EXPR_LOCATION (t), declv, initv, condv, incrv,
11901                             body, pre_body, clauses);
11902
11903         add_stmt (finish_omp_structured_block (stmt));
11904       }
11905       break;
11906
11907     case OMP_SECTIONS:
11908     case OMP_SINGLE:
11909       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_CLAUSES (t), args, complain, in_decl);
11910       stmt = push_stmt_list ();
11911       RECUR (OMP_BODY (t));
11912       stmt = pop_stmt_list (stmt);
11913
11914       t = copy_node (t);
11915       OMP_BODY (t) = stmt;
11916       OMP_CLAUSES (t) = tmp;
11917       add_stmt (t);
11918       break;
11919
11920     case OMP_SECTION:
11921     case OMP_CRITICAL:
11922     case OMP_MASTER:
11923     case OMP_ORDERED:
11924       stmt = push_stmt_list ();
11925       RECUR (OMP_BODY (t));
11926       stmt = pop_stmt_list (stmt);
11927
11928       t = copy_node (t);
11929       OMP_BODY (t) = stmt;
11930       add_stmt (t);
11931       break;
11932
11933     case OMP_ATOMIC:
11934       gcc_assert (OMP_ATOMIC_DEPENDENT_P (t));
11935       {
11936         tree op1 = TREE_OPERAND (t, 1);
11937         tree lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
11938         tree rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 1));
11939         finish_omp_atomic (TREE_CODE (op1), lhs, rhs);
11940       }
11941       break;
11942
11943     case EXPR_PACK_EXPANSION:
11944       error ("invalid use of pack expansion expression");
11945       return error_mark_node;
11946
11947     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
11948       error ("use %<...%> to expand argument pack");
11949       return error_mark_node;
11950
11951     default:
11952       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
11953
11954       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
11955                                     /*function_p=*/false,
11956                                     integral_constant_expression_p);
11957     }
11958
11959   return NULL_TREE;
11960 #undef RECUR
11961 }
11962
11963 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
11964    call.  Return the substituted version of T.  */
11965
11966 static tree
11967 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
11968                                     tsubst_flags_t complain,
11969                                     tree in_decl)
11970 {
11971   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
11972     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
11973                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
11974   else
11975     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
11976                                /*function_p=*/false,
11977                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
11978
11979   return t;
11980 }
11981
11982 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
11983    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
11984
11985 tree
11986 tsubst_copy_and_build (tree t,
11987                        tree args,
11988                        tsubst_flags_t complain,
11989                        tree in_decl,
11990                        bool function_p,
11991                        bool integral_constant_expression_p)
11992 {
11993 #define RECUR(NODE)                                             \
11994   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl,         \
11995                          /*function_p=*/false,                  \
11996                          integral_constant_expression_p)
11997
11998   tree op1;
11999
12000   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
12001     return t;
12002
12003   switch (TREE_CODE (t))
12004     {
12005     case USING_DECL:
12006       t = DECL_NAME (t);
12007       /* Fall through.  */
12008     case IDENTIFIER_NODE:
12009       {
12010         tree decl;
12011         cp_id_kind idk;
12012         bool non_integral_constant_expression_p;
12013         const char *error_msg;
12014
12015         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
12016           {
12017             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12018             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
12019           }
12020
12021         /* Look up the name.  */
12022         decl = lookup_name (t);
12023
12024         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
12025            failure, not NULL_TREE.  */
12026         if (decl == NULL_TREE)
12027           decl = error_mark_node;
12028
12029         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
12030                                      &idk,
12031                                      integral_constant_expression_p,
12032                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
12033                                      &non_integral_constant_expression_p,
12034                                      /*template_p=*/false,
12035                                      /*done=*/true,
12036                                      /*address_p=*/false,
12037                                      /*template_arg_p=*/false,
12038                                      &error_msg,
12039                                      input_location);
12040         if (error_msg)
12041           error (error_msg);
12042         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
12043           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
12044         return decl;
12045       }
12046
12047     case TEMPLATE_ID_EXPR:
12048       {
12049         tree object;
12050         tree templ = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12051         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
12052
12053         if (targs)
12054           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
12055
12056         if (TREE_CODE (templ) == COMPONENT_REF)
12057           {
12058             object = TREE_OPERAND (templ, 0);
12059             templ = TREE_OPERAND (templ, 1);
12060           }
12061         else
12062           object = NULL_TREE;
12063         templ = lookup_template_function (templ, targs);
12064
12065         if (object)
12066           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (templ),
12067                          object, templ, NULL_TREE);
12068         else
12069           return baselink_for_fns (templ);
12070       }
12071
12072     case INDIRECT_REF:
12073       {
12074         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12075
12076         if (REFERENCE_REF_P (t))
12077           {
12078             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
12079                such an indirect ref, but the substitution of the cast
12080                will have also added such an indirect ref.  */
12081             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
12082               r = convert_from_reference (r);
12083           }
12084         else
12085           r = build_x_indirect_ref (r, RO_UNARY_STAR, complain);
12086         return r;
12087       }
12088
12089     case NOP_EXPR:
12090       return build_nop
12091         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
12092          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12093
12094     case CAST_EXPR:
12095     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12096     case CONST_CAST_EXPR:
12097     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12098     case STATIC_CAST_EXPR:
12099       {
12100         tree type;
12101         tree op;
12102
12103         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12104         if (integral_constant_expression_p
12105             && !cast_valid_in_integral_constant_expression_p (type))
12106           {
12107             if (complain & tf_error)
12108               error ("a cast to a type other than an integral or "
12109                      "enumeration type cannot appear in a constant-expression");
12110             return error_mark_node; 
12111           }
12112
12113         op = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12114
12115         switch (TREE_CODE (t))
12116           {
12117           case CAST_EXPR:
12118             return build_functional_cast (type, op, complain);
12119           case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12120             return build_reinterpret_cast (type, op, complain);
12121           case CONST_CAST_EXPR:
12122             return build_const_cast (type, op, complain);
12123           case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12124             return build_dynamic_cast (type, op, complain);
12125           case STATIC_CAST_EXPR:
12126             return build_static_cast (type, op, complain);
12127           default:
12128             gcc_unreachable ();
12129           }
12130       }
12131
12132     case POSTDECREMENT_EXPR:
12133     case POSTINCREMENT_EXPR:
12134       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12135                                                 args, complain, in_decl);
12136       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1, complain);
12137
12138     case PREDECREMENT_EXPR:
12139     case PREINCREMENT_EXPR:
12140     case NEGATE_EXPR:
12141     case BIT_NOT_EXPR:
12142     case ABS_EXPR:
12143     case TRUTH_NOT_EXPR:
12144     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
12145     case REALPART_EXPR:
12146     case IMAGPART_EXPR:
12147       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12148                                complain);
12149
12150     case ADDR_EXPR:
12151       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
12152       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
12153         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
12154                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
12155       else
12156         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
12157                                                   in_decl);
12158       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
12159         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1),
12160                                           EXPR_LOCATION (op1));
12161       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1, complain);
12162
12163     case PLUS_EXPR:
12164     case MINUS_EXPR:
12165     case MULT_EXPR:
12166     case TRUNC_DIV_EXPR:
12167     case CEIL_DIV_EXPR:
12168     case FLOOR_DIV_EXPR:
12169     case ROUND_DIV_EXPR:
12170     case EXACT_DIV_EXPR:
12171     case BIT_AND_EXPR:
12172     case BIT_IOR_EXPR:
12173     case BIT_XOR_EXPR:
12174     case TRUNC_MOD_EXPR:
12175     case FLOOR_MOD_EXPR:
12176     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
12177     case TRUTH_ORIF_EXPR:
12178     case TRUTH_AND_EXPR:
12179     case TRUTH_OR_EXPR:
12180     case RSHIFT_EXPR:
12181     case LSHIFT_EXPR:
12182     case RROTATE_EXPR:
12183     case LROTATE_EXPR:
12184     case EQ_EXPR:
12185     case NE_EXPR:
12186     case MAX_EXPR:
12187     case MIN_EXPR:
12188     case LE_EXPR:
12189     case GE_EXPR:
12190     case LT_EXPR:
12191     case GT_EXPR:
12192     case MEMBER_REF:
12193     case DOTSTAR_EXPR:
12194       return build_x_binary_op
12195         (TREE_CODE (t),
12196          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12197          (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 0))
12198           ? ERROR_MARK
12199           : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 0))),
12200          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12201          (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 1))
12202           ? ERROR_MARK
12203           : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1))),
12204          /*overloaded_p=*/NULL,
12205          complain);
12206
12207     case SCOPE_REF:
12208       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
12209                                   /*address_p=*/false);
12210     case ARRAY_REF:
12211       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12212                                                 args, complain, in_decl);
12213       return build_x_array_ref (op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)), complain);
12214
12215     case SIZEOF_EXPR:
12216       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
12217         return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12218       /* Fall through */
12219       
12220     case ALIGNOF_EXPR:
12221       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
12222       if (!args)
12223         {
12224           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
12225              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
12226              the substitutions may not work.  */
12227           if (!TYPE_P (op1))
12228             op1 = TREE_TYPE (op1);
12229         }
12230       else
12231         {
12232           ++cp_unevaluated_operand;
12233           ++c_inhibit_evaluation_warnings;
12234           op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
12235                                        /*function_p=*/false,
12236                                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
12237           --cp_unevaluated_operand;
12238           --c_inhibit_evaluation_warnings;
12239         }
12240       if (TYPE_P (op1))
12241         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), 
12242                                            complain & tf_error);
12243       else
12244         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t), 
12245                                            complain & tf_error);
12246
12247     case MODOP_EXPR:
12248       {
12249         tree r = build_x_modify_expr
12250           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12251            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
12252            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
12253            complain);
12254         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
12255            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
12256            than plain assignment.  In the former case, it was already
12257            set and must be copied.  In the latter case,
12258            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
12259            here.  */
12260         if (TREE_NO_WARNING (t))
12261           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
12262         return r;
12263       }
12264
12265     case ARROW_EXPR:
12266       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12267                                                 args, complain, in_decl);
12268       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
12269       if (DECL_P (op1))
12270         mark_used (op1);
12271       return build_x_arrow (op1);
12272
12273     case NEW_EXPR:
12274       {
12275         tree placement = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12276         tree init = RECUR (TREE_OPERAND (t, 3));
12277         VEC(tree,gc) *placement_vec;
12278         VEC(tree,gc) *init_vec;
12279         tree ret;
12280
12281         if (placement == NULL_TREE)
12282           placement_vec = NULL;
12283         else
12284           {
12285             placement_vec = make_tree_vector ();
12286             for (; placement != NULL_TREE; placement = TREE_CHAIN (placement))
12287               VEC_safe_push (tree, gc, placement_vec, TREE_VALUE (placement));
12288           }
12289
12290         /* If there was an initializer in the original tree, but it
12291            instantiated to an empty list, then we should pass a
12292            non-NULL empty vector to tell build_new that it was an
12293            empty initializer() rather than no initializer.  This can
12294            only happen when the initializer is a pack expansion whose
12295            parameter packs are of length zero.  */
12296         if (init == NULL_TREE && TREE_OPERAND (t, 3) == NULL_TREE)
12297           init_vec = NULL;
12298         else
12299           {
12300             init_vec = make_tree_vector ();
12301             if (init == void_zero_node)
12302               gcc_assert (init_vec != NULL);
12303             else
12304               {
12305                 for (; init != NULL_TREE; init = TREE_CHAIN (init))
12306                   VEC_safe_push (tree, gc, init_vec, TREE_VALUE (init));
12307               }
12308           }
12309
12310         ret = build_new (&placement_vec,
12311                          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12312                          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
12313                          &init_vec,
12314                          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t),
12315                          complain);
12316
12317         if (placement_vec != NULL)
12318           release_tree_vector (placement_vec);
12319         if (init_vec != NULL)
12320           release_tree_vector (init_vec);
12321
12322         return ret;
12323       }
12324
12325     case DELETE_EXPR:
12326      return delete_sanity
12327        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12328         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12329         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
12330         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
12331
12332     case COMPOUND_EXPR:
12333       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12334                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12335                                     complain);
12336
12337     case CALL_EXPR:
12338       {
12339         tree function;
12340         VEC(tree,gc) *call_args;
12341         unsigned int nargs, i;
12342         bool qualified_p;
12343         bool koenig_p;
12344         tree ret;
12345
12346         function = CALL_EXPR_FN (t);
12347         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
12348            not Koenig lookup should be performed.  */
12349         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
12350         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
12351           {
12352             qualified_p = true;
12353             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
12354                                             /*done=*/false,
12355                                             /*address_p=*/false);
12356           }
12357         else
12358           {
12359             if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
12360               {
12361                 tree op = TREE_OPERAND (function, 1);
12362
12363                 qualified_p = (TREE_CODE (op) == SCOPE_REF
12364                                || (BASELINK_P (op)
12365                                    && BASELINK_QUALIFIED_P (op)));
12366               }
12367             else
12368               qualified_p = false;
12369
12370             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
12371                                               in_decl,
12372                                               !qualified_p,
12373                                               integral_constant_expression_p);
12374
12375             if (BASELINK_P (function))
12376               qualified_p = true;
12377           }
12378
12379         nargs = call_expr_nargs (t);
12380         call_args = make_tree_vector ();
12381         for (i = 0; i < nargs; ++i)
12382           {
12383             tree arg = CALL_EXPR_ARG (t, i);
12384
12385             if (!PACK_EXPANSION_P (arg))
12386               VEC_safe_push (tree, gc, call_args,
12387                              RECUR (CALL_EXPR_ARG (t, i)));
12388             else
12389               {
12390                 /* Expand the pack expansion and push each entry onto
12391                    CALL_ARGS.  */
12392                 arg = tsubst_pack_expansion (arg, args, complain, in_decl);
12393                 if (TREE_CODE (arg) == TREE_VEC)
12394                   {
12395                     unsigned int len, j;
12396
12397                     len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
12398                     for (j = 0; j < len; ++j)
12399                       {
12400                         tree value = TREE_VEC_ELT (arg, j);
12401                         if (value != NULL_TREE)
12402                           value = convert_from_reference (value);
12403                         VEC_safe_push (tree, gc, call_args, value);
12404                       }
12405                   }
12406                 else
12407                   {
12408                     /* A partial substitution.  Add one entry.  */
12409                     VEC_safe_push (tree, gc, call_args, arg);
12410                   }
12411               }
12412           }
12413
12414         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
12415            lookup finds a non-function, in accordance with the
12416            expected resolution of DR 218.  */
12417         if (koenig_p
12418             && ((is_overloaded_fn (function)
12419                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
12420                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
12421                     to denote the function.  */
12422                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
12423                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
12424             /* Only do this when substitution turns a dependent call
12425                into a non-dependent call.  */
12426             && type_dependent_expression_p_push (t)
12427             && !any_type_dependent_arguments_p (call_args))
12428           function = perform_koenig_lookup (function, call_args);
12429
12430         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
12431           {
12432             unqualified_name_lookup_error (function);
12433             release_tree_vector (call_args);
12434             return error_mark_node;
12435           }
12436
12437         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
12438         if (DECL_P (function))
12439           mark_used (function);
12440
12441         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
12442           ret = build_offset_ref_call_from_tree (function, &call_args);
12443         else if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
12444           {
12445             if (!BASELINK_P (TREE_OPERAND (function, 1)))
12446               ret = finish_call_expr (function, &call_args,
12447                                        /*disallow_virtual=*/false,
12448                                        /*koenig_p=*/false,
12449                                        complain);
12450             else
12451               ret = (build_new_method_call
12452                       (TREE_OPERAND (function, 0),
12453                        TREE_OPERAND (function, 1),
12454                        &call_args, NULL_TREE,
12455                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL,
12456                        /*fn_p=*/NULL,
12457                        complain));
12458           }
12459         else
12460           ret = finish_call_expr (function, &call_args,
12461                                   /*disallow_virtual=*/qualified_p,
12462                                   koenig_p,
12463                                   complain);
12464
12465         release_tree_vector (call_args);
12466
12467         return ret;
12468       }
12469
12470     case COND_EXPR:
12471       return build_x_conditional_expr
12472         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12473          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12474          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
12475          complain);
12476
12477     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
12478       return finish_pseudo_destructor_expr
12479         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12480          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12481          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
12482
12483     case TREE_LIST:
12484       {
12485         tree purpose, value, chain;
12486
12487         if (t == void_list_node)
12488           return t;
12489
12490         if ((TREE_PURPOSE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_PURPOSE (t)))
12491             || (TREE_VALUE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (t))))
12492           {
12493             /* We have pack expansions, so expand those and
12494                create a new list out of it.  */
12495             tree purposevec = NULL_TREE;
12496             tree valuevec = NULL_TREE;
12497             tree chain;
12498             int i, len = -1;
12499
12500             /* Expand the argument expressions.  */
12501             if (TREE_PURPOSE (t))
12502               purposevec = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), args,
12503                                                  complain, in_decl);
12504             if (TREE_VALUE (t))
12505               valuevec = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (t), args,
12506                                                complain, in_decl);
12507
12508             /* Build the rest of the list.  */
12509             chain = TREE_CHAIN (t);
12510             if (chain && chain != void_type_node)
12511               chain = RECUR (chain);
12512
12513             /* Determine the number of arguments.  */
12514             if (purposevec && TREE_CODE (purposevec) == TREE_VEC)
12515               {
12516                 len = TREE_VEC_LENGTH (purposevec);
12517                 gcc_assert (!valuevec || len == TREE_VEC_LENGTH (valuevec));
12518               }
12519             else if (TREE_CODE (valuevec) == TREE_VEC)
12520               len = TREE_VEC_LENGTH (valuevec);
12521             else
12522               {
12523                 /* Since we only performed a partial substitution into
12524                    the argument pack, we only return a single list
12525                    node.  */
12526                 if (purposevec == TREE_PURPOSE (t)
12527                     && valuevec == TREE_VALUE (t)
12528                     && chain == TREE_CHAIN (t))
12529                   return t;
12530
12531                 return tree_cons (purposevec, valuevec, chain);
12532               }
12533             
12534             /* Convert the argument vectors into a TREE_LIST */
12535             i = len;
12536             while (i > 0)
12537               {
12538                 /* Grab the Ith values.  */
12539                 i--;
12540                 purpose = purposevec ? TREE_VEC_ELT (purposevec, i) 
12541                                      : NULL_TREE;
12542                 value 
12543                   = valuevec ? convert_from_reference (TREE_VEC_ELT (valuevec, i)) 
12544                              : NULL_TREE;
12545
12546                 /* Build the list (backwards).  */
12547                 chain = tree_cons (purpose, value, chain);
12548               }
12549
12550             return chain;
12551           }
12552
12553         purpose = TREE_PURPOSE (t);
12554         if (purpose)
12555           purpose = RECUR (purpose);
12556         value = TREE_VALUE (t);
12557         if (value)
12558           value = RECUR (value);
12559         chain = TREE_CHAIN (t);
12560         if (chain && chain != void_type_node)
12561           chain = RECUR (chain);
12562         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
12563             && value == TREE_VALUE (t)
12564             && chain == TREE_CHAIN (t))
12565           return t;
12566         return tree_cons (purpose, value, chain);
12567       }
12568
12569     case COMPONENT_REF:
12570       {
12571         tree object;
12572         tree object_type;
12573         tree member;
12574
12575         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12576                                                      args, complain, in_decl);
12577         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
12578         if (DECL_P (object))
12579           mark_used (object);
12580         object_type = TREE_TYPE (object);
12581
12582         member = TREE_OPERAND (t, 1);
12583         if (BASELINK_P (member))
12584           member = tsubst_baselink (member,
12585                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
12586                                     args, complain, in_decl);
12587         else
12588           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
12589         if (member == error_mark_node)
12590           return error_mark_node;
12591
12592         if (object_type && !CLASS_TYPE_P (object_type))
12593           {
12594             if (SCALAR_TYPE_P (object_type))
12595               {
12596                 tree s = NULL_TREE;
12597                 tree dtor = member;
12598
12599                 if (TREE_CODE (dtor) == SCOPE_REF)
12600                   {
12601                     s = TREE_OPERAND (dtor, 0);
12602                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 1);
12603                   }
12604                 if (TREE_CODE (dtor) == BIT_NOT_EXPR)
12605                   {
12606                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 0);
12607                     if (TYPE_P (dtor))
12608                       return finish_pseudo_destructor_expr (object, s, dtor);
12609                   }
12610               }
12611           }
12612         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
12613                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12614           {
12615             tree tmpl;
12616             tree args;
12617
12618             /* Lookup the template functions now that we know what the
12619                scope is.  */
12620             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
12621             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
12622             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl,
12623                                             /*is_type_p=*/false,
12624                                             /*complain=*/false);
12625             if (BASELINK_P (member))
12626               {
12627                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
12628                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
12629                               args);
12630                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
12631                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
12632                            object_type));
12633               }
12634             else
12635               {
12636                 qualified_name_lookup_error (object_type, tmpl, member,
12637                                              input_location);
12638                 return error_mark_node;
12639               }
12640           }
12641         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
12642                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
12643                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
12644           {
12645             if (complain & tf_error)
12646               {
12647                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
12648                   error ("%qT is not a class or namespace",
12649                          TREE_OPERAND (member, 0));
12650                 else
12651                   error ("%qD is not a class or namespace",
12652                          TREE_OPERAND (member, 0));
12653               }
12654             return error_mark_node;
12655           }
12656         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
12657           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
12658
12659         return finish_class_member_access_expr (object, member,
12660                                                 /*template_p=*/false,
12661                                                 complain);
12662       }
12663
12664     case THROW_EXPR:
12665       return build_throw
12666         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12667
12668     case CONSTRUCTOR:
12669       {
12670         VEC(constructor_elt,gc) *n;
12671         constructor_elt *ce;
12672         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
12673         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12674         bool process_index_p;
12675         int newlen;
12676         bool need_copy_p = false;
12677         tree r;
12678
12679         if (type == error_mark_node)
12680           return error_mark_node;
12681
12682         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
12683         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
12684           return t;
12685
12686         /* We do not want to process the index of aggregate
12687            initializers as they are identifier nodes which will be
12688            looked up by digest_init.  */
12689         process_index_p = !(type && MAYBE_CLASS_TYPE_P (type));
12690
12691         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
12692         newlen = VEC_length (constructor_elt, n);
12693         for (idx = 0; VEC_iterate (constructor_elt, n, idx, ce); idx++)
12694           {
12695             if (ce->index && process_index_p)
12696               ce->index = RECUR (ce->index);
12697
12698             if (PACK_EXPANSION_P (ce->value))
12699               {
12700                 /* Substitute into the pack expansion.  */
12701                 ce->value = tsubst_pack_expansion (ce->value, args, complain,
12702                                                   in_decl);
12703
12704                 if (ce->value == error_mark_node)
12705                   ;
12706                 else if (TREE_VEC_LENGTH (ce->value) == 1)
12707                   /* Just move the argument into place.  */
12708                   ce->value = TREE_VEC_ELT (ce->value, 0);
12709                 else
12710                   {
12711                     /* Update the length of the final CONSTRUCTOR
12712                        arguments vector, and note that we will need to
12713                        copy.*/
12714                     newlen = newlen + TREE_VEC_LENGTH (ce->value) - 1;
12715                     need_copy_p = true;
12716                   }
12717               }
12718             else
12719               ce->value = RECUR (ce->value);
12720           }
12721
12722         if (need_copy_p)
12723           {
12724             VEC(constructor_elt,gc) *old_n = n;
12725
12726             n = VEC_alloc (constructor_elt, gc, newlen);
12727             for (idx = 0; VEC_iterate (constructor_elt, old_n, idx, ce); 
12728                  idx++)
12729               {
12730                 if (TREE_CODE (ce->value) == TREE_VEC)
12731                   {
12732                     int i, len = TREE_VEC_LENGTH (ce->value);
12733                     for (i = 0; i < len; ++i)
12734                       CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0,
12735                                               TREE_VEC_ELT (ce->value, i));
12736                   }
12737                 else
12738                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0, ce->value);
12739               }
12740           }
12741
12742         r = build_constructor (init_list_type_node, n);
12743         CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (r) = CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (t);
12744
12745         if (TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t))
12746           return finish_compound_literal (type, r);
12747
12748         return r;
12749       }
12750
12751     case TYPEID_EXPR:
12752       {
12753         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12754         if (TYPE_P (operand_0))
12755           return get_typeid (operand_0);
12756         return build_typeid (operand_0);
12757       }
12758
12759     case VAR_DECL:
12760       if (!args)
12761         return t;
12762       /* Fall through */
12763
12764     case PARM_DECL:
12765       {
12766         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12767
12768         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
12769           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
12770              the appropriate INDIRECT_REF.  */
12771           r = convert_from_reference (r);
12772         return r;
12773       }
12774
12775     case VA_ARG_EXPR:
12776       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12777                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain,
12778                                           in_decl));
12779
12780     case OFFSETOF_EXPR:
12781       return finish_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12782
12783     case TRAIT_EXPR:
12784       {
12785         tree type1 = tsubst_copy (TRAIT_EXPR_TYPE1 (t), args,
12786                                   complain, in_decl);
12787
12788         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (t);
12789         if (type2)
12790           type2 = tsubst_copy (type2, args, complain, in_decl);
12791         
12792         return finish_trait_expr (TRAIT_EXPR_KIND (t), type1, type2);
12793       }
12794
12795     case STMT_EXPR:
12796       {
12797         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
12798         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
12799
12800         cur_stmt_expr = stmt_expr;
12801         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl,
12802                      integral_constant_expression_p);
12803         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
12804         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
12805
12806         /* If the resulting list of expression statement is empty,
12807            fold it further into void_zero_node.  */
12808         if (empty_expr_stmt_p (stmt_expr))
12809           stmt_expr = void_zero_node;
12810
12811         return stmt_expr;
12812       }
12813
12814     case CONST_DECL:
12815       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12816       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
12817          to their underlying values.  */
12818       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
12819         {
12820           used_types_insert (TREE_TYPE (t));
12821           return DECL_INITIAL (t);
12822         }
12823       return t;
12824
12825     case LAMBDA_EXPR:
12826       {
12827         tree r = build_lambda_expr ();
12828
12829         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
12830         TREE_TYPE (r) = type;
12831         CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (type) = r;
12832
12833         LAMBDA_EXPR_LOCATION (r)
12834           = LAMBDA_EXPR_LOCATION (t);
12835         LAMBDA_EXPR_DEFAULT_CAPTURE_MODE (r)
12836           = LAMBDA_EXPR_DEFAULT_CAPTURE_MODE (t);
12837         LAMBDA_EXPR_MUTABLE_P (r) = LAMBDA_EXPR_MUTABLE_P (t);
12838         LAMBDA_EXPR_DISCRIMINATOR (r)
12839           = (LAMBDA_EXPR_DISCRIMINATOR (t));
12840         LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (r)
12841           = RECUR (LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (t));
12842         LAMBDA_EXPR_THIS_CAPTURE (r)
12843           = RECUR (LAMBDA_EXPR_THIS_CAPTURE (t));
12844         LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE (r)
12845           = RECUR (LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE (t));
12846
12847         /* Do this again now that LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE is set.  */
12848         determine_visibility (TYPE_NAME (type));
12849         /* Now that we know visibility, instantiate the type so we have a
12850            declaration of the op() for later calls to lambda_function.  */
12851         complete_type (type);
12852
12853         type = tsubst (LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12854         if (type)
12855           apply_lambda_return_type (r, type);
12856
12857         return build_lambda_object (r);
12858       }
12859
12860     default:
12861       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
12862       {
12863         tree subst
12864           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
12865                                          in_decl, /*function_p=*/false);
12866         if (subst)
12867           return subst;
12868       }
12869       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12870     }
12871
12872 #undef RECUR
12873 }
12874
12875 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
12876    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
12877    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
12878    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
12879
12880 static bool
12881 check_instantiated_arg (tree tmpl, tree t, tsubst_flags_t complain)
12882 {
12883   if (ARGUMENT_PACK_P (t))
12884     {
12885       tree vec = ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
12886       int len = TREE_VEC_LENGTH (vec);
12887       bool result = false;
12888       int i;
12889
12890       for (i = 0; i < len; ++i)
12891         if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (vec, i), complain))
12892           result = true;
12893       return result;
12894     }
12895   else if (TYPE_P (t))
12896     {
12897       /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
12898          of a class or enumeration declared in a local scope)
12899          shall not be used to declare an entity with linkage.
12900          This implies that names with no linkage cannot be used as
12901          template arguments
12902
12903          DR 757 relaxes this restriction for C++0x.  */
12904       tree nt = (cxx_dialect > cxx98 ? NULL_TREE
12905                  : no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false));
12906
12907       if (nt)
12908         {
12909           /* DR 488 makes use of a type with no linkage cause
12910              type deduction to fail.  */
12911           if (complain & tf_error)
12912             {
12913               if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
12914                 error ("%qT is/uses anonymous type", t);
12915               else
12916                 error ("template argument for %qD uses local type %qT",
12917                        tmpl, t);
12918             }
12919           return true;
12920         }
12921       /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
12922          allow variably-modified types as template arguments.  */
12923       else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
12924         {
12925           if (complain & tf_error)
12926             error ("%qT is a variably modified type", t);
12927           return true;
12928         }
12929     }
12930   /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
12931      constant.  */
12932   else if (TREE_TYPE (t)
12933            && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
12934            && !TREE_CONSTANT (t))
12935     {
12936       if (complain & tf_error)
12937         error ("integral expression %qE is not constant", t);
12938       return true;
12939     }
12940   return false;
12941 }
12942
12943 static bool
12944 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
12945 {
12946   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
12947   bool result = false;
12948
12949   for (ix = 0; ix != len; ix++)
12950     {
12951       if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (args, ix), complain))
12952         result = true;
12953     }
12954   if (result && (complain & tf_error))
12955     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
12956   return result;
12957 }
12958
12959 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
12960    the template arguments in TARG_PTR.  */
12961
12962 tree
12963 instantiate_template (tree tmpl, tree orig_args, tsubst_flags_t complain)
12964 {
12965   tree targ_ptr = orig_args;
12966   tree fndecl;
12967   tree gen_tmpl;
12968   tree spec;
12969   HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
12970
12971   if (tmpl == error_mark_node)
12972     return error_mark_node;
12973
12974   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
12975
12976   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
12977   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
12978     {
12979       tree spec;
12980       tree clone;
12981
12982       /* Use DECL_ABSTRACT_ORIGIN because only FUNCTION_DECLs have
12983          DECL_CLONED_FUNCTION.  */
12984       spec = instantiate_template (DECL_ABSTRACT_ORIGIN (tmpl),
12985                                    targ_ptr, complain);
12986       if (spec == error_mark_node)
12987         return error_mark_node;
12988
12989       /* Look for the clone.  */
12990       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
12991         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
12992           return clone;
12993       /* We should always have found the clone by now.  */
12994       gcc_unreachable ();
12995       return NULL_TREE;
12996     }
12997
12998   /* Check to see if we already have this specialization.  */
12999   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
13000   if (tmpl != gen_tmpl)
13001     /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
13002        arguments we must add the arguments used to perform the
13003        partial instantiation.  */
13004     targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
13005                                             targ_ptr);
13006
13007   /* It would be nice to avoid hashing here and then again in tsubst_decl,
13008      but it doesn't seem to be on the hot path.  */
13009   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr, 0);
13010
13011   gcc_assert (tmpl == gen_tmpl
13012               || ((fndecl = retrieve_specialization (tmpl, orig_args, 0))
13013                   == spec)
13014               || fndecl == NULL_TREE);
13015
13016   if (spec != NULL_TREE)
13017     return spec;
13018
13019   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
13020                                complain))
13021     return error_mark_node;
13022
13023   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
13024      parameters and return types have to be checked.  However this
13025      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
13026      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
13027      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
13028   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
13029
13030   /* Although PROCESSING_TEMPLATE_DECL may be true at this point
13031      (because, for example, we have encountered a non-dependent
13032      function call in the body of a template function and must now
13033      determine which of several overloaded functions will be called),
13034      within the instantiation itself we are not processing a
13035      template.  */  
13036   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
13037   processing_template_decl = 0;
13038   /* Substitute template parameters to obtain the specialization.  */
13039   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
13040                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
13041   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
13042   if (fndecl == error_mark_node)
13043     return error_mark_node;
13044
13045   /* Now we know the specialization, compute access previously
13046      deferred.  */
13047   push_access_scope (fndecl);
13048
13049   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
13050      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
13051      added to the template at parsing time. Let's get those and perfom
13052      the acces checks then.  */
13053   perform_typedefs_access_check (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl), targ_ptr);
13054   perform_deferred_access_checks ();
13055   pop_access_scope (fndecl);
13056   pop_deferring_access_checks ();
13057
13058   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
13059      template, not the most general template.  */
13060   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
13061
13062   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
13063      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
13064      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
13065      instantiating the template clones.  */
13066   if (TREE_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (TREE_CHAIN (gen_tmpl)))
13067     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
13068
13069   return fndecl;
13070 }
13071
13072 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  ARGS is an array with
13073    NARGS elements of the arguments that are being used when calling
13074    it.  TARGS is a vector into which the deduced template arguments
13075    are placed.
13076
13077    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
13078    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
13079    printed only for an incomplete match.
13080
13081    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
13082    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
13083
13084    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
13085    template-id.
13086
13087    The parameter STRICT is one of:
13088
13089    DEDUCE_CALL:
13090      We are deducing arguments for a function call, as in
13091      [temp.deduct.call].
13092
13093    DEDUCE_CONV:
13094      We are deducing arguments for a conversion function, as in
13095      [temp.deduct.conv].
13096
13097    DEDUCE_EXACT:
13098      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
13099      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
13100      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
13101      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
13102
13103 int
13104 fn_type_unification (tree fn,
13105                      tree explicit_targs,
13106                      tree targs,
13107                      const tree *args,
13108                      unsigned int nargs,
13109                      tree return_type,
13110                      unification_kind_t strict,
13111                      int flags)
13112 {
13113   tree parms;
13114   tree fntype;
13115   int result;
13116   bool incomplete_argument_packs_p = false;
13117
13118   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
13119
13120   fntype = TREE_TYPE (fn);
13121   if (explicit_targs)
13122     {
13123       /* [temp.deduct]
13124
13125          The specified template arguments must match the template
13126          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
13127          must not be more arguments than there are parameters;
13128          otherwise type deduction fails.
13129
13130          Nontype arguments must match the types of the corresponding
13131          nontype template parameters, or must be convertible to the
13132          types of the corresponding nontype parameters as specified in
13133          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
13134
13135          All references in the function type of the function template
13136          to the corresponding template parameters are replaced by the
13137          specified template argument values.  If a substitution in a
13138          template parameter or in the function type of the function
13139          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
13140       tree tparms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn);
13141       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
13142       tree converted_args;
13143       bool incomplete = false;
13144
13145       if (explicit_targs == error_mark_node)
13146         return 1;
13147
13148       converted_args
13149         = (coerce_template_parms (tparms, explicit_targs, NULL_TREE, tf_none,
13150                                   /*require_all_args=*/false,
13151                                   /*use_default_args=*/false));
13152       if (converted_args == error_mark_node)
13153         return 1;
13154
13155       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
13156          necessary so that, for instance, explicitly declared function
13157          arguments can match null pointed constants.  If we were given
13158          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
13159          processing during substitution as we could create partial
13160          instantiations.  */
13161       for (i = 0; i < len; i++)
13162         {
13163           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
13164           bool parameter_pack = false;
13165
13166           /* Dig out the actual parm.  */
13167           if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
13168               || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
13169             {
13170               parm = TREE_TYPE (parm);
13171               parameter_pack = TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm);
13172             }
13173           else if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
13174             {
13175               parm = DECL_INITIAL (parm);
13176               parameter_pack = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm);
13177             }
13178
13179           if (parameter_pack)
13180             {
13181               int level, idx;
13182               tree targ;
13183               template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
13184
13185               /* Mark the argument pack as "incomplete". We could
13186                  still deduce more arguments during unification.  */
13187               targ = TMPL_ARG (converted_args, level, idx);
13188               if (targ)
13189                 {
13190                   ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P(targ) = 1;
13191                   ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (targ) 
13192                     = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
13193                 }
13194
13195               /* We have some incomplete argument packs.  */
13196               incomplete_argument_packs_p = true;
13197             }
13198         }
13199
13200       if (incomplete_argument_packs_p)
13201         /* Any substitution is guaranteed to be incomplete if there
13202            are incomplete argument packs, because we can still deduce
13203            more arguments.  */
13204         incomplete = 1;
13205       else
13206         incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
13207
13208       processing_template_decl += incomplete;
13209       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
13210       processing_template_decl -= incomplete;
13211
13212       if (fntype == error_mark_node)
13213         return 1;
13214
13215       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
13216       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
13217         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
13218     }
13219
13220   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
13221   parms = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (fntype));
13222
13223   if (return_type)
13224     {
13225       tree *new_args;
13226
13227       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
13228       new_args = XALLOCAVEC (tree, nargs + 1);
13229       new_args[0] = return_type;
13230       memcpy (new_args + 1, args, nargs * sizeof (tree));
13231       args = new_args;
13232       ++nargs;
13233     }
13234
13235   /* We allow incomplete unification without an error message here
13236      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
13237      callers must be ready to deal with unification failures in any
13238      event.  */
13239   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
13240                                   targs, parms, args, nargs, /*subr=*/0,
13241                                   strict, flags);
13242
13243   if (result == 0 && incomplete_argument_packs_p)
13244     {
13245       int i, len = NUM_TMPL_ARGS (targs);
13246
13247       /* Clear the "incomplete" flags on all argument packs.  */
13248       for (i = 0; i < len; i++)
13249         {
13250           tree arg = TREE_VEC_ELT (targs, i);
13251           if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
13252             {
13253               ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg) = 0;
13254               ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (arg) = NULL_TREE;
13255             }
13256         }
13257     }
13258
13259   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
13260      ensure that the arguments deduced for the template template
13261      parameters have compatible template parameter lists.  We cannot
13262      check this property before we have deduced all template
13263      arguments, because the template parameter types of a template
13264      template parameter might depend on prior template parameters
13265      deduced after the template template parameter.  The following
13266      ill-formed example illustrates this issue:
13267
13268        template<typename T, template<T> class C> void f(C<5>, T);
13269
13270        template<int N> struct X {};
13271
13272        void g() {
13273          f(X<5>(), 5l); // error: template argument deduction fails
13274        }
13275
13276      The template parameter list of 'C' depends on the template type
13277      parameter 'T', but 'C' is deduced to 'X' before 'T' is deduced to
13278      'long'.  Thus, we can't check that 'C' cannot bind to 'X' at the
13279      time that we deduce 'C'.  */
13280   if (result == 0
13281       && !template_template_parm_bindings_ok_p 
13282            (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), targs))
13283     return 1;
13284
13285   if (result == 0)
13286     /* All is well so far.  Now, check:
13287
13288        [temp.deduct]
13289
13290        When all template arguments have been deduced, all uses of
13291        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
13292        the corresponding deduced argument values.  If the
13293        substitution results in an invalid type, as described above,
13294        type deduction fails.  */
13295     {
13296       tree substed = tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE);
13297       if (substed == error_mark_node)
13298         return 1;
13299
13300       /* If we're looking for an exact match, check that what we got
13301          is indeed an exact match.  It might not be if some template
13302          parameters are used in non-deduced contexts.  */
13303       if (strict == DEDUCE_EXACT)
13304         {
13305           unsigned int i;
13306
13307           tree sarg
13308             = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (substed));
13309           if (return_type)
13310             sarg = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (substed), sarg);
13311           for (i = 0; i < nargs && sarg; ++i, sarg = TREE_CHAIN (sarg))
13312             if (!same_type_p (args[i], TREE_VALUE (sarg)))
13313               return 1;
13314         }
13315     }
13316
13317   return result;
13318 }
13319
13320 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
13321    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
13322    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
13323    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
13324    the argument passed to the call, or the type of the value
13325    initialized with the result of the conversion function.
13326    ARG_EXPR is the original argument expression, which may be null.  */
13327
13328 static int
13329 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
13330                                   tree* parm,
13331                                   tree* arg,
13332                                   tree arg_expr)
13333 {
13334   int result = 0;
13335
13336   switch (strict)
13337     {
13338     case DEDUCE_CALL:
13339       break;
13340
13341     case DEDUCE_CONV:
13342       {
13343         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
13344            function; the handling is precisely symmetric since PARM
13345            will initialize ARG rather than vice versa.  */
13346         tree* temp = parm;
13347         parm = arg;
13348         arg = temp;
13349         break;
13350       }
13351
13352     case DEDUCE_EXACT:
13353       /* Core issue #873: Do the DR606 thing (see below) for these cases,
13354          too, but here handle it by stripping the reference from PARM
13355          rather than by adding it to ARG.  */
13356       if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
13357           && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
13358           && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
13359           && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
13360           && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE
13361           && !TYPE_REF_IS_RVALUE (*arg))
13362         *parm = TREE_TYPE (*parm);
13363       /* Nothing else to do in this case.  */
13364       return 0;
13365
13366     default:
13367       gcc_unreachable ();
13368     }
13369
13370   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
13371     {
13372       /* [temp.deduct.call]
13373
13374          If P is not a reference type:
13375
13376          --If A is an array type, the pointer type produced by the
13377          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
13378          used in place of A for type deduction; otherwise,
13379
13380          --If A is a function type, the pointer type produced by
13381          the function-to-pointer standard conversion
13382          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
13383          otherwise,
13384
13385          --If A is a cv-qualified type, the top level
13386          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
13387          deduction.  */
13388       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
13389         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
13390       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
13391         *arg = build_pointer_type (*arg);
13392       else
13393         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
13394     }
13395
13396   /* From C++0x [14.8.2.1/3 temp.deduct.call] (after DR606), "If P is
13397      of the form T&&, where T is a template parameter, and the argument
13398      is an lvalue, T is deduced as A& */
13399   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
13400       && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
13401       && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
13402       && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
13403       && arg_expr && real_lvalue_p (arg_expr))
13404     *arg = build_reference_type (*arg);
13405
13406   /* [temp.deduct.call]
13407
13408      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
13409      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
13410      reference type, the type referred to by P is used for
13411      type deduction.  */
13412   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
13413   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
13414     {
13415       *parm = TREE_TYPE (*parm);
13416       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
13417     }
13418
13419   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
13420      too (which has been swapped into ARG).  */
13421   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
13422     *arg = TREE_TYPE (*arg);
13423
13424   return result;
13425 }
13426
13427 /* Most parms like fn_type_unification.
13428
13429    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
13430    arguments of a function or method parameter of a function
13431    template). */
13432
13433 static int
13434 type_unification_real (tree tparms,
13435                        tree targs,
13436                        tree xparms,
13437                        const tree *xargs,
13438                        unsigned int xnargs,
13439                        int subr,
13440                        unification_kind_t strict,
13441                        int flags)
13442 {
13443   tree parm, arg, arg_expr;
13444   int i;
13445   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
13446   int sub_strict;
13447   int saw_undeduced = 0;
13448   tree parms;
13449   const tree *args;
13450   unsigned int nargs;
13451   unsigned int ia;
13452
13453   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
13454   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
13455   gcc_assert (ntparms > 0);
13456
13457   /* Reset the number of non-defaulted template arguments contained
13458      in in TARGS.  */
13459   NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs) = NULL_TREE;
13460
13461   switch (strict)
13462     {
13463     case DEDUCE_CALL:
13464       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
13465                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
13466       break;
13467
13468     case DEDUCE_CONV:
13469       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
13470       break;
13471
13472     case DEDUCE_EXACT:
13473       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
13474       break;
13475
13476     default:
13477       gcc_unreachable ();
13478     }
13479
13480  again:
13481   parms = xparms;
13482   args = xargs;
13483   nargs = xnargs;
13484
13485   ia = 0;
13486   while (parms && parms != void_list_node
13487          && ia < nargs)
13488     {
13489       if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parms)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
13490         break;
13491
13492       parm = TREE_VALUE (parms);
13493       parms = TREE_CHAIN (parms);
13494       arg = args[ia];
13495       ++ia;
13496       arg_expr = NULL;
13497
13498       if (arg == error_mark_node)
13499         return 1;
13500       if (arg == unknown_type_node)
13501         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
13502            template args from other function args.  */
13503         continue;
13504
13505       /* Conversions will be performed on a function argument that
13506          corresponds with a function parameter that contains only
13507          non-deducible template parameters and explicitly specified
13508          template parameters.  */
13509       if (!uses_template_parms (parm))
13510         {
13511           tree type;
13512
13513           if (!TYPE_P (arg))
13514             type = TREE_TYPE (arg);
13515           else
13516             type = arg;
13517
13518           if (same_type_p (parm, type))
13519             continue;
13520           if (strict != DEDUCE_EXACT
13521               && can_convert_arg (parm, type, TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg,
13522                                   flags))
13523             continue;
13524
13525           return 1;
13526         }
13527
13528       if (!TYPE_P (arg))
13529         {
13530           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
13531           if (type_unknown_p (arg))
13532             {
13533               /* [temp.deduct.type] 
13534
13535                  A template-argument can be deduced from a pointer to
13536                  function or pointer to member function argument if
13537                  the set of overloaded functions does not contain
13538                  function templates and at most one of a set of
13539                  overloaded functions provides a unique match.  */
13540               if (resolve_overloaded_unification
13541                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict))
13542                 continue;
13543
13544               return 1;
13545             }
13546           arg_expr = arg;
13547           arg = unlowered_expr_type (arg);
13548           if (arg == error_mark_node)
13549             return 1;
13550         }
13551
13552       {
13553         int arg_strict = sub_strict;
13554
13555         if (!subr)
13556           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg,
13557                                                           arg_expr);
13558
13559         if (arg == init_list_type_node && arg_expr)
13560           arg = arg_expr;
13561         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
13562           return 1;
13563       }
13564     }
13565
13566
13567   if (parms 
13568       && parms != void_list_node
13569       && TREE_CODE (TREE_VALUE (parms)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
13570     {
13571       /* Unify the remaining arguments with the pack expansion type.  */
13572       tree argvec;
13573       tree parmvec = make_tree_vec (1);
13574
13575       /* Allocate a TREE_VEC and copy in all of the arguments */ 
13576       argvec = make_tree_vec (nargs - ia);
13577       for (i = 0; ia < nargs; ++ia, ++i)
13578         TREE_VEC_ELT (argvec, i) = args[ia];
13579
13580       /* Copy the parameter into parmvec.  */
13581       TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = TREE_VALUE (parms);
13582       if (unify_pack_expansion (tparms, targs, parmvec, argvec, strict,
13583                                 /*call_args_p=*/true, /*subr=*/subr))
13584         return 1;
13585
13586       /* Advance to the end of the list of parameters.  */
13587       parms = TREE_CHAIN (parms);
13588     }
13589
13590   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
13591      are present, and the parm list isn't variadic.  */
13592   if (ia < nargs && parms == void_list_node)
13593     return 1;
13594   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
13595   if (parms && parms != void_list_node
13596       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
13597     return 1;
13598
13599   if (!subr)
13600     for (i = 0; i < ntparms; i++)
13601       if (!TREE_VEC_ELT (targs, i))
13602         {
13603           tree tparm;
13604
13605           if (TREE_VEC_ELT (tparms, i) == error_mark_node)
13606             continue;
13607
13608           tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
13609
13610           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
13611              a type parameter, try another pass; its type may have been
13612              deduced from a later argument than the one from which
13613              this parameter can be deduced.  */
13614           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
13615               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
13616               && !saw_undeduced++)
13617             goto again;
13618
13619           /* Core issue #226 (C++0x) [temp.deduct]:
13620
13621                If a template argument has not been deduced, its
13622                default template argument, if any, is used. 
13623
13624              When we are in C++98 mode, TREE_PURPOSE will either
13625              be NULL_TREE or ERROR_MARK_NODE, so we do not need
13626              to explicitly check cxx_dialect here.  */
13627           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i)))
13628             {
13629               tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
13630               tree arg = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
13631               arg = tsubst_template_arg (arg, targs, tf_none, NULL_TREE);
13632               arg = convert_template_argument (parm, arg, targs, tf_none,
13633                                                i, NULL_TREE);
13634               if (arg == error_mark_node)
13635                 return 1;
13636               else
13637                 {
13638                   TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
13639                   /* The position of the first default template argument,
13640                      is also the number of non-defaulted arguments in TARGS.
13641                      Record that.  */
13642                   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs))
13643                     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs, i);
13644                   continue;
13645                 }
13646             }
13647
13648           /* If the type parameter is a parameter pack, then it will
13649              be deduced to an empty parameter pack.  */
13650           if (template_parameter_pack_p (tparm))
13651             {
13652               tree arg;
13653
13654               if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
13655                 {
13656                   arg = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
13657                   TREE_TYPE (arg)  = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (tparm));
13658                   TREE_CONSTANT (arg) = 1;
13659                 }
13660               else
13661                 arg = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
13662
13663               SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (arg, make_tree_vec (0));
13664
13665               TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
13666               continue;
13667             }
13668
13669           return 2;
13670         }
13671 #ifdef ENABLE_CHECKING
13672   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs))
13673     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs, TREE_VEC_LENGTH (targs));
13674 #endif
13675
13676   return 0;
13677 }
13678
13679 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables
13680    at the call site.  ARG is an overloaded function (or template-id);
13681    we try deducing template args from each of the overloads, and if
13682    only one succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns
13683    true on success.  */
13684
13685 static bool
13686 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
13687                                 tree targs,
13688                                 tree parm,
13689                                 tree arg,
13690                                 unification_kind_t strict,
13691                                 int sub_strict)
13692 {
13693   tree tempargs = copy_node (targs);
13694   int good = 0;
13695   tree goodfn = NULL_TREE;
13696   bool addr_p;
13697
13698   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
13699     {
13700       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
13701       addr_p = true;
13702     }
13703   else
13704     addr_p = false;
13705
13706   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
13707     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
13708        function name.  */
13709     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
13710
13711   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
13712     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
13713
13714   /* Strip baselink information.  */
13715   if (BASELINK_P (arg))
13716     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
13717
13718   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
13719     {
13720       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
13721          the affected templates before we try to unify, in case the
13722          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
13723
13724       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
13725       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
13726
13727       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
13728         {
13729           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
13730           tree subargs, elem;
13731
13732           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
13733             continue;
13734
13735           ++processing_template_decl;
13736           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
13737                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
13738           if (subargs)
13739             {
13740               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
13741               if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
13742                                     elem, strict, sub_strict, addr_p)
13743                   && (!goodfn || !decls_match (goodfn, elem)))
13744                 {
13745                   goodfn = elem;
13746                   ++good;
13747                 }
13748             }
13749           --processing_template_decl;
13750         }
13751     }
13752   else if (TREE_CODE (arg) != OVERLOAD
13753            && TREE_CODE (arg) != FUNCTION_DECL)
13754     /* If ARG is, for example, "(0, &f)" then its type will be unknown
13755        -- but the deduction does not succeed because the expression is
13756        not just the function on its own.  */
13757     return false;
13758   else
13759     for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
13760       if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
13761                             TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
13762                             strict, sub_strict, addr_p)
13763           && (!goodfn || !decls_match (goodfn, OVL_CURRENT (arg))))
13764         {
13765           goodfn = OVL_CURRENT (arg);
13766           ++good;
13767         }
13768
13769   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
13770      to function or pointer to member function argument if the set of
13771      overloaded functions does not contain function templates and at most
13772      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
13773
13774      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
13775      deduce anything.  */
13776
13777   if (good == 1)
13778     {
13779       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
13780       for (; i--; )
13781         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
13782           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
13783     }
13784   if (good)
13785     return true;
13786
13787   return false;
13788 }
13789
13790 /* Core DR 115: In contexts where deduction is done and fails, or in
13791    contexts where deduction is not done, if a template argument list is
13792    specified and it, along with any default template arguments, identifies
13793    a single function template specialization, then the template-id is an
13794    lvalue for the function template specialization.  */
13795
13796 tree
13797 resolve_nondeduced_context (tree orig_expr)
13798 {
13799   tree expr, offset, baselink;
13800   bool addr;
13801
13802   if (!type_unknown_p (orig_expr))
13803     return orig_expr;
13804
13805   expr = orig_expr;
13806   addr = false;
13807   offset = NULL_TREE;
13808   baselink = NULL_TREE;
13809
13810   if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
13811     {
13812       expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
13813       addr = true;
13814     }
13815   if (TREE_CODE (expr) == OFFSET_REF)
13816     {
13817       offset = expr;
13818       expr = TREE_OPERAND (expr, 1);
13819     }
13820   if (TREE_CODE (expr) == BASELINK)
13821     {
13822       baselink = expr;
13823       expr = BASELINK_FUNCTIONS (expr);
13824     }
13825
13826   if (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_ID_EXPR)
13827     {
13828       int good = 0;
13829       tree goodfn = NULL_TREE;
13830
13831       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
13832          the affected templates before we try to unify, in case the
13833          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
13834
13835       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (expr, 1);
13836       tree arg = TREE_OPERAND (expr, 0);
13837       tree badfn = NULL_TREE;
13838       tree badargs = NULL_TREE;
13839
13840       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
13841         {
13842           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
13843           tree subargs, elem;
13844
13845           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
13846             continue;
13847
13848           ++processing_template_decl;
13849           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
13850                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
13851           if (subargs && !any_dependent_template_arguments_p (subargs))
13852             {
13853               elem = instantiate_template (fn, subargs, tf_none);
13854               if (elem == error_mark_node)
13855                 {
13856                   badfn = fn;
13857                   badargs = subargs;
13858                 }
13859               else if (elem && (!goodfn || !decls_match (goodfn, elem)))
13860                 {
13861                   goodfn = elem;
13862                   ++good;
13863                 }
13864             }
13865           --processing_template_decl;
13866         }
13867       if (good == 1)
13868         {
13869           expr = goodfn;
13870           if (baselink)
13871             expr = build_baselink (BASELINK_BINFO (baselink),
13872                                    BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink),
13873                                    expr, BASELINK_OPTYPE (baselink));
13874           if (offset)
13875             expr = build2 (OFFSET_REF, TREE_TYPE (expr),
13876                            TREE_OPERAND (offset, 0), expr);
13877           if (addr)
13878             expr = build_address (expr);
13879           return expr;
13880         }
13881       else if (good == 0 && badargs)
13882         /* There were no good options and at least one bad one, so let the
13883            user know what the problem is.  */
13884         instantiate_template (badfn, badargs, tf_warning_or_error);
13885     }
13886   return orig_expr;
13887 }
13888
13889 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
13890    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
13891    different overloads deduce different arguments for a given parm.
13892    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
13893    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
13894
13895    Returns 1 on success.  */
13896
13897 static int
13898 try_one_overload (tree tparms,
13899                   tree orig_targs,
13900                   tree targs,
13901                   tree parm,
13902                   tree arg,
13903                   unification_kind_t strict,
13904                   int sub_strict,
13905                   bool addr_p)
13906 {
13907   int nargs;
13908   tree tempargs;
13909   int i;
13910
13911   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
13912      to function or pointer to member function argument if the set of
13913      overloaded functions does not contain function templates and at most
13914      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
13915
13916      So if this is a template, just return success.  */
13917
13918   if (uses_template_parms (arg))
13919     return 1;
13920
13921   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
13922     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
13923   else if (addr_p)
13924     arg = build_pointer_type (arg);
13925
13926   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg, NULL);
13927
13928   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
13929      some template args from previous args, unify would complain when we
13930      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
13931      there isn't really a conflict.  */
13932   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
13933   tempargs = make_tree_vec (nargs);
13934
13935   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
13936     return 0;
13937
13938   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
13939      explicitly specified args.  */
13940   for (i = nargs; i--; )
13941     {
13942       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
13943       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
13944
13945       if (!elt)
13946         /*NOP*/;
13947       else if (uses_template_parms (elt))
13948         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
13949            template args used in the function parm list with our own
13950            template parms.  Discard them.  */
13951         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
13952       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
13953         return 0;
13954     }
13955
13956   for (i = nargs; i--; )
13957     {
13958       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
13959
13960       if (elt)
13961         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
13962     }
13963
13964   return 1;
13965 }
13966
13967 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
13968    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
13969    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
13970    TARGS are as for unify.  */
13971
13972 static tree
13973 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
13974 {
13975   tree copy_of_targs;
13976
13977   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
13978       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
13979           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
13980     return NULL_TREE;
13981
13982   /* We need to make a new template argument vector for the call to
13983      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
13984      the attempted unification, even if this class didn't work out.
13985      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
13986      we've already done, since unification is supposed to be done on
13987      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
13988      following pathological case:
13989
13990        template <int I, int J, int K>
13991        struct S {};
13992
13993        template <int I, int J>
13994        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
13995
13996        template <int I, int J, int K>
13997        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
13998
13999        void g() {
14000          S<0, 0, 0> s0;
14001          S<0, 1, 2> s2;
14002
14003          f(s0, s2);
14004        }
14005
14006      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
14007      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
14008      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
14009      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
14010      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
14011      would reject the possibility I=1.  */
14012   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
14013
14014   /* If unification failed, we're done.  */
14015   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
14016              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
14017     return NULL_TREE;
14018
14019   return arg;
14020 }
14021
14022 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
14023    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
14024    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
14025    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
14026    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
14027    by unify.  */
14028
14029 static tree
14030 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
14031 {
14032   tree rval = NULL_TREE;
14033   tree binfo;
14034
14035   gcc_assert (RECORD_OR_UNION_CODE_P (TREE_CODE (arg)));
14036
14037   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
14038   if (!binfo)
14039     /* The type could not be completed.  */
14040     return NULL_TREE;
14041
14042   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
14043      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
14044   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
14045     {
14046       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
14047
14048       if (r)
14049         {
14050           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
14051
14052                [temp.deduct.call]
14053
14054               If they yield more than one possible deduced A, the type
14055               deduction fails.
14056
14057              applies.  */
14058           if (rval && !same_type_p (r, rval))
14059             return NULL_TREE;
14060
14061           rval = r;
14062         }
14063     }
14064
14065   return rval;
14066 }
14067
14068 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
14069
14070 static int
14071 template_decl_level (tree decl)
14072 {
14073   switch (TREE_CODE (decl))
14074     {
14075     case TYPE_DECL:
14076     case TEMPLATE_DECL:
14077       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
14078
14079     case PARM_DECL:
14080       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
14081
14082     default:
14083       gcc_unreachable ();
14084     }
14085   return 0;
14086 }
14087
14088 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
14089    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
14090    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
14091
14092 static int
14093 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
14094 {
14095   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
14096   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
14097
14098   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14099       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
14100     {
14101       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
14102           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
14103           does not apply during deduction [14.8.2.4]/1, (even though
14104           that is not explicitly mentioned, [14.8.2.4]/9 indicates
14105           this).  Except when we're allowing additional CV qualifiers
14106           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
14107       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
14108            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
14109            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
14110           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
14111         return 0;
14112
14113       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
14114           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
14115         return 0;
14116     }
14117
14118   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
14119       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
14120     return 0;
14121
14122   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
14123       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
14124     return 0;
14125
14126   return 1;
14127 }
14128
14129 /* Determines the LEVEL and INDEX for the template parameter PARM.  */
14130 void 
14131 template_parm_level_and_index (tree parm, int* level, int* index)
14132 {
14133   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14134       || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
14135       || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
14136     {
14137       *index = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
14138       *level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm);
14139     }
14140   else
14141     {
14142       *index = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
14143       *level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm);
14144     }
14145 }
14146
14147 /* Unifies the remaining arguments in PACKED_ARGS with the pack
14148    expansion at the end of PACKED_PARMS. Returns 0 if the type
14149    deduction succeeds, 1 otherwise. STRICT is the same as in
14150    unify. CALL_ARGS_P is true iff PACKED_ARGS is actually a function
14151    call argument list. We'll need to adjust the arguments to make them
14152    types. SUBR tells us if this is from a recursive call to
14153    type_unification_real.  */
14154 int
14155 unify_pack_expansion (tree tparms, tree targs, tree packed_parms, 
14156                       tree packed_args, int strict, bool call_args_p,
14157                       bool subr)
14158 {
14159   tree parm 
14160     = TREE_VEC_ELT (packed_parms, TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1);
14161   tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (parm);
14162   tree pack, packs = NULL_TREE;
14163   int i, start = TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1;
14164   int len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
14165
14166   /* Determine the parameter packs we will be deducing from the
14167      pattern, and record their current deductions.  */
14168   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (parm); 
14169        pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
14170     {
14171       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
14172       int idx, level;
14173
14174       /* Determine the index and level of this parameter pack.  */
14175       template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
14176
14177       /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
14178          argument packs.  */
14179       packs = tree_cons (parm_pack, TMPL_ARG (targs, level, idx), packs);
14180       TREE_TYPE (packs) = make_tree_vec (len - start);
14181     }
14182   
14183   /* Loop through all of the arguments that have not yet been
14184      unified and unify each with the pattern.  */
14185   for (i = start; i < len; i++)
14186     {
14187       tree parm = pattern;
14188
14189       /* For each parameter pack, clear out the deduced value so that
14190          we can deduce it again.  */
14191       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
14192         {
14193           int idx, level;
14194           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
14195
14196           TMPL_ARG (targs, level, idx) = NULL_TREE;
14197         }
14198
14199       /* Unify the pattern with the current argument.  */
14200       {
14201         tree arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, i);
14202         tree arg_expr = NULL_TREE;
14203         int arg_strict = strict;
14204         bool skip_arg_p = false;
14205
14206         if (call_args_p)
14207           {
14208             int sub_strict;
14209
14210             /* This mirrors what we do in type_unification_real.  */
14211             switch (strict)
14212               {
14213               case DEDUCE_CALL:
14214                 sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 
14215                               | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
14216                               | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
14217                 break;
14218                 
14219               case DEDUCE_CONV:
14220                 sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
14221                 break;
14222                 
14223               case DEDUCE_EXACT:
14224                 sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
14225                 break;
14226                 
14227               default:
14228                 gcc_unreachable ();
14229               }
14230
14231             if (!TYPE_P (arg))
14232               {
14233                 gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
14234                 if (type_unknown_p (arg))
14235                   {
14236                     /* [temp.deduct.type] A template-argument can be
14237                        deduced from a pointer to function or pointer
14238                        to member function argument if the set of
14239                        overloaded functions does not contain function
14240                        templates and at most one of a set of
14241                        overloaded functions provides a unique
14242                        match.  */
14243
14244                     if (resolve_overloaded_unification
14245                         (tparms, targs, parm, arg,
14246                          (unification_kind_t) strict,
14247                          sub_strict)
14248                         != 0)
14249                       return 1;
14250                     skip_arg_p = true;
14251                   }
14252
14253                 if (!skip_arg_p)
14254                   {
14255                     arg_expr = arg;
14256                     arg = unlowered_expr_type (arg);
14257                     if (arg == error_mark_node)
14258                       return 1;
14259                   }
14260               }
14261       
14262             arg_strict = sub_strict;
14263
14264             if (!subr)
14265               arg_strict |= 
14266                 maybe_adjust_types_for_deduction ((unification_kind_t) strict,
14267                                                   &parm, &arg, arg_expr);
14268           }
14269
14270         if (!skip_arg_p)
14271           {
14272             /* For deduction from an init-list we need the actual list.  */
14273             if (arg_expr && BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg_expr))
14274               arg = arg_expr;
14275             if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
14276               return 1;
14277           }
14278       }
14279
14280       /* For each parameter pack, collect the deduced value.  */
14281       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
14282         {
14283           int idx, level;
14284           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
14285
14286           TREE_VEC_ELT (TREE_TYPE (pack), i - start) = 
14287             TMPL_ARG (targs, level, idx);
14288         }
14289     }
14290
14291   /* Verify that the results of unification with the parameter packs
14292      produce results consistent with what we've seen before, and make
14293      the deduced argument packs available.  */
14294   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
14295     {
14296       tree old_pack = TREE_VALUE (pack);
14297       tree new_args = TREE_TYPE (pack);
14298       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (new_args);
14299       int idx, level;
14300       bool nondeduced_p = false;
14301
14302       /* By default keep the original deduced argument pack.
14303          If necessary, more specific code is going to update the
14304          resulting deduced argument later down in this function.  */
14305       template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
14306       TMPL_ARG (targs, level, idx) = old_pack;
14307
14308       /* If NEW_ARGS contains any NULL_TREE entries, we didn't
14309          actually deduce anything.  */
14310       for (i = 0; i < len && !nondeduced_p; ++i)
14311         if (TREE_VEC_ELT (new_args, i) == NULL_TREE)
14312           nondeduced_p = true;
14313       if (nondeduced_p)
14314         continue;
14315
14316       if (old_pack && ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack))
14317         {
14318           /* Prepend the explicit arguments onto NEW_ARGS.  */
14319           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
14320           tree old_args = new_args;
14321           int i, explicit_len = TREE_VEC_LENGTH (explicit_args);
14322           int len = explicit_len + TREE_VEC_LENGTH (old_args);
14323
14324           /* Copy the explicit arguments.  */
14325           new_args = make_tree_vec (len);
14326           for (i = 0; i < explicit_len; i++)
14327             TREE_VEC_ELT (new_args, i) = TREE_VEC_ELT (explicit_args, i);
14328
14329           /* Copy the deduced arguments.  */
14330           for (; i < len; i++)
14331             TREE_VEC_ELT (new_args, i) =
14332               TREE_VEC_ELT (old_args, i - explicit_len);
14333         }
14334
14335       if (!old_pack)
14336         {
14337           tree result;
14338           /* Build the deduced *_ARGUMENT_PACK.  */
14339           if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (pack)) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
14340             {
14341               result = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
14342               TREE_TYPE (result) = 
14343                 TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (TREE_PURPOSE (pack)));
14344               TREE_CONSTANT (result) = 1;
14345             }
14346           else
14347             result = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
14348
14349           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (result, new_args);
14350
14351           /* Note the deduced argument packs for this parameter
14352              pack.  */
14353           TMPL_ARG (targs, level, idx) = result;
14354         }
14355       else if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack)
14356                && (ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack) 
14357                    == ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack)))
14358         {
14359           /* We only had the explicitly-provided arguments before, but
14360              now we have a complete set of arguments.  */
14361           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
14362
14363           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack, new_args);
14364           ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack) = 1;
14365           ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack) = explicit_args;
14366         }
14367       else if (!comp_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack),
14368                                     new_args))
14369         /* Inconsistent unification of this parameter pack.  */
14370         return 1;
14371     }
14372
14373   return 0;
14374 }
14375
14376 /* Deduce the value of template parameters.  TPARMS is the (innermost)
14377    set of template parameters to a template.  TARGS is the bindings
14378    for those template parameters, as determined thus far; TARGS may
14379    include template arguments for outer levels of template parameters
14380    as well.  PARM is a parameter to a template function, or a
14381    subcomponent of that parameter; ARG is the corresponding argument.
14382    This function attempts to match PARM with ARG in a manner
14383    consistent with the existing assignments in TARGS.  If more values
14384    are deduced, then TARGS is updated.
14385
14386    Returns 0 if the type deduction succeeds, 1 otherwise.  The
14387    parameter STRICT is a bitwise or of the following flags:
14388
14389      UNIFY_ALLOW_NONE:
14390        Require an exact match between PARM and ARG.
14391      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
14392        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
14393        conversion) than ARG.
14394      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
14395        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
14396      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
14397        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
14398        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
14399        ARG.
14400      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
14401        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
14402        case for more information.
14403      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
14404        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
14405        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
14406        have const qualified pointers leading up to the inner type which
14407        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
14408        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
14409        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
14410      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
14411        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
14412        qualified at this point.
14413      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
14414        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
14415        qualified at this point.  */
14416
14417 static int
14418 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
14419 {
14420   int idx;
14421   tree targ;
14422   tree tparm;
14423   int strict_in = strict;
14424
14425   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
14426      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
14427      signedness is the only information lost, and I think that will be
14428      okay.  */
14429   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
14430     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
14431
14432   if (arg == error_mark_node)
14433     return 1;
14434   if (arg == unknown_type_node
14435       || arg == init_list_type_node)
14436     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
14437        template args from other function args.  */
14438     return 0;
14439
14440   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
14441      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
14442      template parameters.  We might need them if we're trying to
14443      figure out which of two things is more specialized.  */
14444   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
14445     return 0;
14446
14447   /* Handle init lists early, so the rest of the function can assume
14448      we're dealing with a type. */
14449   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg))
14450     {
14451       tree elt, elttype;
14452       unsigned i;
14453       tree orig_parm = parm;
14454
14455       /* Replace T with std::initializer_list<T> for deduction.  */
14456       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14457           && flag_deduce_init_list)
14458         parm = listify (parm);
14459
14460       if (!is_std_init_list (parm))
14461         /* We can only deduce from an initializer list argument if the
14462            parameter is std::initializer_list; otherwise this is a
14463            non-deduced context. */
14464         return 0;
14465
14466       elttype = TREE_VEC_ELT (CLASSTYPE_TI_ARGS (parm), 0);
14467
14468       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, elt)
14469         {
14470           int elt_strict = strict;
14471           if (!BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (elt))
14472             {
14473               tree type = TREE_TYPE (elt);
14474               /* It should only be possible to get here for a call.  */
14475               gcc_assert (elt_strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL);
14476               elt_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction
14477                 (DEDUCE_CALL, &elttype, &type, elt);
14478               elt = type;
14479             }
14480
14481           if (unify (tparms, targs, elttype, elt, elt_strict))
14482             return 1;
14483         }
14484
14485       /* If the std::initializer_list<T> deduction worked, replace the
14486          deduced A with std::initializer_list<A>.  */
14487       if (orig_parm != parm)
14488         {
14489           idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (orig_parm);
14490           targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
14491           targ = listify (targ);
14492           TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = targ;
14493         }
14494       return 0;
14495     }
14496
14497   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
14498      cv-qualification mismatches.  */
14499   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
14500       && TYPE_P (arg)
14501       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
14502          type, and the elements might be template type parms. We'll check
14503          when we recurse.  */
14504       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
14505       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
14506          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
14507          PARM `T' for example, when computing which of two templates
14508          is more specialized, for example.  */
14509       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
14510       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
14511     return 1;
14512
14513   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
14514       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
14515     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
14516   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
14517   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
14518   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
14519   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
14520
14521   switch (TREE_CODE (parm))
14522     {
14523     case TYPENAME_TYPE:
14524     case SCOPE_REF:
14525     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
14526       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
14527          argument values cannot be deduced for template parameters used
14528          within the nested-name-specifier.  */
14529       return 0;
14530
14531     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
14532     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
14533     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
14534       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
14535       if (tparm == error_mark_node)
14536         return 1;
14537
14538       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
14539           != template_decl_level (tparm))
14540         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
14541            to see if it matches ARG.  */
14542         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
14543                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
14544       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
14545       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
14546       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
14547
14548       /* Check for mixed types and values.  */
14549       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14550            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
14551           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
14552               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
14553         return 1;
14554
14555       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
14556         {
14557           /* ARG must be constructed from a template class or a template
14558              template parameter.  */
14559           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
14560               && !CLASSTYPE_SPECIALIZATION_OF_PRIMARY_TEMPLATE_P (arg))
14561             return 1;
14562
14563           {
14564             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
14565             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
14566             tree parm_parms 
14567               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
14568                   (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_DECL (parm));
14569             int i, len;
14570             int parm_variadic_p = 0;
14571
14572             /* The resolution to DR150 makes clear that default
14573                arguments for an N-argument may not be used to bind T
14574                to a template template parameter with fewer than N
14575                parameters.  It is not safe to permit the binding of
14576                default arguments as an extension, as that may change
14577                the meaning of a conforming program.  Consider:
14578
14579                   struct Dense { static const unsigned int dim = 1; };
14580
14581                   template <template <typename> class View,
14582                             typename Block>
14583                   void operator+(float, View<Block> const&);
14584
14585                   template <typename Block,
14586                             unsigned int Dim = Block::dim>
14587                   struct Lvalue_proxy { operator float() const; };
14588
14589                   void
14590                   test_1d (void) {
14591                     Lvalue_proxy<Dense> p;
14592                     float b;
14593                     b + p;
14594                   }
14595
14596               Here, if Lvalue_proxy is permitted to bind to View, then
14597               the global operator+ will be used; if they are not, the
14598               Lvalue_proxy will be converted to float.  */
14599             if (coerce_template_parms (parm_parms,
14600                                        argvec,
14601                                        TYPE_TI_TEMPLATE (parm),
14602                                        tf_none,
14603                                        /*require_all_args=*/true,
14604                                        /*use_default_args=*/false)
14605                 == error_mark_node)
14606               return 1;
14607
14608             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
14609                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
14610                rather than the whole TREE_VEC since they can have
14611                different number of elements.  */
14612
14613             parmvec = expand_template_argument_pack (parmvec);
14614             argvec = expand_template_argument_pack (argvec);
14615
14616             len = TREE_VEC_LENGTH (parmvec);
14617
14618             /* Check if the parameters end in a pack, making them
14619                variadic.  */
14620             if (len > 0
14621                 && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (parmvec, len - 1)))
14622               parm_variadic_p = 1;
14623             
14624             if (TREE_VEC_LENGTH (argvec) < len - parm_variadic_p)
14625               return 1;
14626
14627              for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
14628               {
14629                 if (unify (tparms, targs,
14630                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
14631                            TREE_VEC_ELT (argvec, i),
14632                            UNIFY_ALLOW_NONE))
14633                   return 1;
14634               }
14635
14636             if (parm_variadic_p
14637                 && unify_pack_expansion (tparms, targs,
14638                                          parmvec, argvec,
14639                                          UNIFY_ALLOW_NONE,
14640                                          /*call_args_p=*/false,
14641                                          /*subr=*/false))
14642               return 1;
14643           }
14644           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
14645
14646           /* Fall through to deduce template name.  */
14647         }
14648
14649       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
14650           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
14651         {
14652           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
14653
14654           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
14655           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
14656             return 0;
14657           else if (targ)
14658             return 1;
14659         }
14660       else
14661         {
14662           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
14663              a match unless we are allowing additional qualification.
14664              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
14665              that binds `const int' to `T'.  */
14666           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
14667                                          arg, parm))
14668             return 1;
14669
14670           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
14671              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
14672           arg = cp_build_qualified_type_real
14673             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
14674           if (arg == error_mark_node)
14675             return 1;
14676
14677           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
14678           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
14679             return 0;
14680           else if (targ)
14681             return 1;
14682
14683           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
14684              that were talking about variable-sized arrays (like
14685              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
14686              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
14687              the bound of the array will not be computable in an
14688              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
14689              ISO C++, so we can do as we please here.  */
14690           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
14691             return 1;
14692
14693           /* Strip typedefs as in convert_template_argument.  */
14694           arg = strip_typedefs (arg);
14695         }
14696
14697       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
14698          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
14699       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
14700           && !template_parameter_pack_p (parm))
14701         return 1;
14702
14703       /* If the argument deduction results is a METHOD_TYPE,
14704          then there is a problem.
14705          METHOD_TYPE doesn't map to any real C++ type the result of
14706          the deduction can not be of that type.  */
14707       if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
14708         return 1;
14709
14710       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
14711       return 0;
14712
14713     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
14714       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
14715       if (tparm == error_mark_node)
14716         return 1;
14717
14718       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
14719           != template_decl_level (tparm))
14720         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
14721            to see if it matches ARG.  */
14722         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
14723                  && cp_tree_equal (parm, arg));
14724
14725       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
14726       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
14727
14728       if (targ)
14729         return !cp_tree_equal (targ, arg);
14730
14731       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
14732          with a non-type template-parameter, the non-type
14733          template-parameter is used in an expression in the function
14734          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
14735          deduced, the template-argument type shall match the type of the
14736          template-parameter exactly, except that a template-argument
14737          deduced from an array bound may be of any integral type.
14738          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
14739       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
14740       if (!TREE_TYPE (arg))
14741         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
14742            It will later be processed in convert_template_argument.  */
14743         ;
14744       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
14745         /* OK */;
14746       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
14747                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
14748                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
14749         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
14750            template argument must exactly match the types of the
14751            corresponding parameter.  */
14752         arg = fold (build_nop (tparm, arg));
14753       else if (uses_template_parms (tparm))
14754         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
14755            later.  */
14756         return 0;
14757       else
14758         return 1;
14759
14760       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
14761          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
14762       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
14763           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm))
14764         return 1;
14765
14766       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
14767       return 0;
14768
14769     case PTRMEM_CST:
14770      {
14771         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
14772          another constant.  */
14773       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
14774         return 1;
14775
14776       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
14777          wrong, depending on the strict flags) to unify also
14778          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
14779          arg refer to the same variable, even if through different
14780          classes. For instance:
14781
14782          struct A { int x; };
14783          struct B : A { };
14784
14785          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
14786       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
14787                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
14788      }
14789
14790     case POINTER_TYPE:
14791       {
14792         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
14793           return 1;
14794
14795         /* [temp.deduct.call]
14796
14797            A can be another pointer or pointer to member type that can
14798            be converted to the deduced A via a qualification
14799            conversion (_conv.qual_).
14800
14801            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
14802            This will allow for additional cv-qualification of the
14803            pointed-to types if appropriate.  */
14804
14805         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
14806           /* The derived-to-base conversion only persists through one
14807              level of pointers.  */
14808           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
14809
14810         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
14811                       TREE_TYPE (arg), strict);
14812       }
14813
14814     case REFERENCE_TYPE:
14815       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
14816         return 1;
14817       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
14818                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
14819
14820     case ARRAY_TYPE:
14821       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
14822         return 1;
14823       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
14824           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
14825         return 1;
14826       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
14827         {
14828           tree parm_max;
14829           tree arg_max;
14830           bool parm_cst;
14831           bool arg_cst;
14832
14833           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
14834              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
14835              not an integer constant.  We cannot unify arbitrarily
14836              complex expressions, so we eliminate the MINUS_EXPRs
14837              here.  */
14838           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
14839           parm_cst = TREE_CODE (parm_max) == INTEGER_CST;
14840           if (!parm_cst)
14841             {
14842               gcc_assert (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR);
14843               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
14844             }
14845           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
14846           arg_cst = TREE_CODE (arg_max) == INTEGER_CST;
14847           if (!arg_cst)
14848             {
14849               /* The ARG_MAX may not be a simple MINUS_EXPR, if we are
14850                  trying to unify the type of a variable with the type
14851                  of a template parameter.  For example:
14852
14853                    template <unsigned int N>
14854                    void f (char (&) [N]);
14855                    int g(); 
14856                    void h(int i) {
14857                      char a[g(i)];
14858                      f(a); 
14859                    }
14860
14861                 Here, the type of the ARG will be "int [g(i)]", and
14862                 may be a SAVE_EXPR, etc.  */
14863               if (TREE_CODE (arg_max) != MINUS_EXPR)
14864                 return 1;
14865               arg_max = TREE_OPERAND (arg_max, 0);
14866             }
14867
14868           /* If only one of the bounds used a MINUS_EXPR, compensate
14869              by adding one to the other bound.  */
14870           if (parm_cst && !arg_cst)
14871             parm_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
14872                                     integer_type_node,
14873                                     parm_max,
14874                                     integer_one_node);
14875           else if (arg_cst && !parm_cst)
14876             arg_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
14877                                    integer_type_node,
14878                                    arg_max,
14879                                    integer_one_node);
14880
14881           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
14882             return 1;
14883         }
14884       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
14885                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
14886
14887     case REAL_TYPE:
14888     case COMPLEX_TYPE:
14889     case VECTOR_TYPE:
14890     case INTEGER_TYPE:
14891     case BOOLEAN_TYPE:
14892     case ENUMERAL_TYPE:
14893     case VOID_TYPE:
14894       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
14895         return 1;
14896
14897       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
14898          function.  */
14899       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
14900         return 1;
14901
14902       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
14903          will invalidate it if necessary.  */
14904       return 0;
14905
14906       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
14907       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
14908     case INTEGER_CST:
14909       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
14910         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
14911
14912       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
14913         return 1;
14914       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
14915
14916     case TREE_VEC:
14917       {
14918         int i;
14919         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
14920           return 1;
14921         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
14922           return 1;
14923         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
14924           if (unify (tparms, targs,
14925                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
14926                      UNIFY_ALLOW_NONE))
14927             return 1;
14928         return 0;
14929       }
14930
14931     case RECORD_TYPE:
14932     case UNION_TYPE:
14933       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
14934         return 1;
14935
14936       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
14937         {
14938           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
14939             return 1;
14940
14941           return unify (tparms, targs,
14942                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
14943                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
14944                         strict);
14945         }
14946
14947       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
14948         {
14949           tree t = NULL_TREE;
14950
14951           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
14952             {
14953               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
14954               t = try_class_unification (tparms, targs,
14955                                          parm, arg);
14956
14957               if (!t)
14958                 {
14959                   /* Fallback to the special case allowed in
14960                      [temp.deduct.call]:
14961
14962                        If P is a class, and P has the form
14963                        template-id, then A can be a derived class of
14964                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
14965                        a class of the form template-id, A can be a
14966                        pointer to a derived class pointed to by the
14967                        deduced A.  */
14968                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
14969
14970                   if (!t)
14971                     return 1;
14972                 }
14973             }
14974           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
14975                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
14976                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
14977             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
14978                Then, we should unify `int' and `U'.  */
14979             t = arg;
14980           else
14981             /* There's no chance of unification succeeding.  */
14982             return 1;
14983
14984           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
14985                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
14986         }
14987       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
14988         return 1;
14989       return 0;
14990
14991     case METHOD_TYPE:
14992     case FUNCTION_TYPE:
14993       {
14994         unsigned int nargs;
14995         tree *args;
14996         tree a;
14997         unsigned int i;
14998
14999         if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
15000           return 1;
15001
15002         /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
15003            match exactly.  We need to check them explicitly here,
15004            because type_unification_real treats them as any other
15005            cv-qualified parameter.  */
15006         if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
15007             && (!check_cv_quals_for_unify
15008                 (UNIFY_ALLOW_NONE,
15009                  TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (arg))),
15010                  TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (parm))))))
15011           return 1;
15012
15013         if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
15014                    TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
15015           return 1;
15016
15017         nargs = list_length (TYPE_ARG_TYPES (arg));
15018         args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
15019         for (a = TYPE_ARG_TYPES (arg), i = 0;
15020              a != NULL_TREE && a != void_list_node;
15021              a = TREE_CHAIN (a), ++i)
15022           args[i] = TREE_VALUE (a);
15023         nargs = i;
15024
15025         return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
15026                                       args, nargs, 1, DEDUCE_EXACT,
15027                                       LOOKUP_NORMAL);
15028       }
15029
15030     case OFFSET_TYPE:
15031       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
15032          deduces the type of the member as a function type. */
15033       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
15034         {
15035           tree method_type;
15036           tree fntype;
15037           cp_cv_quals cv_quals;
15038
15039           /* Check top-level cv qualifiers */
15040           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
15041             return 1;
15042
15043           if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
15044                      TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
15045             return 1;
15046
15047           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
15048           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
15049           fntype =
15050             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
15051                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
15052
15053           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
15054              implicit object parameter and place them on the function
15055              type to be restored later. */
15056           cv_quals =
15057             cp_type_quals(TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (method_type))));
15058           fntype = build_qualified_type (fntype, cv_quals);
15059           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict);
15060         }
15061
15062       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
15063         return 1;
15064       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
15065                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
15066         return 1;
15067       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
15068                     strict);
15069
15070     case CONST_DECL:
15071       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
15072         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
15073       if (arg != integral_constant_value (parm))
15074         return 1;
15075       return 0;
15076
15077     case FIELD_DECL:
15078     case TEMPLATE_DECL:
15079       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
15080       return 1;
15081
15082     case VAR_DECL:
15083       /* A non-type template parameter that is a variable should be a
15084          an integral constant, in which case, it whould have been
15085          folded into its (constant) value. So we should not be getting
15086          a variable here.  */
15087       gcc_unreachable ();
15088
15089     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
15090     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
15091       {
15092         tree packed_parms = ARGUMENT_PACK_ARGS (parm);
15093         tree packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
15094         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (packed_parms);
15095         int argslen = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
15096         int parm_variadic_p = 0;
15097
15098         for (i = 0; i < len; ++i)
15099           {
15100             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (packed_parms, i)))
15101               {
15102                 if (i == len - 1)
15103                   /* We can unify against something with a trailing
15104                      parameter pack.  */
15105                   parm_variadic_p = 1;
15106                 else
15107                   /* Since there is something following the pack
15108                      expansion, we cannot unify this template argument
15109                      list.  */
15110                   return 0;
15111               }
15112           }
15113           
15114
15115         /* If we don't have enough arguments to satisfy the parameters
15116            (not counting the pack expression at the end), or we have
15117            too many arguments for a parameter list that doesn't end in
15118            a pack expression, we can't unify.  */
15119         if (argslen < (len - parm_variadic_p)
15120             || (argslen > len && !parm_variadic_p))
15121           return 1;
15122
15123         /* Unify all of the parameters that precede the (optional)
15124            pack expression.  */
15125         for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
15126           {
15127             if (unify (tparms, targs, TREE_VEC_ELT (packed_parms, i),
15128                        TREE_VEC_ELT (packed_args, i), strict))
15129               return 1;
15130           }
15131
15132         if (parm_variadic_p)
15133           return unify_pack_expansion (tparms, targs, 
15134                                        packed_parms, packed_args,
15135                                        strict, /*call_args_p=*/false,
15136                                        /*subr=*/false);
15137         return 0;
15138       }
15139
15140       break;
15141
15142     case TYPEOF_TYPE:
15143     case DECLTYPE_TYPE:
15144       /* Cannot deduce anything from TYPEOF_TYPE or DECLTYPE_TYPE
15145          nodes.  */
15146       return 0;
15147
15148     case ERROR_MARK:
15149       /* Unification fails if we hit an error node.  */
15150       return 1;
15151
15152     default:
15153       gcc_assert (EXPR_P (parm));
15154
15155       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
15156          something like:
15157
15158            template <int I>
15159            void foo(S<I>, S<I + 2>);
15160
15161          This is a "nondeduced context":
15162
15163            [deduct.type]
15164
15165            The nondeduced contexts are:
15166
15167            --A type that is a template-id in which one or more of
15168              the template-arguments is an expression that references
15169              a template-parameter.
15170
15171          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
15172          actually infer any unifications.  */
15173
15174       if (!uses_template_parms (parm)
15175           && !template_args_equal (parm, arg))
15176         return 1;
15177       else
15178         return 0;
15179     }
15180 }
15181 \f
15182 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
15183    required.  */
15184
15185 static void
15186 mark_definable (tree decl)
15187 {
15188   tree clone;
15189   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
15190   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
15191     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
15192 }
15193
15194 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
15195    explicitly instantiated class.  */
15196
15197 void
15198 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
15199 {
15200   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
15201
15202   /* If this entity has already been written out, it's too late to
15203      make any modifications.  */
15204   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
15205     return;
15206
15207   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
15208     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
15209        set correctly by tsubst.  */
15210     TREE_PUBLIC (result) = 1;
15211
15212   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
15213   DECL_COMDAT (result) = 0;
15214
15215   if (extern_p)
15216     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
15217   else
15218     {
15219       mark_definable (result);
15220       /* Always make artificials weak.  */
15221       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
15222         comdat_linkage (result);
15223       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
15224          linkonce sections.  */
15225       else if (TREE_PUBLIC (result))
15226         maybe_make_one_only (result);
15227     }
15228
15229   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
15230      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
15231      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
15232      emitted here.  In neither circumstance do we want
15233      import_export_decl to adjust the linkage.  */
15234   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
15235 }
15236
15237 /* Subroutine of more_specialized_fn: check whether TARGS is missing any
15238    important template arguments.  If any are missing, we check whether
15239    they're important by using error_mark_node for substituting into any
15240    args that were used for partial ordering (the ones between ARGS and END)
15241    and seeing if it bubbles up.  */
15242
15243 static bool
15244 check_undeduced_parms (tree targs, tree args, tree end)
15245 {
15246   bool found = false;
15247   int i;
15248   for (i = TREE_VEC_LENGTH (targs) - 1; i >= 0; --i)
15249     if (TREE_VEC_ELT (targs, i) == NULL_TREE)
15250       {
15251         found = true;
15252         TREE_VEC_ELT (targs, i) = error_mark_node;
15253       }
15254   if (found)
15255     {
15256       for (; args != end; args = TREE_CHAIN (args))
15257         {
15258           tree substed = tsubst (TREE_VALUE (args), targs, tf_none, NULL_TREE);
15259           if (substed == error_mark_node)
15260             return true;
15261         }
15262     }
15263   return false;
15264 }
15265
15266 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
15267
15268    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
15269    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
15270    0 if neither is more specialized.
15271
15272    LEN indicates the number of parameters we should consider
15273    (defaulted parameters should not be considered).
15274
15275    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
15276    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
15277    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
15278    the templates will be more specialized if all the *other*
15279    template's arguments deduce against its arguments and at least one
15280    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
15281    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
15282    The arguments used in deduction have reference and top level cv
15283    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
15284    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
15285    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
15286    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
15287    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
15288    we do *not* verify the deduced template argument values can be
15289    substituted into non-deduced contexts.
15290
15291    The logic can be a bit confusing here, because we look at deduce1 and
15292    targs1 to see if pat2 is at least as specialized, and vice versa; if we
15293    can find template arguments for pat1 to make arg1 look like arg2, that
15294    means that arg2 is at least as specialized as arg1.  */
15295
15296 int
15297 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
15298 {
15299   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
15300   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
15301   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
15302   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
15303   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
15304   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
15305   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
15306   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
15307   tree origs1, origs2;
15308   bool lose1 = false;
15309   bool lose2 = false;
15310
15311   /* Remove the this parameter from non-static member functions.  If
15312      one is a non-static member function and the other is not a static
15313      member function, remove the first parameter from that function
15314      also.  This situation occurs for operator functions where we
15315      locate both a member function (with this pointer) and non-member
15316      operator (with explicit first operand).  */
15317   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
15318     {
15319       len--; /* LEN is the number of significant arguments for DECL1 */
15320       args1 = TREE_CHAIN (args1);
15321       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl2))
15322         args2 = TREE_CHAIN (args2);
15323     }
15324   else if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
15325     {
15326       args2 = TREE_CHAIN (args2);
15327       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl1))
15328         {
15329           len--;
15330           args1 = TREE_CHAIN (args1);
15331         }
15332     }
15333
15334   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
15335   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
15336     return 0;
15337
15338   /* Consider the return type for a conversion function */
15339   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
15340     {
15341       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
15342       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
15343       len++;
15344     }
15345
15346   processing_template_decl++;
15347
15348   origs1 = args1;
15349   origs2 = args2;
15350
15351   while (len--
15352          /* Stop when an ellipsis is seen.  */
15353          && args1 != NULL_TREE && args2 != NULL_TREE)
15354     {
15355       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
15356       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
15357       int deduce1, deduce2;
15358       int quals1 = -1;
15359       int quals2 = -1;
15360
15361       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
15362           && TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15363         {
15364           /* When both arguments are pack expansions, we need only
15365              unify the patterns themselves.  */
15366           arg1 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg1);
15367           arg2 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg2);
15368
15369           /* This is the last comparison we need to do.  */
15370           len = 0;
15371         }
15372
15373       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
15374         {
15375           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
15376           quals1 = cp_type_quals (arg1);
15377         }
15378
15379       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
15380         {
15381           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
15382           quals2 = cp_type_quals (arg2);
15383         }
15384
15385       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
15386         {
15387           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
15388              array/function pointer decay to it.  This is not part of
15389              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
15390              for the function call itself, and with our earlier
15391              implementation of the underspecified partial ordering
15392              rules.  (nathan).  */
15393           if (quals1 >= 0)
15394             {
15395               switch (TREE_CODE (arg1))
15396                 {
15397                 case ARRAY_TYPE:
15398                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
15399                   /* FALLTHROUGH. */
15400                 case FUNCTION_TYPE:
15401                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
15402                   break;
15403
15404                 default:
15405                   break;
15406                 }
15407             }
15408           else
15409             {
15410               switch (TREE_CODE (arg2))
15411                 {
15412                 case ARRAY_TYPE:
15413                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
15414                   /* FALLTHROUGH. */
15415                 case FUNCTION_TYPE:
15416                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
15417                   break;
15418
15419                 default:
15420                   break;
15421                 }
15422             }
15423         }
15424
15425       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
15426       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
15427
15428       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15429         {
15430           int i, len2 = list_length (args2);
15431           tree parmvec = make_tree_vec (1);
15432           tree argvec = make_tree_vec (len2);
15433           tree ta = args2;
15434
15435           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
15436           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg1;
15437
15438           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
15439              arguments.  */
15440           for (i = 0; i < len2; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
15441             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
15442
15443           deduce1 = !unify_pack_expansion (tparms1, targs1, parmvec, 
15444                                            argvec, UNIFY_ALLOW_NONE, 
15445                                            /*call_args_p=*/false, 
15446                                            /*subr=*/0);
15447
15448           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG1 is
15449              a pack expansion but ARG2 is not.  */
15450           deduce2 = 0;
15451         }
15452       else if (TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15453         {
15454           int i, len1 = list_length (args1);
15455           tree parmvec = make_tree_vec (1);
15456           tree argvec = make_tree_vec (len1);
15457           tree ta = args1;
15458
15459           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
15460           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg2;
15461
15462           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
15463              arguments.  */
15464           for (i = 0; i < len1; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
15465             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
15466
15467           deduce2 = !unify_pack_expansion (tparms2, targs2, parmvec, 
15468                                            argvec, UNIFY_ALLOW_NONE, 
15469                                            /*call_args_p=*/false, 
15470                                            /*subr=*/0);
15471
15472           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG2 is
15473              a pack expansion but ARG1 is not.*/
15474           deduce1 = 0;
15475         }
15476
15477       else
15478         {
15479           /* The normal case, where neither argument is a pack
15480              expansion.  */
15481           deduce1 = !unify (tparms1, targs1, arg1, arg2, UNIFY_ALLOW_NONE);
15482           deduce2 = !unify (tparms2, targs2, arg2, arg1, UNIFY_ALLOW_NONE);
15483         }
15484
15485       /* If we couldn't deduce arguments for tparms1 to make arg1 match
15486          arg2, then arg2 is not as specialized as arg1.  */
15487       if (!deduce1)
15488         lose2 = true;
15489       if (!deduce2)
15490         lose1 = true;
15491
15492       /* "If, for a given type, deduction succeeds in both directions
15493          (i.e., the types are identical after the transformations above)
15494          and if the type from the argument template is more cv-qualified
15495          than the type from the parameter template (as described above)
15496          that type is considered to be more specialized than the other. If
15497          neither type is more cv-qualified than the other then neither type
15498          is more specialized than the other."  */
15499
15500       if (deduce1 && deduce2
15501           && quals1 != quals2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
15502         {
15503           if ((quals1 & quals2) == quals2)
15504             lose2 = true;
15505           if ((quals1 & quals2) == quals1)
15506             lose1 = true;
15507         }
15508
15509       if (lose1 && lose2)
15510         /* We've failed to deduce something in either direction.
15511            These must be unordered.  */
15512         break;
15513
15514       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
15515           || TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15516         /* We have already processed all of the arguments in our
15517            handing of the pack expansion type.  */
15518         len = 0;
15519
15520       args1 = TREE_CHAIN (args1);
15521       args2 = TREE_CHAIN (args2);
15522     }
15523
15524   /* "In most cases, all template parameters must have values in order for
15525      deduction to succeed, but for partial ordering purposes a template
15526      parameter may remain without a value provided it is not used in the
15527      types being used for partial ordering."
15528
15529      Thus, if we are missing any of the targs1 we need to substitute into
15530      origs1, then pat2 is not as specialized as pat1.  This can happen when
15531      there is a nondeduced context.  */
15532   if (!lose2 && check_undeduced_parms (targs1, origs1, args1))
15533     lose2 = true;
15534   if (!lose1 && check_undeduced_parms (targs2, origs2, args2))
15535     lose1 = true;
15536
15537   processing_template_decl--;
15538
15539   /* All things being equal, if the next argument is a pack expansion
15540      for one function but not for the other, prefer the
15541      non-variadic function.  FIXME this is bogus; see c++/41958.  */
15542   if (lose1 == lose2
15543       && args1 && TREE_VALUE (args1)
15544       && args2 && TREE_VALUE (args2))
15545     {
15546       lose1 = TREE_CODE (TREE_VALUE (args1)) == TYPE_PACK_EXPANSION;
15547       lose2 = TREE_CODE (TREE_VALUE (args2)) == TYPE_PACK_EXPANSION;
15548     }
15549
15550   if (lose1 == lose2)
15551     return 0;
15552   else if (!lose1)
15553     return 1;
15554   else
15555     return -1;
15556 }
15557
15558 /* Determine which of two partial specializations is more specialized.
15559
15560    PAT1 is a TREE_LIST whose TREE_TYPE is the _TYPE node corresponding
15561    to the first partial specialization.  The TREE_VALUE is the
15562    innermost set of template parameters for the partial
15563    specialization.  PAT2 is similar, but for the second template.
15564
15565    Return 1 if the first partial specialization is more specialized;
15566    -1 if the second is more specialized; 0 if neither is more
15567    specialized.
15568
15569    See [temp.class.order] for information about determining which of
15570    two templates is more specialized.  */
15571
15572 static int
15573 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2)
15574 {
15575   tree targs;
15576   tree tmpl1, tmpl2;
15577   int winner = 0;
15578   bool any_deductions = false;
15579
15580   tmpl1 = TREE_TYPE (pat1);
15581   tmpl2 = TREE_TYPE (pat2);
15582
15583   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
15584      different class template specializations, we may encounter dependent
15585      types in the arguments, and we need our dependency check functions
15586      to behave correctly.  */
15587   ++processing_template_decl;
15588   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1),
15589                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1),
15590                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2));
15591   if (targs)
15592     {
15593       --winner;
15594       any_deductions = true;
15595     }
15596
15597   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2),
15598                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2),
15599                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1));
15600   if (targs)
15601     {
15602       ++winner;
15603       any_deductions = true;
15604     }
15605   --processing_template_decl;
15606
15607   /* In the case of a tie where at least one of the class templates
15608      has a parameter pack at the end, the template with the most
15609      non-packed parameters wins.  */
15610   if (winner == 0
15611       && any_deductions
15612       && (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1))
15613           || template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2))))
15614     {
15615       tree args1 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat1));
15616       tree args2 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat2));
15617       int len1 = TREE_VEC_LENGTH (args1);
15618       int len2 = TREE_VEC_LENGTH (args2);
15619
15620       /* We don't count the pack expansion at the end.  */
15621       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1)))
15622         --len1;
15623       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2)))
15624         --len2;
15625
15626       if (len1 > len2)
15627         return 1;
15628       else if (len1 < len2)
15629         return -1;
15630     }
15631
15632   return winner;
15633 }
15634
15635 /* Return the template arguments that will produce the function signature
15636    DECL from the function template FN, with the explicit template
15637    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
15638    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
15639    found.  */
15640
15641 static tree
15642 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
15643 {
15644   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
15645   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
15646   tree decl_type;
15647   tree decl_arg_types;
15648   tree *args;
15649   unsigned int nargs, ix;
15650   tree arg;
15651
15652   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
15653      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
15654      FN.  */
15655   decl_type = TREE_TYPE (decl);
15656   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
15657     {
15658       tree tmpl;
15659       tree converted_args;
15660
15661       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
15662         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
15663       else
15664         /* We can get here for some invalid specializations.  */
15665         return NULL_TREE;
15666
15667       converted_args
15668         = coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
15669                                  explicit_args, NULL_TREE,
15670                                  tf_none,
15671                                  /*require_all_args=*/false,
15672                                  /*use_default_args=*/false);
15673       if (converted_args == error_mark_node)
15674         return NULL_TREE;
15675
15676       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
15677       if (decl_type == error_mark_node)
15678         return NULL_TREE;
15679     }
15680
15681   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
15682   decl_arg_types = skip_artificial_parms_for (decl, 
15683                                               TYPE_ARG_TYPES (decl_type));
15684
15685   nargs = list_length (decl_arg_types);
15686   args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
15687   for (arg = decl_arg_types, ix = 0;
15688        arg != NULL_TREE && arg != void_list_node;
15689        arg = TREE_CHAIN (arg), ++ix)
15690     args[ix] = TREE_VALUE (arg);
15691
15692   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
15693                            args, ix,
15694                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
15695                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
15696                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL))
15697     return NULL_TREE;
15698
15699   return targs;
15700 }
15701
15702 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
15703    template specialization whose innermost template parameters are
15704    TPARMS, and whose specialization arguments are SPEC_ARGS, yield the
15705    ARGS.
15706
15707    For example, suppose we have:
15708
15709      template <class T, class U> struct S {};
15710      template <class T> struct S<T*, int> {};
15711
15712    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
15713    {T}, the SPEC_ARGS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
15714    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
15715    is bound to `double'.  */
15716
15717 static tree
15718 get_class_bindings (tree tparms, tree spec_args, tree args)
15719 {
15720   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
15721   tree deduced_args;
15722   tree innermost_deduced_args;
15723
15724   innermost_deduced_args = make_tree_vec (ntparms);
15725   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
15726     {
15727       deduced_args = copy_node (args);
15728       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (deduced_args,
15729                            TMPL_ARGS_DEPTH (deduced_args),
15730                            innermost_deduced_args);
15731     }
15732   else
15733     deduced_args = innermost_deduced_args;
15734
15735   if (unify (tparms, deduced_args,
15736              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
15737              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
15738              UNIFY_ALLOW_NONE))
15739     return NULL_TREE;
15740
15741   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
15742     if (! TREE_VEC_ELT (innermost_deduced_args, i))
15743       return NULL_TREE;
15744
15745   /* Verify that nondeduced template arguments agree with the type
15746      obtained from argument deduction.
15747
15748      For example:
15749
15750        struct A { typedef int X; };
15751        template <class T, class U> struct C {};
15752        template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
15753
15754      Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
15755      `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
15756      is `int'.  */
15757   spec_args = tsubst (spec_args, deduced_args, tf_none, NULL_TREE);
15758   if (spec_args == error_mark_node
15759       /* We only need to check the innermost arguments; the other
15760          arguments will always agree.  */
15761       || !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
15762                               INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args)))
15763     return NULL_TREE;
15764
15765   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
15766      ensure that the arguments deduced for the template template
15767      parameters have compatible template parameter lists.  See the use
15768      of template_template_parm_bindings_ok_p in fn_type_unification
15769      for more information.  */
15770   if (!template_template_parm_bindings_ok_p (tparms, deduced_args))
15771     return NULL_TREE;
15772
15773   return deduced_args;
15774 }
15775
15776 /* TEMPLATES is a TREE_LIST.  Each TREE_VALUE is a TEMPLATE_DECL.
15777    Return the TREE_LIST node with the most specialized template, if
15778    any.  If there is no most specialized template, the error_mark_node
15779    is returned.
15780
15781    Note that this function does not look at, or modify, the
15782    TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of any of the nodes.  Since the node
15783    returned is one of the elements of INSTANTIATIONS, callers may
15784    store information in the TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of the nodes,
15785    and retrieve it from the value returned.  */
15786
15787 tree
15788 most_specialized_instantiation (tree templates)
15789 {
15790   tree fn, champ;
15791
15792   ++processing_template_decl;
15793
15794   champ = templates;
15795   for (fn = TREE_CHAIN (templates); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
15796     {
15797       int fate = 0;
15798
15799       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
15800                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
15801                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
15802         fate--;
15803
15804       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
15805                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
15806                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
15807         fate++;
15808
15809       if (fate == -1)
15810         champ = fn;
15811       else if (!fate)
15812         {
15813           /* Equally specialized, move to next function.  If there
15814              is no next function, nothing's most specialized.  */
15815           fn = TREE_CHAIN (fn);
15816           champ = fn;
15817           if (!fn)
15818             break;
15819         }
15820     }
15821
15822   if (champ)
15823     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
15824        instantiation list.  */
15825     for (fn = templates; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
15826       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
15827                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
15828                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false)
15829           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
15830                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
15831                             NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
15832         {
15833           champ = NULL_TREE;
15834           break;
15835         }
15836
15837   processing_template_decl--;
15838
15839   if (!champ)
15840     return error_mark_node;
15841
15842   return champ;
15843 }
15844
15845 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
15846    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
15847
15848    For example, given:
15849
15850      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
15851
15852    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
15853    the full template.  This function will not trace past partial
15854    specializations, however.  For example, given in addition:
15855
15856      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
15857
15858    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
15859    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
15860
15861 tree
15862 most_general_template (tree decl)
15863 {
15864   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
15865      an immediate specialization.  */
15866   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
15867     {
15868       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
15869         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
15870
15871         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
15872            template friend.  */
15873         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
15874           return NULL_TREE;
15875       } else
15876         return NULL_TREE;
15877     }
15878
15879   /* Look for more and more general templates.  */
15880   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
15881     {
15882       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
15883          (See cp-tree.h for details.)  */
15884       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
15885         break;
15886
15887       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
15888           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
15889         break;
15890
15891       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
15892       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
15893           && DECL_CONTEXT (decl)
15894           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
15895         break;
15896
15897       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
15898     }
15899
15900   return decl;
15901 }
15902
15903 /* Return the most specialized of the class template partial
15904    specializations of TMPL which can produce TYPE, a specialization of
15905    TMPL.  The value returned is actually a TREE_LIST; the TREE_TYPE is
15906    a _TYPE node corresponding to the partial specialization, while the
15907    TREE_PURPOSE is the set of template arguments that must be
15908    substituted into the TREE_TYPE in order to generate TYPE.
15909
15910    If the choice of partial specialization is ambiguous, a diagnostic
15911    is issued, and the error_mark_node is returned.  If there are no
15912    partial specializations of TMPL matching TYPE, then NULL_TREE is
15913    returned.  */
15914
15915 static tree
15916 most_specialized_class (tree type, tree tmpl)
15917 {
15918   tree list = NULL_TREE;
15919   tree t;
15920   tree champ;
15921   int fate;
15922   bool ambiguous_p;
15923   tree args;
15924   tree outer_args = NULL_TREE;
15925
15926   tmpl = most_general_template (tmpl);
15927   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
15928
15929   /* For determining which partial specialization to use, only the
15930      innermost args are interesting.  */
15931   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
15932     {
15933       outer_args = strip_innermost_template_args (args, 1);
15934       args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
15935     }
15936
15937   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
15938     {
15939       tree partial_spec_args;
15940       tree spec_args;
15941       tree parms = TREE_VALUE (t);
15942
15943       partial_spec_args = CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t));
15944
15945       ++processing_template_decl;
15946
15947       if (outer_args)
15948         {
15949           int i;
15950
15951           /* Discard the outer levels of args, and then substitute in the
15952              template args from the enclosing class.  */
15953           partial_spec_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (partial_spec_args);
15954           partial_spec_args = tsubst_template_args
15955             (partial_spec_args, outer_args, tf_none, NULL_TREE);
15956
15957           /* PARMS already refers to just the innermost parms, but the
15958              template parms in partial_spec_args had their levels lowered
15959              by tsubst, so we need to do the same for the parm list.  We
15960              can't just tsubst the TREE_VEC itself, as tsubst wants to
15961              treat a TREE_VEC as an argument vector.  */
15962           parms = copy_node (parms);
15963           for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
15964             TREE_VEC_ELT (parms, i) =
15965               tsubst (TREE_VEC_ELT (parms, i), outer_args, tf_none, NULL_TREE);
15966
15967         }
15968
15969       partial_spec_args =
15970           coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
15971                                  add_to_template_args (outer_args,
15972                                                        partial_spec_args),
15973                                  tmpl, tf_none,
15974                                  /*require_all_args=*/true,
15975                                  /*use_default_args=*/true);
15976
15977       --processing_template_decl;
15978
15979       if (partial_spec_args == error_mark_node)
15980         return error_mark_node;
15981
15982       spec_args = get_class_bindings (parms,
15983                                       partial_spec_args,
15984                                       args);
15985       if (spec_args)
15986         {
15987           if (outer_args)
15988             spec_args = add_to_template_args (outer_args, spec_args);
15989           list = tree_cons (spec_args, TREE_VALUE (t), list);
15990           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
15991         }
15992     }
15993
15994   if (! list)
15995     return NULL_TREE;
15996
15997   ambiguous_p = false;
15998   t = list;
15999   champ = t;
16000   t = TREE_CHAIN (t);
16001   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
16002     {
16003       fate = more_specialized_class (champ, t);
16004       if (fate == 1)
16005         ;
16006       else
16007         {
16008           if (fate == 0)
16009             {
16010               t = TREE_CHAIN (t);
16011               if (! t)
16012                 {
16013                   ambiguous_p = true;
16014                   break;
16015                 }
16016             }
16017           champ = t;
16018         }
16019     }
16020
16021   if (!ambiguous_p)
16022     for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
16023       {
16024         fate = more_specialized_class (champ, t);
16025         if (fate != 1)
16026           {
16027             ambiguous_p = true;
16028             break;
16029           }
16030       }
16031
16032   if (ambiguous_p)
16033     {
16034       const char *str;
16035       char *spaces = NULL;
16036       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
16037       str = TREE_CHAIN (list) ? _("candidates are:") : _("candidate is:");
16038       for (t = list; t; t = TREE_CHAIN (t))
16039         {
16040           error ("%s %+#T", spaces ? spaces : str, TREE_TYPE (t));
16041           spaces = spaces ? spaces : get_spaces (str);
16042         }
16043       free (spaces);
16044       return error_mark_node;
16045     }
16046
16047   return champ;
16048 }
16049
16050 /* Explicitly instantiate DECL.  */
16051
16052 void
16053 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
16054 {
16055   tree result = NULL_TREE;
16056   int extern_p = 0;
16057
16058   if (!decl || decl == error_mark_node)
16059     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
16060        an appropriate message.  */
16061     return;
16062   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
16063     {
16064       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
16065       return;
16066     }
16067   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
16068     {
16069       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
16070          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
16071          the latter, the DECL we get back will be marked as a
16072          template instantiation, and the appropriate
16073          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
16074          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
16075          should handle VAR_DECLs as it currently handles
16076          FUNCTION_DECLs.  */
16077       if (!DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
16078         {
16079           error ("%qD is not a static data member of a class template", decl);
16080           return;
16081         }
16082       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
16083       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
16084         {
16085           error ("no matching template for %qD found", decl);
16086           return;
16087         }
16088       if (!same_type_p (TREE_TYPE (result), TREE_TYPE (decl)))
16089         {
16090           error ("type %qT for explicit instantiation %qD does not match "
16091                  "declared type %qT", TREE_TYPE (result), decl,
16092                  TREE_TYPE (decl));
16093           return;
16094         }
16095     }
16096   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
16097     {
16098       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
16099       return;
16100     }
16101   else
16102     result = decl;
16103
16104   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
16105      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
16106      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
16107      until we get here.  */
16108
16109   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
16110     {
16111       /* DR 259 [temp.spec].
16112
16113          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
16114          specialization shall not appear in a program unless the explicit
16115          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
16116
16117          For a given set of template parameters, if an explicit
16118          instantiation of a template appears after a declaration of an
16119          explicit specialization for that template, the explicit
16120          instantiation has no effect.  */
16121       return;
16122     }
16123   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
16124     {
16125       /* [temp.spec]
16126
16127          No program shall explicitly instantiate any template more
16128          than once.
16129
16130          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
16131          the first instantiation was `extern' and the second is not,
16132          and EXTERN_P for the opposite case.  */
16133       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
16134         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
16135       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
16136          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
16137       if (extern_p)
16138         return;
16139     }
16140   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
16141     {
16142       error ("no matching template for %qD found", result);
16143       return;
16144     }
16145   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
16146     {
16147       permerror (input_location, "explicit instantiation of non-template %q#D", result);
16148       return;
16149     }
16150
16151   if (storage == NULL_TREE)
16152     ;
16153   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
16154     {
16155       if (!in_system_header && (cxx_dialect == cxx98))
16156         pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
16157                  "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on explicit "
16158                  "instantiations");
16159       extern_p = 1;
16160     }
16161   else
16162     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
16163
16164   check_explicit_instantiation_namespace (result);
16165   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
16166   if (! extern_p)
16167     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1,
16168                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
16169 }
16170
16171 static void
16172 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
16173 {
16174   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
16175   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
16176   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
16177   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
16178   if (! extern_p)
16179     {
16180       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
16181       rest_of_type_compilation (t, 1);
16182     }
16183 }
16184
16185 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
16186    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
16187 static void
16188 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
16189 {
16190   tree storage = *(tree *) data;
16191
16192   if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (entry->type)
16193       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
16194     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
16195 }
16196
16197 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
16198    (a member function or a static member variable) of an
16199    explicitly instantiated class template.  */
16200 static void
16201 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
16202 {
16203   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
16204   if (! extern_p)
16205     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1,
16206                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
16207 }
16208
16209 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
16210    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
16211    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
16212    since the standard is unclear (as detailed below).  */
16213
16214 void
16215 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
16216 {
16217   int extern_p = 0;
16218   int nomem_p = 0;
16219   int static_p = 0;
16220   int previous_instantiation_extern_p = 0;
16221
16222   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
16223     t = TREE_TYPE (t);
16224
16225   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
16226     {
16227       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
16228       return;
16229     }
16230
16231   complete_type (t);
16232
16233   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
16234     {
16235       if (complain & tf_error)
16236         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
16237                t);
16238       return;
16239     }
16240
16241   if (storage != NULL_TREE)
16242     {
16243       if (!in_system_header)
16244         {
16245           if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
16246             {
16247               if (cxx_dialect == cxx98)
16248                 pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
16249                          "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on "
16250                          "explicit instantiations");
16251             }
16252           else
16253             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
16254                      "ISO C++ forbids the use of %qE"
16255                      " on explicit instantiations", storage);
16256         }
16257
16258       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
16259         nomem_p = 1;
16260       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
16261         extern_p = 1;
16262       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
16263         static_p = 1;
16264       else
16265         {
16266           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
16267                  storage);
16268           extern_p = 0;
16269         }
16270     }
16271
16272   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
16273     {
16274       /* DR 259 [temp.spec].
16275
16276          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
16277          specialization shall not appear in a program unless the explicit
16278          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
16279
16280          For a given set of template parameters, if an explicit
16281          instantiation of a template appears after a declaration of an
16282          explicit specialization for that template, the explicit
16283          instantiation has no effect.  */
16284       return;
16285     }
16286   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
16287     {
16288       /* [temp.spec]
16289
16290          No program shall explicitly instantiate any template more
16291          than once.
16292
16293          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
16294          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
16295          These cases are OK.  */
16296       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
16297
16298       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
16299           && (complain & tf_error))
16300         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
16301
16302       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
16303       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
16304         return;
16305     }
16306
16307   check_explicit_instantiation_namespace (TYPE_NAME (t));
16308   mark_class_instantiated (t, extern_p);
16309
16310   if (nomem_p)
16311     return;
16312
16313   {
16314     tree tmp;
16315
16316     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
16317        declarations, and not the definitions, of members are
16318        instantiated, we have here:
16319
16320          [temp.explicit]
16321
16322          The explicit instantiation of a class template specialization
16323          implies the instantiation of all of its members not
16324          previously explicitly specialized in the translation unit
16325          containing the explicit instantiation.
16326
16327        Of course, we can't instantiate member template classes, since
16328        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
16329        is unclear on whether the instantiation of the members are
16330        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
16331        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
16332
16333     if (! static_p)
16334       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
16335         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
16336             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
16337           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
16338
16339     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
16340       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
16341         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
16342
16343     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
16344       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
16345                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
16346   }
16347 }
16348
16349 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
16350    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
16351    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
16352    should occur for DECL, not the most general template.
16353
16354    One reason for doing this is a scenario like this:
16355
16356      template <class T>
16357      void f(const T&, int i);
16358
16359      void g() { f(3, 7); }
16360
16361      template <class T>
16362      void f(const T& t, const int i) { }
16363
16364    Note that when the template is first instantiated, with
16365    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
16366    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
16367    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
16368
16369 static void
16370 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
16371 {
16372   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
16373      template.  */
16374   tree args;
16375   tree code_pattern;
16376
16377   args = DECL_TI_ARGS (decl);
16378   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
16379
16380   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
16381      correctly.  */
16382   push_access_scope (decl);
16383
16384   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
16385     {
16386       tree decl_parm;
16387       tree pattern_parm;
16388       tree specs;
16389       int args_depth;
16390       int parms_depth;
16391
16392       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
16393       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
16394       if (args_depth > parms_depth)
16395         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
16396
16397       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
16398                                               args, tf_error, NULL_TREE);
16399       if (specs)
16400         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
16401                                                     specs);
16402
16403       /* Merge parameter declarations.  */
16404       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
16405                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
16406       pattern_parm
16407         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
16408                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
16409       while (decl_parm && !FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
16410         {
16411           tree parm_type;
16412           tree attributes;
16413           
16414           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
16415             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
16416           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
16417                               NULL_TREE);
16418           parm_type = type_decays_to (parm_type);
16419           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
16420             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
16421           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
16422           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
16423             {
16424               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
16425               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
16426             }
16427           decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
16428           pattern_parm = TREE_CHAIN (pattern_parm);
16429         }
16430       /* Merge any parameters that match with the function parameter
16431          pack.  */
16432       if (pattern_parm && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
16433         {
16434           int i, len;
16435           tree expanded_types;
16436           /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
16437              the parameters in this function parameter pack.  */
16438           expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (pattern_parm), 
16439                                                  args, tf_error, NULL_TREE);
16440           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
16441           for (i = 0; i < len; i++)
16442             {
16443               tree parm_type;
16444               tree attributes;
16445           
16446               if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
16447                 /* Rename the parameter to include the index.  */
16448                 DECL_NAME (decl_parm) = 
16449                   make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (pattern_parm), i);
16450               parm_type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
16451               parm_type = type_decays_to (parm_type);
16452               if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
16453                 TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
16454               attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
16455               if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
16456                 {
16457                   DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
16458                   cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
16459                 }
16460               decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
16461             }
16462         }
16463       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
16464       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
16465           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
16466         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
16467     }
16468   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
16469     {
16470       DECL_INITIAL (decl) =
16471         tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
16472                      tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl),
16473                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
16474       if (VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (decl))
16475         TREE_TYPE (decl) = tsubst (TREE_TYPE (code_pattern), args,
16476                                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl));
16477     }
16478   else
16479     gcc_unreachable ();
16480
16481   pop_access_scope (decl);
16482 }
16483
16484 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
16485    substituted to get DECL.  */
16486
16487 tree
16488 template_for_substitution (tree decl)
16489 {
16490   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
16491
16492   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
16493      for the instantiation.  This is not always the most general
16494      template.  Consider, for example:
16495
16496         template <class T>
16497         struct S { template <class U> void f();
16498                    template <> void f<int>(); };
16499
16500      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
16501      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
16502   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
16503             more general template.  */
16504          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
16505            /* We must also deal with friend templates.  Given:
16506
16507                 template <class T> struct S {
16508                   template <class U> friend void f() {};
16509                 };
16510
16511               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
16512               so far as the language is concerned, but that's still
16513               where we get the pattern for the instantiation from.  On
16514               other hand, if the definition comes outside the class, say:
16515
16516                 template <class T> struct S {
16517                   template <class U> friend void f();
16518                 };
16519                 template <class U> friend void f() {}
16520
16521               we don't need to look any further.  That's what the check for
16522               DECL_INITIAL is for.  */
16523           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
16524               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
16525               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
16526     {
16527       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
16528          were a definition, we should be using it!  Note that we
16529          cannot restructure the loop to just keep going until we find
16530          a template with a definition, since that might go too far if
16531          a specialization was declared, but not defined.  */
16532       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
16533                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
16534
16535       /* Fetch the more general template.  */
16536       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
16537     }
16538
16539   return tmpl;
16540 }
16541
16542 /* Returns true if we need to instantiate this template instance even if we
16543    know we aren't going to emit it..  */
16544
16545 bool
16546 always_instantiate_p (tree decl)
16547 {
16548   /* We always instantiate inline functions so that we can inline them.  An
16549      explicit instantiation declaration prohibits implicit instantiation of
16550      non-inline functions.  With high levels of optimization, we would
16551      normally inline non-inline functions -- but we're not allowed to do
16552      that for "extern template" functions.  Therefore, we check
16553      DECL_DECLARED_INLINE_P, rather than possibly_inlined_p.  */
16554   return ((TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
16555            && DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
16556           /* And we need to instantiate static data members so that
16557              their initializers are available in integral constant
16558              expressions.  */
16559           || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
16560               && DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (decl)));
16561 }
16562
16563 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
16564    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
16565    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
16566    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
16567    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
16568    explicitly instantiated class template.  */
16569
16570 tree
16571 instantiate_decl (tree d, int defer_ok,
16572                   bool expl_inst_class_mem_p)
16573 {
16574   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
16575   tree gen_args;
16576   tree args;
16577   tree td;
16578   tree code_pattern;
16579   tree spec;
16580   tree gen_tmpl;
16581   bool pattern_defined;
16582   int need_push;
16583   location_t saved_loc = input_location;
16584   bool external_p;
16585
16586   /* This function should only be used to instantiate templates for
16587      functions and static member variables.  */
16588   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
16589               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
16590
16591   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
16592      are instantiated right away.  That allows for better code in the
16593      case that an expression refers to the value of the variable --
16594      if the variable has a constant value the referring expression can
16595      take advantage of that fact.  */
16596   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
16597     defer_ok = 0;
16598
16599   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
16600      functions they cloned.  */
16601   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
16602     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
16603
16604   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d)
16605       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (d))
16606     /* D has already been instantiated or explicitly specialized, so
16607        there's nothing for us to do here.
16608
16609        It might seem reasonable to check whether or not D is an explicit
16610        instantiation, and, if so, stop here.  But when an explicit
16611        instantiation is deferred until the end of the compilation,
16612        DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is set, even though we still need to do
16613        the instantiation.  */
16614     return d;
16615
16616   /* Check to see whether we know that this template will be
16617      instantiated in some other file, as with "extern template"
16618      extension.  */
16619   external_p = (DECL_INTERFACE_KNOWN (d) && DECL_REALLY_EXTERN (d));
16620
16621   /* In general, we do not instantiate such templates.  */
16622   if (external_p && !always_instantiate_p (d))
16623     return d;
16624
16625   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
16626   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
16627
16628   if (tmpl != gen_tmpl)
16629     /* We should already have the extra args.  */
16630     gcc_assert (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl))
16631                 == TMPL_ARGS_DEPTH (gen_args));
16632   /* And what's in the hash table should match D.  */
16633   gcc_assert ((spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args, 0)) == d
16634               || spec == NULL_TREE);
16635
16636   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
16637   if (! push_tinst_level (d))
16638     return d;
16639
16640   timevar_push (TV_PARSE);
16641
16642   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
16643      for the instantiation.  */
16644   td = template_for_substitution (d);
16645   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
16646
16647   /* We should never be trying to instantiate a member of a class
16648      template or partial specialization.  */
16649   gcc_assert (d != code_pattern);
16650
16651   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
16652       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
16653     /* In the case of a friend template whose definition is provided
16654        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
16655        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
16656     args = get_innermost_template_args
16657       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
16658   else
16659     args = gen_args;
16660
16661   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
16662     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
16663   else
16664     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
16665
16666   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
16667   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
16668
16669   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
16670      the linkage of D, remember that a definition is available for
16671      this entity.  */
16672   if (pattern_defined
16673       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
16674       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
16675     mark_definable (d);
16676
16677   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
16678
16679   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
16680      and no definition is available, treat it like an implicit
16681      instantiation.  */
16682   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p
16683       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
16684     {
16685       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
16686       DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
16687       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
16688     }
16689
16690   /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
16691      about ignoring cv qualifiers.  Don't do this for artificial decls,
16692      as it breaks the context-sensitive substitution for lambda op(). */
16693   if (!defer_ok && !DECL_ARTIFICIAL (d))
16694     {
16695       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
16696       tree type = TREE_TYPE (gen);
16697
16698       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
16699          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
16700          right context.  */
16701       push_access_scope (d);
16702
16703       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
16704         {
16705           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_warning_or_error, d);
16706           tsubst_exception_specification (type, gen_args, tf_warning_or_error,
16707                                           d);
16708           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
16709              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
16710              The function arguments are the same as the decl_arguments
16711              without the top level cv qualifiers.  */
16712           type = TREE_TYPE (type);
16713         }
16714       tsubst (type, gen_args, tf_warning_or_error, d);
16715
16716       pop_access_scope (d);
16717     }
16718
16719   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
16720      forbidden from doing so.  */
16721   if (/* If there is no definition, we cannot instantiate the
16722          template.  */
16723       ! pattern_defined
16724       /* If it's OK to postpone instantiation, do so.  */
16725       || defer_ok
16726       /* If this is a static data member that will be defined
16727          elsewhere, we don't want to instantiate the entire data
16728          member, but we do want to instantiate the initializer so that
16729          we can substitute that elsewhere.  */
16730       || (external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
16731     {
16732       /* The definition of the static data member is now required so
16733          we must substitute the initializer.  */
16734       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
16735           && !DECL_INITIAL (d)
16736           && DECL_INITIAL (code_pattern))
16737         {
16738           tree ns;
16739           tree init;
16740
16741           ns = decl_namespace_context (d);
16742           push_nested_namespace (ns);
16743           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
16744           init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern),
16745                               args,
16746                               tf_warning_or_error, NULL_TREE,
16747                               /*integral_constant_expression_p=*/false);
16748           cp_finish_decl (d, init, /*init_const_expr_p=*/false,
16749                           /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
16750                           LOOKUP_ONLYCONVERTING);
16751           pop_nested_class ();
16752           pop_nested_namespace (ns);
16753         }
16754
16755       /* We restore the source position here because it's used by
16756          add_pending_template.  */
16757       input_location = saved_loc;
16758
16759       if (at_eof && !pattern_defined
16760           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d)
16761           && DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
16762         /* [temp.explicit]
16763
16764            The definition of a non-exported function template, a
16765            non-exported member function template, or a non-exported
16766            member function or static data member of a class template
16767            shall be present in every translation unit in which it is
16768            explicitly instantiated.  */
16769         permerror (input_location,  "explicit instantiation of %qD "
16770                    "but no definition available", d);
16771
16772       /* ??? Historically, we have instantiated inline functions, even
16773          when marked as "extern template".  */
16774       if (!(external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
16775         add_pending_template (d);
16776       goto out;
16777     }
16778   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
16779      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
16780   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
16781     {
16782       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
16783          requested instantiation in the PCH it is still possible that
16784          an instantiation will be required in a file that includes the
16785          PCH.  */
16786       if (pch_file)
16787         add_pending_template (d);
16788       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
16789          job, even though we'll not be emitting a copy of this
16790          function.  */
16791       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && possibly_inlined_p (d)))
16792         goto out;
16793     }
16794
16795   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
16796   if (need_push)
16797     push_to_top_level ();
16798
16799   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
16800      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
16801   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
16802
16803   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
16804      by a subsequent redeclaration.  */
16805   regenerate_decl_from_template (d, td);
16806
16807   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
16808      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
16809   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
16810
16811   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
16812     {
16813       tree init;
16814
16815       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
16816          since we've reset the type of the declaration.  */
16817       SET_DECL_RTL (d, NULL_RTX);
16818       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
16819
16820       /* The initializer is placed in DECL_INITIAL by
16821          regenerate_decl_from_template.  Pull it out so that
16822          cp_finish_decl can process it.  */
16823       init = DECL_INITIAL (d);
16824       DECL_INITIAL (d) = NULL_TREE;
16825       DECL_INITIALIZED_P (d) = 0;
16826
16827       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
16828          initializer.  That function will defer actual emission until
16829          we have a chance to determine linkage.  */
16830       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
16831
16832       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
16833       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
16834       cp_finish_decl (d, init, false, NULL_TREE, 0);
16835       pop_nested_class ();
16836     }
16837   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
16838     {
16839       htab_t saved_local_specializations;
16840       tree subst_decl;
16841       tree tmpl_parm;
16842       tree spec_parm;
16843
16844       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
16845          template from within the body of another.  */
16846       saved_local_specializations = local_specializations;
16847
16848       /* Set up the list of local specializations.  */
16849       local_specializations = htab_create (37,
16850                                            hash_local_specialization,
16851                                            eq_local_specializations,
16852                                            NULL);
16853
16854       /* Set up context.  */
16855       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
16856
16857       /* Create substitution entries for the parameters.  */
16858       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
16859       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
16860       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
16861       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
16862         {
16863           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
16864           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
16865           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
16866         }
16867       while (tmpl_parm && !FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (tmpl_parm))
16868         {
16869           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
16870           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
16871           spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm);
16872         }
16873       if (tmpl_parm && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (tmpl_parm))
16874         {
16875           /* Register the (value) argument pack as a specialization of
16876              TMPL_PARM, then move on.  */
16877           tree argpack = make_fnparm_pack (spec_parm);
16878           register_local_specialization (argpack, tmpl_parm);
16879           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
16880           spec_parm = NULL_TREE;
16881         }
16882       gcc_assert (!spec_parm);
16883
16884       /* Substitute into the body of the function.  */
16885       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
16886                    tf_warning_or_error, tmpl,
16887                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
16888
16889       /* Set the current input_location to the end of the function
16890          so that finish_function knows where we are.  */
16891       input_location = DECL_STRUCT_FUNCTION (code_pattern)->function_end_locus;
16892
16893       /* We don't need the local specializations any more.  */
16894       htab_delete (local_specializations);
16895       local_specializations = saved_local_specializations;
16896
16897       /* Finish the function.  */
16898       d = finish_function (0);
16899       expand_or_defer_fn (d);
16900     }
16901
16902   /* We're not deferring instantiation any more.  */
16903   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
16904
16905   if (need_push)
16906     pop_from_top_level ();
16907
16908 out:
16909   input_location = saved_loc;
16910   pop_deferring_access_checks ();
16911   pop_tinst_level ();
16912
16913   timevar_pop (TV_PARSE);
16914
16915   return d;
16916 }
16917
16918 /* Run through the list of templates that we wish we could
16919    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
16920    number of times we retry pending template instantiation.  */
16921
16922 void
16923 instantiate_pending_templates (int retries)
16924 {
16925   int reconsider;
16926   location_t saved_loc = input_location;
16927
16928   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
16929      may require further template instantiations.  We place a limit here
16930      to avoid infinite loop.  */
16931   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
16932     {
16933       tree decl = pending_templates->tinst->decl;
16934
16935       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
16936              " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
16937              " (use -ftemplate-depth= to increase the maximum)",
16938              max_tinst_depth, decl);
16939       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
16940         /* Pretend that we defined it.  */
16941         DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
16942       return;
16943     }
16944
16945   do
16946     {
16947       struct pending_template **t = &pending_templates;
16948       struct pending_template *last = NULL;
16949       reconsider = 0;
16950       while (*t)
16951         {
16952           tree instantiation = reopen_tinst_level ((*t)->tinst);
16953           bool complete = false;
16954
16955           if (TYPE_P (instantiation))
16956             {
16957               tree fn;
16958
16959               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
16960                 {
16961                   instantiate_class_template (instantiation);
16962                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
16963                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
16964                          fn;
16965                          fn = TREE_CHAIN (fn))
16966                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
16967                         instantiate_decl (fn,
16968                                           /*defer_ok=*/0,
16969                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
16970                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
16971                     reconsider = 1;
16972                 }
16973
16974               complete = COMPLETE_TYPE_P (instantiation);
16975             }
16976           else
16977             {
16978               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
16979                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
16980                 {
16981                   instantiation
16982                     = instantiate_decl (instantiation,
16983                                         /*defer_ok=*/0,
16984                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
16985                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
16986                     reconsider = 1;
16987                 }
16988
16989               complete = (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
16990                           || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation));
16991             }
16992
16993           if (complete)
16994             /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
16995                need to consider it again in the future.  */
16996             *t = (*t)->next;
16997           else
16998             {
16999               last = *t;
17000               t = &(*t)->next;
17001             }
17002           tinst_depth = 0;
17003           current_tinst_level = NULL;
17004         }
17005       last_pending_template = last;
17006     }
17007   while (reconsider);
17008
17009   input_location = saved_loc;
17010 }
17011
17012 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
17013    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
17014    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
17015    instantiate_decl.  */
17016
17017 static tree
17018 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
17019 {
17020   tree inits = NULL_TREE;
17021
17022   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
17023     {
17024       tree decl;
17025       tree init;
17026       tree expanded_bases = NULL_TREE;
17027       tree expanded_arguments = NULL_TREE;
17028       int i, len = 1;
17029
17030       if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (t)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17031         {
17032           tree expr;
17033           tree arg;
17034
17035           /* Expand the base class expansion type into separate base
17036              classes.  */
17037           expanded_bases = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), argvec,
17038                                                  tf_warning_or_error,
17039                                                  NULL_TREE);
17040           if (expanded_bases == error_mark_node)
17041             continue;
17042           
17043           /* We'll be building separate TREE_LISTs of arguments for
17044              each base.  */
17045           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
17046           expanded_arguments = make_tree_vec (len);
17047           for (i = 0; i < len; i++)
17048             TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = NULL_TREE;
17049
17050           /* Build a dummy EXPR_PACK_EXPANSION that will be used to
17051              expand each argument in the TREE_VALUE of t.  */
17052           expr = make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
17053           PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (expr) =
17054             PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (TREE_PURPOSE (t));
17055
17056           if (TREE_VALUE (t) == void_type_node)
17057             /* VOID_TYPE_NODE is used to indicate
17058                value-initialization.  */
17059             {
17060               for (i = 0; i < len; i++)
17061                 TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = void_type_node;
17062             }
17063           else
17064             {
17065               /* Substitute parameter packs into each argument in the
17066                  TREE_LIST.  */
17067               in_base_initializer = 1;
17068               for (arg = TREE_VALUE (t); arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
17069                 {
17070                   tree expanded_exprs;
17071
17072                   /* Expand the argument.  */
17073                   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (expr, TREE_VALUE (arg));
17074                   expanded_exprs 
17075                     = tsubst_pack_expansion (expr, argvec,
17076                                              tf_warning_or_error,
17077                                              NULL_TREE);
17078                   if (expanded_exprs == error_mark_node)
17079                     continue;
17080
17081                   /* Prepend each of the expanded expressions to the
17082                      corresponding TREE_LIST in EXPANDED_ARGUMENTS.  */
17083                   for (i = 0; i < len; i++)
17084                     {
17085                       TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
17086                         tree_cons (NULL_TREE, 
17087                                    TREE_VEC_ELT (expanded_exprs, i),
17088                                    TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
17089                     }
17090                 }
17091               in_base_initializer = 0;
17092
17093               /* Reverse all of the TREE_LISTs in EXPANDED_ARGUMENTS,
17094                  since we built them backwards.  */
17095               for (i = 0; i < len; i++)
17096                 {
17097                   TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
17098                     nreverse (TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
17099                 }
17100             }
17101         }
17102
17103       for (i = 0; i < len; ++i)
17104         {
17105           if (expanded_bases)
17106             {
17107               decl = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, i);
17108               decl = expand_member_init (decl);
17109               init = TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i);
17110             }
17111           else
17112             {
17113               decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, 
17114                                   tf_warning_or_error, NULL_TREE);
17115
17116               decl = expand_member_init (decl);
17117               if (decl && !DECL_P (decl))
17118                 in_base_initializer = 1;
17119
17120               init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, 
17121                                   tf_warning_or_error, NULL_TREE,
17122                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
17123               in_base_initializer = 0;
17124             }
17125
17126           if (decl)
17127             {
17128               init = build_tree_list (decl, init);
17129               TREE_CHAIN (init) = inits;
17130               inits = init;
17131             }
17132         }
17133     }
17134   return inits;
17135 }
17136
17137 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
17138
17139 static void
17140 set_current_access_from_decl (tree decl)
17141 {
17142   if (TREE_PRIVATE (decl))
17143     current_access_specifier = access_private_node;
17144   else if (TREE_PROTECTED (decl))
17145     current_access_specifier = access_protected_node;
17146   else
17147     current_access_specifier = access_public_node;
17148 }
17149
17150 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
17151    is the instantiation (which should have been created with
17152    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
17153
17154 static void
17155 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
17156 {
17157   tree e;
17158
17159   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
17160     {
17161       tree value;
17162       tree decl;
17163
17164       decl = TREE_VALUE (e);
17165       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
17166          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
17167       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
17168                            args, tf_warning_or_error, NULL_TREE,
17169                            /*integral_constant_expression_p=*/true);
17170
17171       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
17172       set_current_access_from_decl (decl);
17173
17174       /* Actually build the enumerator itself.  */
17175       build_enumerator (DECL_NAME (decl), value, newtag);
17176     }
17177
17178   finish_enum (newtag);
17179   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
17180     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
17181 }
17182
17183 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
17184    its type -- but without substituting the innermost set of template
17185    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
17186    the type.  */
17187
17188 tree
17189 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
17190 {
17191   tree fn_type;
17192   tree tmpl;
17193   tree targs;
17194   tree tparms;
17195   int parm_depth;
17196
17197   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
17198   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
17199   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
17200   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
17201
17202   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
17203      of parameters.  */
17204   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
17205
17206   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
17207
17208   if (parm_depth == 1)
17209     /* No substitution is necessary.  */
17210     ;
17211   else
17212     {
17213       int i, save_access_control;
17214       tree partial_args;
17215
17216       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
17217          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
17218       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
17219       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
17220         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
17221                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
17222       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
17223                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
17224                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
17225
17226       /* Disable access control as this function is used only during
17227          name-mangling.  */
17228       save_access_control = flag_access_control;
17229       flag_access_control = 0;
17230
17231       ++processing_template_decl;
17232       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
17233          appropriate function type.  */
17234       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
17235       --processing_template_decl;
17236
17237       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
17238          innermost set of parameters.  This step is important if the
17239          innermost set of template parameters contains value
17240          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
17241       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
17242       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
17243
17244       flag_access_control = save_access_control;
17245     }
17246
17247   return fn_type;
17248 }
17249
17250 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
17251    the last one involved in diagnostics.  */
17252 int
17253 problematic_instantiation_changed (void)
17254 {
17255   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
17256 }
17257
17258 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
17259 void
17260 record_last_problematic_instantiation (void)
17261 {
17262   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
17263 }
17264
17265 struct tinst_level *
17266 current_instantiation (void)
17267 {
17268   return current_tinst_level;
17269 }
17270
17271 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
17272    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
17273    warning messages under control of COMPLAIN.  */
17274
17275 static int
17276 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
17277 {
17278   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
17279     return 0;
17280   else if (POINTER_TYPE_P (type))
17281     return 0;
17282   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
17283     return 0;
17284   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
17285     return 0;
17286   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
17287     return 0;
17288
17289   if (complain & tf_error)
17290     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
17291   return 1;
17292 }
17293
17294 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
17295    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
17296
17297 static bool
17298 dependent_type_p_r (tree type)
17299 {
17300   tree scope;
17301
17302   /* [temp.dep.type]
17303
17304      A type is dependent if it is:
17305
17306      -- a template parameter. Template template parameters are types
17307         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
17308         them here.  */
17309   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
17310       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17311     return true;
17312   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
17313         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
17314         names a dependent type.  */
17315   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
17316     return true;
17317   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
17318         dependent.  */
17319   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
17320   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
17321   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
17322     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
17323             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
17324                                            (type)));
17325   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
17326            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
17327     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
17328   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
17329            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
17330     {
17331       tree arg_type;
17332
17333       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
17334         return true;
17335       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
17336            arg_type;
17337            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
17338         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
17339           return true;
17340       return false;
17341     }
17342   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
17343         size is specified by a constant expression that is
17344         value-dependent.  */
17345   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
17346     {
17347       if (TYPE_DOMAIN (type)
17348           && dependent_type_p (TYPE_DOMAIN (type)))
17349         return true;
17350       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
17351     }
17352   else if (TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
17353            && !TREE_CONSTANT (TYPE_MAX_VALUE (type)))
17354     {
17355       /* If this is the TYPE_DOMAIN of an array type, consider it
17356          dependent.  We already checked for value-dependence in
17357          compute_array_index_type.  */
17358       return type_dependent_expression_p (TYPE_MAX_VALUE (type));
17359     }
17360
17361   /* -- a template-id in which either the template name is a template
17362      parameter ...  */
17363   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17364     return true;
17365   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
17366         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
17367   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
17368            && (any_dependent_template_arguments_p
17369                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
17370     return true;
17371
17372   /* All TYPEOF_TYPEs and DECLTYPE_TYPEs are dependent; if the
17373      argument of the `typeof' expression is not type-dependent, then
17374      it should already been have resolved.  */
17375   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE
17376       || TREE_CODE (type) == DECLTYPE_TYPE)
17377     return true;
17378
17379   /* A template argument pack is dependent if any of its packed
17380      arguments are.  */
17381   if (TREE_CODE (type) == TYPE_ARGUMENT_PACK)
17382     {
17383       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (type);
17384       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
17385       for (i = 0; i < len; ++i)
17386         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
17387           return true;
17388     }
17389
17390   /* All TYPE_PACK_EXPANSIONs are dependent, because parameter packs must
17391      be template parameters.  */
17392   if (TREE_CODE (type) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17393     return true;
17394
17395   /* The standard does not specifically mention types that are local
17396      to template functions or local classes, but they should be
17397      considered dependent too.  For example:
17398
17399        template <int I> void f() {
17400          enum E { a = I };
17401          S<sizeof (E)> s;
17402        }
17403
17404      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
17405      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
17406   scope = TYPE_CONTEXT (type);
17407   if (scope && TYPE_P (scope))
17408     return dependent_type_p (scope);
17409   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
17410     return type_dependent_expression_p (scope);
17411
17412   /* Other types are non-dependent.  */
17413   return false;
17414 }
17415
17416 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
17417    [temp.dep.type].  */
17418
17419 bool
17420 dependent_type_p (tree type)
17421 {
17422   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
17423      any dependent types.  */
17424   if (!processing_template_decl)
17425     {
17426       /* If we are not processing a template, then nobody should be
17427          providing us with a dependent type.  */
17428       gcc_assert (type);
17429       gcc_assert (TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM || is_auto (type));
17430       return false;
17431     }
17432
17433   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
17434      in question; in that case, the type is dependent.  */
17435   if (!type)
17436     return true;
17437
17438   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
17439   if (type == error_mark_node)
17440     return false;
17441
17442   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
17443      do so now.  */
17444   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
17445     {
17446       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
17447       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
17448     }
17449
17450   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
17451 }
17452
17453 /* Returns TRUE if SCOPE is a dependent scope, in which we can't do any
17454    lookup.  In other words, a dependent type that is not the current
17455    instantiation.  */
17456
17457 bool
17458 dependent_scope_p (tree scope)
17459 {
17460   return (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
17461           && !currently_open_class (scope));
17462 }
17463
17464 /* Returns TRUE if EXPRESSION is dependent, according to CRITERION.  */
17465
17466 static bool
17467 dependent_scope_ref_p (tree expression, bool criterion (tree))
17468 {
17469   tree scope;
17470   tree name;
17471
17472   gcc_assert (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF);
17473
17474   if (!TYPE_P (TREE_OPERAND (expression, 0)))
17475     return true;
17476
17477   scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
17478   name = TREE_OPERAND (expression, 1);
17479
17480   /* [temp.dep.expr]
17481
17482      An id-expression is type-dependent if it contains a
17483      nested-name-specifier that contains a class-name that names a
17484      dependent type.  */
17485   /* The suggested resolution to Core Issue 224 implies that if the
17486      qualifying type is the current class, then we must peek
17487      inside it.  */
17488   if (DECL_P (name)
17489       && currently_open_class (scope)
17490       && !criterion (name))
17491     return false;
17492   if (dependent_type_p (scope))
17493     return true;
17494
17495   return false;
17496 }
17497
17498 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
17499    [temp.dep.constexpr].  EXPRESSION is already known to be a constant
17500    expression.  */
17501
17502 bool
17503 value_dependent_expression_p (tree expression)
17504 {
17505   if (!processing_template_decl)
17506     return false;
17507
17508   /* A name declared with a dependent type.  */
17509   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
17510     return true;
17511
17512   switch (TREE_CODE (expression))
17513     {
17514     case IDENTIFIER_NODE:
17515       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
17516       return true;
17517
17518     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
17519       /* A non-type template parm.  */
17520       return true;
17521
17522     case CONST_DECL:
17523       /* A non-type template parm.  */
17524       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
17525         return true;
17526       return value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression));
17527
17528     case VAR_DECL:
17529        /* A constant with integral or enumeration type and is initialized
17530           with an expression that is value-dependent.  */
17531       if (DECL_INITIAL (expression)
17532           && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
17533           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
17534         return true;
17535       return false;
17536
17537     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
17538     case STATIC_CAST_EXPR:
17539     case CONST_CAST_EXPR:
17540     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
17541     case CAST_EXPR:
17542       /* These expressions are value-dependent if the type to which
17543          the cast occurs is dependent or the expression being casted
17544          is value-dependent.  */
17545       {
17546         tree type = TREE_TYPE (expression);
17547
17548         if (dependent_type_p (type))
17549           return true;
17550
17551         /* A functional cast has a list of operands.  */
17552         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
17553         if (!expression)
17554           {
17555             /* If there are no operands, it must be an expression such
17556                as "int()". This should not happen for aggregate types
17557                because it would form non-constant expressions.  */
17558             gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
17559
17560             return false;
17561           }
17562
17563         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
17564           return any_value_dependent_elements_p (expression);
17565
17566         return value_dependent_expression_p (expression);
17567       }
17568
17569     case SIZEOF_EXPR:
17570     case ALIGNOF_EXPR:
17571       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
17572          type-dependent or is a pack expansion.  */
17573       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
17574       if (PACK_EXPANSION_P (expression))
17575         return true;
17576       else if (TYPE_P (expression))
17577         return dependent_type_p (expression);
17578       return type_dependent_expression_p (expression);
17579
17580     case SCOPE_REF:
17581       return dependent_scope_ref_p (expression, value_dependent_expression_p);
17582
17583     case COMPONENT_REF:
17584       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
17585               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
17586
17587     case CALL_EXPR:
17588       /* A CALL_EXPR may appear in a constant expression if it is a
17589          call to a builtin function, e.g., __builtin_constant_p.  All
17590          such calls are value-dependent.  */
17591       return true;
17592
17593     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
17594       /* A NONTYPE_ARGUMENT_PACK is value-dependent if any packed argument
17595          is value-dependent.  */
17596       {
17597         tree values = ARGUMENT_PACK_ARGS (expression);
17598         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (values);
17599         
17600         for (i = 0; i < len; ++i)
17601           if (value_dependent_expression_p (TREE_VEC_ELT (values, i)))
17602             return true;
17603         
17604         return false;
17605       }
17606
17607     case TRAIT_EXPR:
17608       {
17609         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (expression);
17610         return (dependent_type_p (TRAIT_EXPR_TYPE1 (expression))
17611                 || (type2 ? dependent_type_p (type2) : false));
17612       }
17613
17614     case MODOP_EXPR:
17615       return ((value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
17616               || (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 2))));
17617
17618     default:
17619       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
17620          value-dependent.  */
17621       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
17622         {
17623         case tcc_reference:
17624         case tcc_unary:
17625           return (value_dependent_expression_p
17626                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
17627
17628         case tcc_comparison:
17629         case tcc_binary:
17630           return ((value_dependent_expression_p
17631                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
17632                   || (value_dependent_expression_p
17633                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
17634
17635         case tcc_expression:
17636         case tcc_vl_exp:
17637           {
17638             int i;
17639             for (i = 0; i < TREE_OPERAND_LENGTH (expression); ++i)
17640               /* In some cases, some of the operands may be missing.
17641                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
17642                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
17643                  make the expression dependent.  */
17644               if (TREE_OPERAND (expression, i)
17645                   && (value_dependent_expression_p
17646                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
17647                 return true;
17648             return false;
17649           }
17650
17651         default:
17652           break;
17653         }
17654     }
17655
17656   /* The expression is not value-dependent.  */
17657   return false;
17658 }
17659
17660 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
17661    [temp.dep.expr].  */
17662
17663 bool
17664 type_dependent_expression_p (tree expression)
17665 {
17666   if (!processing_template_decl)
17667     return false;
17668
17669   if (expression == error_mark_node)
17670     return false;
17671
17672   /* An unresolved name is always dependent.  */
17673   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE
17674       || TREE_CODE (expression) == USING_DECL)
17675     return true;
17676
17677   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
17678   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
17679       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
17680       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
17681       || TREE_CODE (expression) == TRAIT_EXPR
17682       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
17683       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
17684       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
17685       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
17686     return false;
17687
17688   /* The types of these expressions depends only on the type to which
17689      the cast occurs.  */
17690   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
17691       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
17692       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
17693       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
17694       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
17695     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
17696
17697   /* The types of these expressions depends only on the type created
17698      by the expression.  */
17699   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
17700       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
17701     {
17702       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
17703          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
17704          operand 1.  */
17705       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
17706       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
17707         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
17708            as well.  */
17709         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
17710                || value_dependent_expression_p
17711                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
17712       else
17713         return dependent_type_p (type);
17714     }
17715
17716   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF
17717       && dependent_scope_ref_p (expression,
17718                                 type_dependent_expression_p))
17719     return true;
17720
17721   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
17722       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
17723       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
17724       && (any_dependent_template_arguments_p
17725           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
17726     return true;
17727
17728   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
17729       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
17730     return false;
17731
17732   if (TREE_CODE (expression) == STMT_EXPR)
17733     expression = stmt_expr_value_expr (expression);
17734
17735   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (expression))
17736     {
17737       tree elt;
17738       unsigned i;
17739
17740       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (expression), i, elt)
17741         {
17742           if (type_dependent_expression_p (elt))
17743             return true;
17744         }
17745       return false;
17746     }
17747
17748   /* A static data member of the current instantiation with incomplete
17749      array type is type-dependent, as the definition and specializations
17750      can have different bounds.  */
17751   if (TREE_CODE (expression) == VAR_DECL
17752       && DECL_CLASS_SCOPE_P (expression)
17753       && dependent_type_p (DECL_CONTEXT (expression))
17754       && VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (expression))
17755     return true;
17756
17757   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
17758     {
17759       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
17760         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
17761       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
17762           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
17763         {
17764           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
17765             return true;
17766           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
17767           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
17768             return false;
17769         }
17770       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
17771       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
17772         return false;
17773
17774       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
17775         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
17776
17777       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
17778         {
17779           if (any_dependent_template_arguments_p
17780               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
17781             return true;
17782           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
17783         }
17784       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
17785                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
17786
17787       while (expression)
17788         {
17789           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
17790             return true;
17791           expression = OVL_NEXT (expression);
17792         }
17793       return false;
17794     }
17795
17796   gcc_assert (TREE_CODE (expression) != TYPE_DECL);
17797
17798   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
17799 }
17800
17801 /* Like type_dependent_expression_p, but it also works while not processing
17802    a template definition, i.e. during substitution or mangling.  */
17803
17804 bool
17805 type_dependent_expression_p_push (tree expr)
17806 {
17807   bool b;
17808   ++processing_template_decl;
17809   b = type_dependent_expression_p (expr);
17810   --processing_template_decl;
17811   return b;
17812 }
17813
17814 /* Returns TRUE if ARGS contains a type-dependent expression.  */
17815
17816 bool
17817 any_type_dependent_arguments_p (const VEC(tree,gc) *args)
17818 {
17819   unsigned int i;
17820   tree arg;
17821
17822   for (i = 0; VEC_iterate (tree, args, i, arg); ++i)
17823     {
17824       if (type_dependent_expression_p (arg))
17825         return true;
17826     }
17827   return false;
17828 }
17829
17830 /* Returns TRUE if LIST (a TREE_LIST whose TREE_VALUEs are
17831    expressions) contains any value-dependent expressions.  */
17832
17833 bool
17834 any_value_dependent_elements_p (const_tree list)
17835 {
17836   for (; list; list = TREE_CHAIN (list))
17837     if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (list)))
17838       return true;
17839
17840   return false;
17841 }
17842
17843 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
17844
17845 bool
17846 dependent_template_arg_p (tree arg)
17847 {
17848   if (!processing_template_decl)
17849     return false;
17850
17851   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
17852       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17853     return dependent_template_p (arg);
17854   else if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
17855     {
17856       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
17857       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
17858       for (i = 0; i < len; ++i)
17859         {
17860           if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
17861             return true;
17862         }
17863
17864       return false;
17865     }
17866   else if (TYPE_P (arg))
17867     return dependent_type_p (arg);
17868   else
17869     return (type_dependent_expression_p (arg)
17870             || value_dependent_expression_p (arg));
17871 }
17872
17873 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
17874    any types that require structural equality testing.  */
17875
17876 bool
17877 any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree args)
17878 {
17879   int i;
17880   int j;
17881
17882   if (!args)
17883     return false;
17884   if (args == error_mark_node)
17885     return true;
17886
17887   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
17888     {
17889       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
17890       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
17891         {
17892           tree arg = TREE_VEC_ELT (level, j);
17893           tree packed_args = NULL_TREE;
17894           int k, len = 1;
17895
17896           if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
17897             {
17898               /* Look inside the argument pack.  */
17899               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
17900               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
17901             }
17902
17903           for (k = 0; k < len; ++k)
17904             {
17905               if (packed_args)
17906                 arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, k);
17907
17908               if (error_operand_p (arg))
17909                 return true;
17910               else if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
17911                        || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17912                 continue;
17913               else if (TYPE_P (arg) && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (arg))
17914                 return true;
17915               else if (!TYPE_P (arg) && TREE_TYPE (arg)
17916                        && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (TREE_TYPE (arg)))
17917                 return true;
17918             }
17919         }
17920     }
17921
17922   return false;
17923 }
17924
17925 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
17926    any dependent arguments.  */
17927
17928 bool
17929 any_dependent_template_arguments_p (const_tree args)
17930 {
17931   int i;
17932   int j;
17933
17934   if (!args)
17935     return false;
17936   if (args == error_mark_node)
17937     return true;
17938
17939   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
17940     {
17941       const_tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
17942       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
17943         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
17944           return true;
17945     }
17946
17947   return false;
17948 }
17949
17950 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
17951
17952 bool
17953 dependent_template_p (tree tmpl)
17954 {
17955   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
17956     {
17957       while (tmpl)
17958         {
17959           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
17960             return true;
17961           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
17962         }
17963       return false;
17964     }
17965
17966   /* Template template parameters are dependent.  */
17967   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
17968       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17969     return true;
17970   /* So are names that have not been looked up.  */
17971   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
17972       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
17973     return true;
17974   /* So are member templates of dependent classes.  */
17975   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
17976     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
17977   return false;
17978 }
17979
17980 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
17981
17982 bool
17983 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
17984 {
17985   return (dependent_template_p (tmpl)
17986           || any_dependent_template_arguments_p (args));
17987 }
17988
17989 /* Returns TRUE if OMP_FOR with DECLV, INITV, CONDV and INCRV vectors
17990    is dependent.  */
17991
17992 bool
17993 dependent_omp_for_p (tree declv, tree initv, tree condv, tree incrv)
17994 {
17995   int i;
17996
17997   if (!processing_template_decl)
17998     return false;
17999
18000   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (declv); i++)
18001     {
18002       tree decl = TREE_VEC_ELT (declv, i);
18003       tree init = TREE_VEC_ELT (initv, i);
18004       tree cond = TREE_VEC_ELT (condv, i);
18005       tree incr = TREE_VEC_ELT (incrv, i);
18006
18007       if (type_dependent_expression_p (decl))
18008         return true;
18009
18010       if (init && type_dependent_expression_p (init))
18011         return true;
18012
18013       if (type_dependent_expression_p (cond))
18014         return true;
18015
18016       if (COMPARISON_CLASS_P (cond)
18017           && (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 0))
18018               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 1))))
18019         return true;
18020
18021       if (TREE_CODE (incr) == MODOP_EXPR)
18022         {
18023           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0))
18024               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 2)))
18025             return true;
18026         }
18027       else if (type_dependent_expression_p (incr))
18028         return true;
18029       else if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
18030         {
18031           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0)))
18032             return true;
18033           else if (BINARY_CLASS_P (TREE_OPERAND (incr, 1)))
18034             {
18035               tree t = TREE_OPERAND (incr, 1);
18036               if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 0))
18037                   || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 1)))
18038                 return true;
18039             }
18040         }
18041     }
18042
18043   return false;
18044 }
18045
18046 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
18047    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns the original TYPENAME_TYPE if
18048    no such TYPE can be found.  Note that this function peers inside
18049    uninstantiated templates and therefore should be used only in
18050    extremely limited situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this
18051    peering to the currently open classes hierarchy (which is required
18052    when comparing types).  */
18053
18054 tree
18055 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
18056 {
18057   tree scope;
18058   tree name;
18059   tree decl;
18060   int quals;
18061   tree pushed_scope;
18062   tree result;
18063
18064   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
18065
18066   scope = TYPE_CONTEXT (type);
18067   /* Usually the non-qualified identifier of a TYPENAME_TYPE is
18068      TYPE_IDENTIFIER (type). But when 'type' is a typedef variant of
18069      a TYPENAME_TYPE node, then TYPE_NAME (type) is set to the TYPE_DECL representing
18070      the typedef. In that case TYPE_IDENTIFIER (type) is not the non-qualified
18071      identifier  of the TYPENAME_TYPE anymore.
18072      So by getting the TYPE_IDENTIFIER of the _main declaration_ of the
18073      TYPENAME_TYPE instead, we avoid messing up with a possible
18074      typedef variant case.  */
18075   name = TYPE_IDENTIFIER (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
18076
18077   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
18078      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
18079   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
18080     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
18081   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
18082      TYPENAME_TYPE.  */
18083   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
18084     return type;
18085   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
18086      resolving the name.  */
18087   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
18088     return type;
18089   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
18090      to look inside it.  */
18091   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
18092     return type;
18093   /* If this is a typedef, we don't want to look inside (c++/11987).  */
18094   if (typedef_variant_p (type))
18095     return type;
18096   /* If SCOPE isn't the template itself, it will not have a valid
18097      TYPE_FIELDS list.  */
18098   if (same_type_p (scope, CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope)))
18099     /* scope is either the template itself or a compatible instantiation
18100        like X<T>, so look up the name in the original template.  */
18101     scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
18102   else
18103     /* scope is a partial instantiation, so we can't do the lookup or we
18104        will lose the template arguments.  */
18105     return type;
18106   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
18107      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
18108      longer be considered a dependent type.  */
18109   pushed_scope = push_scope (scope);
18110   /* Look up the declaration.  */
18111   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
18112
18113   result = NULL_TREE;
18114   
18115   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
18116      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
18117   if (!decl)
18118     /*nop*/;
18119   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
18120            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
18121     {
18122       result = TREE_TYPE (decl);
18123       if (result == error_mark_node)
18124         result = NULL_TREE;
18125     }
18126   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
18127            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
18128     {
18129       tree tmpl;
18130       tree args;
18131       /* Obtain the template and the arguments.  */
18132       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
18133       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
18134       /* Instantiate the template.  */
18135       result = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
18136                                       /*entering_scope=*/0,
18137                                       tf_error | tf_user);
18138       if (result == error_mark_node)
18139         result = NULL_TREE;
18140     }
18141   
18142   /* Leave the SCOPE.  */
18143   if (pushed_scope)
18144     pop_scope (pushed_scope);
18145
18146   /* If we failed to resolve it, return the original typename.  */
18147   if (!result)
18148     return type;
18149   
18150   /* If lookup found a typename type, resolve that too.  */
18151   if (TREE_CODE (result) == TYPENAME_TYPE && !TYPENAME_IS_RESOLVING_P (result))
18152     {
18153       /* Ill-formed programs can cause infinite recursion here, so we
18154          must catch that.  */
18155       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 1;
18156       result = resolve_typename_type (result, only_current_p);
18157       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 0;
18158     }
18159   
18160   /* Qualify the resulting type.  */
18161   quals = cp_type_quals (type);
18162   if (quals)
18163     result = cp_build_qualified_type (result, cp_type_quals (result) | quals);
18164
18165   return result;
18166 }
18167
18168 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
18169    for EXPR that can be used to compute the types of larger
18170    expressions containing EXPR.  */
18171
18172 tree
18173 build_non_dependent_expr (tree expr)
18174 {
18175   tree inner_expr;
18176
18177   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like
18178      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
18179   if (null_ptr_cst_p (expr))
18180     return expr;
18181   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
18182      types.  */
18183   inner_expr = expr;
18184   if (TREE_CODE (inner_expr) == STMT_EXPR)
18185     inner_expr = stmt_expr_value_expr (inner_expr);
18186   if (TREE_CODE (inner_expr) == ADDR_EXPR)
18187     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 0);
18188   if (TREE_CODE (inner_expr) == COMPONENT_REF)
18189     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 1);
18190   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
18191       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
18192     return expr;
18193   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
18194   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
18195     return expr;
18196   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
18197      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
18198      cannot be used to initialize a "char *".  */
18199   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
18200     return expr;
18201   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
18202      reason to create a new node.  */
18203   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
18204     return expr;
18205   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
18206      There is at least one place where we want to know that a
18207      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
18208      expression, there are special rules if the second or third
18209      argument is a throw-expression.  */
18210   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
18211     return expr;
18212
18213   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
18214     return build3 (COND_EXPR,
18215                    TREE_TYPE (expr),
18216                    TREE_OPERAND (expr, 0),
18217                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
18218                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
18219                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
18220                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
18221   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
18222       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
18223     return build2 (COMPOUND_EXPR,
18224                    TREE_TYPE (expr),
18225                    TREE_OPERAND (expr, 0),
18226                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
18227
18228   /* If the type is unknown, it can't really be non-dependent */
18229   gcc_assert (TREE_TYPE (expr) != unknown_type_node);
18230
18231   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.
18232
18233      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
18234      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
18235      example:
18236
18237        template <typename T> void f<T& g>() { g(); }
18238
18239      In the body of "f", the expression for "g" will have
18240      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
18241      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
18242      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
18243      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
18244      stripped here.  */
18245   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
18246 }
18247
18248 /* ARGS is a vector of expressions as arguments to a function call.
18249    Replace the arguments with equivalent non-dependent expressions.
18250    This modifies ARGS in place.  */
18251
18252 void
18253 make_args_non_dependent (VEC(tree,gc) *args)
18254 {
18255   unsigned int ix;
18256   tree arg;
18257
18258   for (ix = 0; VEC_iterate (tree, args, ix, arg); ++ix)
18259     {
18260       tree newarg = build_non_dependent_expr (arg);
18261       if (newarg != arg)
18262         VEC_replace (tree, args, ix, newarg);
18263     }
18264 }
18265
18266 /* Returns a type which represents 'auto'.  We use a TEMPLATE_TYPE_PARM
18267    with a level one deeper than the actual template parms.  */
18268
18269 tree
18270 make_auto (void)
18271 {
18272   tree au = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
18273   TYPE_NAME (au) = build_decl (BUILTINS_LOCATION,
18274                                TYPE_DECL, get_identifier ("auto"), au);
18275   TYPE_STUB_DECL (au) = TYPE_NAME (au);
18276   TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (au) = build_template_parm_index
18277     (0, processing_template_decl + 1, processing_template_decl + 1,
18278      TYPE_NAME (au), NULL_TREE);
18279   TYPE_CANONICAL (au) = canonical_type_parameter (au);
18280   DECL_ARTIFICIAL (TYPE_NAME (au)) = 1;
18281   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (TYPE_NAME (au));
18282
18283   return au;
18284 }
18285
18286 /* Given type ARG, return std::initializer_list<ARG>.  */
18287
18288 static tree
18289 listify (tree arg)
18290 {
18291   tree std_init_list = namespace_binding
18292     (get_identifier ("initializer_list"), std_node);
18293   tree argvec;
18294   if (!std_init_list || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (std_init_list))
18295     {    
18296       error ("deducing from brace-enclosed initializer list requires "
18297              "#include <initializer_list>");
18298       return error_mark_node;
18299     }
18300   argvec = make_tree_vec (1);
18301   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = arg;
18302   return lookup_template_class (std_init_list, argvec, NULL_TREE,
18303                                 NULL_TREE, 0, tf_warning_or_error);
18304 }
18305
18306 /* Replace auto in TYPE with std::initializer_list<auto>.  */
18307
18308 static tree
18309 listify_autos (tree type, tree auto_node)
18310 {
18311   tree init_auto = listify (auto_node);
18312   tree argvec = make_tree_vec (1);
18313   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = init_auto;
18314   if (processing_template_decl)
18315     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
18316   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
18317 }
18318
18319 /* walk_tree helper for do_auto_deduction.  */
18320
18321 static tree
18322 contains_auto_r (tree *tp, int *walk_subtrees ATTRIBUTE_UNUSED,
18323                  void *type)
18324 {
18325   /* Is this a variable with the type we're looking for?  */
18326   if (DECL_P (*tp)
18327       && TREE_TYPE (*tp) == type)
18328     return *tp;
18329   else
18330     return NULL_TREE;
18331 }
18332
18333 /* Replace occurrences of 'auto' in TYPE with the appropriate type deduced
18334    from INIT.  AUTO_NODE is the TEMPLATE_TYPE_PARM used for 'auto' in TYPE.  */
18335
18336 tree
18337 do_auto_deduction (tree type, tree init, tree auto_node)
18338 {
18339   tree parms, tparms, targs;
18340   tree args[1];
18341   tree decl;
18342   int val;
18343
18344   /* The name of the object being declared shall not appear in the
18345      initializer expression.  */
18346   decl = cp_walk_tree_without_duplicates (&init, contains_auto_r, type);
18347   if (decl)
18348     {
18349       error ("variable %q#D with %<auto%> type used in its own "
18350              "initializer", decl);
18351       return error_mark_node;
18352     }
18353
18354   /* [dcl.spec.auto]: Obtain P from T by replacing the occurrences of auto
18355      with either a new invented type template parameter U or, if the
18356      initializer is a braced-init-list (8.5.4), with
18357      std::initializer_list<U>.  */
18358   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (init))
18359     type = listify_autos (type, auto_node);
18360
18361   parms = build_tree_list (NULL_TREE, type);
18362   args[0] = init;
18363   tparms = make_tree_vec (1);
18364   targs = make_tree_vec (1);
18365   TREE_VEC_ELT (tparms, 0)
18366     = build_tree_list (NULL_TREE, TYPE_NAME (auto_node));
18367   val = type_unification_real (tparms, targs, parms, args, 1, 0,
18368                                DEDUCE_CALL, LOOKUP_NORMAL);
18369   if (val > 0)
18370     {
18371       error ("unable to deduce %qT from %qE", type, init);
18372       return error_mark_node;
18373     }
18374
18375   /* If the list of declarators contains more than one declarator, the type
18376      of each declared variable is determined as described above. If the
18377      type deduced for the template parameter U is not the same in each
18378      deduction, the program is ill-formed.  */
18379   if (TREE_TYPE (auto_node)
18380       && !same_type_p (TREE_TYPE (auto_node), TREE_VEC_ELT (targs, 0)))
18381     {
18382       error ("inconsistent deduction for %qT: %qT and then %qT",
18383              auto_node, TREE_TYPE (auto_node), TREE_VEC_ELT (targs, 0));
18384       return error_mark_node;
18385     }
18386   TREE_TYPE (auto_node) = TREE_VEC_ELT (targs, 0);
18387
18388   if (processing_template_decl)
18389     targs = add_to_template_args (current_template_args (), targs);
18390   return tsubst (type, targs, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
18391 }
18392
18393 /* Substitutes LATE_RETURN_TYPE for 'auto' in TYPE and returns the
18394    result.  */
18395
18396 tree
18397 splice_late_return_type (tree type, tree late_return_type)
18398 {
18399   tree argvec;
18400
18401   if (late_return_type == NULL_TREE)
18402     return type;
18403   argvec = make_tree_vec (1);
18404   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = late_return_type;
18405   if (processing_template_decl)
18406     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
18407   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
18408 }
18409
18410 /* Returns true iff TYPE is a TEMPLATE_TYPE_PARM representing 'auto'.  */
18411
18412 bool
18413 is_auto (const_tree type)
18414 {
18415   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
18416       && TYPE_IDENTIFIER (type) == get_identifier ("auto"))
18417     return true;
18418   else
18419     return false;
18420 }
18421
18422 /* Returns true iff TYPE contains a use of 'auto'.  Since auto can only
18423    appear as a type-specifier for the declaration in question, we don't
18424    have to look through the whole type.  */
18425
18426 tree
18427 type_uses_auto (tree type)
18428 {
18429   enum tree_code code;
18430   if (is_auto (type))
18431     return type;
18432
18433   code = TREE_CODE (type);
18434
18435   if (code == POINTER_TYPE || code == REFERENCE_TYPE
18436       || code == OFFSET_TYPE || code == FUNCTION_TYPE
18437       || code == METHOD_TYPE || code == ARRAY_TYPE)
18438     return type_uses_auto (TREE_TYPE (type));
18439
18440   if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
18441     return type_uses_auto (TREE_TYPE (TREE_TYPE
18442                                    (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (type))));
18443
18444   return NULL_TREE;
18445 }
18446
18447 /* For a given template T, return the vector of typedefs referenced
18448    in T for which access check is needed at T instantiation time.
18449    T is either  a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
18450    Those typedefs were added to T by the function
18451    append_type_to_template_for_access_check.  */
18452
18453 VEC(qualified_typedef_usage_t,gc)*
18454 get_types_needing_access_check (tree t)
18455 {
18456   tree ti;
18457   VEC(qualified_typedef_usage_t,gc) *result = NULL;
18458
18459   if (!t || t == error_mark_node)
18460     return NULL;
18461
18462   if (!(ti = get_template_info (t)))
18463     return NULL;
18464
18465   if (CLASS_TYPE_P (t)
18466       || TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
18467     {
18468       if (!TI_TEMPLATE (ti))
18469         return NULL;
18470
18471       result = TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti);
18472     }
18473
18474   return result;
18475 }
18476
18477 /* Append the typedef TYPE_DECL used in template T to a list of typedefs
18478    tied to T. That list of typedefs will be access checked at
18479    T instantiation time.
18480    T is either a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
18481    TYPE_DECL is a TYPE_DECL node representing a typedef.
18482    SCOPE is the scope through which TYPE_DECL is accessed.
18483    LOCATION is the location of the usage point of TYPE_DECL.
18484
18485    This function is a subroutine of
18486    append_type_to_template_for_access_check.  */
18487
18488 static void
18489 append_type_to_template_for_access_check_1 (tree t,
18490                                             tree type_decl,
18491                                             tree scope,
18492                                             location_t location)
18493 {
18494   qualified_typedef_usage_t typedef_usage;
18495   tree ti;
18496
18497   if (!t || t == error_mark_node)
18498     return;
18499
18500   gcc_assert ((TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
18501                || CLASS_TYPE_P (t))
18502               && type_decl
18503               && TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL
18504               && scope);
18505
18506   if (!(ti = get_template_info (t)))
18507     return;
18508
18509   gcc_assert (TI_TEMPLATE (ti));
18510
18511   typedef_usage.typedef_decl = type_decl;
18512   typedef_usage.context = scope;
18513   typedef_usage.locus = location;
18514
18515   VEC_safe_push (qualified_typedef_usage_t, gc,
18516                  TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti),
18517                  &typedef_usage);
18518 }
18519
18520 /* Append TYPE_DECL to the template TEMPL.
18521    TEMPL is either a class type, a FUNCTION_DECL or a a TEMPLATE_DECL.
18522    At TEMPL instanciation time, TYPE_DECL will be checked to see
18523    if it can be accessed through SCOPE.
18524    LOCATION is the location of the usage point of TYPE_DECL.
18525
18526    e.g. consider the following code snippet:
18527
18528      class C
18529      {
18530        typedef int myint;
18531      };
18532
18533      template<class U> struct S
18534      {
18535        C::myint mi; // <-- usage point of the typedef C::myint
18536      };
18537
18538      S<char> s;
18539
18540    At S<char> instantiation time, we need to check the access of C::myint
18541    In other words, we need to check the access of the myint typedef through
18542    the C scope. For that purpose, this function will add the myint typedef
18543    and the scope C through which its being accessed to a list of typedefs
18544    tied to the template S. That list will be walked at template instantiation
18545    time and access check performed on each typedefs it contains.
18546    Note that this particular code snippet should yield an error because
18547    myint is private to C.  */
18548
18549 void
18550 append_type_to_template_for_access_check (tree templ,
18551                                           tree type_decl,
18552                                           tree scope,
18553                                           location_t location)
18554 {
18555   qualified_typedef_usage_t *iter;
18556   int i;
18557
18558   gcc_assert (type_decl && (TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL));
18559
18560   /* Make sure we don't append the type to the template twice.  */
18561   for (i = 0;
18562        VEC_iterate (qualified_typedef_usage_t,
18563                     get_types_needing_access_check (templ),
18564                     i, iter);
18565        ++i)
18566     if (iter->typedef_decl == type_decl && scope == iter->context)
18567       return;
18568
18569   append_type_to_template_for_access_check_1 (templ, type_decl,
18570                                               scope, location);
18571 }
18572
18573 /* Set up the hash tables for template instantiations.  */
18574
18575 void
18576 init_template_processing (void)
18577 {
18578   decl_specializations = htab_create_ggc (37,
18579                                           hash_specialization,
18580                                           eq_specializations,
18581                                           ggc_free);
18582   type_specializations = htab_create_ggc (37,
18583                                           hash_specialization,
18584                                           eq_specializations,
18585                                           ggc_free);
18586 }
18587
18588 /* Print stats about the template hash tables for -fstats.  */
18589
18590 void
18591 print_template_statistics (void)
18592 {
18593   fprintf (stderr, "decl_specializations: size %ld, %ld elements, "
18594            "%f collisions\n", (long) htab_size (decl_specializations),
18595            (long) htab_elements (decl_specializations),
18596            htab_collisions (decl_specializations));
18597   fprintf (stderr, "type_specializations: size %ld, %ld elements, "
18598            "%f collisions\n", (long) htab_size (type_specializations),
18599            (long) htab_elements (type_specializations),
18600            htab_collisions (type_specializations));
18601 }
18602
18603 #include "gt-cp-pt.h"