OSDN Git Service

* builtins.c (expand_builtin_synchronize): Use gimple_build_asm_vec.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / cp / pt.c
1 /* Handle parameterized types (templates) for GNU C++.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000,
3    2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2007, 2008, 2009
4    Free Software Foundation, Inc.
5    Written by Ken Raeburn (raeburn@cygnus.com) while at Watchmaker Computing.
6    Rewritten by Jason Merrill (jason@cygnus.com).
7
8 This file is part of GCC.
9
10 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
11 it under the terms of the GNU General Public License as published by
12 the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
13 any later version.
14
15 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
16 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
18 GNU General Public License for more details.
19
20 You should have received a copy of the GNU General Public License
21 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
22 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
23
24 /* Known bugs or deficiencies include:
25
26      all methods must be provided in header files; can't use a source
27      file that contains only the method templates and "just win".  */
28
29 #include "config.h"
30 #include "system.h"
31 #include "coretypes.h"
32 #include "tm.h"
33 #include "obstack.h"
34 #include "tree.h"
35 #include "pointer-set.h"
36 #include "flags.h"
37 #include "c-common.h"
38 #include "cp-tree.h"
39 #include "cp-objcp-common.h"
40 #include "tree-inline.h"
41 #include "decl.h"
42 #include "output.h"
43 #include "except.h"
44 #include "toplev.h"
45 #include "rtl.h"
46 #include "timevar.h"
47 #include "tree-iterator.h"
48 #include "vecprim.h"
49
50 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
51    returning an int.  */
52 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
53
54 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
55    instantiations have been deferred, either because their definitions
56    were not yet available, or because we were putting off doing the work.  */
57 struct GTY (()) pending_template {
58   struct pending_template *next;
59   struct tinst_level *tinst;
60 };
61
62 static GTY(()) struct pending_template *pending_templates;
63 static GTY(()) struct pending_template *last_pending_template;
64
65 int processing_template_parmlist;
66 static int template_header_count;
67
68 static GTY(()) tree saved_trees;
69 static VEC(int,heap) *inline_parm_levels;
70
71 static GTY(()) struct tinst_level *current_tinst_level;
72
73 static GTY(()) tree saved_access_scope;
74
75 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
76    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
77    to the EXPR_STMT that is its result.  */
78 static tree cur_stmt_expr;
79
80 /* A map from local variable declarations in the body of the template
81    presently being instantiated to the corresponding instantiated
82    local variables.  */
83 static htab_t local_specializations;
84
85 typedef struct GTY(()) spec_entry
86 {
87   tree tmpl;
88   tree args;
89   tree spec;
90 } spec_entry;
91
92 static GTY ((param_is (spec_entry)))
93   htab_t decl_specializations;
94
95 static GTY ((param_is (spec_entry)))
96   htab_t type_specializations;
97
98 /* Contains canonical template parameter types. The vector is indexed by
99    the TEMPLATE_TYPE_IDX of the template parameter. Each element is a
100    TREE_LIST, whose TREE_VALUEs contain the canonical template
101    parameters of various types and levels.  */
102 static GTY(()) VEC(tree,gc) *canonical_template_parms;
103
104 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
105 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
106 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
107 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
108 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
109 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
110 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
111 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
112
113 static void push_access_scope (tree);
114 static void pop_access_scope (tree);
115 static bool resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
116                                             unification_kind_t, int);
117 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
118                              unification_kind_t, int, bool);
119 static int unify (tree, tree, tree, tree, int);
120 static void add_pending_template (tree);
121 static int push_tinst_level (tree);
122 static void pop_tinst_level (void);
123 static tree reopen_tinst_level (struct tinst_level *);
124 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
125 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
126 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t,
127                                    bool, bool);
128 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
129 static tree add_to_template_args (tree, tree);
130 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
131 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
132 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*,
133                                              tree);
134 static int type_unification_real (tree, tree, tree, const tree *,
135                                   unsigned int, int, unification_kind_t, int);
136 static void note_template_header (int);
137 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
138 static tree convert_nontype_argument (tree, tree);
139 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
140                                        tsubst_flags_t, int, tree);
141 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
142                                    struct pointer_set_t*, bool);
143 static tree expand_template_argument_pack (tree);
144 static tree build_template_parm_index (int, int, int, tree, tree);
145 static bool inline_needs_template_parms (tree);
146 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
147 static tree retrieve_local_specialization (tree);
148 static void register_local_specialization (tree, tree);
149 static hashval_t hash_specialization (const void *p);
150 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int, tree, tsubst_flags_t);
151 static int mark_template_parm (tree, void *);
152 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
153 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
154 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
155 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
156 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
157 static int template_decl_level (tree);
158 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
159 static void template_parm_level_and_index (tree, int*, int*);
160 static int unify_pack_expansion (tree, tree, tree, tree, int, bool, bool);
161 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
162 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
163 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
164 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
165 static tree most_specialized_class (tree, tree);
166 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
167 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
168 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
169 static bool check_specialization_scope (void);
170 static tree process_partial_specialization (tree);
171 static void set_current_access_from_decl (tree);
172 static tree get_template_base (tree, tree, tree, tree);
173 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree);
174 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
175                                            tree, tree);
176 static bool template_template_parm_bindings_ok_p (tree, tree);
177 static int template_args_equal (tree, tree);
178 static void tsubst_default_arguments (tree);
179 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
180 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
181 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
182 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
183 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
184 static bool dependent_template_arg_p (tree);
185 static bool any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree);
186 static bool dependent_type_p_r (tree);
187 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, bool);
188 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
189 static tree tsubst_pack_expansion (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
190 static tree tsubst_decl (tree, tree, tsubst_flags_t);
191 static void perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs);
192 static void append_type_to_template_for_access_check_1 (tree, tree, tree);
193 static hashval_t iterative_hash_template_arg (tree arg, hashval_t val);
194 static bool primary_template_instantiation_p (const_tree);
195
196 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
197    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
198    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
199    instantiate_decl).  */
200
201 static void
202 push_access_scope (tree t)
203 {
204   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
205               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
206
207   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
208     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
209   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
210     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
211   else
212     push_to_top_level ();
213
214   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
215     {
216       saved_access_scope = tree_cons
217         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
218       current_function_decl = t;
219     }
220 }
221
222 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
223    are processing.  */
224
225 static void
226 pop_access_scope (tree t)
227 {
228   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
229     {
230       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
231       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
232     }
233
234   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
235     pop_nested_class ();
236   else
237     pop_from_top_level ();
238 }
239
240 /* Do any processing required when DECL (a member template
241    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
242    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
243    itself is returned.  */
244
245 tree
246 finish_member_template_decl (tree decl)
247 {
248   if (decl == error_mark_node)
249     return error_mark_node;
250
251   gcc_assert (DECL_P (decl));
252
253   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
254     {
255       tree type;
256
257       type = TREE_TYPE (decl);
258       if (type == error_mark_node)
259         return error_mark_node;
260       if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (type)
261           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
262           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
263         {
264           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
265           check_member_template (tmpl);
266           return tmpl;
267         }
268       return NULL_TREE;
269     }
270   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
271     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
272   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
273     {
274       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
275         {
276           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
277           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
278         }
279       else
280         return decl;
281     }
282   else
283     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
284
285   return error_mark_node;
286 }
287
288 /* Return the template info node corresponding to T, whatever T is.  */
289
290 tree
291 get_template_info (const_tree t)
292 {
293   tree tinfo = NULL_TREE;
294
295   if (DECL_P (t) && DECL_LANG_SPECIFIC (t))
296     tinfo = DECL_TEMPLATE_INFO (t);
297
298   if (!tinfo && TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
299     t = TREE_TYPE (t);
300
301   if (TAGGED_TYPE_P (t))
302     tinfo = TYPE_TEMPLATE_INFO (t);
303
304   return tinfo;
305 }
306
307 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
308
309    For example, in:
310      template <class T>
311      struct A
312      {
313        template <class U>
314        struct B {};
315      };
316
317    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.
318    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
319    they are instantiations, not specializations.
320
321    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
322    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
323    always safe.  */
324
325 int
326 template_class_depth (tree type)
327 {
328   int depth;
329
330   for (depth = 0;
331        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
332        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL)
333          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : TYPE_CONTEXT (type))
334     {
335       tree tinfo = get_template_info (type);
336
337       if (tinfo && PRIMARY_TEMPLATE_P (TI_TEMPLATE (tinfo))
338           && uses_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (tinfo))))
339         ++depth;
340     }
341
342   return depth;
343 }
344
345 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
346    Returns true if processing DECL needs us to push template parms.  */
347
348 static bool
349 inline_needs_template_parms (tree decl)
350 {
351   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
352     return false;
353
354   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
355           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
356 }
357
358 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
359    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
360    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
361    innermost first.  */
362
363 static void
364 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
365 {
366   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
367   int i;
368
369   if (levels > 1)
370     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
371
372   ++processing_template_decl;
373   current_template_parms
374     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
375                  parms, current_template_parms);
376   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
377
378   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
379                NULL);
380   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
381     {
382       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
383
384       if (parm == error_mark_node)
385         continue;
386
387       gcc_assert (DECL_P (parm));
388
389       switch (TREE_CODE (parm))
390         {
391         case TYPE_DECL:
392         case TEMPLATE_DECL:
393           pushdecl (parm);
394           break;
395
396         case PARM_DECL:
397           {
398             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
399                It is ugly that we recreate this here; the original
400                version built in process_template_parm is no longer
401                available.  */
402             tree decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (parm),
403                                     CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
404                                     TREE_TYPE (parm));
405             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
406             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
407             TREE_READONLY (decl) = 1;
408             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
409             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
410             pushdecl (decl);
411           }
412           break;
413
414         default:
415           gcc_unreachable ();
416         }
417     }
418 }
419
420 /* Restore the template parameter context for a member template or
421    a friend template defined in a class definition.  */
422
423 void
424 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
425 {
426   tree parms;
427   int levels = 0;
428
429   if (inline_needs_template_parms (decl))
430     {
431       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
432       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
433
434       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
435         {
436           --levels;
437           parms = TREE_CHAIN (parms);
438         }
439
440       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
441     }
442
443   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
444      we can pop them later.  */
445   VEC_safe_push (int, heap, inline_parm_levels, levels);
446 }
447
448 /* Undo the effects of maybe_begin_member_template_processing.  */
449
450 void
451 maybe_end_member_template_processing (void)
452 {
453   int i;
454   int last;
455
456   if (VEC_length (int, inline_parm_levels) == 0)
457     return;
458
459   last = VEC_pop (int, inline_parm_levels);
460   for (i = 0; i < last; ++i)
461     {
462       --processing_template_decl;
463       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
464       poplevel (0, 0, 0);
465     }
466 }
467
468 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
469    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
470
471 static tree
472 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
473 {
474   tree new_args;
475   int extra_depth;
476   int i;
477   int j;
478
479   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
480   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
481
482   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
483     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
484
485   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
486     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
487
488   return new_args;
489 }
490
491 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
492    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
493    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
494    the template arguments from a partial instantiation with the
495    template arguments used to attain the full instantiation from the
496    partial instantiation.  */
497
498 static tree
499 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
500 {
501   tree new_args;
502
503   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
504      something very fishy is going on.  */
505   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
506
507   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
508      them.  */
509   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
510     return extra_args;
511
512   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
513   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
514
515   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
516
517   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
518   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
519
520   return new_args;
521 }
522
523 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
524
525 tree
526 get_innermost_template_args (tree args, int n)
527 {
528   tree new_args;
529   int extra_levels;
530   int i;
531
532   gcc_assert (n >= 0);
533
534   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
535   if (n == 1)
536     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
537
538   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
539      given.  */
540   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
541   gcc_assert (extra_levels >= 0);
542   if (extra_levels == 0)
543     return args;
544
545   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
546   new_args = make_tree_vec (n);
547   for (i = 1; i <= n; ++i)
548     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
549                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
550
551   return new_args;
552 }
553
554 /* The inverse of get_innermost_template_args: Return all but the innermost
555    EXTRA_LEVELS levels of template arguments from the ARGS.  */
556
557 static tree
558 strip_innermost_template_args (tree args, int extra_levels)
559 {
560   tree new_args;
561   int n = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - extra_levels;
562   int i;
563
564   gcc_assert (n >= 0);
565
566   /* If N is 1, just return the outermost set of template arguments.  */
567   if (n == 1)
568     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, 1);
569
570   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
571      given.  */
572   gcc_assert (extra_levels >= 0);
573   if (extra_levels == 0)
574     return args;
575
576   /* Make a new set of arguments, not containing the inner arguments.  */
577   new_args = make_tree_vec (n);
578   for (i = 1; i <= n; ++i)
579     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
580                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
581
582   return new_args;
583 }
584
585 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
586    the parms.  */
587
588 void
589 begin_template_parm_list (void)
590 {
591   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
592      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
593      namespace scope.  This is the right thing, since we want
594      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
595      global template class, push_template_decl handles putting the
596      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
597      e.g.:
598
599        template <class T> struct S1 {
600          template <class T> struct S2 {};
601        };
602
603      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
604      TEMPLATE_DECL for S2.  */
605   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
606   ++processing_template_decl;
607   ++processing_template_parmlist;
608   note_template_header (0);
609 }
610
611 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
612    invalid to declare a specialization here, an error is reported and
613    false is returned, otherwise this routine will return true.  */
614
615 static bool
616 check_specialization_scope (void)
617 {
618   tree scope = current_scope ();
619
620   /* [temp.expl.spec]
621
622      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
623      which the template is a member, or, for member templates, in the
624      namespace of which the enclosing class or enclosing class
625      template is a member.  An explicit specialization of a member
626      function, member class or static data member of a class template
627      shall be declared in the namespace of which the class template
628      is a member.  */
629   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
630     {
631       error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
632       return false;
633     }
634
635   /* [temp.expl.spec]
636
637      In an explicit specialization declaration for a member of a class
638      template or a member template that appears in namespace scope,
639      the member template and some of its enclosing class templates may
640      remain unspecialized, except that the declaration shall not
641      explicitly specialize a class member template if its enclosing
642      class templates are not explicitly specialized as well.  */
643   if (current_template_parms)
644     {
645       error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
646       return false;
647     }
648
649   return true;
650 }
651
652 /* We've just seen template <>.  */
653
654 bool
655 begin_specialization (void)
656 {
657   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
658   note_template_header (1);
659   return check_specialization_scope ();
660 }
661
662 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
663    template<>.  */
664
665 void
666 end_specialization (void)
667 {
668   finish_scope ();
669   reset_specialization ();
670 }
671
672 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
673    function specialization.  */
674
675 void
676 reset_specialization (void)
677 {
678   processing_specialization = 0;
679   template_header_count = 0;
680 }
681
682 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
683    it was of the form template <>.  */
684
685 static void
686 note_template_header (int specialization)
687 {
688   processing_specialization = specialization;
689   template_header_count++;
690 }
691
692 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
693
694 void
695 begin_explicit_instantiation (void)
696 {
697   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
698   processing_explicit_instantiation = true;
699 }
700
701
702 void
703 end_explicit_instantiation (void)
704 {
705   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
706   processing_explicit_instantiation = false;
707 }
708
709 /* An explicit specialization or partial specialization TMPL is being
710    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
711    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
712    specialize TMPL in the current namespace.  */
713
714 static bool
715 check_specialization_namespace (tree tmpl)
716 {
717   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
718
719   /* [tmpl.expl.spec]
720
721      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
722      which the template is a member, or, for member templates, in the
723      namespace of which the enclosing class or enclosing class
724      template is a member.  An explicit specialization of a member
725      function, member class or static data member of a class template
726      shall be declared in the namespace of which the class template is
727      a member.  */
728   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
729     /* Same or super-using namespace.  */
730     return true;
731   else
732     {
733       permerror (input_location, "specialization of %qD in different namespace", tmpl);
734       permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
735       return false;
736     }
737 }
738
739 /* SPEC is an explicit instantiation.  Check that it is valid to
740    perform this explicit instantiation in the current namespace.  */
741
742 static void
743 check_explicit_instantiation_namespace (tree spec)
744 {
745   tree ns;
746
747   /* DR 275: An explicit instantiation shall appear in an enclosing
748      namespace of its template.  */
749   ns = decl_namespace_context (spec);
750   if (!is_ancestor (current_namespace, ns))
751     permerror (input_location, "explicit instantiation of %qD in namespace %qD "
752                "(which does not enclose namespace %qD)",
753                spec, current_namespace, ns);
754 }
755
756 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
757    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
758
759 tree
760 maybe_process_partial_specialization (tree type)
761 {
762   tree context;
763
764   if (type == error_mark_node)
765     return error_mark_node;
766
767   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
768     {
769       error ("name of class shadows template template parameter %qD",
770              TYPE_NAME (type));
771       return error_mark_node;
772     }
773
774   context = TYPE_CONTEXT (type);
775
776   if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
777     {
778       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
779          specialization of a template class such as:
780
781            template <> class C<int>;
782
783          or:
784
785            template <class T> class C<T*>;
786
787          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
788
789       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
790           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
791         {
792           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
793           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
794           if (processing_template_decl)
795             {
796               if (push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type))
797                   == error_mark_node)
798                 return error_mark_node;
799             }
800         }
801       else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
802         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
803     }
804   else if (CLASS_TYPE_P (type)
805            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
806            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
807            && context && CLASS_TYPE_P (context)
808            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
809     {
810       /* This is for an explicit specialization of member class
811          template according to [temp.expl.spec/18]:
812
813            template <> template <class U> class C<int>::D;
814
815          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
816          Otherwise this is just a member class template declared
817          earlier like:
818
819            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
820            template <> template <class U> class C<int>::D;
821
822          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
823          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
824          and `C<T>::D' may not exist.  */
825
826       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
827           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
828         {
829           tree t;
830           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
831
832           if (current_namespace
833               != decl_namespace_context (tmpl))
834             {
835               permerror (input_location, "specializing %q#T in different namespace", type);
836               permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
837             }
838
839           /* Check for invalid specialization after instantiation:
840
841                template <> template <> class C<int>::D<int>;
842                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
843
844           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
845                t; t = TREE_CHAIN (t))
846             {
847               tree inst = TREE_VALUE (t);
848               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (inst))
849                 {
850                   /* We already have a full specialization of this partial
851                      instantiation.  Reassign it to the new member
852                      specialization template.  */
853                   spec_entry elt;
854                   spec_entry **slot;
855
856                   elt.tmpl = most_general_template (tmpl);
857                   elt.args = CLASSTYPE_TI_ARGS (inst);
858                   elt.spec = inst;
859
860                   htab_remove_elt (type_specializations, &elt);
861
862                   elt.tmpl = tmpl;
863                   elt.args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (elt.args);
864
865                   slot = (spec_entry **)
866                     htab_find_slot (type_specializations, &elt, INSERT);
867                   *slot = GGC_NEW (spec_entry);
868                   **slot = elt;
869                 }
870               else if (COMPLETE_TYPE_P (inst) || TYPE_BEING_DEFINED (inst))
871                 /* But if we've had an implicit instantiation, that's a
872                    problem ([temp.expl.spec]/6).  */
873                 error ("specialization %qT after instantiation %qT",
874                        type, inst);
875             }
876
877           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
878              have one level of template argument for the innermost
879              class template.  */
880           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
881           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
882             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
883         }
884     }
885   else if (processing_specialization)
886     {
887       error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
888       return error_mark_node;
889     }
890
891   return type;
892 }
893
894 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
895    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
896    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
897
898 static inline bool
899 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
900 {
901   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
902           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
903           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
904              parameter.  */
905           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
906           /* The optimized lookup depends on the fact that the
907              template arguments for the member function template apply
908              purely to the containing class, which is not true if the
909              containing class is an explicit or partial
910              specialization.  */
911           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
912           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
913           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
914           /* It is possible to have a template that is not a member
915              template and is not a member of a template class:
916
917              template <typename T>
918              struct S { friend A::f(); };
919
920              Here, the friend function is a template, but the context does
921              not have template information.  The optimized lookup relies
922              on having ARGS be the template arguments for both the class
923              and the function template.  */
924           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
925 }
926
927 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
928    specialization is either an instantiation or an explicit
929    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
930    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
931    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
932    templates with more than one level of parameters.
933
934    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
935    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
936    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
937
938 static tree
939 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args, hashval_t hash)
940 {
941   if (args == error_mark_node)
942     return NULL_TREE;
943
944   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
945
946   /* There should be as many levels of arguments as there are
947      levels of parameters.  */
948   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args)
949               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
950
951   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
952     {
953       tree class_template;
954       tree class_specialization;
955       VEC(tree,gc) *methods;
956       tree fns;
957       int idx;
958
959       /* The template arguments actually apply to the containing
960          class.  Find the class specialization with those
961          arguments.  */
962       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
963       class_specialization
964         = retrieve_specialization (class_template, args, 0);
965       if (!class_specialization)
966         return NULL_TREE;
967       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
968          for the specialization.  */
969       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
970       if (idx == -1)
971         return NULL_TREE;
972       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
973          for the one that has an instance of TMPL.  */
974       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
975       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
976         {
977           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
978           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl
979               /* using-declarations can add base methods to the method vec,
980                  and we don't want those here.  */
981               && DECL_CONTEXT (fn) == class_specialization)
982             return fn;
983         }
984       return NULL_TREE;
985     }
986   else
987     {
988       spec_entry *found;
989       spec_entry elt;
990       htab_t specializations;
991
992       elt.tmpl = tmpl;
993       elt.args = args;
994       elt.spec = NULL_TREE;
995
996       if (DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
997         specializations = type_specializations;
998       else
999         specializations = decl_specializations;
1000
1001       if (hash == 0)
1002         hash = hash_specialization (&elt);
1003       found = (spec_entry *) htab_find_with_hash (specializations, &elt, hash);
1004       if (found)
1005         return found->spec;
1006     }
1007
1008   return NULL_TREE;
1009 }
1010
1011 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
1012
1013 static tree
1014 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
1015 {
1016   tree spec;
1017
1018   if (local_specializations == NULL)
1019     return NULL_TREE;
1020
1021   spec = (tree) htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
1022                                      htab_hash_pointer (tmpl));
1023   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
1024 }
1025
1026 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
1027
1028 int
1029 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
1030 {
1031   tree t;
1032
1033   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1034     {
1035       for (t = decl;
1036            t != NULL_TREE;
1037            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
1038         if (t == tmpl)
1039           return 1;
1040     }
1041   else
1042     {
1043       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1044
1045       for (t = TREE_TYPE (decl);
1046            t != NULL_TREE;
1047            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
1048              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
1049         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
1050           return 1;
1051     }
1052
1053   return 0;
1054 }
1055
1056 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
1057    FRIEND_DECL according to [temp.friend].  */
1058
1059 bool
1060 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend_decl)
1061 {
1062   bool need_template = true;
1063   int template_depth;
1064
1065   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
1066               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1067
1068   /* For [temp.friend/6] when FRIEND_DECL is an ordinary member function
1069      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
1070      if this.  */
1071   if (TREE_CODE (friend_decl) == FUNCTION_DECL
1072       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend_decl)
1073       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend_decl))
1074     {
1075       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
1076       friend_decl = DECL_TI_TEMPLATE (friend_decl);
1077       need_template = false;
1078     }
1079   else if (TREE_CODE (friend_decl) == TEMPLATE_DECL
1080            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend_decl))
1081     need_template = false;
1082
1083   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
1084   if (TREE_CODE (friend_decl) != TEMPLATE_DECL)
1085     return false;
1086
1087   if (is_specialization_of (decl, friend_decl))
1088     return true;
1089
1090   /* [temp.friend/6]
1091      A member of a class template may be declared to be a friend of a
1092      non-template class.  In this case, the corresponding member of
1093      every specialization of the class template is a friend of the
1094      class granting friendship.
1095
1096      For example, given a template friend declaration
1097
1098        template <class T> friend void A<T>::f();
1099
1100      the member function below is considered a friend
1101
1102        template <> struct A<int> {
1103          void f();
1104        };
1105
1106      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
1107      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
1108      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
1109
1110   template_depth = template_class_depth (DECL_CONTEXT (friend_decl));
1111   if (template_depth
1112       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
1113       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)),
1114                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend_decl))))
1115     {
1116       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
1117          a few tricky cases, such as when FRIEND_DECL's are
1118
1119            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
1120            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
1121
1122          and DECL's are
1123
1124            void A<int>::g(int);
1125            template <int> void A<int>::h();
1126
1127          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1128          the context of DECL.  This is required for template substitution
1129          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1130          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1131
1132       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1133       tree args = NULL_TREE;
1134       int current_depth = 0;
1135
1136       while (current_depth < template_depth)
1137         {
1138           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1139             {
1140               if (current_depth == 0)
1141                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1142               else
1143                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1144               current_depth++;
1145             }
1146           context = TYPE_CONTEXT (context);
1147         }
1148
1149       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1150         {
1151           bool is_template;
1152           tree friend_type;
1153           tree decl_type;
1154           tree friend_args_type;
1155           tree decl_args_type;
1156
1157           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1158              non-templates.  */
1159           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1160                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1161           if (need_template ^ is_template)
1162             return false;
1163           else if (is_template)
1164             {
1165               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1166               tree friend_parms
1167                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1168                                          args, tf_none);
1169               if (!comp_template_parms
1170                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1171                       friend_parms))
1172                 return false;
1173
1174               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1175             }
1176           else
1177             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1178
1179           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend_decl), args,
1180                                               tf_none, NULL_TREE);
1181           if (friend_type == error_mark_node)
1182             return false;
1183
1184           /* Check if return types match.  */
1185           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1186             return false;
1187
1188           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1189              `this' parameter.  */
1190           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1191           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1192           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend_decl))
1193             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1194           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1195             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1196
1197           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1198         }
1199       else
1200         {
1201           /* DECL is a TYPE_DECL */
1202           bool is_template;
1203           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1204
1205           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1206              non-templates.  */
1207           is_template
1208             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1209               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1210
1211           if (need_template ^ is_template)
1212             return false;
1213           else if (is_template)
1214             {
1215               tree friend_parms;
1216               /* If both are templates, check the name of the two
1217                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1218               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1219                   != DECL_NAME (friend_decl))
1220                 return false;
1221
1222               /* Now check template parameter list.  */
1223               friend_parms
1224                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1225                                          args, tf_none);
1226               return comp_template_parms
1227                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1228                  friend_parms);
1229             }
1230           else
1231             return (DECL_NAME (decl)
1232                     == DECL_NAME (friend_decl));
1233         }
1234     }
1235   return false;
1236 }
1237
1238 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1239    the indicated ARGS.  IS_FRIEND indicates whether the specialization
1240    is actually just a friend declaration.  Returns SPEC, or an
1241    equivalent prior declaration, if available.  */
1242
1243 static tree
1244 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args, bool is_friend,
1245                          hashval_t hash)
1246 {
1247   tree fn;
1248   spec_entry **slot = NULL;
1249   spec_entry elt;
1250
1251   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL && DECL_P (spec));
1252
1253   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL
1254       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1255     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1256        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1257        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1258        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1259        with default function arguments.  In particular, given
1260        something like this:
1261
1262           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1263
1264        the default argument expression is not substituted for in an
1265        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1266     return spec;
1267
1268   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1269     /* We don't put these specializations in the hash table, but we might
1270        want to give an error about a mismatch.  */
1271     fn = retrieve_specialization (tmpl, args, 0);
1272   else
1273     {
1274       elt.tmpl = tmpl;
1275       elt.args = args;
1276       elt.spec = spec;
1277
1278       if (hash == 0)
1279         hash = hash_specialization (&elt);
1280
1281       slot = (spec_entry **)
1282         htab_find_slot_with_hash (decl_specializations, &elt, hash, INSERT);
1283       if (*slot)
1284         fn = (*slot)->spec;
1285       else
1286         fn = NULL_TREE;
1287     }
1288
1289   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1290      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1291      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1292      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1293      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1294   if (fn == spec)
1295     return spec;
1296   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1297     {
1298       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1299         {
1300           if (DECL_ODR_USED (fn)
1301               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1302             {
1303               error ("specialization of %qD after instantiation",
1304                      fn);
1305               return error_mark_node;
1306             }
1307           else
1308             {
1309               tree clone;
1310               /* This situation should occur only if the first
1311                  specialization is an implicit instantiation, the
1312                  second is an explicit specialization, and the
1313                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1314                  situation can occur if we have implicitly
1315                  instantiated a member function and then specialized
1316                  it later.
1317
1318                  We can also wind up here if a friend declaration that
1319                  looked like an instantiation turns out to be a
1320                  specialization:
1321
1322                    template <class T> void foo(T);
1323                    class S { friend void foo<>(int) };
1324                    template <> void foo(int);
1325
1326                  We transform the existing DECL in place so that any
1327                  pointers to it become pointers to the updated
1328                  declaration.
1329
1330                  If there was a definition for the template, but not
1331                  for the specialization, we want this to look as if
1332                  there were no definition, and vice versa.  */
1333               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1334               duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1335               /* The call to duplicate_decls will have applied
1336                  [temp.expl.spec]:
1337
1338                    An explicit specialization of a function template
1339                    is inline only if it is explicitly declared to be,
1340                    and independently of whether its function template
1341                    is.
1342
1343                 to the primary function; now copy the inline bits to
1344                 the various clones.  */
1345               FOR_EACH_CLONE (clone, fn)
1346                 DECL_DECLARED_INLINE_P (clone)
1347                   = DECL_DECLARED_INLINE_P (fn);
1348               check_specialization_namespace (fn);
1349
1350               return fn;
1351             }
1352         }
1353       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1354         {
1355           if (!duplicate_decls (spec, fn, is_friend) && DECL_INITIAL (spec))
1356             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1357                line number so any errors match this new
1358                definition.  */
1359             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1360
1361           return fn;
1362         }
1363     }
1364   else if (fn)
1365     return duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1366
1367   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1368      template it is specializing.  */
1369   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1370       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1371     DECL_CONTEXT (spec) = DECL_CONTEXT (tmpl);
1372
1373   if (!optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1374     {
1375       gcc_assert (tmpl && args && spec);
1376       *slot = GGC_NEW (spec_entry);
1377       **slot = elt;
1378       if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL && DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (spec)
1379           && PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl)
1380           && DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == NULL_TREE)
1381         /* TMPL is a forward declaration of a template function; keep a list
1382            of all specializations in case we need to reassign them to a friend
1383            template later in tsubst_friend_function.  */
1384         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl)
1385           = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl));
1386     }
1387
1388   return spec;
1389 }
1390
1391 /* Returns true iff two spec_entry nodes are equivalent.  Only compares the
1392    TMPL and ARGS members, ignores SPEC.  */
1393
1394 static int
1395 eq_specializations (const void *p1, const void *p2)
1396 {
1397   const spec_entry *e1 = (const spec_entry *)p1;
1398   const spec_entry *e2 = (const spec_entry *)p2;
1399
1400   return (e1->tmpl == e2->tmpl
1401           && comp_template_args (e1->args, e2->args));
1402 }
1403
1404 /* Returns a hash for a template TMPL and template arguments ARGS.  */
1405
1406 static hashval_t
1407 hash_tmpl_and_args (tree tmpl, tree args)
1408 {
1409   hashval_t val = DECL_UID (tmpl);
1410   return iterative_hash_template_arg (args, val);
1411 }
1412
1413 /* Returns a hash for a spec_entry node based on the TMPL and ARGS members,
1414    ignoring SPEC.  */
1415
1416 static hashval_t
1417 hash_specialization (const void *p)
1418 {
1419   const spec_entry *e = (const spec_entry *)p;
1420   return hash_tmpl_and_args (e->tmpl, e->args);
1421 }
1422
1423 /* Recursively calculate a hash value for a template argument ARG, for use
1424    in the hash tables of template specializations.  */
1425
1426 static hashval_t
1427 iterative_hash_template_arg (tree arg, hashval_t val)
1428 {
1429   unsigned HOST_WIDE_INT i;
1430   enum tree_code code;
1431   char tclass;
1432
1433   if (arg == NULL_TREE)
1434     return iterative_hash_object (arg, val);
1435
1436   if (!TYPE_P (arg))
1437     STRIP_NOPS (arg);
1438
1439   code = TREE_CODE (arg);
1440   tclass = TREE_CODE_CLASS (code);
1441
1442   val = iterative_hash_object (code, val);
1443
1444   switch (code)
1445     {
1446     case ERROR_MARK:
1447       return val;
1448
1449     case IDENTIFIER_NODE:
1450       return iterative_hash_object (IDENTIFIER_HASH_VALUE (arg), val);
1451
1452     case TREE_VEC:
1453       {
1454         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
1455         for (i = 0; i < len; ++i)
1456           val = iterative_hash_template_arg (TREE_VEC_ELT (arg, i), val);
1457         return val;
1458       }
1459
1460     case TYPE_PACK_EXPANSION:
1461     case EXPR_PACK_EXPANSION:
1462       return iterative_hash_template_arg (PACK_EXPANSION_PATTERN (arg), val);
1463
1464     case ARGUMENT_PACK_SELECT:
1465       /* We can get one of these when re-hashing a previous entry in the middle
1466          of substituting into a pack expansion.  Just look through it...  */
1467       arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg);
1468       /* ...and fall through.  */
1469     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
1470     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
1471       return iterative_hash_template_arg (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg), val);
1472
1473     case TREE_LIST:
1474       for (; arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
1475         val = iterative_hash_template_arg (TREE_VALUE (arg), val);
1476       return val;
1477
1478     case OVERLOAD:
1479       for (; arg; arg = OVL_CHAIN (arg))
1480         val = iterative_hash_template_arg (OVL_FUNCTION (arg), val);
1481       return val;
1482
1483     case CONSTRUCTOR:
1484       {
1485         tree field, value;
1486         FOR_EACH_CONSTRUCTOR_ELT (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, field, value)
1487           {
1488             val = iterative_hash_template_arg (field, val);
1489             val = iterative_hash_template_arg (value, val);
1490           }
1491         return val;
1492       }
1493
1494     case PARM_DECL:
1495       val = iterative_hash_object (DECL_PARM_INDEX (arg), val);
1496       return iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1497
1498     case TARGET_EXPR:
1499       return iterative_hash_template_arg (TARGET_EXPR_INITIAL (arg), val);
1500
1501     case PTRMEM_CST:
1502       val = iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_CLASS (arg), val);
1503       return iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_MEMBER (arg), val);
1504
1505     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
1506       val = iterative_hash_template_arg
1507         (TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (arg)), val);
1508       val = iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_LEVEL (arg), val);
1509       return iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_IDX (arg), val);
1510
1511     case TRAIT_EXPR:
1512       val = iterative_hash_object (TRAIT_EXPR_KIND (arg), val);
1513       val = iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE1 (arg), val);
1514       return iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE2 (arg), val);
1515
1516     case BASELINK:
1517       val = iterative_hash_template_arg (BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (arg)),
1518                                          val);
1519       return iterative_hash_template_arg (DECL_NAME (get_first_fn (arg)),
1520                                           val);
1521
1522     case MODOP_EXPR:
1523       val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 0), val);
1524       code = TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 1));
1525       val = iterative_hash_object (code, val);
1526       return iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 2), val);
1527
1528     default:
1529       switch (tclass)
1530         {
1531         case tcc_type:
1532           if (TYPE_CANONICAL (arg))
1533             return iterative_hash_object (TYPE_HASH (TYPE_CANONICAL (arg)),
1534                                           val);
1535           else if (TREE_CODE (arg) == DECLTYPE_TYPE)
1536             return iterative_hash_template_arg (DECLTYPE_TYPE_EXPR (arg), val);
1537           /* Otherwise just compare the types during lookup.  */
1538           return val;
1539
1540         case tcc_declaration:
1541         case tcc_constant:
1542           return iterative_hash_expr (arg, val);
1543
1544         default:
1545           gcc_assert (IS_EXPR_CODE_CLASS (tclass));
1546           {
1547             unsigned n = TREE_OPERAND_LENGTH (arg);
1548             for (i = 0; i < n; ++i)
1549               val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, i), val);
1550             return val;
1551           }
1552         }
1553     }
1554   gcc_unreachable ();
1555   return 0;
1556 }
1557
1558 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1559    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1560    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.
1561
1562    Note that SPEC has been ggc_freed, so we can't look inside it.  */
1563
1564 bool
1565 reregister_specialization (tree spec, tree tinfo, tree new_spec)
1566 {
1567   spec_entry **slot;
1568   spec_entry elt;
1569
1570   elt.tmpl = most_general_template (TI_TEMPLATE (tinfo));
1571   elt.args = TI_ARGS (tinfo);
1572   elt.spec = NULL_TREE;
1573
1574   slot = (spec_entry **) htab_find_slot (decl_specializations, &elt, INSERT);
1575   if (*slot)
1576     {
1577       gcc_assert ((*slot)->spec == spec || (*slot)->spec == new_spec);
1578       gcc_assert (new_spec != NULL_TREE);
1579       (*slot)->spec = new_spec;
1580       return 1;
1581     }
1582
1583   return 0;
1584 }
1585
1586 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1587    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1588    DECL).  */
1589
1590 static int
1591 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1592 {
1593   return TREE_VALUE ((const_tree) p1) == (const_tree) p2;
1594 }
1595
1596 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1597
1598 static hashval_t
1599 hash_local_specialization (const void* p1)
1600 {
1601   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((const_tree) p1));
1602 }
1603
1604 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1605    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1606
1607 static void
1608 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1609 {
1610   void **slot;
1611
1612   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl,
1613                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1614   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1615 }
1616
1617 /* TYPE is a class type.  Returns true if TYPE is an explicitly
1618    specialized class.  */
1619
1620 bool
1621 explicit_class_specialization_p (tree type)
1622 {
1623   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
1624     return false;
1625   return !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
1626 }
1627
1628 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  */
1629
1630 void
1631 print_candidates (tree fns)
1632 {
1633   tree fn;
1634
1635   const char *str = "candidates are:";
1636
1637   for (fn = fns; fn != NULL_TREE; fn = TREE_CHAIN (fn))
1638     {
1639       tree f;
1640
1641       for (f = TREE_VALUE (fn); f; f = OVL_NEXT (f))
1642         error ("%s %+#D", str, OVL_CURRENT (f));
1643       str = "               ";
1644     }
1645 }
1646
1647 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1648    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1649    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1650    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1651    TEMPLATE_ID are non-members.
1652
1653    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1654    specialization of a member template.
1655
1656    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1657    template classes that appeared in the name of the function. See
1658    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1659
1660    TSK indicates what kind of template declaration (if any) is being
1661    declared.  TSK_TEMPLATE indicates that the declaration given by
1662    DECL, though a FUNCTION_DECL, has template parameters, and is
1663    therefore a template function.
1664
1665    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1666    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1667
1668    If it is impossible to determine the result, an error message is
1669    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1670
1671 static tree
1672 determine_specialization (tree template_id,
1673                           tree decl,
1674                           tree* targs_out,
1675                           int need_member_template,
1676                           int template_count,
1677                           tmpl_spec_kind tsk)
1678 {
1679   tree fns;
1680   tree targs;
1681   tree explicit_targs;
1682   tree candidates = NULL_TREE;
1683   /* A TREE_LIST of templates of which DECL may be a specialization.
1684      The TREE_VALUE of each node is a TEMPLATE_DECL.  The
1685      corresponding TREE_PURPOSE is the set of template arguments that,
1686      when used to instantiate the template, would produce a function
1687      with the signature of DECL.  */
1688   tree templates = NULL_TREE;
1689   int header_count;
1690   struct cp_binding_level *b;
1691
1692   *targs_out = NULL_TREE;
1693
1694   if (template_id == error_mark_node || decl == error_mark_node)
1695     return error_mark_node;
1696
1697   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1698   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1699
1700   if (fns == error_mark_node)
1701     return error_mark_node;
1702
1703   /* Check for baselinks.  */
1704   if (BASELINK_P (fns))
1705     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1706
1707   if (!is_overloaded_fn (fns))
1708     {
1709       error ("%qD is not a function template", fns);
1710       return error_mark_node;
1711     }
1712
1713   /* Count the number of template headers specified for this
1714      specialization.  */
1715   header_count = 0;
1716   for (b = current_binding_level;
1717        b->kind == sk_template_parms;
1718        b = b->level_chain)
1719     ++header_count;
1720
1721   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1722     {
1723       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1724
1725       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1726         {
1727           tree decl_arg_types;
1728           tree fn_arg_types;
1729
1730           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1731              the number of template headers appearing in the specialization
1732              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1733              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1734              member functions. Consider the following code:
1735
1736              template <> void A<int>::f(int);
1737              template <> template <> void A<int>::f(int);
1738
1739              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1740              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1741              member function, whilst the second line specializes "f" which
1742              is a template member function. So both lines are syntactically
1743              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1744              them.
1745
1746              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1747              against the declarations. We count the number of template
1748              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1749              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1750              plus there must be another header for the member template
1751              itself).
1752
1753              Notice that if header_count is zero, this is not a
1754              specialization but rather a template instantiation, so there
1755              is no check we can perform here.  */
1756           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1757             continue;
1758
1759           /* Check that the number of template arguments at the
1760              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1761           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1762               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1763               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1764                   != TREE_VEC_LENGTH (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
1765                                       (current_template_parms))))
1766             continue;
1767
1768           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1769           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1770           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1771
1772           /* For a non-static member function, we need to make sure
1773              that the const qualification is the same.  Since
1774              get_bindings does not try to merge the "this" parameter,
1775              we must do the comparison explicitly.  */
1776           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1777               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types),
1778                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1779             continue;
1780
1781           /* Skip the "this" parameter and, for constructors of
1782              classes with virtual bases, the VTT parameter.  A
1783              full specialization of a constructor will have a VTT
1784              parameter, but a template never will.  */ 
1785           decl_arg_types 
1786             = skip_artificial_parms_for (decl, decl_arg_types);
1787           fn_arg_types 
1788             = skip_artificial_parms_for (fn, fn_arg_types);
1789
1790           /* Check that the number of function parameters matches.
1791              For example,
1792                template <class T> void f(int i = 0);
1793                template <> void f<int>();
1794              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1795              by get_bindings below.  */
1796           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1797             continue;
1798
1799           /* Function templates cannot be specializations; there are
1800              no partial specializations of functions.  Therefore, if
1801              the type of DECL does not match FN, there is no
1802              match.  */
1803           if (tsk == tsk_template)
1804             {
1805               if (compparms (fn_arg_types, decl_arg_types))
1806                 candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1807               continue;
1808             }
1809
1810           /* See whether this function might be a specialization of this
1811              template.  */
1812           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1813
1814           if (!targs)
1815             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1816                specialize TMPL will produce DECL.  */
1817             continue;
1818
1819           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1820           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1821         }
1822       else if (need_member_template)
1823         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1824            specialization of a member template.  */
1825         ;
1826       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1827         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1828            cases.  */
1829         ;
1830       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1831         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1832            be a specialization of that.  */
1833         ;
1834       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1835         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1836         ;
1837       else
1838         {
1839           tree decl_arg_types;
1840
1841           /* This is an ordinary member function.  However, since
1842              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1843              template class.  For example,
1844
1845                template <typename T> struct S { void f(); };
1846                template <> void S<int>::f() {}
1847
1848              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1849              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1850              might be in business.  */
1851
1852           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1853             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1854                of a template class.  This is not a candidate.  */
1855             continue;
1856
1857           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1858                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1859             /* The return types differ.  */
1860             continue;
1861
1862           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1863           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1864           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1865               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1866             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1867
1868           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)),
1869                          decl_arg_types))
1870             /* They match!  */
1871             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1872         }
1873     }
1874
1875   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
1876     {
1877       /* We have:
1878
1879            [temp.expl.spec]
1880
1881            It is possible for a specialization with a given function
1882            signature to be instantiated from more than one function
1883            template.  In such cases, explicit specification of the
1884            template arguments must be used to uniquely identify the
1885            function template specialization being specialized.
1886
1887          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
1888          determine which of the candidate templates is most
1889          specialized.  However, we, also have:
1890
1891            [temp.func.order]
1892
1893            Partial ordering of overloaded function template
1894            declarations is used in the following contexts to select
1895            the function template to which a function template
1896            specialization refers:
1897
1898            -- when an explicit specialization refers to a function
1899               template.
1900
1901          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
1902          This extension can only serve to make invalid programs valid,
1903          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
1904          the committee intended the partial ordering rules to apply;
1905          the EDG front end has that behavior, and John Spicer claims
1906          that the committee simply forgot to delete the wording in
1907          [temp.expl.spec].  */
1908       tree tmpl = most_specialized_instantiation (templates);
1909       if (tmpl != error_mark_node)
1910         {
1911           templates = tmpl;
1912           TREE_CHAIN (templates) = NULL_TREE;
1913         }
1914     }
1915
1916   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
1917     {
1918       error ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
1919              "declaration", template_id, decl);
1920       return error_mark_node;
1921     }
1922   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
1923            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
1924            || (templates && candidates))
1925     {
1926       error ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
1927              template_id, decl);
1928       chainon (candidates, templates);
1929       print_candidates (candidates);
1930       return error_mark_node;
1931     }
1932
1933   /* We have one, and exactly one, match.  */
1934   if (candidates)
1935     {
1936       tree fn = TREE_VALUE (candidates);
1937       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (fn));
1938       /* DECL is a re-declaration or partial instantiation of a template
1939          function.  */
1940       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1941         return fn;
1942       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
1943          template class.  */
1944       return DECL_TI_TEMPLATE (fn);
1945     }
1946
1947   /* It was a specialization of a template.  */
1948   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
1949   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
1950     {
1951       *targs_out = copy_node (targs);
1952       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out,
1953                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
1954                            TREE_PURPOSE (templates));
1955     }
1956   else
1957     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
1958   return TREE_VALUE (templates);
1959 }
1960
1961 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
1962    but with the default argument values filled in from those in the
1963    TMPL_TYPES.  */
1964
1965 static tree
1966 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
1967                                       tree tmpl_types)
1968 {
1969   tree new_spec_types;
1970
1971   if (!spec_types)
1972     return NULL_TREE;
1973
1974   if (spec_types == void_list_node)
1975     return void_list_node;
1976
1977   /* Substitute into the rest of the list.  */
1978   new_spec_types =
1979     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
1980                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
1981
1982   /* Add the default argument for this parameter.  */
1983   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
1984                          TREE_VALUE (spec_types),
1985                          new_spec_types);
1986 }
1987
1988 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
1989    from the template it specializes.  (That way, code like:
1990
1991      template <class T> void f(T = 3);
1992      template <> void f(double);
1993      void g () { f (); }
1994
1995    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
1996    the correct default arguments at the call-site, but this approach
1997    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
1998
1999 static void
2000 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
2001 {
2002   tree tmpl;
2003   tree spec_types;
2004   tree tmpl_types;
2005   tree new_spec_types;
2006   tree old_type;
2007   tree new_type;
2008   tree t;
2009   tree object_type = NULL_TREE;
2010   tree in_charge = NULL_TREE;
2011   tree vtt = NULL_TREE;
2012
2013   /* See if there's anything we need to do.  */
2014   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
2015   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
2016   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
2017     if (TREE_PURPOSE (t))
2018       break;
2019   if (!t)
2020     return;
2021
2022   old_type = TREE_TYPE (decl);
2023   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
2024
2025   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2026     {
2027       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
2028          CV quals.  */
2029       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
2030       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2031       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
2032
2033       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
2034         {
2035           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
2036              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
2037           in_charge = spec_types;
2038           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2039         }
2040       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
2041         {
2042           vtt = spec_types;
2043           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2044         }
2045     }
2046
2047   /* Compute the merged default arguments.  */
2048   new_spec_types =
2049     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
2050
2051   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
2052   if (object_type)
2053     {
2054       if (vtt)
2055         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
2056                                          TREE_VALUE (vtt),
2057                                          new_spec_types);
2058
2059       if (in_charge)
2060         /* Put the in-charge parameter back.  */
2061         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
2062                                          TREE_VALUE (in_charge),
2063                                          new_spec_types);
2064
2065       new_type = build_method_type_directly (object_type,
2066                                              TREE_TYPE (old_type),
2067                                              new_spec_types);
2068     }
2069   else
2070     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
2071                                     new_spec_types);
2072   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
2073                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
2074   new_type = build_exception_variant (new_type,
2075                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
2076   TREE_TYPE (decl) = new_type;
2077 }
2078
2079 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
2080    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
2081    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
2082    instantiation at this point.
2083
2084    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
2085    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
2086    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
2087    recoverable.
2088
2089    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags:
2090
2091    2: The function has a definition.
2092    4: The function is a friend.
2093
2094    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
2095    template classes that appeared in the name of the function.  For
2096    example, in
2097
2098      template <class T> struct S { void f(); };
2099      void S<int>::f();
2100
2101    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
2102    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
2103
2104      template <class T> struct S {};
2105      template <> struct S<int> { void f(); }
2106      template <> void S<int>::f();
2107
2108    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
2109    invalid; there should be no template <>.)
2110
2111    If the function is a specialization, it is marked as such via
2112    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
2113    is set up correctly, and it is added to the list of specializations
2114    for that template.  */
2115
2116 tree
2117 check_explicit_specialization (tree declarator,
2118                                tree decl,
2119                                int template_count,
2120                                int flags)
2121 {
2122   int have_def = flags & 2;
2123   int is_friend = flags & 4;
2124   int specialization = 0;
2125   int explicit_instantiation = 0;
2126   int member_specialization = 0;
2127   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
2128   tree dname = DECL_NAME (decl);
2129   tmpl_spec_kind tsk;
2130
2131   if (is_friend)
2132     {
2133       if (!processing_specialization)
2134         tsk = tsk_none;
2135       else
2136         tsk = tsk_excessive_parms;
2137     }
2138   else
2139     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
2140
2141   switch (tsk)
2142     {
2143     case tsk_none:
2144       if (processing_specialization)
2145         {
2146           specialization = 1;
2147           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2148         }
2149       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2150         {
2151           if (is_friend)
2152             /* This could be something like:
2153
2154                template <class T> void f(T);
2155                class S { friend void f<>(int); }  */
2156             specialization = 1;
2157           else
2158             {
2159               /* This case handles bogus declarations like template <>
2160                  template <class T> void f<int>(); */
2161
2162               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2163                      declarator);
2164               return decl;
2165             }
2166         }
2167       break;
2168
2169     case tsk_invalid_member_spec:
2170       /* The error has already been reported in
2171          check_specialization_scope.  */
2172       return error_mark_node;
2173
2174     case tsk_invalid_expl_inst:
2175       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
2176
2177       /* Fall through.  */
2178
2179     case tsk_expl_inst:
2180       if (have_def)
2181         error ("definition provided for explicit instantiation");
2182
2183       explicit_instantiation = 1;
2184       break;
2185
2186     case tsk_excessive_parms:
2187     case tsk_insufficient_parms:
2188       if (tsk == tsk_excessive_parms)
2189         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
2190                decl);
2191       else if (template_header_count)
2192         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
2193       else
2194         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
2195               "%<template <>%>", decl);
2196
2197       /* Fall through.  */
2198     case tsk_expl_spec:
2199       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2200       if (ctype)
2201         member_specialization = 1;
2202       else
2203         specialization = 1;
2204       break;
2205
2206     case tsk_template:
2207       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2208         {
2209           /* This case handles bogus declarations like template <>
2210              template <class T> void f<int>(); */
2211
2212           if (uses_template_parms (declarator))
2213             error ("function template partial specialization %qD "
2214                    "is not allowed", declarator);
2215           else
2216             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2217                    declarator);
2218           return decl;
2219         }
2220
2221       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
2222         /* This is a specialization of a member template, without
2223            specialization the containing class.  Something like:
2224
2225              template <class T> struct S {
2226                template <class U> void f (U);
2227              };
2228              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
2229
2230            That's a specialization -- but of the entire template.  */
2231         specialization = 1;
2232       break;
2233
2234     default:
2235       gcc_unreachable ();
2236     }
2237
2238   if (specialization || member_specialization)
2239     {
2240       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
2241       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
2242         if (TREE_PURPOSE (t))
2243           {
2244             permerror (input_location, 
2245                        "default argument specified in explicit specialization");
2246             break;
2247           }
2248     }
2249
2250   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
2251     {
2252       tree tmpl = NULL_TREE;
2253       tree targs = NULL_TREE;
2254
2255       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
2256       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
2257         {
2258           tree fns;
2259
2260           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
2261           if (ctype)
2262             fns = dname;
2263           else
2264             {
2265               /* If there is no class context, the explicit instantiation
2266                  must be at namespace scope.  */
2267               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
2268
2269               /* Find the namespace binding, using the declaration
2270                  context.  */
2271               fns = lookup_qualified_name (CP_DECL_CONTEXT (decl), dname,
2272                                            false, true);
2273               if (fns == error_mark_node || !is_overloaded_fn (fns))
2274                 {
2275                   error ("%qD is not a template function", dname);
2276                   fns = error_mark_node;
2277                 }
2278               else
2279                 {
2280                   tree fn = OVL_CURRENT (fns);
2281                   if (!is_associated_namespace (CP_DECL_CONTEXT (decl),
2282                                                 CP_DECL_CONTEXT (fn)))
2283                     error ("%qD is not declared in %qD",
2284                            decl, current_namespace);
2285                 }
2286             }
2287
2288           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
2289         }
2290
2291       if (declarator == error_mark_node)
2292         return error_mark_node;
2293
2294       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
2295         {
2296           if (!explicit_instantiation)
2297             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
2298                but the error will already have been flagged by
2299                check_specialization_scope.  */
2300             return error_mark_node;
2301           else
2302             {
2303               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
2304                  class scope, e.g.:
2305
2306                    class C { template void f(); }
2307
2308                    This case is caught by the parser.  However, on
2309                    something like:
2310
2311                    template class C { void f(); };
2312
2313                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
2314                    issued later.  */
2315               ;
2316             }
2317
2318           return decl;
2319         }
2320       else if (ctype != NULL_TREE
2321                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
2322                    IDENTIFIER_NODE))
2323         {
2324           /* Find the list of functions in ctype that have the same
2325              name as the declared function.  */
2326           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
2327           tree fns = NULL_TREE;
2328           int idx;
2329
2330           if (constructor_name_p (name, ctype))
2331             {
2332               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2333
2334               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (ctype)
2335                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
2336                 {
2337                   /* From [temp.expl.spec]:
2338
2339                      If such an explicit specialization for the member
2340                      of a class template names an implicitly-declared
2341                      special member function (clause _special_), the
2342                      program is ill-formed.
2343
2344                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
2345                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
2346                   return error_mark_node;
2347                 }
2348
2349               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
2350             }
2351
2352           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
2353             {
2354               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
2355               if (idx >= 0)
2356                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
2357             }
2358           else
2359             {
2360               VEC(tree,gc) *methods;
2361               tree ovl;
2362
2363               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
2364                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
2365                  int' which will be a specialization of `operator T'.
2366                  So, we find *all* the conversion operators, and then
2367                  select from them.  */
2368               fns = NULL_TREE;
2369
2370               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
2371               if (methods)
2372                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
2373                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
2374                      ++idx)
2375                   {
2376                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
2377                       /* There are no more conversion functions.  */
2378                       break;
2379
2380                     /* Glue all these conversion functions together
2381                        with those we already have.  */
2382                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
2383                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
2384                   }
2385             }
2386
2387           if (fns == NULL_TREE)
2388             {
2389               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
2390               return error_mark_node;
2391             }
2392           else
2393             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2394         }
2395
2396       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2397          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2398          member function, we cannot tell apriori whether the
2399          instantiation is for a member template, or just a member
2400          function of a template class.  Even if a member template is
2401          being instantiated, the member template arguments may be
2402          elided if they can be deduced from the rest of the
2403          declaration.  */
2404       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2405                                        &targs,
2406                                        member_specialization,
2407                                        template_count,
2408                                        tsk);
2409
2410       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2411         /* We couldn't figure out what this declaration was
2412            specializing.  */
2413         return error_mark_node;
2414       else
2415         {
2416           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2417
2418           if (explicit_instantiation)
2419             {
2420               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2421                  is done by do_decl_instantiation later.  */
2422
2423               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2424               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2425
2426               if (arg_depth > parm_depth)
2427                 {
2428                   /* If TMPL is not the most general template (for
2429                      example, if TMPL is a friend template that is
2430                      injected into namespace scope), then there will
2431                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2432                      here.  */
2433                   int i;
2434                   tree new_targs;
2435
2436                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2437                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2438                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2439                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2440                   targs = new_targs;
2441                 }
2442
2443               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2444             }
2445
2446           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2447              turns out to be specializing a static member function,
2448              make DECL a static member function as well.  */
2449           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2450               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2451             revert_static_member_fn (decl);
2452
2453           /* If this is a specialization of a member template of a
2454              template class, we want to return the TEMPLATE_DECL, not
2455              the specialization of it.  */
2456           if (tsk == tsk_template)
2457             {
2458               tree result = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
2459               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2460               DECL_INITIAL (result) = NULL_TREE;
2461               if (have_def)
2462                 {
2463                   tree parm;
2464                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2465                   DECL_SOURCE_LOCATION (result)
2466                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2467                   /* We want to use the argument list specified in the
2468                      definition, not in the original declaration.  */
2469                   DECL_ARGUMENTS (result) = DECL_ARGUMENTS (decl);
2470                   for (parm = DECL_ARGUMENTS (result); parm;
2471                        parm = TREE_CHAIN (parm))
2472                     DECL_CONTEXT (parm) = result;
2473                 }
2474               return register_specialization (tmpl, gen_tmpl, targs,
2475                                               is_friend, 0);
2476             }
2477
2478           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2479           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = tree_cons (tmpl, targs, NULL_TREE);
2480
2481           /* Inherit default function arguments from the template
2482              DECL is specializing.  */
2483           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2484
2485           /* This specialization has the same protection as the
2486              template it specializes.  */
2487           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2488           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2489
2490           /* 7.1.1-1 [dcl.stc]
2491
2492              A storage-class-specifier shall not be specified in an
2493              explicit specialization...
2494
2495              The parser rejects these, so unless action is taken here,
2496              explicit function specializations will always appear with
2497              global linkage.
2498
2499              The action recommended by the C++ CWG in response to C++
2500              defect report 605 is to make the storage class and linkage
2501              of the explicit specialization match the templated function:
2502
2503              http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_active.html#605
2504            */
2505           if (tsk == tsk_expl_spec && DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
2506             {
2507               tree tmpl_func = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
2508               gcc_assert (TREE_CODE (tmpl_func) == FUNCTION_DECL);
2509
2510               /* This specialization has the same linkage and visibility as
2511                  the function template it specializes.  */
2512               TREE_PUBLIC (decl) = TREE_PUBLIC (tmpl_func);
2513               if (! TREE_PUBLIC (decl))
2514                 {
2515                   DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
2516                   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
2517                 }
2518               DECL_THIS_STATIC (decl) = DECL_THIS_STATIC (tmpl_func);
2519               if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (tmpl_func))
2520                 {
2521                   DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (decl) = 1;
2522                   DECL_VISIBILITY (decl) = DECL_VISIBILITY (tmpl_func);
2523                 }
2524             }
2525
2526           /* If DECL is a friend declaration, declared using an
2527              unqualified name, the namespace associated with DECL may
2528              have been set incorrectly.  For example, in:
2529
2530                template <typename T> void f(T);
2531                namespace N {
2532                  struct S { friend void f<int>(int); }
2533                }
2534
2535              we will have set the DECL_CONTEXT for the friend
2536              declaration to N, rather than to the global namespace.  */
2537           if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl))
2538             DECL_CONTEXT (decl) = DECL_CONTEXT (tmpl);
2539
2540           if (is_friend && !have_def)
2541             /* This is not really a declaration of a specialization.
2542                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2543                a request for an instantiation, either.  */
2544             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2545           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2546             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2547                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2548                versions in V3 ABI.  */
2549             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2550
2551           /* Register this specialization so that we can find it
2552              again.  */
2553           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs, is_friend, 0);
2554         }
2555     }
2556
2557   return decl;
2558 }
2559
2560 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2561    parameters.  These are represented in the same format used for
2562    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2563
2564 int
2565 comp_template_parms (const_tree parms1, const_tree parms2)
2566 {
2567   const_tree p1;
2568   const_tree p2;
2569
2570   if (parms1 == parms2)
2571     return 1;
2572
2573   for (p1 = parms1, p2 = parms2;
2574        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2575        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2576     {
2577       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2578       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2579       int i;
2580
2581       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2582       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2583
2584       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2585         return 0;
2586
2587       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i)
2588         {
2589           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2590           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2591
2592           /* If either of the template parameters are invalid, assume
2593              they match for the sake of error recovery. */
2594           if (parm1 == error_mark_node || parm2 == error_mark_node)
2595             return 1;
2596
2597           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2598             return 0;
2599
2600           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2601               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm1)
2602                   == TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm2)))
2603             continue;
2604           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2605             return 0;
2606         }
2607     }
2608
2609   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2610     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2611        other.  */
2612     return 0;
2613
2614   return 1;
2615 }
2616
2617 /* Determine whether PARM is a parameter pack.  */
2618 bool 
2619 template_parameter_pack_p (const_tree parm)
2620 {
2621   /* Determine if we have a non-type template parameter pack.  */
2622   if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
2623     return (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm) 
2624             && TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)));
2625
2626   /* If this is a list of template parameters, we could get a
2627      TYPE_DECL or a TEMPLATE_DECL.  */ 
2628   if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2629     parm = TREE_TYPE (parm);
2630
2631   return ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2632            || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
2633           && TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm));
2634 }
2635
2636 /* Determine whether ARGS describes a variadic template args list,
2637    i.e., one that is terminated by a template argument pack.  */
2638 static bool 
2639 template_args_variadic_p (tree args)
2640 {
2641   int nargs;
2642   tree last_parm;
2643
2644   if (args == NULL_TREE)
2645     return false;
2646
2647   args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
2648   nargs = TREE_VEC_LENGTH (args);
2649
2650   if (nargs == 0)
2651     return false;
2652
2653   last_parm = TREE_VEC_ELT (args, nargs - 1);
2654
2655   return ARGUMENT_PACK_P (last_parm);
2656 }
2657
2658 /* Generate a new name for the parameter pack name NAME (an
2659    IDENTIFIER_NODE) that incorporates its */
2660 static tree
2661 make_ith_pack_parameter_name (tree name, int i)
2662 {
2663   /* Munge the name to include the parameter index.  */
2664 #define NUMBUF_LEN 128
2665   char numbuf[NUMBUF_LEN];
2666   char* newname;
2667   int newname_len;
2668
2669   snprintf (numbuf, NUMBUF_LEN, "%i", i);
2670   newname_len = IDENTIFIER_LENGTH (name)
2671                 + strlen (numbuf) + 2;
2672   newname = (char*)alloca (newname_len);
2673   snprintf (newname, newname_len,
2674             "%s#%i", IDENTIFIER_POINTER (name), i);
2675   return get_identifier (newname);
2676 }
2677
2678 /* Return true if T is a primary function
2679    or class template instantiation.  */
2680
2681 static bool
2682 primary_template_instantiation_p (const_tree t)
2683 {
2684   if (!t)
2685     return false;
2686
2687   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
2688     return DECL_LANG_SPECIFIC (t)
2689            && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2690            && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (t));
2691   else if (CLASS_TYPE_P (t))
2692     return CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2693            && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
2694   return false;
2695 }
2696
2697 /* Return true if PARM is a template template parameter.  */
2698
2699 bool
2700 template_template_parameter_p (const_tree parm)
2701 {
2702   return DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2703 }
2704
2705 /* Return the template parameters of T if T is a
2706    primary template instantiation, NULL otherwise.  */
2707
2708 tree
2709 get_primary_template_innermost_parameters (const_tree t)
2710 {
2711   tree parms = NULL, template_info = NULL;
2712
2713   if ((template_info = get_template_info (t))
2714       && primary_template_instantiation_p (t))
2715     parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
2716         (DECL_TEMPLATE_PARMS (TI_TEMPLATE (template_info)));
2717
2718   return parms;
2719 }
2720
2721 /* Returns the template arguments of T if T is a template instantiation,
2722    NULL otherwise.  */
2723
2724 tree
2725 get_template_innermost_arguments (const_tree t)
2726 {
2727   tree args = NULL, template_info = NULL;
2728
2729   if ((template_info = get_template_info (t))
2730       && TI_ARGS (template_info))
2731     args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (template_info));
2732
2733   return args;
2734 }
2735
2736 /* Return the arguments pack of T if T is a template, NULL otherwise.  */
2737
2738 tree
2739 get_template_argument_pack_elems (const_tree t)
2740 {
2741   if (TREE_CODE (t) != TYPE_ARGUMENT_PACK
2742       && TREE_CODE (t) != NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
2743     return NULL;
2744
2745   return ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
2746 }
2747
2748 /* Structure used to track the progress of find_parameter_packs_r.  */
2749 struct find_parameter_pack_data 
2750 {
2751   /* TREE_LIST that will contain all of the parameter packs found by
2752      the traversal.  */
2753   tree* parameter_packs;
2754
2755   /* Set of AST nodes that have been visited by the traversal.  */
2756   struct pointer_set_t *visited;
2757 };
2758
2759 /* Identifies all of the argument packs that occur in a template
2760    argument and appends them to the TREE_LIST inside DATA, which is a
2761    find_parameter_pack_data structure. This is a subroutine of
2762    make_pack_expansion and uses_parameter_packs.  */
2763 static tree
2764 find_parameter_packs_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void* data)
2765 {
2766   tree t = *tp;
2767   struct find_parameter_pack_data* ppd = 
2768     (struct find_parameter_pack_data*)data;
2769   bool parameter_pack_p = false;
2770
2771   /* Identify whether this is a parameter pack or not.  */
2772   switch (TREE_CODE (t))
2773     {
2774     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
2775       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
2776         parameter_pack_p = true;
2777       break;
2778
2779     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
2780     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2781       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
2782         parameter_pack_p = true;
2783       break;
2784
2785     case PARM_DECL:
2786       if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
2787         {
2788           /* We don't want to walk into the type of a PARM_DECL,
2789              because we don't want to see the type parameter pack.  */
2790           *walk_subtrees = 0;
2791           parameter_pack_p = true;
2792         }
2793       break;
2794
2795     default:
2796       /* Not a parameter pack.  */
2797       break;
2798     }
2799
2800   if (parameter_pack_p)
2801     {
2802       /* Add this parameter pack to the list.  */
2803       *ppd->parameter_packs = tree_cons (NULL_TREE, t, *ppd->parameter_packs);
2804     }
2805
2806   if (TYPE_P (t))
2807     cp_walk_tree (&TYPE_CONTEXT (t), 
2808                   &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2809
2810   /* This switch statement will return immediately if we don't find a
2811      parameter pack.  */
2812   switch (TREE_CODE (t)) 
2813     {
2814     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
2815       return NULL_TREE;
2816
2817     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2818       /* Check the template itself.  */
2819       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (TYPE_TI_TEMPLATE (t)), 
2820                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2821       /* Check the template arguments.  */
2822       cp_walk_tree (&TYPE_TI_ARGS (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
2823                     ppd->visited);
2824       *walk_subtrees = 0;
2825       return NULL_TREE;
2826
2827     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
2828     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2829       return NULL_TREE;
2830
2831     case PARM_DECL:
2832       return NULL_TREE;
2833
2834     case RECORD_TYPE:
2835       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
2836         return NULL_TREE;
2837       /* Fall through.  */
2838
2839     case UNION_TYPE:
2840     case ENUMERAL_TYPE:
2841       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
2842         cp_walk_tree (&TREE_VALUE (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)), 
2843                       &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2844
2845       *walk_subtrees = 0;
2846       return NULL_TREE;
2847
2848     case TEMPLATE_DECL:
2849       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t),
2850                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2851       return NULL_TREE;
2852  
2853     case TYPENAME_TYPE:
2854       cp_walk_tree (&TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), &find_parameter_packs_r,
2855                    ppd, ppd->visited);
2856       *walk_subtrees = 0;
2857       return NULL_TREE;
2858       
2859     case TYPE_PACK_EXPANSION:
2860     case EXPR_PACK_EXPANSION:
2861       *walk_subtrees = 0;
2862       return NULL_TREE;
2863
2864     case INTEGER_TYPE:
2865       cp_walk_tree (&TYPE_MAX_VALUE (t), &find_parameter_packs_r, 
2866                     ppd, ppd->visited);
2867       *walk_subtrees = 0;
2868       return NULL_TREE;
2869
2870     case IDENTIFIER_NODE:
2871       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
2872                     ppd->visited);
2873       *walk_subtrees = 0;
2874       return NULL_TREE;
2875
2876     default:
2877       return NULL_TREE;
2878     }
2879
2880   return NULL_TREE;
2881 }
2882
2883 /* Determines if the expression or type T uses any parameter packs.  */
2884 bool
2885 uses_parameter_packs (tree t)
2886 {
2887   tree parameter_packs = NULL_TREE;
2888   struct find_parameter_pack_data ppd;
2889   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
2890   ppd.visited = pointer_set_create ();
2891   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
2892   pointer_set_destroy (ppd.visited);
2893   return parameter_packs != NULL_TREE;
2894 }
2895
2896 /* Turn ARG, which may be an expression, type, or a TREE_LIST
2897    representation a base-class initializer into a parameter pack
2898    expansion. If all goes well, the resulting node will be an
2899    EXPR_PACK_EXPANSION, TYPE_PACK_EXPANSION, or TREE_LIST,
2900    respectively.  */
2901 tree 
2902 make_pack_expansion (tree arg)
2903 {
2904   tree result;
2905   tree parameter_packs = NULL_TREE;
2906   bool for_types = false;
2907   struct find_parameter_pack_data ppd;
2908
2909   if (!arg || arg == error_mark_node)
2910     return arg;
2911
2912   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST)
2913     {
2914       /* The only time we will see a TREE_LIST here is for a base
2915          class initializer.  In this case, the TREE_PURPOSE will be a
2916          _TYPE node (representing the base class expansion we're
2917          initializing) and the TREE_VALUE will be a TREE_LIST
2918          containing the initialization arguments. 
2919
2920          The resulting expansion looks somewhat different from most
2921          expansions. Rather than returning just one _EXPANSION, we
2922          return a TREE_LIST whose TREE_PURPOSE is a
2923          TYPE_PACK_EXPANSION containing the bases that will be
2924          initialized.  The TREE_VALUE will be identical to the
2925          original TREE_VALUE, which is a list of arguments that will
2926          be passed to each base.  We do not introduce any new pack
2927          expansion nodes into the TREE_VALUE (although it is possible
2928          that some already exist), because the TREE_PURPOSE and
2929          TREE_VALUE all need to be expanded together with the same
2930          _EXPANSION node.  Note that the TYPE_PACK_EXPANSION in the
2931          resulting TREE_PURPOSE will mention the parameter packs in
2932          both the bases and the arguments to the bases.  */
2933       tree purpose;
2934       tree value;
2935       tree parameter_packs = NULL_TREE;
2936
2937       /* Determine which parameter packs will be used by the base
2938          class expansion.  */
2939       ppd.visited = pointer_set_create ();
2940       ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
2941       cp_walk_tree (&TREE_PURPOSE (arg), &find_parameter_packs_r, 
2942                     &ppd, ppd.visited);
2943
2944       if (parameter_packs == NULL_TREE)
2945         {
2946           error ("base initializer expansion %<%T%> contains no parameter packs", arg);
2947           pointer_set_destroy (ppd.visited);
2948           return error_mark_node;
2949         }
2950
2951       if (TREE_VALUE (arg) != void_type_node)
2952         {
2953           /* Collect the sets of parameter packs used in each of the
2954              initialization arguments.  */
2955           for (value = TREE_VALUE (arg); value; value = TREE_CHAIN (value))
2956             {
2957               /* Determine which parameter packs will be expanded in this
2958                  argument.  */
2959               cp_walk_tree (&TREE_VALUE (value), &find_parameter_packs_r, 
2960                             &ppd, ppd.visited);
2961             }
2962         }
2963
2964       pointer_set_destroy (ppd.visited);
2965
2966       /* Create the pack expansion type for the base type.  */
2967       purpose = make_node (TYPE_PACK_EXPANSION);
2968       SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (purpose, TREE_PURPOSE (arg));
2969       PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (purpose) = parameter_packs;
2970
2971       /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
2972          they will rarely be compared to anything.  */
2973       SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (purpose);
2974
2975       return tree_cons (purpose, TREE_VALUE (arg), NULL_TREE);
2976     }
2977
2978   if (TYPE_P (arg) || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
2979     for_types = true;
2980
2981   /* Build the PACK_EXPANSION_* node.  */
2982   result = make_node (for_types ? TYPE_PACK_EXPANSION : EXPR_PACK_EXPANSION);
2983   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (result, arg);
2984   if (TREE_CODE (result) == EXPR_PACK_EXPANSION)
2985     {
2986       /* Propagate type and const-expression information.  */
2987       TREE_TYPE (result) = TREE_TYPE (arg);
2988       TREE_CONSTANT (result) = TREE_CONSTANT (arg);
2989     }
2990   else
2991     /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
2992        they will rarely be compared to anything.  */
2993     SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (result);
2994
2995   /* Determine which parameter packs will be expanded.  */
2996   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
2997   ppd.visited = pointer_set_create ();
2998   cp_walk_tree (&arg, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
2999   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3000
3001   /* Make sure we found some parameter packs.  */
3002   if (parameter_packs == NULL_TREE)
3003     {
3004       if (TYPE_P (arg))
3005         error ("expansion pattern %<%T%> contains no argument packs", arg);
3006       else
3007         error ("expansion pattern %<%E%> contains no argument packs", arg);
3008       return error_mark_node;
3009     }
3010   PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (result) = parameter_packs;
3011
3012   return result;
3013 }
3014
3015 /* Checks T for any "bare" parameter packs, which have not yet been
3016    expanded, and issues an error if any are found. This operation can
3017    only be done on full expressions or types (e.g., an expression
3018    statement, "if" condition, etc.), because we could have expressions like:
3019
3020      foo(f(g(h(args)))...)
3021
3022    where "args" is a parameter pack. check_for_bare_parameter_packs
3023    should not be called for the subexpressions args, h(args),
3024    g(h(args)), or f(g(h(args))), because we would produce erroneous
3025    error messages. 
3026
3027    Returns TRUE and emits an error if there were bare parameter packs,
3028    returns FALSE otherwise.  */
3029 bool 
3030 check_for_bare_parameter_packs (tree t)
3031 {
3032   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3033   struct find_parameter_pack_data ppd;
3034
3035   if (!processing_template_decl || !t || t == error_mark_node)
3036     return false;
3037
3038   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
3039     t = TREE_TYPE (t);
3040
3041   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3042   ppd.visited = pointer_set_create ();
3043   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3044   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3045
3046   if (parameter_packs) 
3047     {
3048       error ("parameter packs not expanded with %<...%>:");
3049       while (parameter_packs)
3050         {
3051           tree pack = TREE_VALUE (parameter_packs);
3052           tree name = NULL_TREE;
3053
3054           if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TYPE_PARM
3055               || TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
3056             name = TYPE_NAME (pack);
3057           else if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3058             name = DECL_NAME (TEMPLATE_PARM_DECL (pack));
3059           else
3060             name = DECL_NAME (pack);
3061
3062           if (name)
3063             inform (input_location, "        %qD", name);
3064           else
3065             inform (input_location, "        <anonymous>");
3066
3067           parameter_packs = TREE_CHAIN (parameter_packs);
3068         }
3069
3070       return true;
3071     }
3072
3073   return false;
3074 }
3075
3076 /* Expand any parameter packs that occur in the template arguments in
3077    ARGS.  */
3078 tree
3079 expand_template_argument_pack (tree args)
3080 {
3081   tree result_args = NULL_TREE;
3082   int in_arg, out_arg = 0, nargs = args ? TREE_VEC_LENGTH (args) : 0;
3083   int num_result_args = -1;
3084
3085   /* First, determine if we need to expand anything, and the number of
3086      slots we'll need.  */
3087   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3088     {
3089       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3090       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3091         {
3092           int num_packed = TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg));
3093           if (num_result_args < 0)
3094             num_result_args = in_arg + num_packed;
3095           else
3096             num_result_args += num_packed;
3097         }
3098       else
3099         {
3100           if (num_result_args >= 0)
3101             num_result_args++;
3102         }
3103     }
3104
3105   /* If no expansion is necessary, we're done.  */
3106   if (num_result_args < 0)
3107     return args;
3108
3109   /* Expand arguments.  */
3110   result_args = make_tree_vec (num_result_args);
3111   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3112     {
3113       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3114       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3115         {
3116           tree packed = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
3117           int i, num_packed = TREE_VEC_LENGTH (packed);
3118           for (i = 0; i < num_packed; ++i, ++out_arg)
3119             TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = TREE_VEC_ELT(packed, i);
3120         }
3121       else
3122         {
3123           TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = arg;
3124           ++out_arg;
3125         }
3126     }
3127
3128   return result_args;
3129 }
3130
3131 /* Checks if DECL shadows a template parameter.
3132
3133    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
3134    scope (including nested scopes).
3135
3136    Emits an error and returns TRUE if the DECL shadows a parameter,
3137    returns FALSE otherwise.  */
3138
3139 bool
3140 check_template_shadow (tree decl)
3141 {
3142   tree olddecl;
3143
3144   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
3145      parameter.  */
3146   if (!current_template_parms)
3147     return true;
3148
3149   /* Figure out what we're shadowing.  */
3150   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
3151     decl = OVL_CURRENT (decl);
3152   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
3153
3154   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
3155      anything, let alone a template parameter.  */
3156   if (!olddecl)
3157     return true;
3158
3159   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
3160      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
3161      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
3162      node.  */
3163   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
3164     return true;
3165
3166   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
3167      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
3168      inline member templates.  */
3169   if (decl == olddecl
3170       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
3171     return true;
3172
3173   error ("declaration of %q+#D", decl);
3174   error (" shadows template parm %q+#D", olddecl);
3175   return false;
3176 }
3177
3178 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
3179    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
3180
3181 static tree
3182 build_template_parm_index (int index,
3183                            int level,
3184                            int orig_level,
3185                            tree decl,
3186                            tree type)
3187 {
3188   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
3189   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
3190   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
3191   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
3192   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
3193   TREE_TYPE (t) = type;
3194   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
3195   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
3196
3197   return t;
3198 }
3199
3200 /* Find the canonical type parameter for the given template type
3201    parameter.  Returns the canonical type parameter, which may be TYPE
3202    if no such parameter existed.  */
3203 static tree
3204 canonical_type_parameter (tree type)
3205 {
3206   tree list;
3207   int idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (type);
3208   if (!canonical_template_parms)
3209     canonical_template_parms = VEC_alloc (tree, gc, idx+1);
3210
3211   while (VEC_length (tree, canonical_template_parms) <= (unsigned)idx)
3212     VEC_safe_push (tree, gc, canonical_template_parms, NULL_TREE);
3213
3214   list = VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx);
3215   while (list && !comptypes (type, TREE_VALUE (list), COMPARE_STRUCTURAL))
3216     list = TREE_CHAIN (list);
3217
3218   if (list)
3219     return TREE_VALUE (list);
3220   else
3221     {
3222       VEC_replace(tree, canonical_template_parms, idx,
3223                   tree_cons (NULL_TREE, type, 
3224                              VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx)));
3225       return type;
3226     }
3227 }
3228
3229 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
3230    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
3231    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
3232    new one is created.  */
3233
3234 static tree
3235 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels, tree args,
3236                             tsubst_flags_t complain)
3237 {
3238   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
3239       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
3240           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels))
3241     {
3242       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
3243       tree decl, t;
3244
3245       decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (orig_decl),
3246                          TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
3247       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
3248       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
3249       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3250       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3251
3252       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
3253                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
3254                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
3255                                      decl, type);
3256       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
3257       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t) 
3258         = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (index);
3259
3260         /* Template template parameters need this.  */
3261       if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
3262         DECL_TEMPLATE_PARMS (decl) = tsubst_template_parms
3263           (DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index)),
3264            args, complain);
3265     }
3266
3267   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
3268 }
3269
3270 /* Process information from new template parameter PARM and append it to the
3271    LIST being built.  This new parameter is a non-type parameter iff
3272    IS_NON_TYPE is true. This new parameter is a parameter
3273    pack iff IS_PARAMETER_PACK is true.  The location of PARM is in 
3274    PARM_LOC.  */
3275
3276 tree
3277 process_template_parm (tree list, location_t parm_loc, tree parm, bool is_non_type, 
3278                        bool is_parameter_pack)
3279 {
3280   tree decl = 0;
3281   tree defval;
3282   tree err_parm_list;
3283   int idx = 0;
3284
3285   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
3286   defval = TREE_PURPOSE (parm);
3287
3288   if (list)
3289     {
3290       tree p = tree_last (list);
3291
3292       if (p && TREE_VALUE (p) != error_mark_node)
3293         {
3294           p = TREE_VALUE (p);
3295           if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
3296             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
3297           else
3298             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
3299         }
3300
3301       ++idx;
3302     }
3303   else
3304     idx = 0;
3305
3306   if (is_non_type)
3307     {
3308       parm = TREE_VALUE (parm);
3309
3310       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
3311
3312       if (TREE_TYPE (parm) == error_mark_node)
3313         {
3314           err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3315           TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3316            return chainon (list, err_parm_list);
3317         }
3318       else
3319       {
3320         /* [temp.param]
3321
3322            The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
3323            ignored when determining its type.  */
3324         TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
3325         if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
3326           {
3327             err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3328             TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3329              return chainon (list, err_parm_list);
3330           }
3331
3332         if (uses_parameter_packs (TREE_TYPE (parm)) && !is_parameter_pack)
3333           {
3334             /* This template parameter is not a parameter pack, but it
3335                should be. Complain about "bare" parameter packs.  */
3336             check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (parm));
3337             
3338             /* Recover by calling this a parameter pack.  */
3339             is_parameter_pack = true;
3340           }
3341       }
3342
3343       /* A template parameter is not modifiable.  */
3344       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
3345       TREE_READONLY (parm) = 1;
3346       decl = build_decl (parm_loc,
3347                          CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
3348       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
3349       TREE_READONLY (decl) = 1;
3350       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl)
3351         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3352                                      processing_template_decl,
3353                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3354
3355       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)) 
3356         = is_parameter_pack;
3357     }
3358   else
3359     {
3360       tree t;
3361       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
3362
3363       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
3364         {
3365           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
3366           /* This is for distinguishing between real templates and template
3367              template parameters */
3368           TREE_TYPE (parm) = t;
3369           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
3370           decl = parm;
3371         }
3372       else
3373         {
3374           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
3375           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
3376           decl = build_decl (parm_loc,
3377                              TYPE_DECL, parm, t);
3378         }
3379
3380       TYPE_NAME (t) = decl;
3381       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
3382       parm = decl;
3383       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
3384         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3385                                      processing_template_decl,
3386                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3387       TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t) = is_parameter_pack;
3388       TYPE_CANONICAL (t) = canonical_type_parameter (t);
3389     }
3390   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3391   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3392   pushdecl (decl);
3393   parm = build_tree_list (defval, parm);
3394   return chainon (list, parm);
3395 }
3396
3397 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
3398    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
3399    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
3400    as PARM_DECLs.  */
3401
3402 tree
3403 end_template_parm_list (tree parms)
3404 {
3405   int nparms;
3406   tree parm, next;
3407   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
3408
3409   current_template_parms
3410     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
3411                  saved_parmlist, current_template_parms);
3412
3413   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
3414     {
3415       next = TREE_CHAIN (parm);
3416       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
3417       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
3418     }
3419
3420   --processing_template_parmlist;
3421
3422   return saved_parmlist;
3423 }
3424
3425 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
3426
3427 void
3428 end_template_decl (void)
3429 {
3430   reset_specialization ();
3431
3432   if (! processing_template_decl)
3433     return;
3434
3435   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
3436   finish_scope ();
3437
3438   --processing_template_decl;
3439   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
3440 }
3441
3442 /* Within the declaration of a template, return all levels of template
3443    parameters that apply.  The template parameters are represented as
3444    a TREE_VEC, in the form documented in cp-tree.h for template
3445    arguments.  */
3446
3447 static tree
3448 current_template_args (void)
3449 {
3450   tree header;
3451   tree args = NULL_TREE;
3452   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
3453   int l = length;
3454
3455   /* If there is only one level of template parameters, we do not
3456      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
3457      TREE_VEC containing the arguments.  */
3458   if (length > 1)
3459     args = make_tree_vec (length);
3460
3461   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
3462     {
3463       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
3464       int i;
3465
3466       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
3467       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
3468         {
3469           tree t = TREE_VEC_ELT (a, i);
3470
3471           /* T will be a list if we are called from within a
3472              begin/end_template_parm_list pair, but a vector directly
3473              if within a begin/end_member_template_processing pair.  */
3474           if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
3475             {
3476               t = TREE_VALUE (t);
3477
3478               if (!error_operand_p (t))
3479                 {
3480                   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
3481                       || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
3482                     {
3483                       t = TREE_TYPE (t);
3484                       
3485                       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
3486                         {
3487                           /* Turn this argument into a TYPE_ARGUMENT_PACK
3488                              with a single element, which expands T.  */
3489                           tree vec = make_tree_vec (1);
3490                           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
3491                           
3492                           t = make_node (TYPE_ARGUMENT_PACK);
3493                           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
3494                         }
3495                     }
3496                   else
3497                     {
3498                       t = DECL_INITIAL (t);
3499                       
3500                       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
3501                         {
3502                           /* Turn this argument into a NONTYPE_ARGUMENT_PACK
3503                              with a single element, which expands T.  */
3504                           tree vec = make_tree_vec (1);
3505                           tree type = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (t));
3506                           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
3507                           
3508                           t  = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
3509                           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
3510                           TREE_TYPE (t) = type;
3511                         }
3512                     }
3513                   TREE_VEC_ELT (a, i) = t;
3514                 }
3515             }
3516         }
3517
3518       if (length > 1)
3519         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
3520       else
3521         args = a;
3522     }
3523
3524   return args;
3525 }
3526
3527 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
3528    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
3529    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
3530
3531 static tree
3532 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
3533 {
3534   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
3535   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
3536   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
3537   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
3538
3539   return tmpl;
3540 }
3541
3542 struct template_parm_data
3543 {
3544   /* The level of the template parameters we are currently
3545      processing.  */
3546   int level;
3547
3548   /* The index of the specialization argument we are currently
3549      processing.  */
3550   int current_arg;
3551
3552   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
3553      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
3554      of the arguments processed so far.  */
3555   int* parms;
3556
3557   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
3558      elements are nonzero if the argument makes use of template
3559      parameters of this level.  */
3560   int* arg_uses_template_parms;
3561 };
3562
3563 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
3564    parameter in a partial specialization is used in the explicit
3565    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
3566    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
3567    appropriately.  */
3568
3569 static int
3570 mark_template_parm (tree t, void* data)
3571 {
3572   int level;
3573   int idx;
3574   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
3575
3576   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3577     {
3578       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
3579       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
3580     }
3581   else
3582     {
3583       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
3584       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
3585     }
3586
3587   if (level == tpd->level)
3588     {
3589       tpd->parms[idx] = 1;
3590       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
3591     }
3592
3593   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
3594      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
3595   return 0;
3596 }
3597
3598 /* Process the partial specialization DECL.  */
3599
3600 static tree
3601 process_partial_specialization (tree decl)
3602 {
3603   tree type = TREE_TYPE (decl);
3604   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
3605   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
3606   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
3607   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
3608   tree inner_parms;
3609   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
3610   int ntparms;
3611   int  i;
3612   int did_error_intro = 0;
3613   struct template_parm_data tpd;
3614   struct template_parm_data tpd2;
3615
3616   gcc_assert (current_template_parms);
3617
3618   inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
3619   ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
3620
3621   /* We check that each of the template parameters given in the
3622      partial specialization is used in the argument list to the
3623      specialization.  For example:
3624
3625        template <class T> struct S;
3626        template <class T> struct S<T*>;
3627
3628      The second declaration is OK because `T*' uses the template
3629      parameter T, whereas
3630
3631        template <class T> struct S<int>;
3632
3633      is no good.  Even trickier is:
3634
3635        template <class T>
3636        struct S1
3637        {
3638           template <class U>
3639           struct S2;
3640           template <class U>
3641           struct S2<T>;
3642        };
3643
3644      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
3645      full-specialization.  Of course,
3646
3647           template <class U>
3648           struct S2<T (*)(U)>;
3649
3650      or some such would have been OK.  */
3651   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
3652   tpd.parms = (int *) alloca (sizeof (int) * ntparms);
3653   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
3654
3655   tpd.arg_uses_template_parms = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
3656   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
3657   for (i = 0; i < nargs; ++i)
3658     {
3659       tpd.current_arg = i;
3660       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
3661                               &mark_template_parm,
3662                               &tpd,
3663                               NULL,
3664                               /*include_nondeduced_p=*/false);
3665     }
3666   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
3667     if (tpd.parms[i] == 0)
3668       {
3669         /* One of the template parms was not used in the
3670            specialization.  */
3671         if (!did_error_intro)
3672           {
3673             error ("template parameters not used in partial specialization:");
3674             did_error_intro = 1;
3675           }
3676
3677         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
3678       }
3679
3680   /* [temp.class.spec]
3681
3682      The argument list of the specialization shall not be identical to
3683      the implicit argument list of the primary template.  */
3684   if (comp_template_args
3685       (inner_args,
3686        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
3687                                                    (maintmpl)))))
3688     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
3689
3690   /* [temp.class.spec]
3691
3692      A partially specialized non-type argument expression shall not
3693      involve template parameters of the partial specialization except
3694      when the argument expression is a simple identifier.
3695
3696      The type of a template parameter corresponding to a specialized
3697      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
3698      specialization. 
3699
3700      Also, we verify that pack expansions only occur at the
3701      end of the argument list.  */
3702   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
3703   tpd2.parms = 0;
3704   for (i = 0; i < nargs; ++i)
3705     {
3706       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms, i));
3707       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
3708       tree packed_args = NULL_TREE;
3709       int j, len = 1;
3710
3711       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3712         {
3713           /* Extract the arguments from the argument pack. We'll be
3714              iterating over these in the following loop.  */
3715           packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
3716           len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
3717         }
3718
3719       for (j = 0; j < len; j++)
3720         {
3721           if (packed_args)
3722             /* Get the Jth argument in the parameter pack.  */
3723             arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, j);
3724
3725           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
3726             {
3727               /* Pack expansions must come at the end of the
3728                  argument list.  */
3729               if ((packed_args && j < len - 1)
3730                   || (!packed_args && i < nargs - 1))
3731                 {
3732                   if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3733                     error ("parameter pack argument %qE must be at the end of the template argument list", arg);
3734                   else
3735                     error ("parameter pack argument %qT must be at the end of the template argument list", arg);
3736
3737                   if (packed_args)
3738                     TREE_VEC_ELT (packed_args, j) = error_mark_node;
3739                 }
3740             }
3741
3742           if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3743             /* We only care about the pattern.  */
3744             arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
3745
3746           if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
3747               !TYPE_P (arg)
3748               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
3749               /* This next line is the `argument expression is not just a
3750                  simple identifier' condition and also the `specialized
3751                  non-type argument' bit.  */
3752               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
3753             {
3754               if ((!packed_args && tpd.arg_uses_template_parms[i])
3755                   || (packed_args && uses_template_parms (arg)))
3756                 error ("template argument %qE involves template parameter(s)",
3757                        arg);
3758               else 
3759                 {
3760                   /* Look at the corresponding template parameter,
3761                      marking which template parameters its type depends
3762                      upon.  */
3763                   tree type = TREE_TYPE (parm);
3764
3765                   if (!tpd2.parms)
3766                     {
3767                       /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
3768                       tpd2.arg_uses_template_parms 
3769                         = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
3770                       /* The number of parameters here is the number in the
3771                          main template, which, as checked in the assertion
3772                          above, is NARGS.  */
3773                       tpd2.parms = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
3774                       tpd2.level = 
3775                         TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
3776                     }
3777
3778                   /* Mark the template parameters.  But this time, we're
3779                      looking for the template parameters of the main
3780                      template, not in the specialization.  */
3781                   tpd2.current_arg = i;
3782                   tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
3783                   memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
3784                   for_each_template_parm (type,
3785                                           &mark_template_parm,
3786                                           &tpd2,
3787                                           NULL,
3788                                           /*include_nondeduced_p=*/false);
3789
3790                   if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
3791                     {
3792                       /* The type depended on some template parameters.
3793                          If they are fully specialized in the
3794                          specialization, that's OK.  */
3795                       int j;
3796                       for (j = 0; j < nargs; ++j)
3797                         if (tpd2.parms[j] != 0
3798                             && tpd.arg_uses_template_parms [j])
3799                           {
3800                             error ("type %qT of template argument %qE depends "
3801                                    "on template parameter(s)", 
3802                                    type,
3803                                    arg);
3804                             break;
3805                           }
3806                     }
3807                 }
3808             }
3809         }
3810     }
3811
3812   /* We should only get here once.  */
3813   gcc_assert (!COMPLETE_TYPE_P (type));
3814
3815   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
3816     = tree_cons (specargs, inner_parms,
3817                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
3818   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
3819   return decl;
3820 }
3821
3822 /* Check that a template declaration's use of default arguments and
3823    parameter packs is not invalid.  Here, PARMS are the template
3824    parameters.  IS_PRIMARY is nonzero if DECL is the thing declared by
3825    a primary template.  IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial
3826    specialization.
3827    
3828
3829    IS_FRIEND_DECL is nonzero if DECL is a friend function template
3830    declaration (but not a definition); 1 indicates a declaration, 2
3831    indicates a redeclaration. When IS_FRIEND_DECL=2, no errors are
3832    emitted for extraneous default arguments.
3833
3834    Returns TRUE if there were no errors found, FALSE otherwise. */
3835
3836 bool
3837 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, 
3838                          int is_partial, int is_friend_decl)
3839 {
3840   const char *msg;
3841   int last_level_to_check;
3842   tree parm_level;
3843   bool no_errors = true;
3844
3845   /* [temp.param]
3846
3847      A default template-argument shall not be specified in a
3848      function template declaration or a function template definition, nor
3849      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
3850      class template.  */
3851
3852   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
3853     /* You can't have a function template declaration in a local
3854        scope, nor you can you define a member of a class template in a
3855        local scope.  */
3856     return true;
3857
3858   if (current_class_type
3859       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
3860       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3861       && DECL_DECLARES_FUNCTION_P (decl)
3862       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
3863          or a member function.  */
3864       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
3865           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
3866           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
3867           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
3868           : false)
3869       /* And, if it was a member function, it really was defined in
3870          the scope of the class.  */
3871       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
3872           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
3873     /* We already checked these parameters when the template was
3874        declared, so there's no need to do it again now.  This function
3875        was defined in class scope, but we're processing it's body now
3876        that the class is complete.  */
3877     return true;
3878
3879   /* Core issue 226 (C++0x only): the following only applies to class
3880      templates.  */
3881   if ((cxx_dialect == cxx98) || TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
3882     {
3883       /* [temp.param]
3884
3885          If a template-parameter has a default template-argument, all
3886          subsequent template-parameters shall have a default
3887          template-argument supplied.  */
3888       for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
3889         {
3890           tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
3891           int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
3892           int seen_def_arg_p = 0;
3893           int i;
3894
3895           for (i = 0; i < ntparms; ++i)
3896             {
3897               tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
3898
3899               if (parm == error_mark_node)
3900                 continue;
3901
3902               if (TREE_PURPOSE (parm))
3903                 seen_def_arg_p = 1;
3904               else if (seen_def_arg_p
3905                        && !template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
3906                 {
3907                   error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
3908                   /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
3909                      there should have been a default argument.  */
3910                   TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
3911                   no_errors = false;
3912                 }
3913               else if (is_primary
3914                        && !is_partial
3915                        && !is_friend_decl
3916                        /* Don't complain about an enclosing partial
3917                           specialization.  */
3918                        && parm_level == parms
3919                        && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
3920                        && i < ntparms - 1
3921                        && template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
3922                 {
3923                   /* A primary class template can only have one
3924                      parameter pack, at the end of the template
3925                      parameter list.  */
3926
3927                   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL)
3928                     error ("parameter pack %qE must be at the end of the"
3929                            " template parameter list", TREE_VALUE (parm));
3930                   else
3931                     error ("parameter pack %qT must be at the end of the"
3932                            " template parameter list", 
3933                            TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
3934
3935                   TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) 
3936                     = error_mark_node;
3937                   no_errors = false;
3938                 }
3939             }
3940         }
3941     }
3942
3943   if (((cxx_dialect == cxx98) && TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
3944       || is_partial 
3945       || !is_primary
3946       || is_friend_decl)
3947     /* For an ordinary class template, default template arguments are
3948        allowed at the innermost level, e.g.:
3949          template <class T = int>
3950          struct S {};
3951        but, in a partial specialization, they're not allowed even
3952        there, as we have in [temp.class.spec]:
3953
3954          The template parameter list of a specialization shall not
3955          contain default template argument values.
3956
3957        So, for a partial specialization, or for a function template
3958        (in C++98/C++03), we look at all of them.  */
3959     ;
3960   else
3961     /* But, for a primary class template that is not a partial
3962        specialization we look at all template parameters except the
3963        innermost ones.  */
3964     parms = TREE_CHAIN (parms);
3965
3966   /* Figure out what error message to issue.  */
3967   if (is_friend_decl == 2)
3968     msg = "default template arguments may not be used in function template friend re-declaration";
3969   else if (is_friend_decl)
3970     msg = "default template arguments may not be used in function template friend declarations";
3971   else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && (cxx_dialect == cxx98))
3972     msg = "default template arguments may not be used in function templates";
3973   else if (is_partial)
3974     msg = "default template arguments may not be used in partial specializations";
3975   else
3976     msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
3977
3978   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
3979     /* If we're inside a class definition, there's no need to
3980        examine the parameters to the class itself.  On the one
3981        hand, they will be checked when the class is defined, and,
3982        on the other, default arguments are valid in things like:
3983          template <class T = double>
3984          struct S { template <class U> void f(U); };
3985        Here the default argument for `S' has no bearing on the
3986        declaration of `f'.  */
3987     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
3988   else
3989     /* Check everything.  */
3990     last_level_to_check = 0;
3991
3992   for (parm_level = parms;
3993        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check;
3994        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
3995     {
3996       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
3997       int i;
3998       int ntparms;
3999
4000       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4001       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4002         {
4003           if (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i) == error_mark_node)
4004             continue;
4005
4006           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
4007             {
4008               if (msg)
4009                 {
4010                   no_errors = false;
4011                   if (is_friend_decl == 2)
4012                     return no_errors;
4013
4014                   error (msg, decl);
4015                   msg = 0;
4016                 }
4017
4018               /* Clear out the default argument so that we are not
4019                  confused later.  */
4020               TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
4021             }
4022         }
4023
4024       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
4025          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
4026       if (msg)
4027         msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
4028     }
4029
4030   return no_errors;
4031 }
4032
4033 /* Worker for push_template_decl_real, called via
4034    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
4035    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
4036    parameter of that level, return nonzero.  */
4037
4038 static int
4039 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
4040 {
4041   int this_level = *(int *)data;
4042   int level;
4043
4044   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
4045     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
4046   else
4047     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
4048   return level == this_level;
4049 }
4050
4051 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
4052    parameters given by current_template_args, or reuses a
4053    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
4054    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.
4055
4056    If IS_FRIEND is true, DECL is a friend declaration.  */
4057
4058 tree
4059 push_template_decl_real (tree decl, bool is_friend)
4060 {
4061   tree tmpl;
4062   tree args;
4063   tree info;
4064   tree ctx;
4065   int primary;
4066   int is_partial;
4067   int new_template_p = 0;
4068   /* True if the template is a member template, in the sense of
4069      [temp.mem].  */
4070   bool member_template_p = false;
4071
4072   if (decl == error_mark_node || !current_template_parms)
4073     return error_mark_node;
4074
4075   /* See if this is a partial specialization.  */
4076   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4077                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
4078                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
4079
4080   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl))
4081     is_friend = true;
4082
4083   if (is_friend)
4084     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
4085        the type of which it is a friend.  */
4086     ctx = DECL_CONTEXT (decl);
4087   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
4088            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
4089     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
4090        it is defined.  */
4091     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
4092   else
4093     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
4094        is assumed to be a member of the class.  */
4095     ctx = current_scope ();
4096
4097   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
4098     ctx = NULL_TREE;
4099
4100   if (!DECL_CONTEXT (decl))
4101     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
4102
4103   /* See if this is a primary template.  */
4104   if (is_friend && ctx)
4105     /* A friend template that specifies a class context, i.e.
4106          template <typename T> friend void A<T>::f();
4107        is not primary.  */
4108     primary = 0;
4109   else
4110     primary = template_parm_scope_p ();
4111
4112   if (primary)
4113     {
4114       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
4115         member_template_p = true;
4116       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4117           && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl)))
4118         {
4119           error ("template class without a name");
4120           return error_mark_node;
4121         }
4122       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4123         {
4124           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
4125             {
4126               /* [temp.mem]
4127
4128                  A destructor shall not be a member template.  */
4129               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
4130               return error_mark_node;
4131             }
4132           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
4133               && (!TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl))
4134                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
4135                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
4136                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
4137                       == void_list_node)))
4138             {
4139               /* [basic.stc.dynamic.allocation]
4140
4141                  An allocation function can be a function
4142                  template. ... Template allocation functions shall
4143                  have two or more parameters.  */
4144               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
4145               return error_mark_node;
4146             }
4147         }
4148       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4149                && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
4150         /* OK */;
4151       else
4152         {
4153           error ("template declaration of %q#D", decl);
4154           return error_mark_node;
4155         }
4156     }
4157
4158   /* Check to see that the rules regarding the use of default
4159      arguments are not being violated.  */
4160   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms,
4161                            primary, is_partial, /*is_friend_decl=*/0);
4162
4163   /* Ensure that there are no parameter packs in the type of this
4164      declaration that have not been expanded.  */
4165   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4166     {
4167       /* Check each of the arguments individually to see if there are
4168          any bare parameter packs.  */
4169       tree type = TREE_TYPE (decl);
4170       tree arg = DECL_ARGUMENTS (decl);
4171       tree argtype = TYPE_ARG_TYPES (type);
4172
4173       while (arg && argtype)
4174         {
4175           if (!FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (arg)
4176               && check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (arg)))
4177             {
4178             /* This is a PARM_DECL that contains unexpanded parameter
4179                packs. We have already complained about this in the
4180                check_for_bare_parameter_packs call, so just replace
4181                these types with ERROR_MARK_NODE.  */
4182               TREE_TYPE (arg) = error_mark_node;
4183               TREE_VALUE (argtype) = error_mark_node;
4184             }
4185
4186           arg = TREE_CHAIN (arg);
4187           argtype = TREE_CHAIN (argtype);
4188         }
4189
4190       /* Check for bare parameter packs in the return type and the
4191          exception specifiers.  */
4192       if (check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (type)))
4193         /* Errors were already issued, set return type to int
4194            as the frontend doesn't expect error_mark_node as
4195            the return type.  */
4196         TREE_TYPE (type) = integer_type_node;
4197       if (check_for_bare_parameter_packs (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type)))
4198         TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type) = NULL_TREE;
4199     }
4200   else if (check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (decl)))
4201     {
4202       TREE_TYPE (decl) = error_mark_node;
4203       return error_mark_node;
4204     }
4205
4206   if (is_partial)
4207     return process_partial_specialization (decl);
4208
4209   args = current_template_args ();
4210
4211   if (!ctx
4212       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
4213       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
4214       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
4215     {
4216       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4217           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
4218           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
4219         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
4220       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
4221          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
4222          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
4223       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4224                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
4225                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
4226         {
4227           /* Since a template declaration already existed for this
4228              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
4229              that the redeclaration is valid.  */
4230           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
4231                                     current_template_parms);
4232           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
4233              one we already had.  */
4234           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
4235         }
4236       else
4237         {
4238           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4239                                       member_template_p);
4240           new_template_p = 1;
4241
4242           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4243               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
4244             {
4245               /* A specialization of a member template of a template
4246                  class.  */
4247               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
4248               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
4249               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
4250             }
4251         }
4252     }
4253   else
4254     {
4255       tree a, t, current, parms;
4256       int i;
4257       tree tinfo = get_template_info (decl);
4258
4259       if (!tinfo)
4260         {
4261           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
4262           return error_mark_node;
4263         }
4264
4265       tmpl = TI_TEMPLATE (tinfo);
4266
4267       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
4268           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl)
4269           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
4270           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
4271         {
4272           tree new_tmpl;
4273
4274           /* The declaration is a specialization of a member
4275              template, declared outside the class.  Therefore, the
4276              innermost template arguments will be NULL, so we
4277              replace them with the arguments determined by the
4278              earlier call to check_explicit_specialization.  */
4279           args = DECL_TI_ARGS (decl);
4280
4281           new_tmpl
4282             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4283                                    member_template_p);
4284           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
4285           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
4286           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
4287           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
4288           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl)
4289             = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
4290
4291           register_specialization (new_tmpl,
4292                                    most_general_template (tmpl),
4293                                    args,
4294                                    is_friend, 0);
4295           return decl;
4296         }
4297
4298       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
4299
4300       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4301       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
4302       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
4303         {
4304           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
4305                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
4306         }
4307       else
4308         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
4309           {
4310             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
4311             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4312
4313             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
4314               {
4315                 if (current == decl)
4316                   error ("got %d template parameters for %q#D",
4317                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
4318                 else
4319                   error ("got %d template parameters for %q#T",
4320                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
4321                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
4322                 return error_mark_node;
4323               }
4324
4325             if (current == decl)
4326               current = ctx;
4327             else
4328               current = (TYPE_P (current)
4329                          ? TYPE_CONTEXT (current)
4330                          : DECL_CONTEXT (current));
4331           }
4332
4333       /* Check that the parms are used in the appropriate qualifying scopes
4334          in the declarator.  */
4335       if (!comp_template_args
4336           (TI_ARGS (tinfo),
4337            TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)))))
4338         {
4339           error ("\
4340 template arguments to %qD do not match original template %qD",
4341                  decl, DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
4342           if (!uses_template_parms (TI_ARGS (tinfo)))
4343             inform (input_location, "use template<> for an explicit specialization");
4344           /* Avoid crash in import_export_decl.  */
4345           DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
4346           return error_mark_node;
4347         }
4348     }
4349
4350   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
4351   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
4352
4353   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
4354      that we do not try to push a global template friend declared in a
4355      template class; such a thing may well depend on the template
4356      parameters of the class.  */
4357   if (new_template_p && !ctx
4358       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
4359     {
4360       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl, is_friend);
4361       if (tmpl == error_mark_node)
4362         return error_mark_node;
4363
4364       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
4365       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
4366         {
4367           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
4368           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
4369         }
4370     }
4371
4372   if (primary)
4373     {
4374       tree parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4375       int i;
4376
4377       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
4378       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
4379         {
4380           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
4381
4382           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
4383              depends on innermost template operands.  */
4384
4385           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
4386                                          depth))
4387             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
4388         }
4389
4390       /* Give template template parms a DECL_CONTEXT of the template
4391          for which they are a parameter.  */
4392       parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4393       for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
4394         {
4395           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4396           if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4397             DECL_CONTEXT (parm) = tmpl;
4398         }
4399     }
4400
4401   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
4402      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
4403      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
4404      argument levels if necessary.  */
4405   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
4406     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
4407
4408   info = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
4409
4410   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
4411     SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
4412   else if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
4413     DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
4414
4415   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
4416 }
4417
4418 tree
4419 push_template_decl (tree decl)
4420 {
4421   return push_template_decl_real (decl, false);
4422 }
4423
4424 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
4425    template PARMS, e.g.:
4426
4427      template <class T> struct S;
4428      template <class T> struct S {};  */
4429
4430 bool
4431 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
4432 {
4433   tree tmpl;
4434   tree tmpl_parms;
4435   int i;
4436
4437   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4438     {
4439       error ("%qT is not a template type", type);
4440       return false;
4441     }
4442
4443   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
4444   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4445     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
4446        about here; there are no new template parameters for the nested
4447        type.  */
4448     return true;
4449
4450   if (!parms)
4451     {
4452       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
4453              tmpl);
4454       return false;
4455     }
4456
4457   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4458   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4459
4460   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
4461     {
4462       error ("redeclared with %d template parameter(s)", 
4463              TREE_VEC_LENGTH (parms));
4464       inform (input_location, "previous declaration %q+D used %d template parameter(s)", 
4465              tmpl, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms));
4466       return false;
4467     }
4468
4469   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
4470     {
4471       tree tmpl_parm;
4472       tree parm;
4473       tree tmpl_default;
4474       tree parm_default;
4475
4476       if (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i) == error_mark_node
4477           || TREE_VEC_ELT (parms, i) == error_mark_node)
4478         continue;
4479
4480       tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
4481       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4482       tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
4483       parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4484
4485       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
4486          TEMPLATE_DECL.  */
4487       if (tmpl_parm != error_mark_node
4488           && (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
4489               || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
4490                   && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm)))
4491               || (TREE_CODE (tmpl_parm) != PARM_DECL
4492                   && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (tmpl_parm))
4493                       != TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm))))
4494               || (TREE_CODE (tmpl_parm) == PARM_DECL
4495                   && (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (tmpl_parm))
4496                       != TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm))))))
4497         {
4498           error ("template parameter %q+#D", tmpl_parm);
4499           error ("redeclared here as %q#D", parm);
4500           return false;
4501         }
4502
4503       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
4504         {
4505           /* We have in [temp.param]:
4506
4507              A template-parameter may not be given default arguments
4508              by two different declarations in the same scope.  */
4509           error_at (input_location, "redefinition of default argument for %q#D", parm);
4510           inform (DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl_parm),
4511                   "original definition appeared here");
4512           return false;
4513         }
4514
4515       if (parm_default != NULL_TREE)
4516         /* Update the previous template parameters (which are the ones
4517            that will really count) with the new default value.  */
4518         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
4519       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
4520         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
4521            parameters for any members.  */
4522         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
4523     }
4524
4525     return true;
4526 }
4527
4528 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
4529    (possibly simplified) expression.  */
4530
4531 tree
4532 fold_non_dependent_expr (tree expr)
4533 {
4534   if (expr == NULL_TREE)
4535     return NULL_TREE;
4536
4537   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
4538      it.  We're supposed to treat:
4539
4540        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
4541        template <typename T> void f(T[2]);
4542
4543      as two declarations of the same function, for example.  */
4544   if (processing_template_decl
4545       && !type_dependent_expression_p (expr)
4546       && !value_dependent_expression_p (expr))
4547     {
4548       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
4549
4550       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
4551       processing_template_decl = 0;
4552       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
4553                                     /*args=*/NULL_TREE,
4554                                     tf_error,
4555                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
4556                                     /*function_p=*/false,
4557                                     /*integral_constant_expression_p=*/true);
4558       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
4559     }
4560   return expr;
4561 }
4562
4563 /* EXPR is an expression which is used in a constant-expression context.
4564    For instance, it could be a VAR_DECL with a constant initializer.
4565    Extract the innermost constant expression.
4566
4567    This is basically a more powerful version of
4568    integral_constant_value, which can be used also in templates where
4569    initializers can maintain a syntactic rather than semantic form
4570    (even if they are non-dependent, for access-checking purposes).  */
4571
4572 static tree
4573 fold_decl_constant_value (tree expr)
4574 {
4575   tree const_expr = expr;
4576   do
4577     {
4578       expr = fold_non_dependent_expr (const_expr);
4579       const_expr = integral_constant_value (expr);
4580     }
4581   while (expr != const_expr);
4582
4583   return expr;
4584 }
4585
4586 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
4587    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
4588    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
4589    and check that the resulting function has external linkage.  */
4590
4591 static tree
4592 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
4593 {
4594   tree fns = expr;
4595   tree fn, fn_no_ptr;
4596
4597   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
4598   if (fn == error_mark_node)
4599     return error_mark_node;
4600
4601   fn_no_ptr = fn;
4602   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
4603     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
4604   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == BASELINK)
4605     fn_no_ptr = BASELINK_FUNCTIONS (fn_no_ptr);
4606  
4607   /* [temp.arg.nontype]/1
4608
4609      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
4610      shall be one of:
4611      [...]
4612      -- the address of an object or function with external linkage.  */
4613   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
4614     {
4615       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4616              "because function %qD has not external linkage",
4617              expr, type, fn_no_ptr);
4618       return NULL_TREE;
4619     }
4620
4621   return fn;
4622 }
4623
4624 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
4625    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
4626    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
4627    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
4628    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
4629    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
4630    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
4631    must be non-dependent.
4632
4633    The conversion follows the special rules described in
4634    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
4635    conversion.
4636
4637    This function is called twice for each template argument (see
4638    lookup_template_class for a more accurate description of this
4639    problem). This means that we need to handle expressions which
4640    are not valid in a C++ source, but can be created from the
4641    first call (for instance, casts to perform conversions). These
4642    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
4643
4644 static tree
4645 convert_nontype_argument (tree type, tree expr)
4646 {
4647   tree expr_type;
4648
4649   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
4650      This special-case is not needed for correctness (we would easily
4651      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
4652      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
4653      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
4654   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
4655     {
4656       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4657              "because string literals can never be used in this context",
4658              expr, type);
4659       return NULL_TREE;
4660     }
4661
4662   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
4663      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
4664      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
4665      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
4666      so that access checking can be performed when the template is
4667      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
4668      convert the argument.  */
4669   expr = fold_non_dependent_expr (expr);
4670   if (error_operand_p (expr))
4671     return error_mark_node;
4672   expr_type = TREE_TYPE (expr);
4673
4674   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
4675      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
4676      which is the tree that we built on the first call (see
4677      below when coercing to reference to object or to reference to
4678      function). We just strip everything and get to the arg.
4679      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
4680      for examples.  */
4681   if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR)
4682     {
4683       if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
4684         {
4685           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
4686              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
4687              could actually change the type to something more cv-qualified,
4688              and this is not folded by convert_from_reference.  */
4689           tree addr = TREE_OPERAND (expr, 0);
4690           gcc_assert (TREE_CODE (expr_type) == REFERENCE_TYPE);
4691           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
4692           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
4693           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
4694                       (TREE_TYPE (expr_type),
4695                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
4696
4697           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
4698           expr_type = TREE_TYPE (expr);
4699         }
4700
4701       /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
4702          parameter is a pointer to object, through decay and
4703          qualification conversion. Let's strip everything.  */
4704       else if (TYPE_PTROBV_P (type))
4705         {
4706           STRIP_NOPS (expr);
4707           gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
4708           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
4709           /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
4710              an array. Otherwise, it is part of the original argument
4711              in the source code.  */
4712           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
4713             expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
4714           expr_type = TREE_TYPE (expr);
4715         }
4716     }
4717
4718   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
4719
4720      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
4721      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
4722      (_conv.integral_) are applied.  */
4723   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
4724     {
4725       if (!INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (expr_type))
4726         return error_mark_node;
4727
4728       expr = fold_decl_constant_value (expr);
4729       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
4730          do not fold into integer constants.  */
4731       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
4732         {
4733           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4734                  "because it is a non-constant expression", expr, type);
4735           return NULL_TREE;
4736         }
4737
4738       /* At this point, an implicit conversion does what we want,
4739          because we already know that the expression is of integral
4740          type.  */
4741       expr = ocp_convert (type, expr, CONV_IMPLICIT, LOOKUP_PROTECT);
4742       if (expr == error_mark_node)
4743         return error_mark_node;
4744
4745       /* Conversion was allowed: fold it to a bare integer constant.  */
4746       expr = fold (expr);
4747     }
4748   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
4749
4750      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
4751      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
4752      conversion (_conv.array_) are applied.  */
4753   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
4754     {
4755       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
4756
4757          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
4758          shall be one of: [...]
4759
4760          -- the name of a non-type template-parameter;
4761          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
4762             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
4763             refers to a function or array, or if the corresponding
4764             template-parameter is a reference.
4765
4766         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
4767         for a parameter of type pointer-to-object.  */
4768
4769       if (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr))
4770         /* Non-type template parameters are OK.  */
4771         ;
4772       else if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR
4773                && TREE_CODE (expr_type) != ARRAY_TYPE)
4774         {
4775           if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
4776             {
4777               error ("%qD is not a valid template argument "
4778                      "because %qD is a variable, not the address of "
4779                      "a variable",
4780                      expr, expr);
4781               return NULL_TREE;
4782             }
4783           /* Other values, like integer constants, might be valid
4784              non-type arguments of some other type.  */
4785           return error_mark_node;
4786         }
4787       else
4788         {
4789           tree decl;
4790
4791           decl = ((TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
4792                   ? TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
4793           if (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL)
4794             {
4795               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
4796                      "because %qE is not a variable",
4797                      expr, type, decl);
4798               return NULL_TREE;
4799             }
4800           else if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (decl))
4801             {
4802               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
4803                      "because %qD does not have external linkage",
4804                      expr, type, decl);
4805               return NULL_TREE;
4806             }
4807         }
4808
4809       expr = decay_conversion (expr);
4810       if (expr == error_mark_node)
4811         return error_mark_node;
4812
4813       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
4814       if (expr == error_mark_node)
4815         return error_mark_node;
4816     }
4817   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
4818
4819      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
4820      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
4821      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
4822      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
4823      template-argument, which must be an lvalue.  */
4824   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
4825     {
4826       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
4827                                                       expr_type))
4828         return error_mark_node;
4829
4830       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
4831         {
4832           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4833                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
4834           return NULL_TREE;
4835         }
4836
4837       if (!real_lvalue_p (expr))
4838         {
4839           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4840                  "because it is not an lvalue", expr, type);
4841           return NULL_TREE;
4842         }
4843
4844       /* [temp.arg.nontype]/1
4845
4846          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
4847          shall be one of: [...]
4848
4849          -- the address of an object or function with external linkage.  */
4850       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
4851         {
4852           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4853                  "because object %qD has not external linkage",
4854                  expr, type, expr);
4855           return NULL_TREE;
4856         }
4857
4858       expr = build_nop (type, build_address (expr));
4859     }
4860   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
4861
4862      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
4863      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
4864      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
4865      pointer to such), the matching function is selected from the set
4866      (_over.over_).  */
4867   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
4868     {
4869       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
4870          context information to decay the pointer.  */
4871       if (!type_unknown_p (expr_type))
4872         {
4873           expr = decay_conversion (expr);
4874           if (expr == error_mark_node)
4875             return error_mark_node;
4876         }
4877
4878       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
4879       if (!expr || expr == error_mark_node)
4880         return expr;
4881
4882       if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR)
4883         {
4884           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT", expr, type);
4885           error ("it must be the address of a function with external linkage");
4886           return NULL_TREE;
4887         }
4888     }
4889   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
4890
4891      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
4892      conversions apply. If the template-argument represents a set of
4893      overloaded functions, the matching function is selected from the set
4894      (_over.over_).  */
4895   else if (TYPE_REFFN_P (type))
4896     {
4897       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
4898         {
4899           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4900                  "because it is a pointer", expr, type);
4901           inform (input_location, "try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
4902           return NULL_TREE;
4903         }
4904
4905       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
4906       if (!expr || expr == error_mark_node)
4907         return expr;
4908
4909       expr = build_nop (type, build_address (expr));
4910     }
4911   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
4912
4913      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
4914      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
4915      overloaded member functions, the matching member function is selected
4916      from the set (_over.over_).  */
4917   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
4918     {
4919       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
4920       if (expr == error_mark_node)
4921         return error_mark_node;
4922
4923       /* There is no way to disable standard conversions in
4924          resolve_address_of_overloaded_function (called by
4925          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
4926          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
4927          to reject this conversion here.
4928
4929          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
4930          it would still be better to reject them here so that we can
4931          provide a superior diagnostic.  */
4932       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
4933         {
4934           /* Make sure we are just one standard conversion off.  */
4935           gcc_assert (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)));
4936           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4937                  "because it is of type %qT", expr, type,
4938                  TREE_TYPE (expr));
4939           inform (input_location, "standard conversions are not allowed in this context");
4940           return NULL_TREE;
4941         }
4942     }
4943   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
4944
4945      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
4946      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
4947   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
4948     {
4949       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
4950       if (expr == error_mark_node)
4951         return expr;
4952     }
4953   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
4954   else
4955     gcc_unreachable ();
4956
4957   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
4958      right type?  */
4959   gcc_assert (same_type_p (type, TREE_TYPE (expr)));
4960   return expr;
4961 }
4962
4963 /* Subroutine of coerce_template_template_parms, which returns 1 if
4964    PARM_PARM and ARG_PARM match using the rule for the template
4965    parameters of template template parameters. Both PARM and ARG are
4966    template parameters; the rest of the arguments are the same as for
4967    coerce_template_template_parms.
4968  */
4969 static int
4970 coerce_template_template_parm (tree parm,
4971                               tree arg,
4972                               tsubst_flags_t complain,
4973                               tree in_decl,
4974                               tree outer_args)
4975 {
4976   if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
4977       || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
4978     return 0;
4979   
4980   if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
4981     return 0;
4982   
4983   switch (TREE_CODE (parm))
4984     {
4985     case TEMPLATE_DECL:
4986       /* We encounter instantiations of templates like
4987          template <template <template <class> class> class TT>
4988          class C;  */
4989       {
4990         tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
4991         tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
4992         
4993         if (!coerce_template_template_parms
4994             (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
4995           return 0;
4996       }
4997       /* Fall through.  */
4998       
4999     case TYPE_DECL:
5000       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (arg))
5001           && !TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
5002         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
5003         return 0;
5004       break;
5005       
5006     case PARM_DECL:
5007       /* The tsubst call is used to handle cases such as
5008          
5009            template <int> class C {};
5010            template <class T, template <T> class TT> class D {};
5011            D<int, C> d;
5012
5013          i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
5014       if (!uses_template_parms (TREE_TYPE (arg))
5015           && !same_type_p
5016                 (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
5017                  TREE_TYPE (arg)))
5018         return 0;
5019       
5020       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (arg))
5021           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
5022         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
5023         return 0;
5024       
5025       break;
5026
5027     default:
5028       gcc_unreachable ();
5029     }
5030
5031   return 1;
5032 }
5033
5034
5035 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
5036    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
5037    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
5038    or PARM_DECL.
5039
5040    Consider the example:
5041      template <class T> class A;
5042      template<template <class U> class TT> class B;
5043
5044    For B<A>, PARM_PARMS are the parameters to TT, while ARG_PARMS are
5045    the parameters to A, and OUTER_ARGS contains A.  */
5046
5047 static int
5048 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
5049                                 tree arg_parms,
5050                                 tsubst_flags_t complain,
5051                                 tree in_decl,
5052                                 tree outer_args)
5053 {
5054   int nparms, nargs, i;
5055   tree parm, arg;
5056   int variadic_p = 0;
5057
5058   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
5059   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
5060
5061   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
5062   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
5063
5064   /* Determine whether we have a parameter pack at the end of the
5065      template template parameter's template parameter list.  */
5066   if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1) != error_mark_node)
5067     {
5068       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1));
5069       
5070       if (parm == error_mark_node)
5071         return 0;
5072
5073       switch (TREE_CODE (parm))
5074         {
5075         case TEMPLATE_DECL:
5076         case TYPE_DECL:
5077           if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
5078             variadic_p = 1;
5079           break;
5080           
5081         case PARM_DECL:
5082           if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
5083             variadic_p = 1;
5084           break;
5085           
5086         default:
5087           gcc_unreachable ();
5088         }
5089     }
5090  
5091   if (nargs != nparms
5092       && !(variadic_p && nargs >= nparms - 1))
5093     return 0;
5094
5095   /* Check all of the template parameters except the parameter pack at
5096      the end (if any).  */
5097   for (i = 0; i < nparms - variadic_p; ++i)
5098     {
5099       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node
5100           || TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
5101         continue;
5102
5103       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
5104       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
5105
5106       if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
5107                                           outer_args))
5108         return 0;
5109
5110     }
5111
5112   if (variadic_p)
5113     {
5114       /* Check each of the template parameters in the template
5115          argument against the template parameter pack at the end of
5116          the template template parameter.  */
5117       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node)
5118         return 0;
5119
5120       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
5121
5122       for (; i < nargs; ++i)
5123         {
5124           if (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
5125             continue;
5126  
5127           arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
5128  
5129           if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
5130                                               outer_args))
5131             return 0;
5132         }
5133     }
5134
5135   return 1;
5136 }
5137
5138 /* Verifies that the deduced template arguments (in TARGS) for the
5139    template template parameters (in TPARMS) represent valid bindings,
5140    by comparing the template parameter list of each template argument
5141    to the template parameter list of its corresponding template
5142    template parameter, in accordance with DR150. This
5143    routine can only be called after all template arguments have been
5144    deduced. It will return TRUE if all of the template template
5145    parameter bindings are okay, FALSE otherwise.  */
5146 bool 
5147 template_template_parm_bindings_ok_p (tree tparms, tree targs)
5148 {
5149   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
5150   bool ret = true;
5151
5152   /* We're dealing with template parms in this process.  */
5153   ++processing_template_decl;
5154
5155   targs = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs);
5156
5157   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
5158     {
5159       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
5160       tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
5161
5162       if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_DECL && targ)
5163         {
5164           tree packed_args = NULL_TREE;
5165           int idx, len = 1;
5166
5167           if (ARGUMENT_PACK_P (targ))
5168             {
5169               /* Look inside the argument pack.  */
5170               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
5171               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
5172             }
5173
5174           for (idx = 0; idx < len; ++idx)
5175             {
5176               tree targ_parms = NULL_TREE;
5177
5178               if (packed_args)
5179                 /* Extract the next argument from the argument
5180                    pack.  */
5181                 targ = TREE_VEC_ELT (packed_args, idx);
5182
5183               if (PACK_EXPANSION_P (targ))
5184                 /* Look at the pattern of the pack expansion.  */
5185                 targ = PACK_EXPANSION_PATTERN (targ);
5186
5187               /* Extract the template parameters from the template
5188                  argument.  */
5189               if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_DECL)
5190                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (targ);
5191               else if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
5192                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (targ));
5193
5194               /* Verify that we can coerce the template template
5195                  parameters from the template argument to the template
5196                  parameter.  This requires an exact match.  */
5197               if (targ_parms
5198                   && !coerce_template_template_parms
5199                        (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tparm),
5200                         targ_parms,
5201                         tf_none,
5202                         tparm,
5203                         targs))
5204                 {
5205                   ret = false;
5206                   goto out;
5207                 }
5208             }
5209         }
5210     }
5211
5212  out:
5213
5214   --processing_template_decl;
5215   return ret;
5216 }
5217
5218 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
5219    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
5220    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
5221    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
5222    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
5223    the full set of template arguments deduced so far.  */
5224
5225 static tree
5226 convert_template_argument (tree parm,
5227                            tree arg,
5228                            tree args,
5229                            tsubst_flags_t complain,
5230                            int i,
5231                            tree in_decl)
5232 {
5233   tree orig_arg;
5234   tree val;
5235   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
5236
5237   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
5238       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
5239     {
5240       /* The template argument was the name of some
5241          member function.  That's usually
5242          invalid, but static members are OK.  In any
5243          case, grab the underlying fields/functions
5244          and issue an error later if required.  */
5245       orig_arg = TREE_VALUE (arg);
5246       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
5247     }
5248
5249   orig_arg = arg;
5250
5251   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
5252   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
5253                    || requires_tmpl_type);
5254
5255   /* When determining whether an argument pack expansion is a template,
5256      look at the pattern.  */
5257   if (TREE_CODE (arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
5258     arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
5259
5260   is_tmpl_type = 
5261     ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
5262       && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
5263      || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
5264      || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
5265
5266   if (is_tmpl_type
5267       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
5268           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
5269     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
5270
5271   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
5272
5273   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
5274       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
5275     {
5276       permerror (input_location, "to refer to a type member of a template parameter, "
5277                  "use %<typename %E%>", orig_arg);
5278
5279       orig_arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
5280                                      TREE_OPERAND (arg, 1),
5281                                      typename_type,
5282                                      complain & tf_error);
5283       arg = orig_arg;
5284       is_type = 1;
5285     }
5286   if (is_type != requires_type)
5287     {
5288       if (in_decl)
5289         {
5290           if (complain & tf_error)
5291             {
5292               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
5293                      "parameter list for %qD",
5294                      i + 1, in_decl);
5295               if (is_type)
5296                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
5297                        TREE_TYPE (parm),
5298                        (DECL_P (arg) ? DECL_NAME (arg) : orig_arg));
5299               else if (requires_tmpl_type)
5300                 error ("  expected a class template, got %qE", orig_arg);
5301               else
5302                 error ("  expected a type, got %qE", orig_arg);
5303             }
5304         }
5305       return error_mark_node;
5306     }
5307   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
5308     {
5309       if (in_decl && (complain & tf_error))
5310         {
5311           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
5312                  "parameter list for %qD",
5313                  i + 1, in_decl);
5314           if (is_tmpl_type)
5315             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
5316           else
5317             error ("  expected a class template, got %qT", orig_arg);
5318         }
5319       return error_mark_node;
5320     }
5321
5322   if (is_type)
5323     {
5324       if (requires_tmpl_type)
5325         {
5326           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5327             /* The number of argument required is not known yet.
5328                Just accept it for now.  */
5329             val = TREE_TYPE (arg);
5330           else
5331             {
5332               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
5333               tree argparm;
5334
5335               argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
5336
5337               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
5338                                                   complain, in_decl,
5339                                                   args))
5340                 {
5341                   val = orig_arg;
5342
5343                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
5344                      TEMPLATE_DECL.  */
5345                   if (val != error_mark_node)
5346                     {
5347                       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
5348                         val = TREE_TYPE (val);
5349                       else if (TREE_CODE (val) == TYPE_PACK_EXPANSION
5350                                && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (arg))
5351                         {
5352                           val = TREE_TYPE (arg);
5353                           val = make_pack_expansion (val);
5354                         }
5355                     }
5356                 }
5357               else
5358                 {
5359                   if (in_decl && (complain & tf_error))
5360                     {
5361                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
5362                              "template parameter list for %qD",
5363                              i + 1, in_decl);
5364                       error ("  expected a template of type %qD, got %qD",
5365                              parm, orig_arg);
5366                     }
5367
5368                   val = error_mark_node;
5369                 }
5370             }
5371         }
5372       else
5373         val = orig_arg;
5374       /* We only form one instance of each template specialization.
5375          Therefore, if we use a non-canonical variant (i.e., a
5376          typedef), any future messages referring to the type will use
5377          the typedef, which is confusing if those future uses do not
5378          themselves also use the typedef.  */
5379       if (TYPE_P (val))
5380         val = strip_typedefs (val);
5381     }
5382   else
5383     {
5384       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
5385
5386       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
5387         return error_mark_node;
5388
5389       if (template_parameter_pack_p (parm) && ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
5390         {
5391           if (same_type_p (t, TREE_TYPE (orig_arg)))
5392             val = orig_arg;
5393           else
5394             {
5395               /* Not sure if this is reachable, but it doesn't hurt
5396                  to be robust.  */
5397               error ("type mismatch in nontype parameter pack");
5398               val = error_mark_node;
5399             }
5400         }
5401       else if (!uses_template_parms (orig_arg) && !uses_template_parms (t))
5402         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
5403            will report errors, which we don't want when complain
5404            is zero.  More importantly, digest_init will try too
5405            hard to convert things: for example, `0' should not be
5406            converted to pointer type at this point according to
5407            the standard.  Accepting this is not merely an
5408            extension, since deciding whether or not these
5409            conversions can occur is part of determining which
5410            function template to call, or whether a given explicit
5411            argument specification is valid.  */
5412         val = convert_nontype_argument (t, orig_arg);
5413       else
5414         val = orig_arg;
5415
5416       if (val == NULL_TREE)
5417         val = error_mark_node;
5418       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
5419         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  orig_arg, t);
5420     }
5421
5422   return val;
5423 }
5424
5425 /* Coerces the remaining template arguments in INNER_ARGS (from
5426    ARG_IDX to the end) into the parameter pack at PARM_IDX in PARMS.
5427    Returns the coerced argument pack. PARM_IDX is the position of this
5428    parameter in the template parameter list. ARGS is the original
5429    template argument list.  */
5430 static tree
5431 coerce_template_parameter_pack (tree parms,
5432                                 int parm_idx,
5433                                 tree args,
5434                                 tree inner_args,
5435                                 int arg_idx,
5436                                 tree new_args,
5437                                 int* lost,
5438                                 tree in_decl,
5439                                 tsubst_flags_t complain)
5440 {
5441   tree parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
5442   int nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
5443   tree packed_args;
5444   tree argument_pack;
5445   tree packed_types = NULL_TREE;
5446
5447   if (arg_idx > nargs)
5448     arg_idx = nargs;
5449
5450   packed_args = make_tree_vec (nargs - arg_idx);
5451
5452   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL
5453       && uses_parameter_packs (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm))))
5454     {
5455       /* When the template parameter is a non-type template
5456          parameter pack whose type uses parameter packs, we need
5457          to look at each of the template arguments
5458          separately. Build a vector of the types for these
5459          non-type template parameters in PACKED_TYPES.  */
5460       tree expansion 
5461         = make_pack_expansion (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
5462       packed_types = tsubst_pack_expansion (expansion, args,
5463                                             complain, in_decl);
5464
5465       if (packed_types == error_mark_node)
5466         return error_mark_node;
5467
5468       /* Check that we have the right number of arguments.  */
5469       if (arg_idx < nargs
5470           && !PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx))
5471           && nargs - arg_idx != TREE_VEC_LENGTH (packed_types))
5472         {
5473           int needed_parms 
5474             = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1 + TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
5475           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
5476                  nargs, needed_parms);
5477           return error_mark_node;
5478         }
5479
5480       /* If we aren't able to check the actual arguments now
5481          (because they haven't been expanded yet), we can at least
5482          verify that all of the types used for the non-type
5483          template parameter pack are, in fact, valid for non-type
5484          template parameters.  */
5485       if (arg_idx < nargs 
5486           && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx)))
5487         {
5488           int j, len = TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
5489           for (j = 0; j < len; ++j)
5490             {
5491               tree t = TREE_VEC_ELT (packed_types, j);
5492               if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
5493                 return error_mark_node;
5494             }
5495         }
5496     }
5497
5498   /* Convert the remaining arguments, which will be a part of the
5499      parameter pack "parm".  */
5500   for (; arg_idx < nargs; ++arg_idx)
5501     {
5502       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
5503       tree actual_parm = TREE_VALUE (parm);
5504
5505       if (packed_types && !PACK_EXPANSION_P (arg))
5506         {
5507           /* When we have a vector of types (corresponding to the
5508              non-type template parameter pack that uses parameter
5509              packs in its type, as mention above), and the
5510              argument is not an expansion (which expands to a
5511              currently unknown number of arguments), clone the
5512              parm and give it the next type in PACKED_TYPES.  */
5513           actual_parm = copy_node (actual_parm);
5514           TREE_TYPE (actual_parm) = 
5515             TREE_VEC_ELT (packed_types, arg_idx - parm_idx);
5516         }
5517
5518       if (arg != error_mark_node)
5519         arg = convert_template_argument (actual_parm, 
5520                                          arg, new_args, complain, parm_idx,
5521                                          in_decl);
5522       if (arg == error_mark_node)
5523         (*lost)++;
5524       TREE_VEC_ELT (packed_args, arg_idx - parm_idx) = arg; 
5525     }
5526
5527   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TYPE_DECL
5528       || TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TEMPLATE_DECL)
5529     argument_pack = make_node (TYPE_ARGUMENT_PACK);
5530   else
5531     {
5532       argument_pack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
5533       TREE_TYPE (argument_pack) 
5534         = tsubst (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)), new_args, complain, in_decl);
5535       TREE_CONSTANT (argument_pack) = 1;
5536     }
5537
5538   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argument_pack, packed_args);
5539   return argument_pack;
5540 }
5541
5542 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
5543    return a vector containing the innermost resulting template
5544    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
5545    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
5546
5547    If REQUIRE_ALL_ARGS is false, argument deduction will be performed
5548    for arguments not specified in ARGS.  Otherwise, if
5549    USE_DEFAULT_ARGS is true, default arguments will be used to fill in
5550    unspecified arguments.  If REQUIRE_ALL_ARGS is true, but
5551    USE_DEFAULT_ARGS is false, then all arguments must be specified in
5552    ARGS.  */
5553
5554 static tree
5555 coerce_template_parms (tree parms,
5556                        tree args,
5557                        tree in_decl,
5558                        tsubst_flags_t complain,
5559                        bool require_all_args,
5560                        bool use_default_args)
5561 {
5562   int nparms, nargs, parm_idx, arg_idx, lost = 0;
5563   tree inner_args;
5564   tree new_args;
5565   tree new_inner_args;
5566   int saved_unevaluated_operand;
5567   int saved_inhibit_evaluation_warnings;
5568
5569   /* When used as a boolean value, indicates whether this is a
5570      variadic template parameter list. Since it's an int, we can also
5571      subtract it from nparms to get the number of non-variadic
5572      parameters.  */
5573   int variadic_p = 0;
5574
5575   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
5576
5577   /* Determine if there are any parameter packs.  */
5578   for (parm_idx = 0; parm_idx < nparms; ++parm_idx)
5579     {
5580       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx));
5581       if (template_parameter_pack_p (tparm))
5582         ++variadic_p;
5583     }
5584
5585   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
5586   /* If there are 0 or 1 parameter packs, we need to expand any argument
5587      packs so that we can deduce a parameter pack from some non-packed args
5588      followed by an argument pack, as in variadic85.C.  If there are more
5589      than that, we need to leave argument packs intact so the arguments are
5590      assigned to the right parameter packs.  This should only happen when
5591      dealing with a nested class inside a partial specialization of a class
5592      template, as in variadic92.C.  */
5593   if (variadic_p <= 1)
5594     inner_args = expand_template_argument_pack (inner_args);
5595
5596   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
5597   if ((nargs > nparms && !variadic_p)
5598       || (nargs < nparms - variadic_p
5599           && require_all_args
5600           && (!use_default_args
5601               || (TREE_VEC_ELT (parms, nargs) != error_mark_node
5602                   && !TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs))))))
5603     {
5604       if (complain & tf_error)
5605         {
5606           const char *or_more = "";
5607           if (variadic_p)
5608             {
5609               or_more = " or more";
5610               --nparms;
5611             }
5612
5613           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d%s)",
5614                  nargs, nparms, or_more);
5615
5616           if (in_decl)
5617             error ("provided for %q+D", in_decl);
5618         }
5619
5620       return error_mark_node;
5621     }
5622
5623   /* We need to evaluate the template arguments, even though this
5624      template-id may be nested within a "sizeof".  */
5625   saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
5626   cp_unevaluated_operand = 0;
5627   saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
5628   c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
5629   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
5630   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
5631   for (parm_idx = 0, arg_idx = 0; parm_idx < nparms; parm_idx++, arg_idx++)
5632     {
5633       tree arg;
5634       tree parm;
5635
5636       /* Get the Ith template parameter.  */
5637       parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
5638  
5639       if (parm == error_mark_node)
5640       {
5641         TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = error_mark_node;
5642         continue;
5643       }
5644
5645       /* Calculate the next argument.  */
5646       if (arg_idx < nargs)
5647         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
5648       else
5649         arg = NULL_TREE;
5650
5651       if (template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm))
5652           && !(arg && ARGUMENT_PACK_P (arg)))
5653         {
5654           /* All remaining arguments will be placed in the
5655              template parameter pack PARM.  */
5656           arg = coerce_template_parameter_pack (parms, parm_idx, args, 
5657                                                 inner_args, arg_idx,
5658                                                 new_args, &lost,
5659                                                 in_decl, complain);
5660
5661           /* Store this argument.  */
5662           if (arg == error_mark_node)
5663             lost++;
5664           TREE_VEC_ELT (new_inner_args, parm_idx) = arg;
5665
5666           /* We are done with all of the arguments.  */
5667           arg_idx = nargs;
5668           
5669           continue;
5670         }
5671       else if (arg)
5672         {
5673           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
5674             {
5675               if (complain & tf_error)
5676                 {
5677                   /* FIXME this restriction was removed by N2555; see
5678                      bug 35722.  */
5679                   /* If ARG is a pack expansion, but PARM is not a
5680                      template parameter pack (if it were, we would have
5681                      handled it above), we're trying to expand into a
5682                      fixed-length argument list.  */
5683                   if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
5684                     sorry ("cannot expand %<%E%> into a fixed-length "
5685                            "argument list", arg);
5686                   else
5687                     sorry ("cannot expand %<%T%> into a fixed-length "
5688                            "argument list", arg);
5689                 }
5690               return error_mark_node;
5691             }
5692         }
5693       else if (require_all_args)
5694         /* There must be a default arg in this case.  */
5695         arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
5696                                    complain, in_decl);
5697       else
5698         break;
5699
5700       if (arg == error_mark_node)
5701         {
5702           if (complain & tf_error)
5703             error ("template argument %d is invalid", arg_idx + 1);
5704         }
5705       else if (!arg)
5706         /* This only occurs if there was an error in the template
5707            parameter list itself (which we would already have
5708            reported) that we are trying to recover from, e.g., a class
5709            template with a parameter list such as
5710            template<typename..., typename>.  */
5711         return error_mark_node;
5712       else
5713         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
5714                                          arg, new_args, complain, 
5715                                          parm_idx, in_decl);
5716
5717       if (arg == error_mark_node)
5718         lost++;
5719       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = arg;
5720     }
5721   cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
5722   c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
5723
5724   if (lost)
5725     return error_mark_node;
5726
5727   return new_inner_args;
5728 }
5729
5730 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
5731
5732 static int
5733 template_args_equal (tree ot, tree nt)
5734 {
5735   if (nt == ot)
5736     return 1;
5737
5738   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
5739     /* For member templates */
5740     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
5741   else if (PACK_EXPANSION_P (ot))
5742     return PACK_EXPANSION_P (nt) 
5743       && template_args_equal (PACK_EXPANSION_PATTERN (ot),
5744                               PACK_EXPANSION_PATTERN (nt));
5745   else if (ARGUMENT_PACK_P (ot))
5746     {
5747       int i, len;
5748       tree opack, npack;
5749
5750       if (!ARGUMENT_PACK_P (nt))
5751         return 0;
5752
5753       opack = ARGUMENT_PACK_ARGS (ot);
5754       npack = ARGUMENT_PACK_ARGS (nt);
5755       len = TREE_VEC_LENGTH (opack);
5756       if (TREE_VEC_LENGTH (npack) != len)
5757         return 0;
5758       for (i = 0; i < len; ++i)
5759         if (!template_args_equal (TREE_VEC_ELT (opack, i),
5760                                   TREE_VEC_ELT (npack, i)))
5761           return 0;
5762       return 1;
5763     }
5764   else if (TYPE_P (nt))
5765     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
5766   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
5767     return 0;
5768   else
5769     return cp_tree_equal (ot, nt);
5770 }
5771
5772 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
5773    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
5774
5775 int
5776 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
5777 {
5778   int i;
5779
5780   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
5781     return 0;
5782
5783   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
5784     {
5785       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
5786       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
5787
5788       if (! template_args_equal (ot, nt))
5789         return 0;
5790     }
5791   return 1;
5792 }
5793
5794 static void
5795 add_pending_template (tree d)
5796 {
5797   tree ti = (TYPE_P (d)
5798              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
5799              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
5800   struct pending_template *pt;
5801   int level;
5802
5803   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
5804     return;
5805
5806   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
5807      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
5808      Compensate.  */
5809   level = !current_tinst_level || current_tinst_level->decl != d;
5810
5811   if (level)
5812     push_tinst_level (d);
5813
5814   pt = GGC_NEW (struct pending_template);
5815   pt->next = NULL;
5816   pt->tinst = current_tinst_level;
5817   if (last_pending_template)
5818     last_pending_template->next = pt;
5819   else
5820     pending_templates = pt;
5821
5822   last_pending_template = pt;
5823
5824   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
5825
5826   if (level)
5827     pop_tinst_level ();
5828 }
5829
5830
5831 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
5832    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
5833    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
5834
5835 tree
5836 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
5837 {
5838   tree type;
5839
5840   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
5841     return error_mark_node;
5842
5843   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
5844   gcc_assert (fns && (is_overloaded_fn (fns)
5845                       || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE));
5846
5847   if (BASELINK_P (fns))
5848     {
5849       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
5850                                          unknown_type_node,
5851                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
5852                                          arglist);
5853       return fns;
5854     }
5855
5856   type = TREE_TYPE (fns);
5857   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
5858     type = unknown_type_node;
5859
5860   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
5861 }
5862
5863 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
5864    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
5865    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
5866    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
5867    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
5868    DECL is returned.  */
5869
5870 tree
5871 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
5872 {
5873   return (decl != NULL_TREE
5874           && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
5875           && DECL_ARTIFICIAL (decl)
5876           && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
5877           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
5878     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
5879 }
5880
5881 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
5882    parameters, find the desired type.
5883
5884    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
5885
5886    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
5887    instantiate.
5888
5889    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
5890    the class we are looking up.
5891
5892    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
5893
5894    If the template class is really a local class in a template
5895    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
5896    being instantiated.
5897
5898    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
5899    template-id: the first time from the parser, while creating the
5900    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
5901    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
5902    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
5903    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
5904
5905 tree
5906 lookup_template_class (tree d1,
5907                        tree arglist,
5908                        tree in_decl,
5909                        tree context,
5910                        int entering_scope,
5911                        tsubst_flags_t complain)
5912 {
5913   tree templ = NULL_TREE, parmlist;
5914   tree t;
5915   spec_entry **slot;
5916   spec_entry *entry;
5917   spec_entry elt;
5918   hashval_t hash;
5919
5920   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
5921
5922   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
5923     {
5924       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
5925       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
5926         templ = value;
5927       else
5928         {
5929           if (context)
5930             push_decl_namespace (context);
5931           templ = lookup_name (d1);
5932           templ = maybe_get_template_decl_from_type_decl (templ);
5933           if (context)
5934             pop_decl_namespace ();
5935         }
5936       if (templ)
5937         context = DECL_CONTEXT (templ);
5938     }
5939   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && MAYBE_CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (d1)))
5940     {
5941       tree type = TREE_TYPE (d1);
5942
5943       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
5944          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
5945       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
5946         type = TREE_TYPE (type);
5947
5948       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
5949         {
5950           templ = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
5951           d1 = DECL_NAME (templ);
5952         }
5953     }
5954   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
5955            || (TYPE_P (d1) && MAYBE_CLASS_TYPE_P (d1)))
5956     {
5957       templ = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
5958       d1 = DECL_NAME (templ);
5959     }
5960   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
5961            && DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)
5962            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
5963     {
5964       templ = d1;
5965       d1 = DECL_NAME (templ);
5966       context = DECL_CONTEXT (templ);
5967     }
5968
5969   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
5970   if (! templ)
5971     {
5972       if (complain & tf_error)
5973         error ("%qT is not a template", d1);
5974       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
5975     }
5976
5977   if (TREE_CODE (templ) != TEMPLATE_DECL
5978          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
5979             the user.  */
5980       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (templ)
5981           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (templ)))
5982     {
5983       if (complain & tf_error)
5984         {
5985           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
5986           if (in_decl)
5987             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
5988         }
5989       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
5990     }
5991
5992   complain &= ~tf_user;
5993
5994   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (templ))
5995     {
5996       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
5997          template arguments */
5998
5999       tree parm;
6000       tree arglist2;
6001       tree outer;
6002
6003       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (templ);
6004
6005       /* Consider an example where a template template parameter declared as
6006
6007            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
6008
6009          The template parameter level of T and U are one level larger than
6010          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
6011          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
6012          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
6013          available when not appearing as default template argument, can be
6014          obtained from the arguments of the enclosing template.
6015
6016          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
6017          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
6018          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
6019          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
6020
6021       outer = DECL_CONTEXT (templ);
6022       if (outer)
6023         outer = TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (outer)));
6024       else if (current_template_parms)
6025         /* This is an argument of the current template, so we haven't set
6026            DECL_CONTEXT yet.  */
6027         outer = current_template_args ();
6028
6029       if (outer)
6030         arglist = add_to_template_args (outer, arglist);
6031
6032       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, templ,
6033                                         complain,
6034                                         /*require_all_args=*/true,
6035                                         /*use_default_args=*/true);
6036       if (arglist2 == error_mark_node
6037           || (!uses_template_parms (arglist2)
6038               && check_instantiated_args (templ, arglist2, complain)))
6039         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6040
6041       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (templ), arglist2);
6042       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
6043     }
6044   else
6045     {
6046       tree template_type = TREE_TYPE (templ);
6047       tree gen_tmpl;
6048       tree type_decl;
6049       tree found = NULL_TREE;
6050       int arg_depth;
6051       int parm_depth;
6052       int is_partial_instantiation;
6053
6054       gen_tmpl = most_general_template (templ);
6055       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
6056       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
6057       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6058
6059       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
6060         {
6061           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
6062              For example, given:
6063
6064                template <class T> struct S1 {
6065                  template <class U> struct S2 {};
6066                  template <class U> struct S2<U*> {};
6067                 };
6068
6069              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
6070              TEMPLATE will be `template <class T> template
6071              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
6072              arguments.  */
6073           arglist
6074             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (templ)),
6075                                            arglist);
6076           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6077         }
6078
6079       /* Now we should have enough arguments.  */
6080       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
6081
6082       /* From here on, we're only interested in the most general
6083          template.  */
6084
6085       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
6086          actually tsubst'd into the definition to create the
6087          instantiation.  */
6088       if (parm_depth > 1)
6089         {
6090           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
6091           int i;
6092           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6093
6094           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
6095
6096           for (i = saved_depth,
6097                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
6098                i > 0 && t != NULL_TREE;
6099                --i, t = TREE_CHAIN (t))
6100             {
6101               tree a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
6102                                               arglist, gen_tmpl,
6103                                               complain,
6104                                               /*require_all_args=*/true,
6105                                               /*use_default_args=*/true);
6106
6107               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
6108               if (a == error_mark_node)
6109                 {
6110                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
6111                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
6112                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6113                 }
6114
6115               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
6116
6117               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
6118                  that coerce_template_parms will see only the arguments
6119                  corresponding to the template parameters it is
6120                  examining.  */
6121               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
6122             }
6123
6124           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
6125           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
6126
6127           arglist = bound_args;
6128         }
6129       else
6130         arglist
6131           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
6132                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
6133                                    gen_tmpl,
6134                                    complain,
6135                                    /*require_all_args=*/true,
6136                                    /*use_default_args=*/true);
6137
6138       if (arglist == error_mark_node)
6139         /* We were unable to bind the arguments.  */
6140         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6141
6142       /* In the scope of a template class, explicit references to the
6143          template class refer to the type of the template, not any
6144          instantiation of it.  For example, in:
6145
6146            template <class T> class C { void f(C<T>); }
6147
6148          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
6149          class, however, such a reference is an instantiation.  */
6150       if ((entering_scope
6151            || !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6152            || currently_open_class (template_type))
6153           /* comp_template_args is expensive, check it last.  */
6154           && comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
6155                                  arglist))
6156         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, template_type);
6157
6158       /* If we already have this specialization, return it.  */
6159       elt.tmpl = gen_tmpl;
6160       elt.args = arglist;
6161       hash = hash_specialization (&elt);
6162       entry = (spec_entry *) htab_find_with_hash (type_specializations,
6163                                                   &elt, hash);
6164
6165       if (entry)
6166         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, entry->spec);
6167
6168       /* This type is a "partial instantiation" if any of the template
6169          arguments still involve template parameters.  Note that we set
6170          IS_PARTIAL_INSTANTIATION for partial specializations as
6171          well.  */
6172       is_partial_instantiation = uses_template_parms (arglist);
6173
6174       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
6175          failed.  */
6176       if (!is_partial_instantiation
6177           && check_instantiated_args (gen_tmpl,
6178                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
6179                                       complain))
6180         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6181
6182       if (!is_partial_instantiation
6183           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6184           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (gen_tmpl)) == NAMESPACE_DECL)
6185         {
6186           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (gen_tmpl),
6187                                       DECL_NAME (gen_tmpl),
6188                                       /*tag_scope=*/ts_global);
6189           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
6190         }
6191
6192       context = tsubst (DECL_CONTEXT (gen_tmpl), arglist,
6193                         complain, in_decl);
6194       if (!context)
6195         context = global_namespace;
6196
6197       /* Create the type.  */
6198       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
6199         {
6200           if (!is_partial_instantiation)
6201             {
6202               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
6203               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type),
6204                               tsubst (ENUM_UNDERLYING_TYPE (template_type),
6205                                       arglist, complain, in_decl),
6206                               SCOPED_ENUM_P (template_type));
6207             }
6208           else
6209             {
6210               /* We don't want to call start_enum for this type, since
6211                  the values for the enumeration constants may involve
6212                  template parameters.  And, no one should be interested
6213                  in the enumeration constants for such a type.  */
6214               t = make_node (ENUMERAL_TYPE);
6215               SET_SCOPED_ENUM_P (t, SCOPED_ENUM_P (template_type));
6216             }
6217         }
6218       else
6219         {
6220           t = make_class_type (TREE_CODE (template_type));
6221           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
6222             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
6223           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
6224           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
6225
6226           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
6227           if (context == current_function_decl)
6228             pushtag (DECL_NAME (gen_tmpl), t, /*tag_scope=*/ts_current);
6229
6230           if (comp_template_args (CLASSTYPE_TI_ARGS (template_type), arglist))
6231             /* This instantiation is another name for the primary
6232                template type. Set the TYPE_CANONICAL field
6233                appropriately. */
6234             TYPE_CANONICAL (t) = template_type;
6235           else if (any_template_arguments_need_structural_equality_p (arglist))
6236             /* Some of the template arguments require structural
6237                equality testing, so this template class requires
6238                structural equality testing. */
6239             SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (t);
6240         }
6241
6242       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
6243          will already be set up.  */
6244       if (!TYPE_NAME (t))
6245         {
6246           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
6247
6248           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (gen_tmpl), t);
6249           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
6250           TYPE_STUB_DECL (t) = type_decl;
6251           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
6252             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6253         }
6254       else
6255         type_decl = TYPE_NAME (t);
6256
6257       TREE_PRIVATE (type_decl)
6258         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6259       TREE_PROTECTED (type_decl)
6260         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6261       if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
6262         {
6263           DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
6264           DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
6265         }
6266
6267       /* Set up the template information.  We have to figure out which
6268          template is the immediate parent if this is a full
6269          instantiation.  */
6270       if (parm_depth == 1 || is_partial_instantiation
6271           || !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
6272         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
6273         found = gen_tmpl;
6274       else
6275         {
6276           /* This is a full instantiation of a member template.  Find
6277              the partial instantiation of which this is an instance.  */
6278
6279           /* Temporarily reduce by one the number of levels in the ARGLIST
6280              so as to avoid comparing the last set of arguments.  */
6281           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
6282           found = tsubst (gen_tmpl, arglist, complain, NULL_TREE);
6283           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
6284           found = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (found);
6285         }
6286
6287       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, tree_cons (found, arglist, NULL_TREE));
6288
6289       elt.spec = t;
6290       slot = (spec_entry **) htab_find_slot_with_hash (type_specializations,
6291                                                        &elt, hash, INSERT);
6292       *slot = GGC_NEW (spec_entry);
6293       **slot = elt;
6294
6295       /* Note this use of the partial instantiation so we can check it
6296          later in maybe_process_partial_specialization.  */
6297       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ)
6298         = tree_cons (arglist, t,
6299                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ));
6300
6301       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE
6302           && !is_partial_instantiation)
6303         /* Now that the type has been registered on the instantiations
6304            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
6305            constants may involve the enumeration type itself, we make
6306            sure to register the type first, and then create the
6307            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
6308            constants won't result in recursive calls here; we'll find
6309            the instantiation and exit above.  */
6310         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
6311
6312       if (is_partial_instantiation)
6313         /* If the type makes use of template parameters, the
6314            code that generates debugging information will crash.  */
6315         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
6316
6317       /* Possibly limit visibility based on template args.  */
6318       TREE_PUBLIC (type_decl) = 1;
6319       determine_visibility (type_decl);
6320
6321       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
6322     }
6323   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
6324 }
6325 \f
6326 struct pair_fn_data
6327 {
6328   tree_fn_t fn;
6329   void *data;
6330   /* True when we should also visit template parameters that occur in
6331      non-deduced contexts.  */
6332   bool include_nondeduced_p;
6333   struct pointer_set_t *visited;
6334 };
6335
6336 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
6337
6338 static tree
6339 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
6340 {
6341   tree t = *tp;
6342   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
6343   tree_fn_t fn = pfd->fn;
6344   void *data = pfd->data;
6345
6346   if (TYPE_P (t)
6347       && (pfd->include_nondeduced_p || TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE)
6348       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited,
6349                                  pfd->include_nondeduced_p))
6350     return error_mark_node;
6351
6352   switch (TREE_CODE (t))
6353     {
6354     case RECORD_TYPE:
6355       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6356         break;
6357       /* Fall through.  */
6358
6359     case UNION_TYPE:
6360     case ENUMERAL_TYPE:
6361       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6362         *walk_subtrees = 0;
6363       else if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
6364                                        fn, data, pfd->visited, 
6365                                        pfd->include_nondeduced_p))
6366         return error_mark_node;
6367       break;
6368
6369     case INTEGER_TYPE:
6370       if (for_each_template_parm (TYPE_MIN_VALUE (t),
6371                                   fn, data, pfd->visited, 
6372                                   pfd->include_nondeduced_p)
6373           || for_each_template_parm (TYPE_MAX_VALUE (t),
6374                                      fn, data, pfd->visited,
6375                                      pfd->include_nondeduced_p))
6376         return error_mark_node;
6377       break;
6378
6379     case METHOD_TYPE:
6380       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
6381          explicitly here.  */
6382       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
6383                                   pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6384         return error_mark_node;
6385       /* Fall through.  */
6386
6387     case FUNCTION_TYPE:
6388       /* Check the return type.  */
6389       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
6390                                   pfd->include_nondeduced_p))
6391         return error_mark_node;
6392
6393       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
6394          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
6395          contain expressions that involve template parameters.  But,
6396          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
6397          instantiated, they don't contain template parameters, so
6398          there's no point in looking at them then, either.  */
6399       {
6400         tree parm;
6401
6402         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
6403           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
6404                                       pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6405             return error_mark_node;
6406
6407         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
6408            want walk_tree walking into them itself.  */
6409         *walk_subtrees = 0;
6410       }
6411       break;
6412
6413     case TYPEOF_TYPE:
6414       if (pfd->include_nondeduced_p
6415           && for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
6416                                      pfd->visited, 
6417                                      pfd->include_nondeduced_p))
6418         return error_mark_node;
6419       break;
6420
6421     case FUNCTION_DECL:
6422     case VAR_DECL:
6423       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
6424           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
6425                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6426         return error_mark_node;
6427       /* Fall through.  */
6428
6429     case PARM_DECL:
6430     case CONST_DECL:
6431       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
6432           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
6433                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6434         return error_mark_node;
6435       if (DECL_CONTEXT (t)
6436           && pfd->include_nondeduced_p
6437           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
6438                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6439         return error_mark_node;
6440       break;
6441
6442     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
6443       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
6444       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited,
6445                                   pfd->include_nondeduced_p))
6446         return error_mark_node;
6447       /* Fall through.  */
6448
6449     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
6450     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
6451     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
6452       if (fn && (*fn)(t, data))
6453         return error_mark_node;
6454       else if (!fn)
6455         return error_mark_node;
6456       break;
6457
6458     case TEMPLATE_DECL:
6459       /* A template template parameter is encountered.  */
6460       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
6461           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
6462                                      pfd->include_nondeduced_p))
6463         return error_mark_node;
6464
6465       /* Already substituted template template parameter */
6466       *walk_subtrees = 0;
6467       break;
6468
6469     case TYPENAME_TYPE:
6470       if (!fn
6471           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
6472                                      data, pfd->visited, 
6473                                      pfd->include_nondeduced_p))
6474         return error_mark_node;
6475       break;
6476
6477     case CONSTRUCTOR:
6478       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
6479           && pfd->include_nondeduced_p
6480           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
6481                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
6482                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6483         return error_mark_node;
6484       break;
6485
6486     case INDIRECT_REF:
6487     case COMPONENT_REF:
6488       /* If there's no type, then this thing must be some expression
6489          involving template parameters.  */
6490       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
6491         return error_mark_node;
6492       break;
6493
6494     case MODOP_EXPR:
6495     case CAST_EXPR:
6496     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
6497     case CONST_CAST_EXPR:
6498     case STATIC_CAST_EXPR:
6499     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
6500     case ARROW_EXPR:
6501     case DOTSTAR_EXPR:
6502     case TYPEID_EXPR:
6503     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
6504       if (!fn)
6505         return error_mark_node;
6506       break;
6507
6508     default:
6509       break;
6510     }
6511
6512   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
6513   return NULL_TREE;
6514 }
6515
6516 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
6517    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
6518    call FN with the parameter and the DATA.
6519    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
6520    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
6521    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
6522    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
6523    considered to be the function which always returns 1.
6524
6525    If INCLUDE_NONDEDUCED_P, then this routine will also visit template
6526    parameters that occur in non-deduced contexts.  When false, only
6527    visits those template parameters that can be deduced.  */
6528
6529 static int
6530 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
6531                         struct pointer_set_t *visited,
6532                         bool include_nondeduced_p)
6533 {
6534   struct pair_fn_data pfd;
6535   int result;
6536
6537   /* Set up.  */
6538   pfd.fn = fn;
6539   pfd.data = data;
6540   pfd.include_nondeduced_p = include_nondeduced_p;
6541
6542   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
6543      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
6544      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
6545      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
6546      visited list.)  */
6547   if (visited)
6548     pfd.visited = visited;
6549   else
6550     pfd.visited = pointer_set_create ();
6551   result = cp_walk_tree (&t,
6552                          for_each_template_parm_r,
6553                          &pfd,
6554                          pfd.visited) != NULL_TREE;
6555
6556   /* Clean up.  */
6557   if (!visited)
6558     {
6559       pointer_set_destroy (pfd.visited);
6560       pfd.visited = 0;
6561     }
6562
6563   return result;
6564 }
6565
6566 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
6567
6568 int
6569 uses_template_parms (tree t)
6570 {
6571   bool dependent_p;
6572   int saved_processing_template_decl;
6573
6574   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
6575   if (!saved_processing_template_decl)
6576     processing_template_decl = 1;
6577   if (TYPE_P (t))
6578     dependent_p = dependent_type_p (t);
6579   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
6580     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
6581   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
6582     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
6583                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
6584   else if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
6585     dependent_p = dependent_type_p (TREE_TYPE (t));
6586   else if (DECL_P (t)
6587            || EXPR_P (t)
6588            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
6589            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
6590            || TREE_CODE (t) == BASELINK
6591            || TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE
6592            || TREE_CODE (t) == TRAIT_EXPR
6593            || TREE_CODE (t) == CONSTRUCTOR
6594            || CONSTANT_CLASS_P (t))
6595     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
6596                    || value_dependent_expression_p (t));
6597   else
6598     {
6599       gcc_assert (t == error_mark_node);
6600       dependent_p = false;
6601     }
6602
6603   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
6604
6605   return dependent_p;
6606 }
6607
6608 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
6609
6610 int
6611 uses_template_parms_level (tree t, int level)
6612 {
6613   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL,
6614                                  /*include_nondeduced_p=*/true);
6615 }
6616
6617 static int tinst_depth;
6618 extern int max_tinst_depth;
6619 #ifdef GATHER_STATISTICS
6620 int depth_reached;
6621 #endif
6622 static int tinst_level_tick;
6623 static int last_template_error_tick;
6624
6625 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
6626    for diagnostics and to restore it later.  */
6627
6628 static int
6629 push_tinst_level (tree d)
6630 {
6631   struct tinst_level *new_level;
6632
6633   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
6634     {
6635       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
6636          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
6637          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
6638       if (uses_template_parms (d))
6639         return 0;
6640
6641       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
6642       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
6643              "-ftemplate-depth-NN to increase the maximum) instantiating %qD",
6644              max_tinst_depth, d);
6645
6646       print_instantiation_context ();
6647
6648       return 0;
6649     }
6650
6651   new_level = GGC_NEW (struct tinst_level);
6652   new_level->decl = d;
6653   new_level->locus = input_location;
6654   new_level->in_system_header_p = in_system_header;
6655   new_level->next = current_tinst_level;
6656   current_tinst_level = new_level;
6657
6658   ++tinst_depth;
6659 #ifdef GATHER_STATISTICS
6660   if (tinst_depth > depth_reached)
6661     depth_reached = tinst_depth;
6662 #endif
6663
6664   ++tinst_level_tick;
6665   return 1;
6666 }
6667
6668 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
6669    context.  */
6670
6671 static void
6672 pop_tinst_level (void)
6673 {
6674   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
6675      this instantiation.  */
6676   input_location = current_tinst_level->locus;
6677   current_tinst_level = current_tinst_level->next;
6678   --tinst_depth;
6679   ++tinst_level_tick;
6680 }
6681
6682 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
6683    instantiation context in which the instantiation was requested, which
6684    is one step out from LEVEL.  Return the corresponding DECL or TYPE.  */
6685
6686 static tree
6687 reopen_tinst_level (struct tinst_level *level)
6688 {
6689   struct tinst_level *t;
6690
6691   tinst_depth = 0;
6692   for (t = level; t; t = t->next)
6693     ++tinst_depth;
6694
6695   current_tinst_level = level;
6696   pop_tinst_level ();
6697   return level->decl;
6698 }
6699
6700 /* Returns the TINST_LEVEL which gives the original instantiation
6701    context.  */
6702
6703 struct tinst_level *
6704 outermost_tinst_level (void)
6705 {
6706   struct tinst_level *level = current_tinst_level;
6707   if (level)
6708     while (level->next)
6709       level = level->next;
6710   return level;
6711 }
6712
6713 /* Returns TRUE if PARM is a parameter of the template TEMPL.  */
6714
6715 bool
6716 parameter_of_template_p (tree parm, tree templ)
6717 {
6718   tree parms;
6719   int i;
6720
6721   if (!parm || !templ)
6722     return false;
6723
6724   gcc_assert (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm));
6725   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
6726
6727   parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (templ);
6728   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
6729
6730   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
6731     if (parm == TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i)))
6732       return true;
6733
6734   return false;
6735 }
6736
6737 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
6738    vector of template arguments, as for tsubst.
6739
6740    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
6741
6742 static tree
6743 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
6744 {
6745   tree new_friend;
6746
6747   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
6748       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
6749       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
6750     /* This was a friend declared with an explicit template
6751        argument list, e.g.:
6752
6753        friend void f<>(T);
6754
6755        to indicate that f was a template instantiation, not a new
6756        function declaration.  Now, we have to figure out what
6757        instantiation of what template.  */
6758     {
6759       tree template_id, arglist, fns;
6760       tree new_args;
6761       tree tmpl;
6762       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
6763
6764       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
6765          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
6766          current class with same name.  */
6767       push_nested_namespace (ns);
6768       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
6769                          tf_warning_or_error, NULL_TREE,
6770                          /*integral_constant_expression_p=*/false);
6771       pop_nested_namespace (ns);
6772       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
6773                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
6774       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
6775
6776       new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
6777       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
6778                                        &new_args,
6779                                        /*need_member_template=*/0,
6780                                        TREE_VEC_LENGTH (args),
6781                                        tsk_none);
6782       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
6783     }
6784
6785   new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
6786
6787   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
6788      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
6789      the language.  For example, we might have had:
6790
6791      template <class T> struct S {
6792        template <class U> friend void f(T, U);
6793      };
6794
6795      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
6796      instantiation of anything.  */
6797   if (new_friend == error_mark_node)
6798     return error_mark_node;
6799
6800   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
6801   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
6802     {
6803       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
6804       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
6805         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
6806     }
6807
6808   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
6809      is not a template instantiation and should not be mangled like
6810      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
6811      later if we need it.  */
6812   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
6813     {
6814       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL_RTX);
6815       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
6816     }
6817
6818   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
6819     {
6820       tree old_decl;
6821       tree new_friend_template_info;
6822       tree new_friend_result_template_info;
6823       tree ns;
6824       int  new_friend_is_defn;
6825
6826       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
6827          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
6828          possible.  */
6829       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
6830       new_friend_is_defn =
6831             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
6832                            (template_for_substitution (new_friend)))
6833              != NULL_TREE);
6834       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
6835         {
6836           /* This declaration is a `primary' template.  */
6837           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
6838
6839           new_friend_result_template_info
6840             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
6841         }
6842       else
6843         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
6844
6845       /* Make the init_value nonzero so pushdecl knows this is a defn.  */
6846       if (new_friend_is_defn)
6847         DECL_INITIAL (new_friend) = error_mark_node;
6848
6849       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
6850          current namespace. However, the friend function should go
6851          into the namespace of the template.  */
6852       ns = decl_namespace_context (new_friend);
6853       push_nested_namespace (ns);
6854       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend, /*is_friend=*/true);
6855       pop_nested_namespace (ns);
6856
6857       if (old_decl == error_mark_node)
6858         return error_mark_node;
6859
6860       if (old_decl != new_friend)
6861         {
6862           /* This new friend declaration matched an existing
6863              declaration.  For example, given:
6864
6865                template <class T> void f(T);
6866                template <class U> class C {
6867                  template <class T> friend void f(T) {}
6868                };
6869
6870              the friend declaration actually provides the definition
6871              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
6872              old_decl will be the out-of-class template declaration,
6873              while new_friend is the in-class definition.
6874
6875              But, if `f' was called before this point, the
6876              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
6877              to `T' but not to `U', references to which might appear
6878              in the definition of `f'.  Previously, the most general
6879              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
6880              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
6881              run through all specialization of `f', adding to their
6882              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
6883              new set of outer arguments, corresponding to the
6884              arguments for this class instantiation.
6885
6886              The same situation can arise with something like this:
6887
6888                friend void f(int);
6889                template <class T> class C {
6890                  friend void f(T) {}
6891                };
6892
6893              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
6894              in the class.  */
6895
6896           if (!new_friend_is_defn)
6897             /* On the other hand, if the in-class declaration does
6898                *not* provide a definition, then we don't want to alter
6899                existing definitions.  We can just leave everything
6900                alone.  */
6901             ;
6902           else
6903             {
6904               tree new_template = TI_TEMPLATE (new_friend_template_info);
6905               tree new_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
6906
6907               /* Overwrite whatever template info was there before, if
6908                  any, with the new template information pertaining to
6909                  the declaration.  */
6910               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
6911
6912               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
6913                 /* We should have called reregister_specialization in
6914                    duplicate_decls.  */
6915                 gcc_assert (retrieve_specialization (new_template,
6916                                                      new_args, 0)
6917                             == old_decl);
6918               else
6919                 {
6920                   tree t;
6921
6922                   /* Indicate that the old function template is a partial
6923                      instantiation.  */
6924                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
6925                     = new_friend_result_template_info;
6926
6927                   gcc_assert (new_template
6928                               == most_general_template (new_template));
6929                   gcc_assert (new_template != old_decl);
6930
6931                   /* Reassign any specializations already in the hash table
6932                      to the new more general template, and add the
6933                      additional template args.  */
6934                   for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl);
6935                        t != NULL_TREE;
6936                        t = TREE_CHAIN (t))
6937                     {
6938                       tree spec = TREE_VALUE (t);
6939                       spec_entry elt;
6940
6941                       elt.tmpl = old_decl;
6942                       elt.args = DECL_TI_ARGS (spec);
6943                       elt.spec = NULL_TREE;
6944
6945                       htab_remove_elt (decl_specializations, &elt);
6946
6947                       DECL_TI_ARGS (spec)
6948                         = add_outermost_template_args (new_args,
6949                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
6950
6951                       register_specialization
6952                         (spec, new_template, DECL_TI_ARGS (spec), true, 0);
6953
6954                     }
6955                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
6956                 }
6957             }
6958
6959           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
6960              by duplicate_decls.  */
6961           new_friend = old_decl;
6962         }
6963     }
6964   else
6965     {
6966       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
6967       bool dependent_p;
6968
6969       /* In the code
6970            template <class T> class C {
6971              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
6972              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
6973            };
6974          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
6975          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
6976          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
6977          this isn't true for case 2.  */
6978       ++processing_template_decl;
6979       dependent_p = dependent_type_p (context);
6980       --processing_template_decl;
6981
6982       if (!dependent_p
6983           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
6984         return error_mark_node;
6985
6986       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
6987         {
6988           /* Check to see that the declaration is really present, and,
6989              possibly obtain an improved declaration.  */
6990           tree fn = check_classfn (context,
6991                                    new_friend, NULL_TREE);
6992
6993           if (fn)
6994             new_friend = fn;
6995         }
6996     }
6997
6998   return new_friend;
6999 }
7000
7001 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
7002    template arguments, as for tsubst.
7003
7004    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
7005    failure.  */
7006
7007 static tree
7008 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
7009 {
7010   tree friend_type;
7011   tree tmpl;
7012   tree context;
7013
7014   context = DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
7015
7016   if (context)
7017     {
7018       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
7019         push_nested_namespace (context);
7020       else
7021         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
7022     }
7023
7024   /* Look for a class template declaration.  We look for hidden names
7025      because two friend declarations of the same template are the
7026      same.  For example, in:
7027
7028        struct A { 
7029          template <typename> friend class F;
7030        };
7031        template <typename> struct B { 
7032          template <typename> friend class F;
7033        };
7034
7035      both F templates are the same.  */
7036   tmpl = lookup_name_real (DECL_NAME (friend_tmpl), 0, 0,
7037                            /*block_p=*/true, 0, 
7038                            LOOKUP_COMPLAIN | LOOKUP_HIDDEN);
7039
7040   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
7041      situation like this:
7042
7043        template <class T>
7044        struct S {
7045          template <class U>
7046          friend struct S;
7047        };
7048
7049      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
7050      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
7051   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
7052     {
7053       tmpl = lookup_name_prefer_type (DECL_NAME (friend_tmpl), 1);
7054       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
7055     }
7056
7057   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
7058     {
7059       /* The friend template has already been declared.  Just
7060          check to see that the declarations match, and install any new
7061          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
7062          of course.  We only need the innermost template parameters
7063          because that is all that redeclare_class_template will look
7064          at.  */
7065       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
7066           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
7067         {
7068           tree parms;
7069           location_t saved_input_location;
7070           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
7071                                          args, tf_warning_or_error);
7072
7073           saved_input_location = input_location;
7074           input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (friend_tmpl);
7075           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
7076           input_location = saved_input_location;
7077           
7078         }
7079
7080       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
7081     }
7082   else
7083     {
7084       /* The friend template has not already been declared.  In this
7085          case, the instantiation of the template class will cause the
7086          injection of this template into the global scope.  */
7087       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7088       if (tmpl == error_mark_node)
7089         return error_mark_node;
7090
7091       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
7092          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
7093          the new type because that is supposed to be the corresponding
7094          template decl, i.e., TMPL.  */
7095       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
7096       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
7097       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
7098       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
7099         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
7100
7101       /* Inject this template into the global scope.  */
7102       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level_maybe_friend (tmpl, true));
7103     }
7104
7105   if (context)
7106     {
7107       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
7108         pop_nested_namespace (context);
7109       else
7110         pop_nested_class ();
7111     }
7112
7113   return friend_type;
7114 }
7115
7116 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
7117    Otherwise returns one.  */
7118
7119 static int
7120 can_complete_type_without_circularity (tree type)
7121 {
7122   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
7123     return 0;
7124   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
7125     return 1;
7126   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
7127     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
7128   else if (CLASS_TYPE_P (type)
7129            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
7130     return 0;
7131   else
7132     return 1;
7133 }
7134
7135 /* Apply any attributes which had to be deferred until instantiation
7136    time.  DECL_P, ATTRIBUTES and ATTR_FLAGS are as cplus_decl_attributes;
7137    ARGS, COMPLAIN, IN_DECL are as tsubst.  */
7138
7139 static void
7140 apply_late_template_attributes (tree *decl_p, tree attributes, int attr_flags,
7141                                 tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7142 {
7143   tree last_dep = NULL_TREE;
7144   tree t;
7145   tree *p;
7146
7147   for (t = attributes; t; t = TREE_CHAIN (t))
7148     if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
7149       {
7150         last_dep = t;
7151         attributes = copy_list (attributes);
7152         break;
7153       }
7154
7155   if (DECL_P (*decl_p))
7156     {
7157       if (TREE_TYPE (*decl_p) == error_mark_node)
7158         return;
7159       p = &DECL_ATTRIBUTES (*decl_p);
7160     }
7161   else
7162     p = &TYPE_ATTRIBUTES (*decl_p);
7163
7164   if (last_dep)
7165     {
7166       tree late_attrs = NULL_TREE;
7167       tree *q = &late_attrs;
7168
7169       for (*p = attributes; *p; )
7170         {
7171           t = *p;
7172           if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
7173             {
7174               *p = TREE_CHAIN (t);
7175               TREE_CHAIN (t) = NULL_TREE;
7176               /* If the first attribute argument is an identifier, don't
7177                  pass it through tsubst.  Attributes like mode, format,
7178                  cleanup and several target specific attributes expect it
7179                  unmodified.  */
7180               if (TREE_VALUE (t)
7181                   && TREE_CODE (TREE_VALUE (t)) == TREE_LIST
7182                   && TREE_VALUE (TREE_VALUE (t))
7183                   && (TREE_CODE (TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)))
7184                       == IDENTIFIER_NODE))
7185                 {
7186                   tree chain
7187                     = tsubst_expr (TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)), args, complain,
7188                                    in_decl,
7189                                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
7190                   if (chain != TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)))
7191                     TREE_VALUE (t)
7192                       = tree_cons (NULL_TREE, TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)),
7193                                    chain);
7194                 }
7195               else
7196                 TREE_VALUE (t)
7197                   = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), args, complain, in_decl,
7198                                  /*integral_constant_expression_p=*/false);
7199               *q = t;
7200               q = &TREE_CHAIN (t);
7201             }
7202           else
7203             p = &TREE_CHAIN (t);
7204         }
7205
7206       cplus_decl_attributes (decl_p, late_attrs, attr_flags);
7207     }
7208 }
7209
7210 /* Perform (or defer) access check for typedefs that were referenced
7211    from within the template TMPL code.
7212    This is a subroutine of instantiate_template and instantiate_class_template.
7213    TMPL is the template to consider and TARGS is the list of arguments of
7214    that template.  */
7215
7216 static void
7217 perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs)
7218 {
7219   tree t;
7220
7221   if (!tmpl
7222       || (!CLASS_TYPE_P (tmpl)
7223           && TREE_CODE (tmpl) != FUNCTION_DECL))
7224     return;
7225
7226   for (t = get_types_needing_access_check (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
7227     {
7228       tree type_decl = TREE_PURPOSE (t);
7229       tree type_scope = TREE_VALUE (t);
7230
7231       if (!type_decl || !type_scope || !CLASS_TYPE_P (type_scope))
7232         continue;
7233
7234       if (uses_template_parms (type_decl))
7235         type_decl = tsubst (type_decl, targs, tf_error, NULL_TREE);
7236       if (uses_template_parms (type_scope))
7237         type_scope = tsubst (type_scope, targs, tf_error, NULL_TREE);
7238
7239       perform_or_defer_access_check (TYPE_BINFO (type_scope),
7240                                      type_decl, type_decl);
7241     }
7242 }
7243
7244 tree
7245 instantiate_class_template (tree type)
7246 {
7247   tree templ, args, pattern, t, member;
7248   tree typedecl;
7249   tree pbinfo;
7250   tree base_list;
7251
7252   if (type == error_mark_node)
7253     return error_mark_node;
7254
7255   if (TYPE_BEING_DEFINED (type)
7256       || COMPLETE_TYPE_P (type)
7257       || dependent_type_p (type))
7258     return type;
7259
7260   /* Figure out which template is being instantiated.  */
7261   templ = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
7262   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
7263
7264   /* Determine what specialization of the original template to
7265      instantiate.  */
7266   t = most_specialized_class (type, templ);
7267   if (t == error_mark_node)
7268     {
7269       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
7270       return error_mark_node;
7271     }
7272   else if (t)
7273     {
7274       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
7275          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
7276          the arguments appropriate for substitution.  For example,
7277          given:
7278
7279            template <class T> struct S {};
7280            template <class T> struct S<T*> {};
7281
7282          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
7283          presently be {int*} -- but we need {int}.  */
7284       pattern = TREE_TYPE (t);
7285       args = TREE_PURPOSE (t);
7286     }
7287   else
7288     {
7289       pattern = TREE_TYPE (templ);
7290       args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
7291     }
7292
7293   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
7294      there's nothing we can do.  */
7295   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
7296     return type;
7297
7298   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
7299   if (! push_tinst_level (type))
7300     return type;
7301
7302   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
7303      the process of being defined.  */
7304   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
7305
7306   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
7307      it now.  */
7308   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
7309
7310   push_to_top_level ();
7311
7312   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
7313
7314   /* Set the input location to the most specialized template definition.
7315      This is needed if tsubsting causes an error.  */
7316   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (pattern);
7317   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
7318
7319   TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (pattern);
7320   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
7321   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
7322   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
7323   TYPE_HAS_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_ASSIGN_REF (pattern);
7324   TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (pattern);
7325   TYPE_HAS_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_INIT_REF (pattern);
7326   TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (pattern);
7327   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
7328   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
7329   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
7330   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
7331   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
7332   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
7333   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
7334     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
7335   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
7336     {
7337       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
7338       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
7339     }
7340
7341   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
7342
7343   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
7344      class; we need to look up the nested class by name before we can
7345      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
7346      class.  */
7347   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
7348               || COMPLETE_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type))
7349               || TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_CONTEXT (type)));
7350
7351   base_list = NULL_TREE;
7352   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
7353     {
7354       tree pbase_binfo;
7355       tree context = TYPE_CONTEXT (type);
7356       tree pushed_scope;
7357       int i;
7358
7359       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
7360          the accessibility of types named in dependent bases are
7361          looked up from.  */
7362       pushed_scope = push_scope (context ? context : global_namespace);
7363
7364       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
7365          basetypes.  */
7366       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
7367         {
7368           tree base;
7369           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
7370           tree expanded_bases = NULL_TREE;
7371           int idx, len = 1;
7372
7373           if (PACK_EXPANSION_P (BINFO_TYPE (pbase_binfo)))
7374             {
7375               expanded_bases = 
7376                 tsubst_pack_expansion (BINFO_TYPE (pbase_binfo),
7377                                        args, tf_error, NULL_TREE);
7378               if (expanded_bases == error_mark_node)
7379                 continue;
7380
7381               len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
7382             }
7383
7384           for (idx = 0; idx < len; idx++)
7385             {
7386               if (expanded_bases)
7387                 /* Extract the already-expanded base class.  */
7388                 base = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, idx);
7389               else
7390                 /* Substitute to figure out the base class.  */
7391                 base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, 
7392                                NULL_TREE);
7393
7394               if (base == error_mark_node)
7395                 continue;
7396
7397               base_list = tree_cons (access, base, base_list);
7398               if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
7399                 TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
7400             }
7401         }
7402
7403       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
7404       base_list = nreverse (base_list);
7405
7406       if (pushed_scope)
7407         pop_scope (pushed_scope);
7408     }
7409   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
7410      information.  */
7411   xref_basetypes (type, base_list);
7412
7413   apply_late_template_attributes (&type, TYPE_ATTRIBUTES (pattern),
7414                                   (int) ATTR_FLAG_TYPE_IN_PLACE,
7415                                   args, tf_error, NULL_TREE);
7416
7417   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
7418      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
7419      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
7420      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
7421      class, except we also need to push the enclosing classes.  */
7422   push_nested_class (type);
7423
7424   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
7425   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
7426        member; member = TREE_CHAIN (member))
7427     {
7428       tree t = TREE_VALUE (member);
7429
7430       if (TREE_PURPOSE (member))
7431         {
7432           if (TYPE_P (t))
7433             {
7434               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
7435
7436               tree newtag;
7437               bool class_template_p;
7438
7439               class_template_p = (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE
7440                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
7441                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (t));
7442               /* If the member is a class template, then -- even after
7443                  substitution -- there may be dependent types in the
7444                  template argument list for the class.  We increment
7445                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
7446                  that function will assume that no types are dependent
7447                  when outside of a template.  */
7448               if (class_template_p)
7449                 ++processing_template_decl;
7450               newtag = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
7451               if (class_template_p)
7452                 --processing_template_decl;
7453               if (newtag == error_mark_node)
7454                 continue;
7455
7456               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
7457                 {
7458                   tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7459
7460                   if (class_template_p)
7461                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
7462                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
7463                        instantiation (i.e., for the type of a member
7464                        template class nested within a template class.)
7465                        This behavior is required for
7466                        maybe_process_partial_specialization to work
7467                        correctly, but is not accurate in this case;
7468                        the TAG is not an instantiation of anything.
7469                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
7470                        instantiation, but the TYPE is not.) */
7471                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
7472
7473                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
7474                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
7475                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
7476                      this for enums because it will already have been done in
7477                      tsubst_enum.  */
7478                   if (name)
7479                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
7480                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
7481                 }
7482             }
7483           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
7484                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
7485             {
7486               /* Build new TYPE_METHODS.  */
7487               tree r;
7488
7489               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7490                 ++processing_template_decl;
7491               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
7492               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7493                 --processing_template_decl;
7494               set_current_access_from_decl (r);
7495               finish_member_declaration (r);
7496             }
7497           else
7498             {
7499               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
7500               if (TREE_CODE (t) == STATIC_ASSERT)
7501                 {
7502                   tree condition = 
7503                     tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), args, 
7504                                  tf_warning_or_error, NULL_TREE,
7505                                  /*integral_constant_expression_p=*/true);
7506                   finish_static_assert (condition,
7507                                         STATIC_ASSERT_MESSAGE (t), 
7508                                         STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
7509                                         /*member_p=*/true);
7510                 }
7511               else if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
7512                 {
7513                   tree r;
7514
7515                   /* The file and line for this declaration, to
7516                      assist in error message reporting.  Since we
7517                      called push_tinst_level above, we don't need to
7518                      restore these.  */
7519                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
7520
7521                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7522                     ++processing_template_decl;
7523                   r = tsubst (t, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7524                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7525                     --processing_template_decl;
7526                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
7527                     {
7528                       /* In [temp.inst]:
7529
7530                            [t]he initialization (and any associated
7531                            side-effects) of a static data member does
7532                            not occur unless the static data member is
7533                            itself used in a way that requires the
7534                            definition of the static data member to
7535                            exist.
7536
7537                          Therefore, we do not substitute into the
7538                          initialized for the static data member here.  */
7539                       finish_static_data_member_decl
7540                         (r,
7541                          /*init=*/NULL_TREE,
7542                          /*init_const_expr_p=*/false,
7543                          /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
7544                          /*flags=*/0);
7545                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
7546                         check_static_variable_definition (r, TREE_TYPE (r));
7547                     }
7548                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
7549                     {
7550                       /* Determine whether R has a valid type and can be
7551                          completed later.  If R is invalid, then it is
7552                          replaced by error_mark_node so that it will not be
7553                          added to TYPE_FIELDS.  */
7554                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
7555                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
7556                         complete_type (rtype);
7557
7558                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
7559                         {
7560                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
7561                           r = error_mark_node;
7562                         }
7563                     }
7564
7565                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
7566                      such a thing will already have been added to the field
7567                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
7568                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
7569                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
7570                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
7571                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
7572                     {
7573                       set_current_access_from_decl (r);
7574                       finish_member_declaration (r);
7575                     }
7576                 }
7577             }
7578         }
7579       else
7580         {
7581           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
7582             {
7583               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
7584
7585               tree friend_type = t;
7586               bool adjust_processing_template_decl = false;
7587
7588               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
7589                 {
7590                   /* template <class T> friend class C;  */
7591                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
7592                   adjust_processing_template_decl = true;
7593                 }
7594               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
7595                 {
7596                   /* template <class T> friend class C::D;  */
7597                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
7598                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7599                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
7600                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
7601                   adjust_processing_template_decl = true;
7602                 }
7603               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
7604                 {
7605                   /* This could be either
7606
7607                        friend class T::C;
7608
7609                      when dependent_type_p is false or
7610
7611                        template <class U> friend class T::C;
7612
7613                      otherwise.  */
7614                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
7615                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7616                   /* Bump processing_template_decl for correct
7617                      dependent_type_p calculation.  */
7618                   ++processing_template_decl;
7619                   if (dependent_type_p (friend_type))
7620                     adjust_processing_template_decl = true;
7621                   --processing_template_decl;
7622                 }
7623               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
7624                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
7625                 {
7626                   /* friend class C;
7627
7628                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
7629                      from namespace scope directly, bypassing any name that
7630                      come from dependent base class.  */
7631                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
7632
7633                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
7634                      classes.  */
7635                   push_nested_namespace (ns);
7636                   friend_type =
7637                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
7638                                         /*tag_scope=*/ts_current);
7639                   pop_nested_namespace (ns);
7640                 }
7641               else if (uses_template_parms (friend_type))
7642                 /* friend class C<T>;  */
7643                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
7644                                       tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7645               /* Otherwise it's
7646
7647                    friend class C;
7648
7649                  where C is already declared or
7650
7651                    friend class C<int>;
7652
7653                  We don't have to do anything in these cases.  */
7654
7655               if (adjust_processing_template_decl)
7656                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
7657                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
7658                    important that we use make_friend_class since it will
7659                    perform some error-checking and output cross-reference
7660                    information.  */
7661                 ++processing_template_decl;
7662
7663               if (friend_type != error_mark_node)
7664                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
7665
7666               if (adjust_processing_template_decl)
7667                 --processing_template_decl;
7668             }
7669           else
7670             {
7671               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
7672               tree r;
7673
7674               /* The file and line for this declaration, to
7675                  assist in error message reporting.  Since we
7676                  called push_tinst_level above, we don't need to
7677                  restore these.  */
7678               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
7679
7680               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7681                 {
7682                   ++processing_template_decl;
7683                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
7684                 }
7685
7686               r = tsubst_friend_function (t, args);
7687               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
7688               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
7689                 {
7690                   pop_deferring_access_checks ();
7691                   --processing_template_decl;
7692                 }
7693             }
7694         }
7695     }
7696
7697   /* Set the file and line number information to whatever is given for
7698      the class itself.  This puts error messages involving generated
7699      implicit functions at a predictable point, and the same point
7700      that would be used for non-template classes.  */
7701   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
7702
7703   unreverse_member_declarations (type);
7704   finish_struct_1 (type);
7705   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
7706
7707   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
7708      any member functions.  We don't do this earlier because the
7709      default arguments may reference members of the class.  */
7710   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (templ))
7711     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = TREE_CHAIN (t))
7712       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
7713           /* Implicitly generated member functions will not have template
7714              information; they are not instantiations, but instead are
7715              created "fresh" for each instantiation.  */
7716           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
7717         tsubst_default_arguments (t);
7718
7719   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
7720      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
7721      added to the template at parsing time. Let's get those and perform
7722      the access checks then.  */
7723   perform_typedefs_access_check (pattern, args);
7724   perform_deferred_access_checks ();
7725   pop_nested_class ();
7726   pop_from_top_level ();
7727   pop_deferring_access_checks ();
7728   pop_tinst_level ();
7729
7730   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
7731      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
7732      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
7733      the keyed_classes list.  */
7734   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
7735     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
7736
7737   return type;
7738 }
7739
7740 static tree
7741 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7742 {
7743   tree r;
7744
7745   if (!t)
7746     r = t;
7747   else if (TYPE_P (t))
7748     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
7749   else
7750     {
7751       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl,
7752                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
7753       r = fold_non_dependent_expr (r);
7754     }
7755   return r;
7756 }
7757
7758 /* Give a chain SPEC_PARM of PARM_DECLs, pack them into a
7759    NONTYPE_ARGUMENT_PACK.  */
7760
7761 static tree
7762 make_fnparm_pack (tree spec_parm)
7763 {
7764   /* Collect all of the extra "packed" parameters into an
7765      argument pack.  */
7766   tree parmvec;
7767   tree parmtypevec;
7768   tree argpack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
7769   tree argtypepack = make_node (TYPE_ARGUMENT_PACK);
7770   int i, len = list_length (spec_parm);
7771
7772   /* Fill in PARMVEC and PARMTYPEVEC with all of the parameters.  */
7773   parmvec = make_tree_vec (len);
7774   parmtypevec = make_tree_vec (len);
7775   for (i = 0; i < len; i++, spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm))
7776     {
7777       TREE_VEC_ELT (parmvec, i) = spec_parm;
7778       TREE_VEC_ELT (parmtypevec, i) = TREE_TYPE (spec_parm);
7779     }
7780
7781   /* Build the argument packs.  */
7782   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argpack, parmvec);
7783   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argtypepack, parmtypevec);
7784   TREE_TYPE (argpack) = argtypepack;
7785
7786   return argpack;
7787 }        
7788
7789 /* Substitute ARGS into T, which is an pack expansion
7790    (i.e. TYPE_PACK_EXPANSION or EXPR_PACK_EXPANSION). Returns a
7791    TREE_VEC with the substituted arguments, a PACK_EXPANSION_* node
7792    (if only a partial substitution could be performed) or
7793    ERROR_MARK_NODE if there was an error.  */
7794 tree
7795 tsubst_pack_expansion (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
7796                        tree in_decl)
7797 {
7798   tree pattern;
7799   tree pack, packs = NULL_TREE, unsubstituted_packs = NULL_TREE;
7800   tree first_arg_pack; int i, len = -1;
7801   tree result;
7802   int incomplete = 0;
7803   bool very_local_specializations = false;
7804
7805   gcc_assert (PACK_EXPANSION_P (t));
7806   pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (t);
7807
7808   /* Determine the argument packs that will instantiate the parameter
7809      packs used in the expansion expression. While we're at it,
7810      compute the number of arguments to be expanded and make sure it
7811      is consistent.  */
7812   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (t); pack; 
7813        pack = TREE_CHAIN (pack))
7814     {
7815       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
7816       tree arg_pack = NULL_TREE;
7817       tree orig_arg = NULL_TREE;
7818
7819       if (TREE_CODE (parm_pack) == PARM_DECL)
7820         {
7821           arg_pack = retrieve_local_specialization (parm_pack);
7822           if (arg_pack == NULL_TREE)
7823             {
7824               /* This can happen for a parameter name used later in a function
7825                  declaration (such as in a late-specified return type).  Just
7826                  make a dummy decl, since it's only used for its type.  */
7827               gcc_assert (cp_unevaluated_operand != 0);
7828               arg_pack = tsubst_decl (parm_pack, args, complain);
7829               arg_pack = make_fnparm_pack (arg_pack);
7830             }
7831         }
7832       else
7833         {
7834           int level, idx, levels;
7835           template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
7836
7837           levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
7838           if (level <= levels)
7839             arg_pack = TMPL_ARG (args, level, idx);
7840         }
7841
7842       orig_arg = arg_pack;
7843       if (arg_pack && TREE_CODE (arg_pack) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
7844         arg_pack = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg_pack);
7845       
7846       if (arg_pack && !ARGUMENT_PACK_P (arg_pack))
7847         /* This can only happen if we forget to expand an argument
7848            pack somewhere else. Just return an error, silently.  */
7849         {
7850           result = make_tree_vec (1);
7851           TREE_VEC_ELT (result, 0) = error_mark_node;
7852           return result;
7853         }
7854
7855       if (arg_pack
7856           && TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack)) == 1
7857           && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0)))
7858         {
7859           tree expansion = TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0);
7860           tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (expansion);
7861           if ((TYPE_P (pattern) && same_type_p (pattern, parm_pack))
7862               || (!TYPE_P (pattern) && cp_tree_equal (parm_pack, pattern)))
7863             /* The argument pack that the parameter maps to is just an
7864                expansion of the parameter itself, such as one would
7865                find in the implicit typedef of a class inside the
7866                class itself.  Consider this parameter "unsubstituted",
7867                so that we will maintain the outer pack expansion.  */
7868             arg_pack = NULL_TREE;
7869         }
7870           
7871       if (arg_pack)
7872         {
7873           int my_len = 
7874             TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack));
7875
7876           /* It's all-or-nothing with incomplete argument packs.  */
7877           if (incomplete && !ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg_pack))
7878             return error_mark_node;
7879           
7880           if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg_pack))
7881             incomplete = 1;
7882
7883           if (len < 0)
7884             {
7885               len = my_len;
7886               first_arg_pack = arg_pack;
7887             }
7888           else if (len != my_len)
7889             {
7890               if (TREE_CODE (t) == TYPE_PACK_EXPANSION)
7891                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
7892                        "%<%T%>",
7893                        pattern);
7894               else
7895                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
7896                        "%<%E%>",
7897                        pattern);
7898               return error_mark_node;
7899             }
7900
7901           /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
7902              argument packs.  */
7903           packs = tree_cons (parm_pack, arg_pack, packs);
7904           TREE_TYPE (packs) = orig_arg;
7905         }
7906       else
7907         /* We can't substitute for this parameter pack.  */
7908         unsubstituted_packs = tree_cons (TREE_PURPOSE (pack),
7909                                          TREE_VALUE (pack),
7910                                          unsubstituted_packs);
7911     }
7912
7913   /* We cannot expand this expansion expression, because we don't have
7914      all of the argument packs we need. Substitute into the pattern
7915      and return a PACK_EXPANSION_*. The caller will need to deal with
7916      that.  */
7917   if (unsubstituted_packs)
7918     {
7919       tree new_pat;
7920       if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
7921         new_pat = tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
7922                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
7923       else
7924         new_pat = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
7925       return make_pack_expansion (new_pat);
7926     }
7927
7928   /* We could not find any argument packs that work.  */
7929   if (len < 0)
7930     return error_mark_node;
7931
7932   if (!local_specializations)
7933     {
7934       /* We're in a late-specified return type, so we don't have a local
7935          specializations table.  Create one for doing this expansion.  */
7936       very_local_specializations = true;
7937       local_specializations = htab_create (37,
7938                                            hash_local_specialization,
7939                                            eq_local_specializations,
7940                                            NULL);
7941     }
7942
7943   /* For each argument in each argument pack, substitute into the
7944      pattern.  */
7945   result = make_tree_vec (len + incomplete);
7946   for (i = 0; i < len + incomplete; ++i)
7947     {
7948       /* For parameter pack, change the substitution of the parameter
7949          pack to the ith argument in its argument pack, then expand
7950          the pattern.  */
7951       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
7952         {
7953           tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
7954
7955           if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
7956             {
7957               /* Select the Ith argument from the pack.  */
7958               tree arg = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
7959               ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg) = TREE_VALUE (pack);
7960               ARGUMENT_PACK_SELECT_INDEX (arg) = i;
7961               mark_used (parm);
7962               register_local_specialization (arg, parm);
7963             }
7964           else
7965             {
7966               tree value = parm;
7967               int idx, level;
7968               template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
7969               
7970               if (i < len) 
7971                 {
7972                   /* Select the Ith argument from the pack. */
7973                   value = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
7974                   ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (value) = TREE_VALUE (pack);
7975                   ARGUMENT_PACK_SELECT_INDEX (value) = i;
7976                 }
7977
7978               /* Update the corresponding argument.  */
7979               TMPL_ARG (args, level, idx) = value;
7980             }
7981         }
7982
7983       /* Substitute into the PATTERN with the altered arguments.  */
7984       if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
7985         TREE_VEC_ELT (result, i) = 
7986           tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
7987                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
7988       else
7989         TREE_VEC_ELT (result, i) = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
7990
7991       if (i == len)
7992         /* When we have incomplete argument packs, the last "expanded"
7993            result is itself a pack expansion, which allows us
7994            to deduce more arguments.  */
7995         TREE_VEC_ELT (result, i) = 
7996           make_pack_expansion (TREE_VEC_ELT (result, i));
7997
7998       if (TREE_VEC_ELT (result, i) == error_mark_node)
7999         {
8000           result = error_mark_node;
8001           break;
8002         }
8003     }
8004
8005   /* Update ARGS to restore the substitution from parameter packs to
8006      their argument packs.  */
8007   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
8008     {
8009       tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
8010
8011       if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
8012         register_local_specialization (TREE_TYPE (pack), parm);
8013       else
8014         {
8015           int idx, level;
8016           template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
8017           
8018           /* Update the corresponding argument.  */
8019           if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
8020             TREE_VEC_ELT (TREE_VEC_ELT (args, level -1 ), idx) =
8021               TREE_TYPE (pack);
8022           else
8023             TREE_VEC_ELT (args, idx) = TREE_TYPE (pack);
8024         }
8025     }
8026
8027   if (very_local_specializations)
8028     {
8029       htab_delete (local_specializations);
8030       local_specializations = NULL;
8031     }
8032   
8033   return result;
8034 }
8035
8036 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
8037
8038 static tree
8039 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8040 {
8041   tree orig_t = t;
8042   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
8043   int need_new = 0, i, expanded_len_adjust = 0, out;
8044   tree *elts = (tree *) alloca (len * sizeof (tree));
8045
8046   for (i = 0; i < len; i++)
8047     {
8048       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
8049       tree new_arg;
8050
8051       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
8052         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
8053       else if (PACK_EXPANSION_P (orig_arg))
8054         {
8055           /* Substitute into an expansion expression.  */
8056           new_arg = tsubst_pack_expansion (orig_arg, args, complain, in_decl);
8057
8058           if (TREE_CODE (new_arg) == TREE_VEC)
8059             /* Add to the expanded length adjustment the number of
8060                expanded arguments. We subtract one from this
8061                measurement, because the argument pack expression
8062                itself is already counted as 1 in
8063                LEN. EXPANDED_LEN_ADJUST can actually be negative, if
8064                the argument pack is empty.  */
8065             expanded_len_adjust += TREE_VEC_LENGTH (new_arg) - 1;
8066         }
8067       else if (ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
8068         {
8069           /* Substitute into each of the arguments.  */
8070           new_arg = make_node (TREE_CODE (orig_arg));
8071           
8072           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (
8073             new_arg,
8074             tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (orig_arg),
8075                                   args, complain, in_decl));
8076
8077           if (ARGUMENT_PACK_ARGS (new_arg) == error_mark_node)
8078             new_arg = error_mark_node;
8079
8080           if (TREE_CODE (new_arg) == NONTYPE_ARGUMENT_PACK) {
8081             TREE_TYPE (new_arg) = tsubst (TREE_TYPE (orig_arg), args,
8082                                           complain, in_decl);
8083             TREE_CONSTANT (new_arg) = TREE_CONSTANT (orig_arg);
8084
8085             if (TREE_TYPE (new_arg) == error_mark_node)
8086               new_arg = error_mark_node;
8087           }
8088         }
8089       else
8090         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
8091
8092       if (new_arg == error_mark_node)
8093         return error_mark_node;
8094
8095       elts[i] = new_arg;
8096       if (new_arg != orig_arg)
8097         need_new = 1;
8098     }
8099
8100   if (!need_new)
8101     return t;
8102
8103   /* Make space for the expanded arguments coming from template
8104      argument packs.  */
8105   t = make_tree_vec (len + expanded_len_adjust);
8106   for (i = 0, out = 0; i < len; i++)
8107     {
8108       if ((PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i))
8109            || ARGUMENT_PACK_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i)))
8110           && TREE_CODE (elts[i]) == TREE_VEC)
8111         {
8112           int idx;
8113
8114           /* Now expand the template argument pack "in place".  */
8115           for (idx = 0; idx < TREE_VEC_LENGTH (elts[i]); idx++, out++)
8116             TREE_VEC_ELT (t, out) = TREE_VEC_ELT (elts[i], idx);
8117         }
8118       else
8119         {
8120           TREE_VEC_ELT (t, out) = elts[i];
8121           out++;
8122         }
8123     }
8124
8125   return t;
8126 }
8127
8128 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
8129    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
8130    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
8131    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
8132    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
8133    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
8134
8135 static tree
8136 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
8137 {
8138   tree r = NULL_TREE;
8139   tree* new_parms;
8140
8141   /* When substituting into a template, we must set
8142      PROCESSING_TEMPLATE_DECL as the template parameters may be
8143      dependent if they are based on one-another, and the dependency
8144      predicates are short-circuit outside of templates.  */
8145   ++processing_template_decl;
8146
8147   for (new_parms = &r;
8148        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
8149        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
8150          parms = TREE_CHAIN (parms))
8151     {
8152       tree new_vec =
8153         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
8154       int i;
8155
8156       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
8157         {
8158           tree tuple;
8159           tree default_value;
8160           tree parm_decl;
8161
8162           if (parms == error_mark_node)
8163             continue;
8164
8165           tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
8166
8167           if (tuple == error_mark_node)
8168             continue;
8169
8170           default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
8171           parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
8172
8173           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
8174           if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
8175               && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
8176             parm_decl = error_mark_node;
8177           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
8178                                                complain, NULL_TREE);
8179
8180           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
8181           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
8182         }
8183
8184       *new_parms =
8185         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
8186                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
8187                    new_vec, NULL_TREE);
8188     }
8189
8190   --processing_template_decl;
8191
8192   return r;
8193 }
8194
8195 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
8196    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
8197    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
8198    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
8199    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
8200
8201 static tree
8202 tsubst_aggr_type (tree t,
8203                   tree args,
8204                   tsubst_flags_t complain,
8205                   tree in_decl,
8206                   int entering_scope)
8207 {
8208   if (t == NULL_TREE)
8209     return NULL_TREE;
8210
8211   switch (TREE_CODE (t))
8212     {
8213     case RECORD_TYPE:
8214       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
8215         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8216
8217       /* Else fall through.  */
8218     case ENUMERAL_TYPE:
8219     case UNION_TYPE:
8220       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t) && uses_template_parms (t))
8221         {
8222           tree argvec;
8223           tree context;
8224           tree r;
8225           int saved_unevaluated_operand;
8226           int saved_inhibit_evaluation_warnings;
8227
8228           /* In "sizeof(X<I>)" we need to evaluate "I".  */
8229           saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
8230           cp_unevaluated_operand = 0;
8231           saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
8232           c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
8233
8234           /* First, determine the context for the type we are looking
8235              up.  */
8236           context = TYPE_CONTEXT (t);
8237           if (context)
8238             {
8239               context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
8240                                           in_decl, /*entering_scope=*/1);
8241               /* If context is a nested class inside a class template,
8242                  it may still need to be instantiated (c++/33959).  */
8243               if (TYPE_P (context))
8244                 context = complete_type (context);
8245             }
8246
8247           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
8248              type we are trying to find.  For example, given:
8249
8250                template <class T> struct S;
8251                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
8252
8253              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
8254              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
8255              S we only want {double}.  */
8256           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
8257                                          complain, in_decl);
8258           if (argvec == error_mark_node)
8259             r = error_mark_node;
8260           else
8261             {
8262               r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
8263                                          entering_scope, complain);
8264               r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
8265             }
8266
8267           cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
8268           c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
8269
8270           return r;
8271         }
8272       else
8273         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
8274         return t;
8275
8276     default:
8277       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
8278     }
8279 }
8280
8281 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
8282    FN), which has the indicated TYPE.  */
8283
8284 tree
8285 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
8286 {
8287   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
8288   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
8289
8290   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
8291      default argument here, not in tsubst.  In the case of
8292      something like:
8293
8294        template <class T>
8295        struct S {
8296          static T t();
8297          void f(T = t());
8298        };
8299
8300      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
8301      rather than in the current class.  */
8302   push_access_scope (fn);
8303   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
8304   if (cfun)
8305     {
8306       saved_class_ptr = current_class_ptr;
8307       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
8308       saved_class_ref = current_class_ref;
8309       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
8310     }
8311
8312   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
8313   /* The default argument expression may cause implicitly defined
8314      member functions to be synthesized, which will result in garbage
8315      collection.  We must treat this situation as if we were within
8316      the body of function so as to avoid collecting live data on the
8317      stack.  */
8318   ++function_depth;
8319   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
8320                      tf_warning_or_error, NULL_TREE,
8321                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
8322   --function_depth;
8323   pop_deferring_access_checks();
8324
8325   /* Restore the "this" pointer.  */
8326   if (cfun)
8327     {
8328       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
8329       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
8330     }
8331
8332   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
8333   arg = check_default_argument (type, arg);
8334
8335   pop_access_scope (fn);
8336
8337   return arg;
8338 }
8339
8340 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
8341
8342 static void
8343 tsubst_default_arguments (tree fn)
8344 {
8345   tree arg;
8346   tree tmpl_args;
8347
8348   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
8349
8350   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
8351      its default arguments.  */
8352   if (uses_template_parms (tmpl_args))
8353     return;
8354
8355   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
8356        arg;
8357        arg = TREE_CHAIN (arg))
8358     if (TREE_PURPOSE (arg))
8359       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
8360                                                     TREE_VALUE (arg),
8361                                                     TREE_PURPOSE (arg));
8362 }
8363
8364 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
8365    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
8366    control of COMPLAIN.  */
8367
8368 static tree
8369 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
8370 {
8371   location_t saved_loc;
8372   tree r = NULL_TREE;
8373   tree in_decl = t;
8374   hashval_t hash = 0;
8375
8376   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
8377   saved_loc = input_location;
8378   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
8379
8380   switch (TREE_CODE (t))
8381     {
8382     case TEMPLATE_DECL:
8383       {
8384         /* We can get here when processing a member function template,
8385            member class template, or template template parameter.  */
8386         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
8387         tree spec;
8388         tree tmpl_args;
8389         tree full_args;
8390
8391         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
8392           {
8393             /* Template template parameter is treated here.  */
8394             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8395             if (new_type == error_mark_node)
8396               return error_mark_node;
8397
8398             r = copy_decl (t);
8399             TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
8400             TREE_TYPE (r) = new_type;
8401             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
8402               = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (decl),
8403                             TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
8404             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
8405               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
8406                                        complain);
8407             TYPE_NAME (new_type) = r;
8408             break;
8409           }
8410
8411         /* We might already have an instance of this template.
8412            The ARGS are for the surrounding class type, so the
8413            full args contain the tsubst'd args for the context,
8414            plus the innermost args from the template decl.  */
8415         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
8416           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
8417           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
8418         /* Because this is a template, the arguments will still be
8419            dependent, even after substitution.  If
8420            PROCESSING_TEMPLATE_DECL is not set, the dependency
8421            predicates will short-circuit.  */
8422         ++processing_template_decl;
8423         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
8424                                           complain, in_decl);
8425         --processing_template_decl;
8426         if (full_args == error_mark_node)
8427           return error_mark_node;
8428
8429         /* If this is a default template template argument,
8430            tsubst might not have changed anything.  */
8431         if (full_args == tmpl_args)
8432           return t;
8433
8434         hash = hash_tmpl_and_args (t, full_args);
8435         spec = retrieve_specialization (t, full_args, hash);
8436         if (spec != NULL_TREE)
8437           {
8438             r = spec;
8439             break;
8440           }
8441
8442         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
8443            original, but will record the current template arguments.
8444            We also create a new function declaration, which is just
8445            like the old one, but points to this new template, rather
8446            than the old one.  */
8447         r = copy_decl (t);
8448         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
8449         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
8450
8451         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_tree_list (t, args);
8452
8453         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
8454           {
8455             tree new_type;
8456             ++processing_template_decl;
8457             new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8458             --processing_template_decl;
8459             if (new_type == error_mark_node)
8460               return error_mark_node;
8461
8462             TREE_TYPE (r) = new_type;
8463             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
8464             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
8465             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
8466             DECL_CONTEXT (r) = TYPE_CONTEXT (new_type);
8467           }
8468         else
8469           {
8470             tree new_decl;
8471             ++processing_template_decl;
8472             new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8473             --processing_template_decl;
8474             if (new_decl == error_mark_node)
8475               return error_mark_node;
8476
8477             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
8478             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
8479             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
8480             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
8481             DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (new_decl);
8482           }
8483
8484         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
8485         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
8486         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
8487
8488         /* The template parameters for this new template are all the
8489            template parameters for the old template, except the
8490            outermost level of parameters.  */
8491         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
8492           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
8493                                    complain);
8494
8495         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
8496           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
8497
8498         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
8499           /* Record this non-type partial instantiation.  */
8500           register_specialization (r, t,
8501                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)),
8502                                    false, hash);
8503       }
8504       break;
8505
8506     case FUNCTION_DECL:
8507       {
8508         tree ctx;
8509         tree argvec = NULL_TREE;
8510         tree *friends;
8511         tree gen_tmpl;
8512         tree type;
8513         int member;
8514         int args_depth;
8515         int parms_depth;
8516
8517         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
8518         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
8519
8520         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
8521           {
8522             tree spec;
8523             bool dependent_p;
8524
8525             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
8526                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
8527                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
8528                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
8529             ++processing_template_decl;
8530             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
8531             --processing_template_decl;
8532             if (!dependent_p)
8533               return t;
8534
8535             /* Calculate the most general template of which R is a
8536                specialization, and the complete set of arguments used to
8537                specialize R.  */
8538             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
8539             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
8540                                            (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl)),
8541                                            args, complain, in_decl);
8542
8543             /* Check to see if we already have this specialization.  */
8544             hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
8545             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
8546
8547             if (spec)
8548               {
8549                 r = spec;
8550                 break;
8551               }
8552
8553             /* We can see more levels of arguments than parameters if
8554                there was a specialization of a member template, like
8555                this:
8556
8557                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
8558                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
8559
8560                Here, we'll be substituting into the specialization,
8561                because that's where we can find the code we actually
8562                want to generate, but we'll have enough arguments for
8563                the most general template.
8564
8565                We also deal with the peculiar case:
8566
8567                  template <class T> struct S {
8568                    template <class U> friend void f();
8569                  };
8570                  template <class U> void f() {}
8571                  template S<int>;
8572                  template void f<double>();
8573
8574                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
8575                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
8576                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
8577                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
8578                situations like:
8579
8580                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
8581                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
8582
8583                which we can spot because the pattern will be a
8584                specialization in this case.  */
8585             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
8586             parms_depth =
8587               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
8588             if (args_depth > parms_depth
8589                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
8590               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
8591           }
8592         else
8593           {
8594             /* This special case arises when we have something like this:
8595
8596                  template <class T> struct S {
8597                    friend void f<int>(int, double);
8598                  };
8599
8600                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
8601                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
8602                tsubst_friend_function, and we want only to create a
8603                new decl (R) with appropriate types so that we can call
8604                determine_specialization.  */
8605             gen_tmpl = NULL_TREE;
8606           }
8607
8608         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
8609           {
8610             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
8611               member = 2;
8612             else
8613               member = 1;
8614             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
8615                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
8616           }
8617         else
8618           {
8619             member = 0;
8620             ctx = DECL_CONTEXT (t);
8621           }
8622         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8623         if (type == error_mark_node)
8624           return error_mark_node;
8625
8626         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
8627            point, as they may not represent instantiations of this
8628            template, and in any case are considered separate under the
8629            discrete model.  */
8630         r = copy_decl (t);
8631         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
8632         TREE_TYPE (r) = type;
8633         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
8634         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
8635         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
8636         /* Leave DECL_INITIAL set on deleted instantiations.  */
8637         if (!DECL_DELETED_FN (r))
8638           DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
8639         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
8640
8641         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
8642           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
8643              case it's the name of one of the template's parameters.  */
8644           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
8645
8646         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
8647                                      complain, t);
8648         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
8649
8650         TREE_STATIC (r) = 0;
8651         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
8652         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
8653         /* If this is an instantiation of a function with internal
8654            linkage, we already know what object file linkage will be
8655            assigned to the instantiation.  */
8656         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
8657         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
8658         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
8659         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
8660         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
8661         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
8662         DECL_STRUCT_FUNCTION (r) = NULL;
8663         TREE_USED (r) = 0;
8664         /* We'll re-clone as appropriate in instantiate_template.  */
8665         DECL_CLONED_FUNCTION (r) = NULL_TREE;
8666
8667         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
8668            this in the special friend case mentioned above where
8669            GEN_TMPL is NULL.  */
8670         if (gen_tmpl)
8671           {
8672             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
8673               = tree_cons (gen_tmpl, argvec, NULL_TREE);
8674             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
8675             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
8676
8677             /* We're not supposed to instantiate default arguments
8678                until they are called, for a template.  But, for a
8679                declaration like:
8680
8681                  template <class T> void f ()
8682                  { extern void g(int i = T()); }
8683
8684                we should do the substitution when the template is
8685                instantiated.  We handle the member function case in
8686                instantiate_class_template since the default arguments
8687                might refer to other members of the class.  */
8688             if (!member
8689                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
8690                 && !uses_template_parms (argvec))
8691               tsubst_default_arguments (r);
8692           }
8693         else
8694           DECL_TEMPLATE_INFO (r) = NULL_TREE;
8695
8696         /* Copy the list of befriending classes.  */
8697         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
8698              *friends;
8699              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
8700           {
8701             *friends = copy_node (*friends);
8702             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
8703                                             args, complain,
8704                                             in_decl);
8705           }
8706
8707         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
8708           {
8709             maybe_retrofit_in_chrg (r);
8710             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
8711               grok_ctor_properties (ctx, r);
8712             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
8713                If it isn't, that'll be handled by
8714                clone_constructors_and_destructors.  */
8715             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
8716               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
8717           }
8718         else if (IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
8719                  && !grok_op_properties (r, (complain & tf_error) != 0))
8720           return error_mark_node;
8721
8722         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
8723           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
8724                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
8725                                             args, complain, in_decl));
8726
8727         /* Possibly limit visibility based on template args.  */
8728         DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
8729         if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
8730           {
8731             DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
8732             DECL_ATTRIBUTES (r)
8733               = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
8734           }
8735         determine_visibility (r);
8736
8737         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
8738                                         args, complain, in_decl);
8739       }
8740       break;
8741
8742     case PARM_DECL:
8743       {
8744         tree type = NULL_TREE;
8745         int i, len = 1;
8746         tree expanded_types = NULL_TREE;
8747         tree prev_r = NULL_TREE;
8748         tree first_r = NULL_TREE;
8749
8750         if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
8751           {
8752             /* If there is a local specialization that isn't a
8753                parameter pack, it means that we're doing a "simple"
8754                substitution from inside tsubst_pack_expansion. Just
8755                return the local specialization (which will be a single
8756                parm).  */
8757             tree spec = retrieve_local_specialization (t);
8758             if (spec 
8759                 && TREE_CODE (spec) == PARM_DECL
8760                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (spec)) != TYPE_PACK_EXPANSION)
8761               return spec;
8762
8763             /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
8764                the parameters in this function parameter pack.  */
8765             expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (t), args,
8766                                                     complain, in_decl);
8767             if (TREE_CODE (expanded_types) == TREE_VEC)
8768               {
8769                 len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
8770
8771                 /* Zero-length parameter packs are boring. Just substitute
8772                    into the chain.  */
8773                 if (len == 0)
8774                   return tsubst (TREE_CHAIN (t), args, complain, 
8775                                  TREE_CHAIN (t));
8776               }
8777             else
8778               {
8779                 /* All we did was update the type. Make a note of that.  */
8780                 type = expanded_types;
8781                 expanded_types = NULL_TREE;
8782               }
8783           }
8784
8785         /* Loop through all of the parameter's we'll build. When T is
8786            a function parameter pack, LEN is the number of expanded
8787            types in EXPANDED_TYPES; otherwise, LEN is 1.  */
8788         r = NULL_TREE;
8789         for (i = 0; i < len; ++i)
8790           {
8791             prev_r = r;
8792             r = copy_node (t);
8793             if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
8794               SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
8795
8796             if (expanded_types)
8797               /* We're on the Ith parameter of the function parameter
8798                  pack.  */
8799               {
8800                 /* Get the Ith type.  */
8801                 type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
8802
8803                 if (DECL_NAME (r))
8804                   /* Rename the parameter to include the index.  */
8805                   DECL_NAME (r) =
8806                     make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (r), i);
8807               }
8808             else if (!type)
8809               /* We're dealing with a normal parameter.  */
8810               type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8811
8812             type = type_decays_to (type);
8813             TREE_TYPE (r) = type;
8814             cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
8815
8816             if (DECL_INITIAL (r))
8817               {
8818                 if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
8819                   DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
8820                 else
8821                   DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
8822                                              complain, in_decl);
8823               }
8824
8825             DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
8826
8827             if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
8828               DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
8829
8830             apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
8831                                             args, complain, in_decl);
8832
8833             /* Keep track of the first new parameter we
8834                generate. That's what will be returned to the
8835                caller.  */
8836             if (!first_r)
8837               first_r = r;
8838
8839             /* Build a proper chain of parameters when substituting
8840                into a function parameter pack.  */
8841             if (prev_r)
8842               TREE_CHAIN (prev_r) = r;
8843           }
8844
8845         if (TREE_CHAIN (t))
8846           TREE_CHAIN (r) = tsubst (TREE_CHAIN (t), args,
8847                                    complain, TREE_CHAIN (t));
8848
8849         /* FIRST_R contains the start of the chain we've built.  */
8850         r = first_r;
8851       }
8852       break;
8853
8854     case FIELD_DECL:
8855       {
8856         tree type;
8857
8858         r = copy_decl (t);
8859         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8860         if (type == error_mark_node)
8861           return error_mark_node;
8862         TREE_TYPE (r) = type;
8863         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
8864
8865         /* DECL_INITIAL gives the number of bits in a bit-field.  */
8866         DECL_INITIAL (r)
8867           = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
8868                          complain, in_decl,
8869                          /*integral_constant_expression_p=*/true);
8870         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
8871            finish_member_declaration.  */
8872         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
8873         if (VOID_TYPE_P (type))
8874           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
8875
8876         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
8877                                         args, complain, in_decl);
8878       }
8879       break;
8880
8881     case USING_DECL:
8882       /* We reach here only for member using decls.  */
8883       if (DECL_DEPENDENT_P (t))
8884         {
8885           r = do_class_using_decl
8886             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
8887              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
8888           if (!r)
8889             r = error_mark_node;
8890           else
8891             {
8892               TREE_PROTECTED (r) = TREE_PROTECTED (t);
8893               TREE_PRIVATE (r) = TREE_PRIVATE (t);
8894             }
8895         }
8896       else
8897         {
8898           r = copy_node (t);
8899           TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
8900         }
8901       break;
8902
8903     case TYPE_DECL:
8904     case VAR_DECL:
8905       {
8906         tree argvec = NULL_TREE;
8907         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
8908         tree spec;
8909         tree tmpl = NULL_TREE;
8910         tree ctx;
8911         tree type = NULL_TREE;
8912         bool local_p;
8913
8914         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
8915             && t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
8916           {
8917             /* If this is the canonical decl, we don't have to
8918                mess with instantiations, and often we can't (for
8919                typename, template type parms and such).  Note that
8920                TYPE_NAME is not correct for the above test if
8921                we've copied the type for a typedef.  */
8922             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8923             if (type == error_mark_node)
8924               return error_mark_node;
8925             r = TYPE_NAME (type);
8926             break;
8927           }
8928
8929         /* Check to see if we already have the specialization we
8930            need.  */
8931         spec = NULL_TREE;
8932         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t) || DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
8933           {
8934             /* T is a static data member or namespace-scope entity.
8935                We have to substitute into namespace-scope variables
8936                (even though such entities are never templates) because
8937                of cases like:
8938                
8939                  template <class T> void f() { extern T t; }
8940
8941                where the entity referenced is not known until
8942                instantiation time.  */
8943             local_p = false;
8944             ctx = DECL_CONTEXT (t);
8945             if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
8946               {
8947                 ctx = tsubst_aggr_type (ctx, args,
8948                                         complain,
8949                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
8950                 /* If CTX is unchanged, then T is in fact the
8951                    specialization we want.  That situation occurs when
8952                    referencing a static data member within in its own
8953                    class.  We can use pointer equality, rather than
8954                    same_type_p, because DECL_CONTEXT is always
8955                    canonical.  */
8956                 if (ctx == DECL_CONTEXT (t))
8957                   spec = t;
8958               }
8959
8960             if (!spec)
8961               {
8962                 tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
8963                 gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
8964                 argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
8965                 hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
8966                 spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
8967               }
8968           }
8969         else
8970           {
8971             /* A local variable.  */
8972             local_p = true;
8973             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
8974             ctx = NULL_TREE;
8975             spec = retrieve_local_specialization (t);
8976           }
8977         /* If we already have the specialization we need, there is
8978            nothing more to do.  */ 
8979         if (spec)
8980           {
8981             r = spec;
8982             break;
8983           }
8984
8985         /* Create a new node for the specialization we need.  */
8986         r = copy_decl (t);
8987         if (type == NULL_TREE)
8988           type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8989         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
8990           {
8991             /* Even if the original location is out of scope, the
8992                newly substituted one is not.  */
8993             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
8994             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
8995             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (r) = 0;
8996             if (type == error_mark_node)
8997               return error_mark_node;
8998             if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
8999               {
9000                 /* It may seem that this case cannot occur, since:
9001
9002                      typedef void f();
9003                      void g() { f x; }
9004
9005                    declares a function, not a variable.  However:
9006       
9007                      typedef void f();
9008                      template <typename T> void g() { T t; }
9009                      template void g<f>();
9010
9011                    is an attempt to declare a variable with function
9012                    type.  */
9013                 error ("variable %qD has function type",
9014                        /* R is not yet sufficiently initialized, so we
9015                           just use its name.  */
9016                        DECL_NAME (r));
9017                 return error_mark_node;
9018               }
9019             type = complete_type (type);
9020             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
9021               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
9022             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
9023
9024             if (DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (t))
9025               {
9026                 tree ve = DECL_VALUE_EXPR (t);
9027                 ve = tsubst_expr (ve, args, complain, in_decl,
9028                                   /*constant_expression_p=*/false);
9029                 SET_DECL_VALUE_EXPR (r, ve);
9030               }
9031           }
9032         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
9033           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
9034         TREE_TYPE (r) = type;
9035         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
9036         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
9037         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
9038         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
9039         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
9040           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
9041         /* The initializer must not be expanded until it is required;
9042            see [temp.inst].  */
9043         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
9044         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
9045           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
9046         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
9047         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
9048           {
9049             /* Possibly limit visibility based on template args.  */
9050             DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
9051             if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
9052               {
9053                 DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
9054                 DECL_ATTRIBUTES (r)
9055                   = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
9056               }
9057             determine_visibility (r);
9058           }
9059         /* Preserve a typedef that names a type.  */
9060         else if (TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
9061                  && DECL_ORIGINAL_TYPE (t)
9062                  && type != error_mark_node)
9063           {
9064             DECL_ORIGINAL_TYPE (r) = tsubst (DECL_ORIGINAL_TYPE (t),
9065                                              args, complain, in_decl);
9066             TREE_TYPE (r) = type = build_variant_type_copy (type);
9067             TYPE_NAME (type) = r;
9068           }
9069
9070         if (!local_p)
9071           {
9072             /* A static data member declaration is always marked
9073                external when it is declared in-class, even if an
9074                initializer is present.  We mimic the non-template
9075                processing here.  */
9076             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
9077
9078             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
9079             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = tree_cons (tmpl, argvec, NULL_TREE);
9080             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
9081           }
9082         else
9083           register_local_specialization (r, t);
9084
9085         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9086
9087         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r),
9088                                         (int) ATTR_FLAG_TYPE_IN_PLACE,
9089                                         args, complain, in_decl);
9090         layout_decl (r, 0);
9091       }
9092       break;
9093
9094     default:
9095       gcc_unreachable ();
9096     }
9097
9098   /* Restore the file and line information.  */
9099   input_location = saved_loc;
9100
9101   return r;
9102 }
9103
9104 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
9105
9106 static tree
9107 tsubst_arg_types (tree arg_types,
9108                   tree args,
9109                   tsubst_flags_t complain,
9110                   tree in_decl)
9111 {
9112   tree remaining_arg_types;
9113   tree type = NULL_TREE;
9114   int i = 1;
9115   tree expanded_args = NULL_TREE;
9116   tree default_arg;
9117
9118   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
9119     return arg_types;
9120
9121   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
9122                                           args, complain, in_decl);
9123   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
9124     return error_mark_node;
9125
9126   if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (arg_types)))
9127     {
9128       /* For a pack expansion, perform substitution on the
9129          entire expression. Later on, we'll handle the arguments
9130          one-by-one.  */
9131       expanded_args = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (arg_types),
9132                                             args, complain, in_decl);
9133
9134       if (TREE_CODE (expanded_args) == TREE_VEC)
9135         /* So that we'll spin through the parameters, one by one.  */
9136         i = TREE_VEC_LENGTH (expanded_args);
9137       else
9138         {
9139           /* We only partially substituted into the parameter
9140              pack. Our type is TYPE_PACK_EXPANSION.  */
9141           type = expanded_args;
9142           expanded_args = NULL_TREE;
9143         }
9144     }
9145
9146   while (i > 0) {
9147     --i;
9148     
9149     if (expanded_args)
9150       type = TREE_VEC_ELT (expanded_args, i);
9151     else if (!type)
9152       type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
9153
9154     if (type == error_mark_node)
9155       return error_mark_node;
9156     if (VOID_TYPE_P (type))
9157       {
9158         if (complain & tf_error)
9159           {
9160             error ("invalid parameter type %qT", type);
9161             if (in_decl)
9162               error ("in declaration %q+D", in_decl);
9163           }
9164         return error_mark_node;
9165     }
9166     
9167     /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
9168        top-level qualifiers as required.  */
9169     type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
9170
9171     /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
9172        mandates that they be instantiated only when needed, which is
9173        done in build_over_call.  */
9174     default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
9175
9176     if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
9177       {
9178         /* We've instantiated a template before its default arguments
9179            have been parsed.  This can happen for a nested template
9180            class, and is not an error unless we require the default
9181            argument in a call of this function.  */
9182         remaining_arg_types = 
9183           tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
9184         VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), 
9185                        remaining_arg_types);
9186       }
9187     else
9188       remaining_arg_types = 
9189         hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
9190   }
9191         
9192   return remaining_arg_types;
9193 }
9194
9195 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
9196    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
9197    initial substitution of explicitly provided template parameters
9198    during argument deduction forbids substitution into the
9199    exception-specification:
9200
9201      [temp.deduct]
9202
9203      All references in the function type of the function template to  the
9204      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
9205      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
9206      in  the function type of the function template results in an invalid
9207      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
9208      exception specifications is done only when the function is instanti-
9209      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
9210      results in an invalid type.]  */
9211
9212 static tree
9213 tsubst_function_type (tree t,
9214                       tree args,
9215                       tsubst_flags_t complain,
9216                       tree in_decl)
9217 {
9218   tree return_type;
9219   tree arg_types;
9220   tree fntype;
9221
9222   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
9223   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
9224
9225   /* Substitute the return type.  */
9226   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9227   if (return_type == error_mark_node)
9228     return error_mark_node;
9229   /* The standard does not presently indicate that creation of a
9230      function type with an invalid return type is a deduction failure.
9231      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
9232      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
9233   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
9234       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
9235     {
9236       if (complain & tf_error)
9237         {
9238           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
9239             error ("function returning an array");
9240           else
9241             error ("function returning a function");
9242         }
9243       return error_mark_node;
9244     }
9245
9246   /* Substitute the argument types.  */
9247   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
9248                                 complain, in_decl);
9249   if (arg_types == error_mark_node)
9250     return error_mark_node;
9251
9252   /* Construct a new type node and return it.  */
9253   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
9254     fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
9255   else
9256     {
9257       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
9258       if (! MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
9259         {
9260           /* [temp.deduct]
9261
9262              Type deduction may fail for any of the following
9263              reasons:
9264
9265              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
9266              is not a class type.  */
9267           if (complain & tf_error)
9268             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
9269                       r);
9270           return error_mark_node;
9271         }
9272
9273       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
9274                                            TREE_CHAIN (arg_types));
9275     }
9276   fntype = cp_build_qualified_type_real (fntype, TYPE_QUALS (t), complain);
9277   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
9278
9279   return fntype;
9280 }
9281
9282 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
9283    ARGS into that specification, and return the substituted
9284    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
9285
9286 static tree
9287 tsubst_exception_specification (tree fntype,
9288                                 tree args,
9289                                 tsubst_flags_t complain,
9290                                 tree in_decl)
9291 {
9292   tree specs;
9293   tree new_specs;
9294
9295   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
9296   new_specs = NULL_TREE;
9297   if (specs)
9298     {
9299       if (! TREE_VALUE (specs))
9300         new_specs = specs;
9301       else
9302         while (specs)
9303           {
9304             tree spec;
9305             int i, len = 1;
9306             tree expanded_specs = NULL_TREE;
9307
9308             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (specs)))
9309               {
9310                 /* Expand the pack expansion type.  */
9311                 expanded_specs = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (specs),
9312                                                        args, complain,
9313                                                        in_decl);
9314
9315                 if (expanded_specs == error_mark_node)
9316                   return error_mark_node;
9317                 else if (TREE_CODE (expanded_specs) == TREE_VEC)
9318                   len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_specs);
9319                 else
9320                   {
9321                     /* We're substituting into a member template, so
9322                        we got a TYPE_PACK_EXPANSION back.  Add that
9323                        expansion and move on.  */
9324                     gcc_assert (TREE_CODE (expanded_specs) 
9325                                 == TYPE_PACK_EXPANSION);
9326                     new_specs = add_exception_specifier (new_specs,
9327                                                          expanded_specs,
9328                                                          complain);
9329                     specs = TREE_CHAIN (specs);
9330                     continue;
9331                   }
9332               }
9333
9334             for (i = 0; i < len; ++i)
9335               {
9336                 if (expanded_specs)
9337                   spec = TREE_VEC_ELT (expanded_specs, i);
9338                 else
9339                   spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
9340                 if (spec == error_mark_node)
9341                   return spec;
9342                 new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, 
9343                                                      complain);
9344               }
9345
9346             specs = TREE_CHAIN (specs);
9347           }
9348     }
9349   return new_specs;
9350 }
9351
9352 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
9353    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
9354    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
9355    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
9356    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
9357    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
9358    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
9359    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
9360    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
9361    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
9362    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
9363    yet.
9364
9365    This function is used for dealing with types, decls and the like;
9366    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
9367
9368 tree
9369 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
9370 {
9371   tree type, r;
9372
9373   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
9374       || t == integer_type_node
9375       || t == void_type_node
9376       || t == char_type_node
9377       || t == unknown_type_node
9378       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL)
9379     return t;
9380
9381   if (DECL_P (t))
9382     return tsubst_decl (t, args, complain);
9383
9384   if (args == NULL_TREE)
9385     return t;
9386
9387   if (TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE)
9388     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
9389   else
9390     type = TREE_TYPE (t);
9391
9392   gcc_assert (type != unknown_type_node);
9393
9394   /* Reuse typedefs.  We need to do this to handle dependent attributes,
9395      such as attribute aligned.  */
9396   if (TYPE_P (t)
9397       && TYPE_NAME (t)
9398       && TYPE_NAME (t) != TYPE_MAIN_DECL (t))
9399     {
9400       tree decl = TYPE_NAME (t);
9401       
9402       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
9403           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
9404           && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (decl)))
9405         {
9406           tree tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
9407           tree gen_args = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args, complain, in_decl);
9408           r = retrieve_specialization (tmpl, gen_args, 0);
9409         }
9410       else if (DECL_FUNCTION_SCOPE_P (decl)
9411                && DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
9412                && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (DECL_CONTEXT (decl))))
9413         r = retrieve_local_specialization (decl);
9414       else
9415         /* The typedef is from a non-template context.  */
9416         return t;
9417
9418       if (r)
9419         {
9420           r = TREE_TYPE (r);
9421           r = cp_build_qualified_type_real
9422             (r, cp_type_quals (t) | cp_type_quals (r),
9423              complain | tf_ignore_bad_quals);
9424           return r;
9425         }
9426       /* Else we must be instantiating the typedef, so fall through.  */
9427     }
9428
9429   if (type
9430       && TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE
9431       && TREE_CODE (t) != IDENTIFIER_NODE
9432       && TREE_CODE (t) != FUNCTION_TYPE
9433       && TREE_CODE (t) != METHOD_TYPE)
9434     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
9435   if (type == error_mark_node)
9436     return error_mark_node;
9437
9438   switch (TREE_CODE (t))
9439     {
9440     case RECORD_TYPE:
9441     case UNION_TYPE:
9442     case ENUMERAL_TYPE:
9443       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
9444                                /*entering_scope=*/0);
9445
9446     case ERROR_MARK:
9447     case IDENTIFIER_NODE:
9448     case VOID_TYPE:
9449     case REAL_TYPE:
9450     case COMPLEX_TYPE:
9451     case VECTOR_TYPE:
9452     case BOOLEAN_TYPE:
9453     case INTEGER_CST:
9454     case REAL_CST:
9455     case STRING_CST:
9456       return t;
9457
9458     case INTEGER_TYPE:
9459       if (t == integer_type_node)
9460         return t;
9461
9462       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
9463           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
9464         return t;
9465
9466       {
9467         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
9468
9469         max = tsubst_expr (omax, args, complain, in_decl,
9470                            /*integral_constant_expression_p=*/false);
9471
9472         /* Fix up type of the magic NOP_EXPR with TREE_SIDE_EFFECTS if
9473            needed.  */
9474         if (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR
9475             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax)
9476             && !TREE_TYPE (max))
9477           TREE_TYPE (max) = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (max, 0));
9478
9479         max = fold_decl_constant_value (max);
9480
9481         /* If we're in a partial instantiation, preserve the magic NOP_EXPR
9482            with TREE_SIDE_EFFECTS that indicates this is not an integral
9483            constant expression.  */
9484         if (processing_template_decl
9485             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax) && TREE_CODE (omax) == NOP_EXPR)
9486           {
9487             gcc_assert (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR);
9488             TREE_SIDE_EFFECTS (max) = 1;
9489           }
9490
9491         if (TREE_CODE (max) != INTEGER_CST
9492             && !at_function_scope_p ()
9493             && !TREE_SIDE_EFFECTS (max)
9494             && !value_dependent_expression_p (max))
9495           {
9496             if (complain & tf_error)
9497               error ("array bound is not an integer constant");
9498             return error_mark_node;
9499           }
9500
9501         /* [temp.deduct]
9502
9503            Type deduction may fail for any of the following
9504            reasons:
9505
9506              Attempting to create an array with a size that is
9507              zero or negative.  */
9508         if (integer_zerop (max) && !(complain & tf_error))
9509           /* We must fail if performing argument deduction (as
9510              indicated by the state of complain), so that
9511              another substitution can be found.  */
9512           return error_mark_node;
9513         else if (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST
9514                  && INT_CST_LT (max, integer_zero_node))
9515           {
9516             if (complain & tf_error)
9517               error ("creating array with negative size (%qE)", max);
9518
9519             return error_mark_node;
9520           }
9521
9522         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
9523       }
9524
9525     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
9526     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9527     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9528     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
9529       {
9530         int idx;
9531         int level;
9532         int levels;
9533         tree arg = NULL_TREE;
9534
9535         r = NULL_TREE;
9536
9537         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
9538         template_parm_level_and_index (t, &level, &idx); 
9539
9540         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
9541         if (level <= levels)
9542           {
9543             arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
9544
9545             if (arg && TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
9546               /* See through ARGUMENT_PACK_SELECT arguments. */
9547               arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (arg);
9548           }
9549
9550         if (arg == error_mark_node)
9551           return error_mark_node;
9552         else if (arg != NULL_TREE)
9553           {
9554             if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
9555               /* If ARG is an argument pack, we don't actually want to
9556                  perform a substitution here, because substitutions
9557                  for argument packs are only done
9558                  element-by-element. We can get to this point when
9559                  substituting the type of a non-type template
9560                  parameter pack, when that type actually contains
9561                  template parameter packs from an outer template, e.g.,
9562
9563                  template<typename... Types> struct A {
9564                    template<Types... Values> struct B { };
9565                  };  */
9566               return t;
9567
9568             if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
9569               {
9570                 int quals;
9571                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
9572
9573                 /* cv-quals from the template are discarded when
9574                    substituting in a function or reference type.  */
9575                 if (TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
9576                     || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE
9577                     || TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE)
9578                   quals = cp_type_quals (arg);
9579                 else
9580                   quals = cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t);
9581                   
9582                 return cp_build_qualified_type_real
9583                   (arg, quals, complain | tf_ignore_bad_quals);
9584               }
9585             else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9586               {
9587                 /* We are processing a type constructed from a
9588                    template template parameter.  */
9589                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
9590                                       args, complain, in_decl);
9591                 if (argvec == error_mark_node)
9592                   return error_mark_node;
9593
9594                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
9595                    are resolving nested-types in the signature of a
9596                    member function templates.  Otherwise ARG is a
9597                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
9598                    instantiated.  */
9599                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9600                   arg = TYPE_NAME (arg);
9601
9602                 r = lookup_template_class (arg,
9603                                            argvec, in_decl,
9604                                            DECL_CONTEXT (arg),
9605                                             /*entering_scope=*/0,
9606                                            complain);
9607                 return cp_build_qualified_type_real
9608                   (r, TYPE_QUALS (t), complain);
9609               }
9610             else
9611               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
9612               return arg;
9613           }
9614
9615         if (level == 1)
9616           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
9617              unify.  This means that we don't yet have any information
9618              about the template parameter in question.  */
9619           return t;
9620
9621         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
9622            more deeply nested template.  Make a new version of this
9623            template parameter, but with a lower level.  */
9624         switch (TREE_CODE (t))
9625           {
9626           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
9627           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9628           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9629             if (cp_type_quals (t))
9630               {
9631                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
9632                 r = cp_build_qualified_type_real
9633                   (r, cp_type_quals (t),
9634                    complain | (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9635                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
9636               }
9637             else
9638               {
9639                 r = copy_type (t);
9640                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
9641                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
9642                                                 r, levels, args, complain);
9643                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
9644                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
9645                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
9646                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
9647
9648                 if (TREE_CODE (r) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9649                   /* We have reduced the level of the template
9650                      template parameter, but not the levels of its
9651                      template parameters, so canonical_type_parameter
9652                      will not be able to find the canonical template
9653                      template parameter for this level. Thus, we
9654                      require structural equality checking to compare
9655                      TEMPLATE_TEMPLATE_PARMs. */
9656                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
9657                 else if (TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (t))
9658                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
9659                 else
9660                   TYPE_CANONICAL (r) = canonical_type_parameter (r);
9661
9662                 if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9663                   {
9664                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
9665                                           complain, in_decl);
9666                     if (argvec == error_mark_node)
9667                       return error_mark_node;
9668
9669                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
9670                       = tree_cons (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec, NULL_TREE);
9671                   }
9672               }
9673             break;
9674
9675           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
9676             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels, args, complain);
9677             break;
9678
9679           default:
9680             gcc_unreachable ();
9681           }
9682
9683         return r;
9684       }
9685
9686     case TREE_LIST:
9687       {
9688         tree purpose, value, chain;
9689
9690         if (t == void_list_node)
9691           return t;
9692
9693         purpose = TREE_PURPOSE (t);
9694         if (purpose)
9695           {
9696             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
9697             if (purpose == error_mark_node)
9698               return error_mark_node;
9699           }
9700         value = TREE_VALUE (t);
9701         if (value)
9702           {
9703             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
9704             if (value == error_mark_node)
9705               return error_mark_node;
9706           }
9707         chain = TREE_CHAIN (t);
9708         if (chain && chain != void_type_node)
9709           {
9710             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
9711             if (chain == error_mark_node)
9712               return error_mark_node;
9713           }
9714         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
9715             && value == TREE_VALUE (t)
9716             && chain == TREE_CHAIN (t))
9717           return t;
9718         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
9719       }
9720
9721     case TREE_BINFO:
9722       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
9723       gcc_unreachable ();
9724
9725     case TREE_VEC:
9726       /* A vector of template arguments.  */
9727       gcc_assert (!type);
9728       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
9729
9730     case POINTER_TYPE:
9731     case REFERENCE_TYPE:
9732       {
9733         enum tree_code code;
9734
9735         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
9736           return t;
9737
9738         code = TREE_CODE (t);
9739
9740
9741         /* [temp.deduct]
9742
9743            Type deduction may fail for any of the following
9744            reasons:
9745
9746            -- Attempting to create a pointer to reference type.
9747            -- Attempting to create a reference to a reference type or
9748               a reference to void.
9749
9750           Core issue 106 says that creating a reference to a reference
9751           during instantiation is no longer a cause for failure. We
9752           only enforce this check in strict C++98 mode.  */
9753         if ((TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
9754              && (((cxx_dialect == cxx98) && flag_iso) || code != REFERENCE_TYPE))
9755             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
9756           {
9757             static location_t last_loc;
9758
9759             /* We keep track of the last time we issued this error
9760                message to avoid spewing a ton of messages during a
9761                single bad template instantiation.  */
9762             if (complain & tf_error
9763                 && last_loc != input_location)
9764               {
9765                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
9766                   error ("forming reference to void");
9767                 else
9768                   error ("forming %s to reference type %qT",
9769                          (code == POINTER_TYPE) ? "pointer" : "reference",
9770                          type);
9771                 last_loc = input_location;
9772               }
9773
9774             return error_mark_node;
9775           }
9776         else if (code == POINTER_TYPE)
9777           {
9778             r = build_pointer_type (type);
9779             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
9780               r = build_ptrmemfunc_type (r);
9781           }
9782         else if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
9783           /* In C++0x, during template argument substitution, when there is an
9784              attempt to create a reference to a reference type, reference
9785              collapsing is applied as described in [14.3.1/4 temp.arg.type]:
9786
9787              "If a template-argument for a template-parameter T names a type
9788              that is a reference to a type A, an attempt to create the type
9789              'lvalue reference to cv T' creates the type 'lvalue reference to
9790              A,' while an attempt to create the type type rvalue reference to
9791              cv T' creates the type T"
9792           */
9793           r = cp_build_reference_type
9794               (TREE_TYPE (type),
9795                TYPE_REF_IS_RVALUE (t) && TYPE_REF_IS_RVALUE (type));
9796         else
9797           r = cp_build_reference_type (type, TYPE_REF_IS_RVALUE (t));
9798         r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
9799
9800         if (r != error_mark_node)
9801           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
9802           layout_type (r);
9803
9804         return r;
9805       }
9806     case OFFSET_TYPE:
9807       {
9808         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
9809         if (r == error_mark_node || !MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
9810           {
9811             /* [temp.deduct]
9812
9813                Type deduction may fail for any of the following
9814                reasons:
9815
9816                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
9817                   is not a class type.  */
9818             if (complain & tf_error)
9819               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
9820             return error_mark_node;
9821           }
9822         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
9823           {
9824             if (complain & tf_error)
9825               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
9826             return error_mark_node;
9827           }
9828         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
9829           {
9830             if (complain & tf_error)
9831               error ("creating pointer to member of type void");
9832             return error_mark_node;
9833           }
9834         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
9835         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
9836           {
9837             /* The type of the implicit object parameter gets its
9838                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
9839             tree method_type;
9840             tree this_type = cp_build_qualified_type (TYPE_MAIN_VARIANT (r),
9841                                                       cp_type_quals (type));
9842             tree memptr;
9843             method_type = build_method_type_directly (this_type,
9844                                                       TREE_TYPE (type),
9845                                                       TYPE_ARG_TYPES (type));
9846             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
9847             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
9848                                                  complain);
9849           }
9850         else
9851           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
9852                                                TYPE_QUALS (t),
9853                                                complain);
9854       }
9855     case FUNCTION_TYPE:
9856     case METHOD_TYPE:
9857       {
9858         tree fntype;
9859         tree specs;
9860         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
9861         if (fntype == error_mark_node)
9862           return error_mark_node;
9863
9864         /* Substitute the exception specification.  */
9865         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
9866                                                 in_decl);
9867         if (specs == error_mark_node)
9868           return error_mark_node;
9869         if (specs)
9870           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
9871         return fntype;
9872       }
9873     case ARRAY_TYPE:
9874       {
9875         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
9876         if (domain == error_mark_node)
9877           return error_mark_node;
9878
9879         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
9880            it will obviously be the same as T.  */
9881         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
9882           return t;
9883
9884         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
9885
9886            [temp.deduct]
9887
9888            The deduction may fail for any of the following reasons:
9889
9890            -- Attempting to create an array with an element type that
9891               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
9892               an abstract class type.  */
9893         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
9894             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
9895             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
9896           {
9897             if (complain & tf_error)
9898               error ("creating array of %qT", type);
9899             return error_mark_node;
9900           }
9901         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
9902           {
9903             if (complain & tf_error)
9904               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
9905                      type);
9906             return error_mark_node;
9907           }
9908
9909         r = build_cplus_array_type (type, domain);
9910
9911         if (TYPE_USER_ALIGN (t))
9912           {
9913             TYPE_ALIGN (r) = TYPE_ALIGN (t);
9914             TYPE_USER_ALIGN (r) = 1;
9915           }
9916
9917         return r;
9918       }
9919
9920     case PLUS_EXPR:
9921     case MINUS_EXPR:
9922       {
9923         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
9924         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
9925
9926         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
9927           return error_mark_node;
9928
9929         return fold_build2_loc (input_location,
9930                             TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e1, e2);
9931       }
9932
9933     case NEGATE_EXPR:
9934     case NOP_EXPR:
9935       {
9936         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
9937         if (e == error_mark_node)
9938           return error_mark_node;
9939
9940         return fold_build1_loc (input_location, TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e);
9941       }
9942
9943     case TYPENAME_TYPE:
9944       {
9945         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
9946                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
9947         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
9948                               complain, in_decl);
9949
9950         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
9951           return error_mark_node;
9952
9953         if (!MAYBE_CLASS_TYPE_P (ctx))
9954           {
9955             if (complain & tf_error)
9956               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
9957             return error_mark_node;
9958           }
9959         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
9960           {
9961             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
9962                have complete type in order to allow things like:
9963
9964                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
9965
9966                But, such constructs have already been resolved by this
9967                point, so here CTX really should have complete type, unless
9968                it's a partial instantiation.  */
9969             if (!(complain & tf_no_class_instantiations))
9970               ctx = complete_type (ctx);
9971             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
9972               {
9973                 if (complain & tf_error)
9974                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
9975                 return error_mark_node;
9976               }
9977           }
9978
9979         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
9980                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
9981         if (f == error_mark_node)
9982           return f;
9983         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
9984           {
9985             complain |= tf_ignore_bad_quals;
9986             f = TREE_TYPE (f);
9987           }
9988
9989         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
9990           {
9991             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
9992               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
9993                      t, f);
9994             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
9995               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
9996                      t, f);
9997           }
9998
9999         return cp_build_qualified_type_real
10000           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
10001       }
10002
10003     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
10004       {
10005         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
10006                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
10007         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
10008         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
10009
10010         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
10011           return error_mark_node;
10012
10013         if (parm_list)
10014           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
10015         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
10016       }
10017
10018     case INDIRECT_REF:
10019     case ADDR_EXPR:
10020     case CALL_EXPR:
10021       gcc_unreachable ();
10022
10023     case ARRAY_REF:
10024       {
10025         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10026         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl,
10027                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
10028         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
10029           return error_mark_node;
10030
10031         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
10032       }
10033
10034     case SCOPE_REF:
10035       {
10036         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10037         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
10038         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
10039           return error_mark_node;
10040
10041         return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
10042                                      e1, e2, QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
10043       }
10044
10045     case TYPEOF_TYPE:
10046       {
10047         tree type;
10048
10049         type = finish_typeof (tsubst_expr 
10050                               (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
10051                                complain, in_decl,
10052                                /*integral_constant_expression_p=*/false));
10053         return cp_build_qualified_type_real (type,
10054                                              cp_type_quals (t)
10055                                              | cp_type_quals (type),
10056                                              complain);
10057       }
10058
10059     case DECLTYPE_TYPE:
10060       {
10061         tree type;
10062
10063         ++cp_unevaluated_operand;
10064         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
10065
10066         type = tsubst_expr (DECLTYPE_TYPE_EXPR (t), args,
10067                             complain, in_decl,
10068                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
10069
10070         --cp_unevaluated_operand;
10071         --c_inhibit_evaluation_warnings;
10072
10073         type =
10074           finish_decltype_type (type,
10075                                 DECLTYPE_TYPE_ID_EXPR_OR_MEMBER_ACCESS_P (t));
10076         return cp_build_qualified_type_real (type,
10077                                              cp_type_quals (t)
10078                                              | cp_type_quals (type),
10079                                              complain);
10080       }
10081
10082     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
10083     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
10084       {
10085         tree r = make_node (TREE_CODE (t));
10086         tree packed_out = 
10087           tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (t), 
10088                                 args,
10089                                 complain,
10090                                 in_decl);
10091         SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (r, packed_out);
10092
10093         /* For template nontype argument packs, also substitute into
10094            the type.  */
10095         if (TREE_CODE (t) == NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
10096           TREE_TYPE (r) = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10097
10098         return r;
10099       }
10100       break;
10101
10102     default:
10103       sorry ("use of %qs in template",
10104              tree_code_name [(int) TREE_CODE (t)]);
10105       return error_mark_node;
10106     }
10107 }
10108
10109 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
10110    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
10111    operator.  */
10112
10113 static tree
10114 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
10115                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
10116 {
10117     tree name;
10118     tree qualifying_scope;
10119     tree fns;
10120     tree optype;
10121     tree template_args = 0;
10122     bool template_id_p = false;
10123
10124     /* A baselink indicates a function from a base class.  Both the
10125        BASELINK_ACCESS_BINFO and the base class referenced may
10126        indicate bases of the template class, rather than the
10127        instantiated class.  In addition, lookups that were not
10128        ambiguous before may be ambiguous now.  Therefore, we perform
10129        the lookup again.  */
10130     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
10131     qualifying_scope = tsubst (qualifying_scope, args,
10132                                complain, in_decl);
10133     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
10134     optype = BASELINK_OPTYPE (baselink);
10135     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
10136       {
10137         template_id_p = true;
10138         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
10139         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
10140         if (template_args)
10141           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
10142                                                 complain, in_decl);
10143       }
10144     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
10145     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
10146
10147     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
10148        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
10149        later by overload resolution will be marked as used at that
10150        point.)  */
10151     if (BASELINK_P (baselink))
10152       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
10153     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
10154       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
10155
10156     /* Add back the template arguments, if present.  */
10157     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
10158       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
10159         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
10160                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
10161                     template_args);
10162     /* Update the conversion operator type.  */
10163     BASELINK_OPTYPE (baselink) 
10164       = tsubst (optype, args, complain, in_decl);
10165
10166     if (!object_type)
10167       object_type = current_class_type;
10168     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
10169                                                    qualifying_scope,
10170                                                    object_type);
10171 }
10172
10173 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
10174    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
10175    itself; false if more of the postfix-expression follows the
10176    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
10177    of "&".  */
10178
10179 static tree
10180 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
10181                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
10182                      bool done, bool address_p)
10183 {
10184   tree expr;
10185   tree scope;
10186   tree name;
10187   bool is_template;
10188   tree template_args;
10189
10190   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
10191
10192   /* Figure out what name to look up.  */
10193   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
10194   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
10195     {
10196       is_template = true;
10197       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
10198       if (template_args)
10199         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
10200                                               complain, in_decl);
10201       name = TREE_OPERAND (name, 0);
10202     }
10203   else
10204     {
10205       is_template = false;
10206       template_args = NULL_TREE;
10207     }
10208
10209   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
10210      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
10211      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
10212      substituting will not help.  */
10213   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
10214   if (args)
10215     {
10216       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
10217       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
10218     }
10219   else
10220     expr = name;
10221
10222   if (dependent_type_p (scope))
10223     {
10224       tree type = NULL_TREE;
10225       if (DECL_P (expr) && !dependent_scope_p (scope))
10226         type = TREE_TYPE (expr);
10227       return build_qualified_name (type, scope, expr,
10228                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id));
10229     }
10230
10231   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
10232     {
10233       if (TREE_CODE (expr) == BIT_NOT_EXPR)
10234         {
10235           /* A BIT_NOT_EXPR is used to represent a destructor.  */
10236           if (!check_dtor_name (scope, TREE_OPERAND (expr, 0)))
10237             {
10238               error ("qualifying type %qT does not match destructor name ~%qT",
10239                      scope, TREE_OPERAND (expr, 0));
10240               expr = error_mark_node;
10241             }
10242           else
10243             expr = lookup_qualified_name (scope, complete_dtor_identifier,
10244                                           /*is_type_p=*/0, false);
10245         }
10246       else
10247         expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
10248       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
10249                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
10250         {
10251           if (complain & tf_error)
10252             {
10253               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
10254                      "instantiation yields a type", qualified_id);
10255               inform (input_location, "say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
10256             }
10257           return error_mark_node;
10258         }
10259     }
10260
10261   if (DECL_P (expr))
10262     {
10263       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
10264                                            scope);
10265       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
10266       mark_used (expr);
10267     }
10268
10269   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
10270     {
10271       if (complain & tf_error)
10272         qualified_name_lookup_error (scope,
10273                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
10274                                      expr, input_location);
10275       return error_mark_node;
10276     }
10277
10278   if (is_template)
10279     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
10280
10281   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
10282     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
10283                                  expr, input_location);
10284   else if (TYPE_P (scope))
10285     {
10286       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
10287               (expr, scope, current_class_type));
10288       expr = (finish_qualified_id_expr
10289               (scope, expr, done, address_p,
10290                QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id),
10291                /*template_arg_p=*/false));
10292     }
10293
10294   /* Expressions do not generally have reference type.  */
10295   if (TREE_CODE (expr) != SCOPE_REF
10296       /* However, if we're about to form a pointer-to-member, we just
10297          want the referenced member referenced.  */
10298       && TREE_CODE (expr) != OFFSET_REF)
10299     expr = convert_from_reference (expr);
10300
10301   return expr;
10302 }
10303
10304 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
10305    template parms; to finish processing the resultant expression, use
10306    tsubst_expr.  */
10307
10308 static tree
10309 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
10310 {
10311   enum tree_code code;
10312   tree r;
10313
10314   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node || args == NULL_TREE)
10315     return t;
10316
10317   code = TREE_CODE (t);
10318
10319   switch (code)
10320     {
10321     case PARM_DECL:
10322       r = retrieve_local_specialization (t);
10323
10324       if (r == NULL)
10325         {
10326           tree c;
10327           /* This can happen for a parameter name used later in a function
10328              declaration (such as in a late-specified return type).  Just
10329              make a dummy decl, since it's only used for its type.  */
10330           gcc_assert (cp_unevaluated_operand != 0);
10331           /* We copy T because want to tsubst the PARM_DECL only,
10332              not the following PARM_DECLs that are chained to T.  */
10333           c = copy_node (t);
10334           r = tsubst_decl (c, args, complain);
10335           /* Give it the template pattern as its context; its true context
10336              hasn't been instantiated yet and this is good enough for
10337              mangling.  */
10338           DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (t);
10339         }
10340       
10341       if (TREE_CODE (r) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
10342         r = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (r);
10343       mark_used (r);
10344       return r;
10345
10346     case CONST_DECL:
10347       {
10348         tree enum_type;
10349         tree v;
10350
10351         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
10352           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
10353         /* There is no need to substitute into namespace-scope
10354            enumerators.  */
10355         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
10356           return t;
10357         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
10358         if (args == NULL_TREE)
10359           return integral_constant_value (t);
10360
10361         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
10362            Consider:
10363
10364              template <int I> int f() {
10365              enum E { a = I };
10366              struct S { void g() { E e = a; } };
10367              };
10368
10369            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
10370            clever enough to find f<7>::a.  */
10371         enum_type
10372           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
10373                               /*entering_scope=*/0);
10374
10375         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
10376              v != NULL_TREE;
10377              v = TREE_CHAIN (v))
10378           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
10379             return TREE_VALUE (v);
10380
10381           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
10382              name-lookup found it during preliminary parsing, we
10383              should find it again here during instantiation.  */
10384         gcc_unreachable ();
10385       }
10386       return t;
10387
10388     case FIELD_DECL:
10389       if (DECL_CONTEXT (t))
10390         {
10391           tree ctx;
10392
10393           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
10394                                   /*entering_scope=*/1);
10395           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
10396             {
10397               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
10398               if (!r)
10399                 {
10400                   if (complain & tf_error)
10401                     error ("using invalid field %qD", t);
10402                   return error_mark_node;
10403                 }
10404               return r;
10405             }
10406         }
10407
10408       return t;
10409
10410     case VAR_DECL:
10411     case FUNCTION_DECL:
10412       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
10413           || local_variable_p (t))
10414         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
10415       mark_used (t);
10416       return t;
10417
10418     case BASELINK:
10419       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
10420
10421     case TEMPLATE_DECL:
10422       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
10423         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
10424                        args, complain, in_decl);
10425       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
10426         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
10427       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
10428                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
10429         {
10430           /* Template template argument like the following example need
10431              special treatment:
10432
10433                template <template <class> class TT> struct C {};
10434                template <class T> struct D {
10435                  template <class U> struct E {};
10436                  C<E> c;                                // #1
10437                };
10438                D<int> d;                                // #2
10439
10440              We are processing the template argument `E' in #1 for
10441              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
10442              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
10443              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
10444
10445           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
10446           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
10447         }
10448       else
10449         /* Ordinary template template argument.  */
10450         return t;
10451
10452     case CAST_EXPR:
10453     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
10454     case CONST_CAST_EXPR:
10455     case STATIC_CAST_EXPR:
10456     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
10457     case NOP_EXPR:
10458       return build1
10459         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
10460          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
10461
10462     case SIZEOF_EXPR:
10463       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
10464         {
10465           /* We only want to compute the number of arguments.  */
10466           tree expanded = tsubst_pack_expansion (TREE_OPERAND (t, 0), args,
10467                                                 complain, in_decl);
10468           int len = 0;
10469
10470           if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
10471             len = TREE_VEC_LENGTH (expanded);
10472
10473           if (expanded == error_mark_node)
10474             return error_mark_node;
10475           else if (PACK_EXPANSION_P (expanded)
10476                    || (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC
10477                        && len > 0
10478                        && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (expanded, len-1))))
10479             {
10480               if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
10481                 expanded = TREE_VEC_ELT (expanded, len - 1);
10482
10483               if (TYPE_P (expanded))
10484                 return cxx_sizeof_or_alignof_type (expanded, SIZEOF_EXPR, 
10485                                                    complain & tf_error);
10486               else
10487                 return cxx_sizeof_or_alignof_expr (expanded, SIZEOF_EXPR,
10488                                                    complain & tf_error);
10489             }
10490           else
10491             return build_int_cst (size_type_node, len);
10492         }
10493       /* Fall through */
10494
10495     case INDIRECT_REF:
10496     case NEGATE_EXPR:
10497     case TRUTH_NOT_EXPR:
10498     case BIT_NOT_EXPR:
10499     case ADDR_EXPR:
10500     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
10501     case ALIGNOF_EXPR:
10502     case ARROW_EXPR:
10503     case THROW_EXPR:
10504     case TYPEID_EXPR:
10505     case REALPART_EXPR:
10506     case IMAGPART_EXPR:
10507       return build1
10508         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
10509          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
10510
10511     case COMPONENT_REF:
10512       {
10513         tree object;
10514         tree name;
10515
10516         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10517         name = TREE_OPERAND (t, 1);
10518         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
10519           {
10520             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
10521                                 complain, in_decl);
10522             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
10523           }
10524         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
10525                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
10526           {
10527             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
10528                                      complain, in_decl);
10529             name = TREE_OPERAND (name, 1);
10530             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
10531                                 complain, in_decl);
10532             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
10533             name = build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
10534                                          base, name,
10535                                          /*template_p=*/false);
10536           }
10537         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
10538           name = tsubst_baselink (name,
10539                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
10540                                   args, complain,
10541                                   in_decl);
10542         else
10543           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
10544         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
10545       }
10546
10547     case PLUS_EXPR:
10548     case MINUS_EXPR:
10549     case MULT_EXPR:
10550     case TRUNC_DIV_EXPR:
10551     case CEIL_DIV_EXPR:
10552     case FLOOR_DIV_EXPR:
10553     case ROUND_DIV_EXPR:
10554     case EXACT_DIV_EXPR:
10555     case BIT_AND_EXPR:
10556     case BIT_IOR_EXPR:
10557     case BIT_XOR_EXPR:
10558     case TRUNC_MOD_EXPR:
10559     case FLOOR_MOD_EXPR:
10560     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
10561     case TRUTH_ORIF_EXPR:
10562     case TRUTH_AND_EXPR:
10563     case TRUTH_OR_EXPR:
10564     case RSHIFT_EXPR:
10565     case LSHIFT_EXPR:
10566     case RROTATE_EXPR:
10567     case LROTATE_EXPR:
10568     case EQ_EXPR:
10569     case NE_EXPR:
10570     case MAX_EXPR:
10571     case MIN_EXPR:
10572     case LE_EXPR:
10573     case GE_EXPR:
10574     case LT_EXPR:
10575     case GT_EXPR:
10576     case COMPOUND_EXPR:
10577     case DOTSTAR_EXPR:
10578     case MEMBER_REF:
10579     case PREDECREMENT_EXPR:
10580     case PREINCREMENT_EXPR:
10581     case POSTDECREMENT_EXPR:
10582     case POSTINCREMENT_EXPR:
10583       return build_nt
10584         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
10585          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
10586
10587     case SCOPE_REF:
10588       return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
10589                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0),
10590                                                 args, complain, in_decl),
10591                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1),
10592                                                 args, complain, in_decl),
10593                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
10594
10595     case ARRAY_REF:
10596       return build_nt
10597         (ARRAY_REF,
10598          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
10599          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
10600          NULL_TREE, NULL_TREE);
10601
10602     case CALL_EXPR:
10603       {
10604         int n = VL_EXP_OPERAND_LENGTH (t);
10605         tree result = build_vl_exp (CALL_EXPR, n);
10606         int i;
10607         for (i = 0; i < n; i++)
10608           TREE_OPERAND (t, i) = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, i), args,
10609                                              complain, in_decl);
10610         return result;
10611       }
10612
10613     case COND_EXPR:
10614     case MODOP_EXPR:
10615     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
10616       {
10617         r = build_nt
10618           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
10619            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
10620            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
10621         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
10622         return r;
10623       }
10624
10625     case NEW_EXPR:
10626       {
10627         r = build_nt
10628         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
10629          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
10630          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
10631         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
10632         return r;
10633       }
10634
10635     case DELETE_EXPR:
10636       {
10637         r = build_nt
10638         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
10639          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
10640         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
10641         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
10642         return r;
10643       }
10644
10645     case TEMPLATE_ID_EXPR:
10646       {
10647         /* Substituted template arguments */
10648         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
10649         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
10650
10651         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
10652         if (targs)
10653           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
10654
10655         return lookup_template_function (fn, targs);
10656       }
10657
10658     case TREE_LIST:
10659       {
10660         tree purpose, value, chain;
10661
10662         if (t == void_list_node)
10663           return t;
10664
10665         purpose = TREE_PURPOSE (t);
10666         if (purpose)
10667           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
10668         value = TREE_VALUE (t);
10669         if (value)
10670           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
10671         chain = TREE_CHAIN (t);
10672         if (chain && chain != void_type_node)
10673           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
10674         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
10675             && value == TREE_VALUE (t)
10676             && chain == TREE_CHAIN (t))
10677           return t;
10678         return tree_cons (purpose, value, chain);
10679       }
10680
10681     case RECORD_TYPE:
10682     case UNION_TYPE:
10683     case ENUMERAL_TYPE:
10684     case INTEGER_TYPE:
10685     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
10686     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10687     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10688     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10689     case POINTER_TYPE:
10690     case REFERENCE_TYPE:
10691     case OFFSET_TYPE:
10692     case FUNCTION_TYPE:
10693     case METHOD_TYPE:
10694     case ARRAY_TYPE:
10695     case TYPENAME_TYPE:
10696     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
10697     case TYPEOF_TYPE:
10698     case DECLTYPE_TYPE:
10699     case TYPE_DECL:
10700       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
10701
10702     case IDENTIFIER_NODE:
10703       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
10704         {
10705           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10706           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
10707         }
10708       else
10709         return t;
10710
10711     case CONSTRUCTOR:
10712       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
10713       gcc_unreachable ();
10714
10715     case VA_ARG_EXPR:
10716       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
10717                                           in_decl),
10718                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
10719
10720     case CLEANUP_POINT_EXPR:
10721       /* We shouldn't have built any of these during initial template
10722          generation.  Instead, they should be built during instantiation
10723          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
10724       gcc_unreachable ();
10725
10726     case OFFSET_REF:
10727       mark_used (TREE_OPERAND (t, 1));
10728       return t;
10729
10730     case EXPR_PACK_EXPANSION:
10731       error ("invalid use of pack expansion expression");
10732       return error_mark_node;
10733
10734     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
10735       error ("use %<...%> to expand argument pack");
10736       return error_mark_node;
10737
10738     default:
10739       return t;
10740     }
10741 }
10742
10743 /* Like tsubst_copy, but specifically for OpenMP clauses.  */
10744
10745 static tree
10746 tsubst_omp_clauses (tree clauses, tree args, tsubst_flags_t complain,
10747                     tree in_decl)
10748 {
10749   tree new_clauses = NULL, nc, oc;
10750
10751   for (oc = clauses; oc ; oc = OMP_CLAUSE_CHAIN (oc))
10752     {
10753       nc = copy_node (oc);
10754       OMP_CLAUSE_CHAIN (nc) = new_clauses;
10755       new_clauses = nc;
10756
10757       switch (OMP_CLAUSE_CODE (nc))
10758         {
10759         case OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE:
10760           if (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc))
10761             {
10762               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc) = push_stmt_list ();
10763               tsubst_expr (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc), args, complain,
10764                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
10765               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc)
10766                 = pop_stmt_list (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc));
10767             }
10768           /* FALLTHRU */
10769         case OMP_CLAUSE_PRIVATE:
10770         case OMP_CLAUSE_SHARED:
10771         case OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE:
10772         case OMP_CLAUSE_REDUCTION:
10773         case OMP_CLAUSE_COPYIN:
10774         case OMP_CLAUSE_COPYPRIVATE:
10775         case OMP_CLAUSE_IF:
10776         case OMP_CLAUSE_NUM_THREADS:
10777         case OMP_CLAUSE_SCHEDULE:
10778         case OMP_CLAUSE_COLLAPSE:
10779           OMP_CLAUSE_OPERAND (nc, 0)
10780             = tsubst_expr (OMP_CLAUSE_OPERAND (oc, 0), args, complain, 
10781                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
10782           break;
10783         case OMP_CLAUSE_NOWAIT:
10784         case OMP_CLAUSE_ORDERED:
10785         case OMP_CLAUSE_DEFAULT:
10786         case OMP_CLAUSE_UNTIED:
10787           break;
10788         default:
10789           gcc_unreachable ();
10790         }
10791     }
10792
10793   return finish_omp_clauses (nreverse (new_clauses));
10794 }
10795
10796 /* Like tsubst_copy_and_build, but unshare TREE_LIST nodes.  */
10797
10798 static tree
10799 tsubst_copy_asm_operands (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
10800                           tree in_decl)
10801 {
10802 #define RECUR(t) tsubst_copy_asm_operands (t, args, complain, in_decl)
10803
10804   tree purpose, value, chain;
10805
10806   if (t == NULL)
10807     return t;
10808
10809   if (TREE_CODE (t) != TREE_LIST)
10810     return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
10811                                   /*function_p=*/false,
10812                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
10813
10814   if (t == void_list_node)
10815     return t;
10816
10817   purpose = TREE_PURPOSE (t);
10818   if (purpose)
10819     purpose = RECUR (purpose);
10820   value = TREE_VALUE (t);
10821   if (value && TREE_CODE (value) != LABEL_DECL)
10822     value = RECUR (value);
10823   chain = TREE_CHAIN (t);
10824   if (chain && chain != void_type_node)
10825     chain = RECUR (chain);
10826   return tree_cons (purpose, value, chain);
10827 #undef RECUR
10828 }
10829
10830 /* Substitute one OMP_FOR iterator.  */
10831
10832 static void
10833 tsubst_omp_for_iterator (tree t, int i, tree declv, tree initv,
10834                          tree condv, tree incrv, tree *clauses,
10835                          tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
10836                          bool integral_constant_expression_p)
10837 {
10838 #define RECUR(NODE)                             \
10839   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
10840                integral_constant_expression_p)
10841   tree decl, init, cond, incr, auto_node;
10842
10843   init = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INIT (t), i);
10844   gcc_assert (TREE_CODE (init) == MODIFY_EXPR);
10845   decl = RECUR (TREE_OPERAND (init, 0));
10846   init = TREE_OPERAND (init, 1);
10847   auto_node = type_uses_auto (TREE_TYPE (decl));
10848   if (auto_node && init)
10849     {
10850       tree init_expr = init;
10851       if (TREE_CODE (init_expr) == DECL_EXPR)
10852         init_expr = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (init_expr));
10853       init_expr = RECUR (init_expr);
10854       TREE_TYPE (decl)
10855         = do_auto_deduction (TREE_TYPE (decl), init_expr, auto_node);
10856     }
10857   gcc_assert (!type_dependent_expression_p (decl));
10858
10859   if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
10860     {
10861       cond = RECUR (TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i));
10862       incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
10863       if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
10864         incr = build_x_modify_expr (RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NOP_EXPR,
10865                                     RECUR (TREE_OPERAND (incr, 1)),
10866                                     complain);
10867       else
10868         incr = RECUR (incr);
10869       TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
10870       TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
10871       TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
10872       TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
10873       return;
10874     }
10875
10876   if (init && TREE_CODE (init) != DECL_EXPR)
10877     {
10878       tree c;
10879       for (c = *clauses; c ; c = OMP_CLAUSE_CHAIN (c))
10880         {
10881           if ((OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_PRIVATE
10882                || OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE)
10883               && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
10884             break;
10885           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE
10886                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
10887             error ("iteration variable %qD should not be firstprivate", decl);
10888           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_REDUCTION
10889                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
10890             error ("iteration variable %qD should not be reduction", decl);
10891         }
10892       if (c == NULL)
10893         {
10894           c = build_omp_clause (input_location, OMP_CLAUSE_PRIVATE);
10895           OMP_CLAUSE_DECL (c) = decl;
10896           c = finish_omp_clauses (c);
10897           if (c)
10898             {
10899               OMP_CLAUSE_CHAIN (c) = *clauses;
10900               *clauses = c;
10901             }
10902         }
10903     }
10904   cond = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i);
10905   if (COMPARISON_CLASS_P (cond))
10906     cond = build2 (TREE_CODE (cond), boolean_type_node,
10907                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 0)),
10908                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 1)));
10909   else
10910     cond = RECUR (cond);
10911   incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
10912   switch (TREE_CODE (incr))
10913     {
10914     case PREINCREMENT_EXPR:
10915     case PREDECREMENT_EXPR:
10916     case POSTINCREMENT_EXPR:
10917     case POSTDECREMENT_EXPR:
10918       incr = build2 (TREE_CODE (incr), TREE_TYPE (decl),
10919                      RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NULL_TREE);
10920       break;
10921     case MODIFY_EXPR:
10922       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
10923           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
10924         {
10925           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 1);
10926           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
10927                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
10928                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
10929                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
10930                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
10931         }
10932       else
10933         incr = RECUR (incr);
10934       break;
10935     case MODOP_EXPR:
10936       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
10937           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
10938         {
10939           tree lhs = RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0));
10940           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl), lhs,
10941                          build2 (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)),
10942                                  TREE_TYPE (decl), lhs,
10943                                  RECUR (TREE_OPERAND (incr, 2))));
10944         }
10945       else if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == NOP_EXPR
10946                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == PLUS_EXPR
10947                    || (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == MINUS_EXPR)))
10948         {
10949           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 2);
10950           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
10951                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
10952                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
10953                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
10954                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
10955         }
10956       else
10957         incr = RECUR (incr);
10958       break;
10959     default:
10960       incr = RECUR (incr);
10961       break;
10962     }
10963
10964   TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
10965   TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
10966   TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
10967   TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
10968 #undef RECUR
10969 }
10970
10971 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
10972    processing.  */
10973
10974 static tree
10975 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
10976              bool integral_constant_expression_p)
10977 {
10978 #define RECUR(NODE)                             \
10979   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
10980                integral_constant_expression_p)
10981
10982   tree stmt, tmp;
10983
10984   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
10985     return t;
10986
10987   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
10988     input_location = EXPR_LOCATION (t);
10989   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
10990     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
10991
10992   switch (TREE_CODE (t))
10993     {
10994     case STATEMENT_LIST:
10995       {
10996         tree_stmt_iterator i;
10997         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
10998           RECUR (tsi_stmt (i));
10999         break;
11000       }
11001
11002     case CTOR_INITIALIZER:
11003       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
11004                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
11005       break;
11006
11007     case RETURN_EXPR:
11008       finish_return_stmt (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
11009       break;
11010
11011     case EXPR_STMT:
11012       tmp = RECUR (EXPR_STMT_EXPR (t));
11013       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
11014         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
11015       else
11016         finish_expr_stmt (tmp);
11017       break;
11018
11019     case USING_STMT:
11020       do_using_directive (RECUR (USING_STMT_NAMESPACE (t)));
11021       break;
11022
11023     case DECL_EXPR:
11024       {
11025         tree decl;
11026         tree init;
11027
11028         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
11029         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
11030           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
11031         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
11032           {
11033             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
11034             tree name = DECL_NAME (decl);
11035             tree decl;
11036
11037             scope = RECUR (scope);
11038             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
11039                                           /*is_type_p=*/false,
11040                                           /*complain=*/false);
11041             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
11042               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl, input_location);
11043             else
11044               do_local_using_decl (decl, scope, name);
11045           }
11046         else
11047           {
11048             init = DECL_INITIAL (decl);
11049             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
11050             if (decl != error_mark_node)
11051               {
11052                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
11053                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
11054                    handle local variables, and since we've already done
11055                    all that needs to be done, that's the right thing to
11056                    do.  */
11057                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11058                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
11059                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
11060                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
11061                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
11062                   finish_anon_union (decl);
11063                 else
11064                   {
11065                     maybe_push_decl (decl);
11066                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
11067                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
11068                       {
11069                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
11070                            initializer.  */
11071                         const char *const name
11072                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
11073                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
11074                       }
11075                     else
11076                       {
11077                         tree t = RECUR (init);
11078
11079                         if (init && !t)
11080                           /* If we had an initializer but it
11081                              instantiated to nothing,
11082                              value-initialize the object.  This will
11083                              only occur when the initializer was a
11084                              pack expansion where the parameter packs
11085                              used in that expansion were of length
11086                              zero.  */
11087                           init = build_value_init (TREE_TYPE (decl));
11088                         else
11089                           init = t;
11090                       }
11091
11092                     cp_finish_decl (decl, init, false, NULL_TREE, 0);
11093                   }
11094               }
11095           }
11096
11097         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
11098            clause of an if/for/while construct.  */
11099         return decl;
11100       }
11101
11102     case FOR_STMT:
11103       stmt = begin_for_stmt ();
11104                           RECUR (FOR_INIT_STMT (t));
11105       finish_for_init_stmt (stmt);
11106       tmp = RECUR (FOR_COND (t));
11107       finish_for_cond (tmp, stmt);
11108       tmp = RECUR (FOR_EXPR (t));
11109       finish_for_expr (tmp, stmt);
11110       RECUR (FOR_BODY (t));
11111       finish_for_stmt (stmt);
11112       break;
11113
11114     case WHILE_STMT:
11115       stmt = begin_while_stmt ();
11116       tmp = RECUR (WHILE_COND (t));
11117       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
11118       RECUR (WHILE_BODY (t));
11119       finish_while_stmt (stmt);
11120       break;
11121
11122     case DO_STMT:
11123       stmt = begin_do_stmt ();
11124       RECUR (DO_BODY (t));
11125       finish_do_body (stmt);
11126       tmp = RECUR (DO_COND (t));
11127       finish_do_stmt (tmp, stmt);
11128       break;
11129
11130     case IF_STMT:
11131       stmt = begin_if_stmt ();
11132       tmp = RECUR (IF_COND (t));
11133       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
11134       RECUR (THEN_CLAUSE (t));
11135       finish_then_clause (stmt);
11136
11137       if (ELSE_CLAUSE (t))
11138         {
11139           begin_else_clause (stmt);
11140           RECUR (ELSE_CLAUSE (t));
11141           finish_else_clause (stmt);
11142         }
11143
11144       finish_if_stmt (stmt);
11145       break;
11146
11147     case BIND_EXPR:
11148       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
11149         stmt = begin_function_body ();
11150       else
11151         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
11152                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
11153
11154       RECUR (BIND_EXPR_BODY (t));
11155
11156       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
11157         finish_function_body (stmt);
11158       else
11159         finish_compound_stmt (stmt);
11160       break;
11161
11162     case BREAK_STMT:
11163       finish_break_stmt ();
11164       break;
11165
11166     case CONTINUE_STMT:
11167       finish_continue_stmt ();
11168       break;
11169
11170     case SWITCH_STMT:
11171       stmt = begin_switch_stmt ();
11172       tmp = RECUR (SWITCH_STMT_COND (t));
11173       finish_switch_cond (tmp, stmt);
11174       RECUR (SWITCH_STMT_BODY (t));
11175       finish_switch_stmt (stmt);
11176       break;
11177
11178     case CASE_LABEL_EXPR:
11179       finish_case_label (EXPR_LOCATION (t),
11180                          RECUR (CASE_LOW (t)),
11181                          RECUR (CASE_HIGH (t)));
11182       break;
11183
11184     case LABEL_EXPR:
11185       {
11186         tree decl = LABEL_EXPR_LABEL (t);
11187         tree label;
11188
11189         label = finish_label_stmt (DECL_NAME (decl));
11190         if (DECL_ATTRIBUTES (decl) != NULL_TREE)
11191           cplus_decl_attributes (&label, DECL_ATTRIBUTES (decl), 0);
11192       }
11193       break;
11194
11195     case GOTO_EXPR:
11196       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
11197       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
11198         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
11199            non-computed gotos must not be; the identifier in question
11200            will have no binding.  */
11201         tmp = RECUR (tmp);
11202       else
11203         tmp = DECL_NAME (tmp);
11204       finish_goto_stmt (tmp);
11205       break;
11206
11207     case ASM_EXPR:
11208       tmp = finish_asm_stmt
11209         (ASM_VOLATILE_P (t),
11210          RECUR (ASM_STRING (t)),
11211          tsubst_copy_asm_operands (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
11212          tsubst_copy_asm_operands (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
11213          tsubst_copy_asm_operands (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl),
11214          tsubst_copy_asm_operands (ASM_LABELS (t), args, complain, in_decl));
11215       {
11216         tree asm_expr = tmp;
11217         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
11218           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
11219         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
11220       }
11221       break;
11222
11223     case TRY_BLOCK:
11224       if (CLEANUP_P (t))
11225         {
11226           stmt = begin_try_block ();
11227           RECUR (TRY_STMTS (t));
11228           finish_cleanup_try_block (stmt);
11229           finish_cleanup (RECUR (TRY_HANDLERS (t)), stmt);
11230         }
11231       else
11232         {
11233           tree compound_stmt = NULL_TREE;
11234
11235           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11236             stmt = begin_function_try_block (&compound_stmt);
11237           else
11238             stmt = begin_try_block ();
11239
11240           RECUR (TRY_STMTS (t));
11241
11242           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11243             finish_function_try_block (stmt);
11244           else
11245             finish_try_block (stmt);
11246
11247           RECUR (TRY_HANDLERS (t));
11248           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11249             finish_function_handler_sequence (stmt, compound_stmt);
11250           else
11251             finish_handler_sequence (stmt);
11252         }
11253       break;
11254
11255     case HANDLER:
11256       {
11257         tree decl = HANDLER_PARMS (t);
11258
11259         if (decl)
11260           {
11261             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
11262             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
11263                this variable.  We've already done all that needs to be
11264                done.  */
11265             if (decl != error_mark_node)
11266               DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
11267           }
11268         stmt = begin_handler ();
11269         finish_handler_parms (decl, stmt);
11270         RECUR (HANDLER_BODY (t));
11271         finish_handler (stmt);
11272       }
11273       break;
11274
11275     case TAG_DEFN:
11276       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
11277       break;
11278
11279     case STATIC_ASSERT:
11280       {
11281         tree condition = 
11282           tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), 
11283                        args,
11284                        complain, in_decl,
11285                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
11286         finish_static_assert (condition,
11287                               STATIC_ASSERT_MESSAGE (t),
11288                               STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
11289                               /*member_p=*/false);
11290       }
11291       break;
11292
11293     case OMP_PARALLEL:
11294       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_PARALLEL_CLAUSES (t),
11295                                 args, complain, in_decl);
11296       stmt = begin_omp_parallel ();
11297       RECUR (OMP_PARALLEL_BODY (t));
11298       OMP_PARALLEL_COMBINED (finish_omp_parallel (tmp, stmt))
11299         = OMP_PARALLEL_COMBINED (t);
11300       break;
11301
11302     case OMP_TASK:
11303       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_TASK_CLAUSES (t),
11304                                 args, complain, in_decl);
11305       stmt = begin_omp_task ();
11306       RECUR (OMP_TASK_BODY (t));
11307       finish_omp_task (tmp, stmt);
11308       break;
11309
11310     case OMP_FOR:
11311       {
11312         tree clauses, body, pre_body;
11313         tree declv, initv, condv, incrv;
11314         int i;
11315
11316         clauses = tsubst_omp_clauses (OMP_FOR_CLAUSES (t),
11317                                       args, complain, in_decl);
11318         declv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11319         initv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11320         condv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11321         incrv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11322
11323         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)); i++)
11324           tsubst_omp_for_iterator (t, i, declv, initv, condv, incrv,
11325                                    &clauses, args, complain, in_decl,
11326                                    integral_constant_expression_p);
11327
11328         stmt = begin_omp_structured_block ();
11329
11330         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (initv); i++)
11331           if (TREE_VEC_ELT (initv, i) == NULL
11332               || TREE_CODE (TREE_VEC_ELT (initv, i)) != DECL_EXPR)
11333             TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
11334           else if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_VEC_ELT (initv, i))))
11335             {
11336               tree init = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
11337               gcc_assert (init == TREE_VEC_ELT (declv, i));
11338               TREE_VEC_ELT (initv, i) = NULL_TREE;
11339             }
11340           else
11341             {
11342               tree decl_expr = TREE_VEC_ELT (initv, i);
11343               tree init = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr));
11344               gcc_assert (init != NULL);
11345               TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (init);
11346               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = NULL;
11347               RECUR (decl_expr);
11348               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = init;
11349             }
11350
11351         pre_body = push_stmt_list ();
11352         RECUR (OMP_FOR_PRE_BODY (t));
11353         pre_body = pop_stmt_list (pre_body);
11354
11355         body = push_stmt_list ();
11356         RECUR (OMP_FOR_BODY (t));
11357         body = pop_stmt_list (body);
11358
11359         t = finish_omp_for (EXPR_LOCATION (t), declv, initv, condv, incrv,
11360                             body, pre_body, clauses);
11361
11362         add_stmt (finish_omp_structured_block (stmt));
11363       }
11364       break;
11365
11366     case OMP_SECTIONS:
11367     case OMP_SINGLE:
11368       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_CLAUSES (t), args, complain, in_decl);
11369       stmt = push_stmt_list ();
11370       RECUR (OMP_BODY (t));
11371       stmt = pop_stmt_list (stmt);
11372
11373       t = copy_node (t);
11374       OMP_BODY (t) = stmt;
11375       OMP_CLAUSES (t) = tmp;
11376       add_stmt (t);
11377       break;
11378
11379     case OMP_SECTION:
11380     case OMP_CRITICAL:
11381     case OMP_MASTER:
11382     case OMP_ORDERED:
11383       stmt = push_stmt_list ();
11384       RECUR (OMP_BODY (t));
11385       stmt = pop_stmt_list (stmt);
11386
11387       t = copy_node (t);
11388       OMP_BODY (t) = stmt;
11389       add_stmt (t);
11390       break;
11391
11392     case OMP_ATOMIC:
11393       gcc_assert (OMP_ATOMIC_DEPENDENT_P (t));
11394       {
11395         tree op1 = TREE_OPERAND (t, 1);
11396         tree lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
11397         tree rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 1));
11398         finish_omp_atomic (TREE_CODE (op1), lhs, rhs);
11399       }
11400       break;
11401
11402     case EXPR_PACK_EXPANSION:
11403       error ("invalid use of pack expansion expression");
11404       return error_mark_node;
11405
11406     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
11407       error ("use %<...%> to expand argument pack");
11408       return error_mark_node;
11409
11410     default:
11411       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
11412
11413       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
11414                                     /*function_p=*/false,
11415                                     integral_constant_expression_p);
11416     }
11417
11418   return NULL_TREE;
11419 #undef RECUR
11420 }
11421
11422 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
11423    call.  Return the substituted version of T.  */
11424
11425 static tree
11426 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
11427                                     tsubst_flags_t complain,
11428                                     tree in_decl)
11429 {
11430   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
11431     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
11432                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
11433   else
11434     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
11435                                /*function_p=*/false,
11436                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
11437
11438   return t;
11439 }
11440
11441 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
11442    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
11443
11444 tree
11445 tsubst_copy_and_build (tree t,
11446                        tree args,
11447                        tsubst_flags_t complain,
11448                        tree in_decl,
11449                        bool function_p,
11450                        bool integral_constant_expression_p)
11451 {
11452 #define RECUR(NODE)                                             \
11453   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl,         \
11454                          /*function_p=*/false,                  \
11455                          integral_constant_expression_p)
11456
11457   tree op1;
11458
11459   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
11460     return t;
11461
11462   switch (TREE_CODE (t))
11463     {
11464     case USING_DECL:
11465       t = DECL_NAME (t);
11466       /* Fall through.  */
11467     case IDENTIFIER_NODE:
11468       {
11469         tree decl;
11470         cp_id_kind idk;
11471         bool non_integral_constant_expression_p;
11472         const char *error_msg;
11473
11474         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
11475           {
11476             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
11477             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
11478           }
11479
11480         /* Look up the name.  */
11481         decl = lookup_name (t);
11482
11483         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
11484            failure, not NULL_TREE.  */
11485         if (decl == NULL_TREE)
11486           decl = error_mark_node;
11487
11488         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
11489                                      &idk,
11490                                      integral_constant_expression_p,
11491                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
11492                                      &non_integral_constant_expression_p,
11493                                      /*template_p=*/false,
11494                                      /*done=*/true,
11495                                      /*address_p=*/false,
11496                                      /*template_arg_p=*/false,
11497                                      &error_msg,
11498                                      input_location);
11499         if (error_msg)
11500           error (error_msg);
11501         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
11502           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
11503         return decl;
11504       }
11505
11506     case TEMPLATE_ID_EXPR:
11507       {
11508         tree object;
11509         tree templ = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
11510         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
11511
11512         if (targs)
11513           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
11514
11515         if (TREE_CODE (templ) == COMPONENT_REF)
11516           {
11517             object = TREE_OPERAND (templ, 0);
11518             templ = TREE_OPERAND (templ, 1);
11519           }
11520         else
11521           object = NULL_TREE;
11522         templ = lookup_template_function (templ, targs);
11523
11524         if (object)
11525           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (templ),
11526                          object, templ, NULL_TREE);
11527         else
11528           return baselink_for_fns (templ);
11529       }
11530
11531     case INDIRECT_REF:
11532       {
11533         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
11534
11535         if (REFERENCE_REF_P (t))
11536           {
11537             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
11538                such an indirect ref, but the substitution of the cast
11539                will have also added such an indirect ref.  */
11540             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
11541               r = convert_from_reference (r);
11542           }
11543         else
11544           r = build_x_indirect_ref (r, "unary *", complain);
11545         return r;
11546       }
11547
11548     case NOP_EXPR:
11549       return build_nop
11550         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
11551          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
11552
11553     case CAST_EXPR:
11554     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
11555     case CONST_CAST_EXPR:
11556     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
11557     case STATIC_CAST_EXPR:
11558       {
11559         tree type;
11560         tree op;
11561
11562         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
11563         if (integral_constant_expression_p
11564             && !cast_valid_in_integral_constant_expression_p (type))
11565           {
11566             if (complain & tf_error)
11567               error ("a cast to a type other than an integral or "
11568                      "enumeration type cannot appear in a constant-expression");
11569             return error_mark_node; 
11570           }
11571
11572         op = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
11573
11574         switch (TREE_CODE (t))
11575           {
11576           case CAST_EXPR:
11577             return build_functional_cast (type, op, complain);
11578           case REINTERPRET_CAST_EXPR:
11579             return build_reinterpret_cast (type, op, complain);
11580           case CONST_CAST_EXPR:
11581             return build_const_cast (type, op, complain);
11582           case DYNAMIC_CAST_EXPR:
11583             return build_dynamic_cast (type, op, complain);
11584           case STATIC_CAST_EXPR:
11585             return build_static_cast (type, op, complain);
11586           default:
11587             gcc_unreachable ();
11588           }
11589       }
11590
11591     case POSTDECREMENT_EXPR:
11592     case POSTINCREMENT_EXPR:
11593       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
11594                                                 args, complain, in_decl);
11595       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1, complain);
11596
11597     case PREDECREMENT_EXPR:
11598     case PREINCREMENT_EXPR:
11599     case NEGATE_EXPR:
11600     case BIT_NOT_EXPR:
11601     case ABS_EXPR:
11602     case TRUTH_NOT_EXPR:
11603     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
11604     case REALPART_EXPR:
11605     case IMAGPART_EXPR:
11606       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
11607                                complain);
11608
11609     case ADDR_EXPR:
11610       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
11611       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
11612         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
11613                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
11614       else
11615         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
11616                                                   in_decl);
11617       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
11618         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1),
11619                                           EXPR_LOCATION (op1));
11620       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1, complain);
11621
11622     case PLUS_EXPR:
11623     case MINUS_EXPR:
11624     case MULT_EXPR:
11625     case TRUNC_DIV_EXPR:
11626     case CEIL_DIV_EXPR:
11627     case FLOOR_DIV_EXPR:
11628     case ROUND_DIV_EXPR:
11629     case EXACT_DIV_EXPR:
11630     case BIT_AND_EXPR:
11631     case BIT_IOR_EXPR:
11632     case BIT_XOR_EXPR:
11633     case TRUNC_MOD_EXPR:
11634     case FLOOR_MOD_EXPR:
11635     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
11636     case TRUTH_ORIF_EXPR:
11637     case TRUTH_AND_EXPR:
11638     case TRUTH_OR_EXPR:
11639     case RSHIFT_EXPR:
11640     case LSHIFT_EXPR:
11641     case RROTATE_EXPR:
11642     case LROTATE_EXPR:
11643     case EQ_EXPR:
11644     case NE_EXPR:
11645     case MAX_EXPR:
11646     case MIN_EXPR:
11647     case LE_EXPR:
11648     case GE_EXPR:
11649     case LT_EXPR:
11650     case GT_EXPR:
11651     case MEMBER_REF:
11652     case DOTSTAR_EXPR:
11653       return build_x_binary_op
11654         (TREE_CODE (t),
11655          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
11656          (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 0))
11657           ? ERROR_MARK
11658           : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 0))),
11659          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
11660          (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 1))
11661           ? ERROR_MARK
11662           : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1))),
11663          /*overloaded_p=*/NULL,
11664          complain);
11665
11666     case SCOPE_REF:
11667       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
11668                                   /*address_p=*/false);
11669     case ARRAY_REF:
11670       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
11671                                                 args, complain, in_decl);
11672       return build_x_array_ref (op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)), complain);
11673
11674     case SIZEOF_EXPR:
11675       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
11676         return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
11677       /* Fall through */
11678       
11679     case ALIGNOF_EXPR:
11680       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
11681       if (!args)
11682         {
11683           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
11684              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
11685              the substitutions may not work.  */
11686           if (!TYPE_P (op1))
11687             op1 = TREE_TYPE (op1);
11688         }
11689       else
11690         {
11691           ++cp_unevaluated_operand;
11692           ++c_inhibit_evaluation_warnings;
11693           op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
11694                                        /*function_p=*/false,
11695                                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
11696           --cp_unevaluated_operand;
11697           --c_inhibit_evaluation_warnings;
11698         }
11699       if (TYPE_P (op1))
11700         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), 
11701                                            complain & tf_error);
11702       else
11703         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t), 
11704                                            complain & tf_error);
11705
11706     case MODOP_EXPR:
11707       {
11708         tree r = build_x_modify_expr
11709           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
11710            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
11711            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
11712            complain);
11713         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
11714            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
11715            than plain assignment.  In the former case, it was already
11716            set and must be copied.  In the latter case,
11717            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
11718            here.  */
11719         if (TREE_NO_WARNING (t))
11720           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
11721         return r;
11722       }
11723
11724     case ARROW_EXPR:
11725       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
11726                                                 args, complain, in_decl);
11727       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
11728       if (DECL_P (op1))
11729         mark_used (op1);
11730       return build_x_arrow (op1);
11731
11732     case NEW_EXPR:
11733       {
11734         tree placement = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
11735         tree init = RECUR (TREE_OPERAND (t, 3));
11736         VEC(tree,gc) *placement_vec;
11737         VEC(tree,gc) *init_vec;
11738         tree ret;
11739
11740         if (placement == NULL_TREE)
11741           placement_vec = NULL;
11742         else
11743           {
11744             placement_vec = make_tree_vector ();
11745             for (; placement != NULL_TREE; placement = TREE_CHAIN (placement))
11746               VEC_safe_push (tree, gc, placement_vec, TREE_VALUE (placement));
11747           }
11748
11749         /* If there was an initializer in the original tree, but it
11750            instantiated to an empty list, then we should pass a
11751            non-NULL empty vector to tell build_new that it was an
11752            empty initializer() rather than no initializer.  This can
11753            only happen when the initializer is a pack expansion whose
11754            parameter packs are of length zero.  */
11755         if (init == NULL_TREE && TREE_OPERAND (t, 3) == NULL_TREE)
11756           init_vec = NULL;
11757         else
11758           {
11759             init_vec = make_tree_vector ();
11760             if (init == void_zero_node)
11761               gcc_assert (init_vec != NULL);
11762             else
11763               {
11764                 for (; init != NULL_TREE; init = TREE_CHAIN (init))
11765                   VEC_safe_push (tree, gc, init_vec, TREE_VALUE (init));
11766               }
11767           }
11768
11769         ret = build_new (&placement_vec,
11770                          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
11771                          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
11772                          &init_vec,
11773                          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t),
11774                          complain);
11775
11776         if (placement_vec != NULL)
11777           release_tree_vector (placement_vec);
11778         if (init_vec != NULL)
11779           release_tree_vector (init_vec);
11780
11781         return ret;
11782       }
11783
11784     case DELETE_EXPR:
11785      return delete_sanity
11786        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
11787         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
11788         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
11789         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
11790
11791     case COMPOUND_EXPR:
11792       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
11793                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
11794                                     complain);
11795
11796     case CALL_EXPR:
11797       {
11798         tree function;
11799         VEC(tree,gc) *call_args;
11800         unsigned int nargs, i;
11801         bool qualified_p;
11802         bool koenig_p;
11803         tree ret;
11804
11805         function = CALL_EXPR_FN (t);
11806         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
11807            not Koenig lookup should be performed.  */
11808         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
11809         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
11810           {
11811             qualified_p = true;
11812             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
11813                                             /*done=*/false,
11814                                             /*address_p=*/false);
11815           }
11816         else
11817           {
11818             if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
11819               {
11820                 tree op = TREE_OPERAND (function, 1);
11821
11822                 qualified_p = (TREE_CODE (op) == SCOPE_REF
11823                                || (BASELINK_P (op)
11824                                    && BASELINK_QUALIFIED_P (op)));
11825               }
11826             else
11827               qualified_p = false;
11828
11829             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
11830                                               in_decl,
11831                                               !qualified_p,
11832                                               integral_constant_expression_p);
11833
11834             if (BASELINK_P (function))
11835               qualified_p = true;
11836           }
11837
11838         nargs = call_expr_nargs (t);
11839         call_args = make_tree_vector ();
11840         for (i = 0; i < nargs; ++i)
11841           {
11842             tree arg = CALL_EXPR_ARG (t, i);
11843
11844             if (!PACK_EXPANSION_P (arg))
11845               VEC_safe_push (tree, gc, call_args,
11846                              RECUR (CALL_EXPR_ARG (t, i)));
11847             else
11848               {
11849                 /* Expand the pack expansion and push each entry onto
11850                    CALL_ARGS.  */
11851                 arg = tsubst_pack_expansion (arg, args, complain, in_decl);
11852                 if (TREE_CODE (arg) == TREE_VEC)
11853                   {
11854                     unsigned int len, j;
11855
11856                     len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
11857                     for (j = 0; j < len; ++j)
11858                       {
11859                         tree value = TREE_VEC_ELT (arg, j);
11860                         if (value != NULL_TREE)
11861                           value = convert_from_reference (value);
11862                         VEC_safe_push (tree, gc, call_args, value);
11863                       }
11864                   }
11865                 else
11866                   {
11867                     /* A partial substitution.  Add one entry.  */
11868                     VEC_safe_push (tree, gc, call_args, arg);
11869                   }
11870               }
11871           }
11872
11873         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
11874            lookup finds a non-function, in accordance with the
11875            expected resolution of DR 218.  */
11876         if (koenig_p
11877             && ((is_overloaded_fn (function)
11878                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
11879                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
11880                     to denote the function.  */
11881                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
11882                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
11883             /* Only do this when substitution turns a dependent call
11884                into a non-dependent call.  */
11885             && type_dependent_expression_p_push (t)
11886             && !any_type_dependent_arguments_p (call_args))
11887           function = perform_koenig_lookup (function, call_args);
11888
11889         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
11890           {
11891             unqualified_name_lookup_error (function);
11892             release_tree_vector (call_args);
11893             return error_mark_node;
11894           }
11895
11896         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
11897         if (DECL_P (function))
11898           mark_used (function);
11899
11900         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
11901           ret = build_offset_ref_call_from_tree (function, &call_args);
11902         else if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
11903           {
11904             if (!BASELINK_P (TREE_OPERAND (function, 1)))
11905               ret = finish_call_expr (function, &call_args,
11906                                        /*disallow_virtual=*/false,
11907                                        /*koenig_p=*/false,
11908                                        complain);
11909             else
11910               ret = (build_new_method_call
11911                       (TREE_OPERAND (function, 0),
11912                        TREE_OPERAND (function, 1),
11913                        &call_args, NULL_TREE,
11914                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL,
11915                        /*fn_p=*/NULL,
11916                        complain));
11917           }
11918         else
11919           ret = finish_call_expr (function, &call_args,
11920                                   /*disallow_virtual=*/qualified_p,
11921                                   koenig_p,
11922                                   complain);
11923
11924         release_tree_vector (call_args);
11925
11926         return ret;
11927       }
11928
11929     case COND_EXPR:
11930       return build_x_conditional_expr
11931         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
11932          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
11933          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
11934          complain);
11935
11936     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
11937       return finish_pseudo_destructor_expr
11938         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
11939          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
11940          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
11941
11942     case TREE_LIST:
11943       {
11944         tree purpose, value, chain;
11945
11946         if (t == void_list_node)
11947           return t;
11948
11949         if ((TREE_PURPOSE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_PURPOSE (t)))
11950             || (TREE_VALUE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (t))))
11951           {
11952             /* We have pack expansions, so expand those and
11953                create a new list out of it.  */
11954             tree purposevec = NULL_TREE;
11955             tree valuevec = NULL_TREE;
11956             tree chain;
11957             int i, len = -1;
11958
11959             /* Expand the argument expressions.  */
11960             if (TREE_PURPOSE (t))
11961               purposevec = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), args,
11962                                                  complain, in_decl);
11963             if (TREE_VALUE (t))
11964               valuevec = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (t), args,
11965                                                complain, in_decl);
11966
11967             /* Build the rest of the list.  */
11968             chain = TREE_CHAIN (t);
11969             if (chain && chain != void_type_node)
11970               chain = RECUR (chain);
11971
11972             /* Determine the number of arguments.  */
11973             if (purposevec && TREE_CODE (purposevec) == TREE_VEC)
11974               {
11975                 len = TREE_VEC_LENGTH (purposevec);
11976                 gcc_assert (!valuevec || len == TREE_VEC_LENGTH (valuevec));
11977               }
11978             else if (TREE_CODE (valuevec) == TREE_VEC)
11979               len = TREE_VEC_LENGTH (valuevec);
11980             else
11981               {
11982                 /* Since we only performed a partial substitution into
11983                    the argument pack, we only return a single list
11984                    node.  */
11985                 if (purposevec == TREE_PURPOSE (t)
11986                     && valuevec == TREE_VALUE (t)
11987                     && chain == TREE_CHAIN (t))
11988                   return t;
11989
11990                 return tree_cons (purposevec, valuevec, chain);
11991               }
11992             
11993             /* Convert the argument vectors into a TREE_LIST */
11994             i = len;
11995             while (i > 0)
11996               {
11997                 /* Grab the Ith values.  */
11998                 i--;
11999                 purpose = purposevec ? TREE_VEC_ELT (purposevec, i) 
12000                                      : NULL_TREE;
12001                 value 
12002                   = valuevec ? convert_from_reference (TREE_VEC_ELT (valuevec, i)) 
12003                              : NULL_TREE;
12004
12005                 /* Build the list (backwards).  */
12006                 chain = tree_cons (purpose, value, chain);
12007               }
12008
12009             return chain;
12010           }
12011
12012         purpose = TREE_PURPOSE (t);
12013         if (purpose)
12014           purpose = RECUR (purpose);
12015         value = TREE_VALUE (t);
12016         if (value)
12017           value = RECUR (value);
12018         chain = TREE_CHAIN (t);
12019         if (chain && chain != void_type_node)
12020           chain = RECUR (chain);
12021         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
12022             && value == TREE_VALUE (t)
12023             && chain == TREE_CHAIN (t))
12024           return t;
12025         return tree_cons (purpose, value, chain);
12026       }
12027
12028     case COMPONENT_REF:
12029       {
12030         tree object;
12031         tree object_type;
12032         tree member;
12033
12034         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12035                                                      args, complain, in_decl);
12036         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
12037         if (DECL_P (object))
12038           mark_used (object);
12039         object_type = TREE_TYPE (object);
12040
12041         member = TREE_OPERAND (t, 1);
12042         if (BASELINK_P (member))
12043           member = tsubst_baselink (member,
12044                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
12045                                     args, complain, in_decl);
12046         else
12047           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
12048         if (member == error_mark_node)
12049           return error_mark_node;
12050
12051         if (object_type && !CLASS_TYPE_P (object_type))
12052           {
12053             if (SCALAR_TYPE_P (object_type))
12054               {
12055                 tree s = NULL_TREE;
12056                 tree dtor = member;
12057
12058                 if (TREE_CODE (dtor) == SCOPE_REF)
12059                   {
12060                     s = TREE_OPERAND (dtor, 0);
12061                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 1);
12062                   }
12063                 if (TREE_CODE (dtor) == BIT_NOT_EXPR)
12064                   {
12065                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 0);
12066                     if (TYPE_P (dtor))
12067                       return finish_pseudo_destructor_expr (object, s, dtor);
12068                   }
12069               }
12070           }
12071         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
12072                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12073           {
12074             tree tmpl;
12075             tree args;
12076
12077             /* Lookup the template functions now that we know what the
12078                scope is.  */
12079             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
12080             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
12081             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl,
12082                                             /*is_type_p=*/false,
12083                                             /*complain=*/false);
12084             if (BASELINK_P (member))
12085               {
12086                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
12087                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
12088                               args);
12089                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
12090                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
12091                            object_type));
12092               }
12093             else
12094               {
12095                 qualified_name_lookup_error (object_type, tmpl, member,
12096                                              input_location);
12097                 return error_mark_node;
12098               }
12099           }
12100         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
12101                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
12102                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
12103           {
12104             if (complain & tf_error)
12105               {
12106                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
12107                   error ("%qT is not a class or namespace",
12108                          TREE_OPERAND (member, 0));
12109                 else
12110                   error ("%qD is not a class or namespace",
12111                          TREE_OPERAND (member, 0));
12112               }
12113             return error_mark_node;
12114           }
12115         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
12116           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
12117
12118         return finish_class_member_access_expr (object, member,
12119                                                 /*template_p=*/false,
12120                                                 complain);
12121       }
12122
12123     case THROW_EXPR:
12124       return build_throw
12125         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12126
12127     case CONSTRUCTOR:
12128       {
12129         VEC(constructor_elt,gc) *n;
12130         constructor_elt *ce;
12131         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
12132         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12133         bool process_index_p;
12134         int newlen;
12135         bool need_copy_p = false;
12136         tree r;
12137
12138         if (type == error_mark_node)
12139           return error_mark_node;
12140
12141         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
12142         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
12143           return t;
12144
12145         /* We do not want to process the index of aggregate
12146            initializers as they are identifier nodes which will be
12147            looked up by digest_init.  */
12148         process_index_p = !(type && MAYBE_CLASS_TYPE_P (type));
12149
12150         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
12151         newlen = VEC_length (constructor_elt, n);
12152         for (idx = 0; VEC_iterate (constructor_elt, n, idx, ce); idx++)
12153           {
12154             if (ce->index && process_index_p)
12155               ce->index = RECUR (ce->index);
12156
12157             if (PACK_EXPANSION_P (ce->value))
12158               {
12159                 /* Substitute into the pack expansion.  */
12160                 ce->value = tsubst_pack_expansion (ce->value, args, complain,
12161                                                   in_decl);
12162
12163                 if (ce->value == error_mark_node)
12164                   ;
12165                 else if (TREE_VEC_LENGTH (ce->value) == 1)
12166                   /* Just move the argument into place.  */
12167                   ce->value = TREE_VEC_ELT (ce->value, 0);
12168                 else
12169                   {
12170                     /* Update the length of the final CONSTRUCTOR
12171                        arguments vector, and note that we will need to
12172                        copy.*/
12173                     newlen = newlen + TREE_VEC_LENGTH (ce->value) - 1;
12174                     need_copy_p = true;
12175                   }
12176               }
12177             else
12178               ce->value = RECUR (ce->value);
12179           }
12180
12181         if (need_copy_p)
12182           {
12183             VEC(constructor_elt,gc) *old_n = n;
12184
12185             n = VEC_alloc (constructor_elt, gc, newlen);
12186             for (idx = 0; VEC_iterate (constructor_elt, old_n, idx, ce); 
12187                  idx++)
12188               {
12189                 if (TREE_CODE (ce->value) == TREE_VEC)
12190                   {
12191                     int i, len = TREE_VEC_LENGTH (ce->value);
12192                     for (i = 0; i < len; ++i)
12193                       CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0,
12194                                               TREE_VEC_ELT (ce->value, i));
12195                   }
12196                 else
12197                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0, ce->value);
12198               }
12199           }
12200
12201         r = build_constructor (init_list_type_node, n);
12202         CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (r) = CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (t);
12203
12204         if (TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t))
12205           return finish_compound_literal (type, r);
12206
12207         return r;
12208       }
12209
12210     case TYPEID_EXPR:
12211       {
12212         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12213         if (TYPE_P (operand_0))
12214           return get_typeid (operand_0);
12215         return build_typeid (operand_0);
12216       }
12217
12218     case VAR_DECL:
12219       if (!args)
12220         return t;
12221       /* Fall through */
12222
12223     case PARM_DECL:
12224       {
12225         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12226
12227         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
12228           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
12229              the appropriate INDIRECT_REF.  */
12230           r = convert_from_reference (r);
12231         return r;
12232       }
12233
12234     case VA_ARG_EXPR:
12235       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12236                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain,
12237                                           in_decl));
12238
12239     case OFFSETOF_EXPR:
12240       return finish_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12241
12242     case TRAIT_EXPR:
12243       {
12244         tree type1 = tsubst_copy (TRAIT_EXPR_TYPE1 (t), args,
12245                                   complain, in_decl);
12246
12247         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (t);
12248         if (type2)
12249           type2 = tsubst_copy (type2, args, complain, in_decl);
12250         
12251         return finish_trait_expr (TRAIT_EXPR_KIND (t), type1, type2);
12252       }
12253
12254     case STMT_EXPR:
12255       {
12256         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
12257         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
12258
12259         cur_stmt_expr = stmt_expr;
12260         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl,
12261                      integral_constant_expression_p);
12262         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
12263         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
12264
12265         return stmt_expr;
12266       }
12267
12268     case CONST_DECL:
12269       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12270       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
12271          to their underlying values.  */
12272       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
12273         {
12274           used_types_insert (TREE_TYPE (t));
12275           return DECL_INITIAL (t);
12276         }
12277       return t;
12278
12279     default:
12280       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
12281       {
12282         tree subst
12283           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
12284                                          in_decl, /*function_p=*/false);
12285         if (subst)
12286           return subst;
12287       }
12288       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12289     }
12290
12291 #undef RECUR
12292 }
12293
12294 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
12295    make sure that the type is not variably modified. For non-type arguments,
12296    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
12297    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
12298
12299 static bool
12300 check_instantiated_arg (tree tmpl, tree t, tsubst_flags_t complain)
12301 {
12302   if (ARGUMENT_PACK_P (t))
12303     {
12304       tree vec = ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
12305       int len = TREE_VEC_LENGTH (vec);
12306       bool result = false;
12307       int i;
12308
12309       for (i = 0; i < len; ++i)
12310         if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (vec, i), complain))
12311           result = true;
12312       return result;
12313     }
12314   else if (TYPE_P (t))
12315     {
12316       if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
12317         {
12318           if (complain & tf_error)
12319             error ("%qT is a variably modified type", t);
12320           return true;
12321         }
12322     }
12323   /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
12324      constant.  */
12325   else if (TREE_TYPE (t)
12326            && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
12327            && !TREE_CONSTANT (t))
12328     {
12329       if (complain & tf_error)
12330         error ("integral expression %qE is not constant", t);
12331       return true;
12332     }
12333   return false;
12334 }
12335
12336 static bool
12337 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
12338 {
12339   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
12340   bool result = false;
12341
12342   for (ix = 0; ix != len; ix++)
12343     {
12344       if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (args, ix), complain))
12345         result = true;
12346     }
12347   if (result && (complain & tf_error))
12348     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
12349   return result;
12350 }
12351
12352 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
12353    the template arguments in TARG_PTR.  */
12354
12355 tree
12356 instantiate_template (tree tmpl, tree orig_args, tsubst_flags_t complain)
12357 {
12358   tree targ_ptr = orig_args;
12359   tree fndecl;
12360   tree gen_tmpl;
12361   tree spec;
12362   HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
12363
12364   if (tmpl == error_mark_node)
12365     return error_mark_node;
12366
12367   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
12368
12369   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
12370   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
12371     {
12372       tree spec;
12373       tree clone;
12374
12375       /* Use DECL_ABSTRACT_ORIGIN because only FUNCTION_DECLs have
12376          DECL_CLONED_FUNCTION.  */
12377       spec = instantiate_template (DECL_ABSTRACT_ORIGIN (tmpl),
12378                                    targ_ptr, complain);
12379       if (spec == error_mark_node)
12380         return error_mark_node;
12381
12382       /* Look for the clone.  */
12383       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
12384         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
12385           return clone;
12386       /* We should always have found the clone by now.  */
12387       gcc_unreachable ();
12388       return NULL_TREE;
12389     }
12390
12391   /* Check to see if we already have this specialization.  */
12392   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
12393   if (tmpl != gen_tmpl)
12394     /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
12395        arguments we must add the arguments used to perform the
12396        partial instantiation.  */
12397     targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
12398                                             targ_ptr);
12399
12400   /* It would be nice to avoid hashing here and then again in tsubst_decl,
12401      but it doesn't seem to be on the hot path.  */
12402   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr, 0);
12403
12404   gcc_assert (tmpl == gen_tmpl
12405               || ((fndecl = retrieve_specialization (tmpl, orig_args, 0))
12406                   == spec)
12407               || fndecl == NULL_TREE);
12408
12409   if (spec != NULL_TREE)
12410     return spec;
12411
12412   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
12413                                complain))
12414     return error_mark_node;
12415
12416   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
12417      parameters and return types have to be checked.  However this
12418      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
12419      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
12420      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
12421   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
12422
12423   /* Although PROCESSING_TEMPLATE_DECL may be true at this point
12424      (because, for example, we have encountered a non-dependent
12425      function call in the body of a template function and must now
12426      determine which of several overloaded functions will be called),
12427      within the instantiation itself we are not processing a
12428      template.  */  
12429   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
12430   processing_template_decl = 0;
12431   /* Substitute template parameters to obtain the specialization.  */
12432   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
12433                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
12434   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
12435   if (fndecl == error_mark_node)
12436     return error_mark_node;
12437
12438   /* Now we know the specialization, compute access previously
12439      deferred.  */
12440   push_access_scope (fndecl);
12441
12442   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
12443      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
12444      added to the template at parsing time. Let's get those and perfom
12445      the acces checks then.  */
12446   perform_typedefs_access_check (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl), targ_ptr);
12447   perform_deferred_access_checks ();
12448   pop_access_scope (fndecl);
12449   pop_deferring_access_checks ();
12450
12451   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
12452      template, not the most general template.  */
12453   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
12454
12455   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
12456      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
12457      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
12458      instantiating the template clones.  */
12459   if (TREE_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (TREE_CHAIN (gen_tmpl)))
12460     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
12461
12462   return fndecl;
12463 }
12464
12465 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  ARGS is an array with
12466    NARGS elements of the arguments that are being used when calling
12467    it.  TARGS is a vector into which the deduced template arguments
12468    are placed.
12469
12470    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
12471    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
12472    printed only for an incomplete match.
12473
12474    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
12475    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
12476
12477    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
12478    template-id.
12479
12480    The parameter STRICT is one of:
12481
12482    DEDUCE_CALL:
12483      We are deducing arguments for a function call, as in
12484      [temp.deduct.call].
12485
12486    DEDUCE_CONV:
12487      We are deducing arguments for a conversion function, as in
12488      [temp.deduct.conv].
12489
12490    DEDUCE_EXACT:
12491      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
12492      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
12493      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
12494      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
12495
12496 int
12497 fn_type_unification (tree fn,
12498                      tree explicit_targs,
12499                      tree targs,
12500                      const tree *args,
12501                      unsigned int nargs,
12502                      tree return_type,
12503                      unification_kind_t strict,
12504                      int flags)
12505 {
12506   tree parms;
12507   tree fntype;
12508   int result;
12509   bool incomplete_argument_packs_p = false;
12510
12511   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
12512
12513   fntype = TREE_TYPE (fn);
12514   if (explicit_targs)
12515     {
12516       /* [temp.deduct]
12517
12518          The specified template arguments must match the template
12519          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
12520          must not be more arguments than there are parameters;
12521          otherwise type deduction fails.
12522
12523          Nontype arguments must match the types of the corresponding
12524          nontype template parameters, or must be convertible to the
12525          types of the corresponding nontype parameters as specified in
12526          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
12527
12528          All references in the function type of the function template
12529          to the corresponding template parameters are replaced by the
12530          specified template argument values.  If a substitution in a
12531          template parameter or in the function type of the function
12532          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
12533       tree tparms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn);
12534       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
12535       tree converted_args;
12536       bool incomplete = false;
12537
12538       if (explicit_targs == error_mark_node)
12539         return 1;
12540
12541       converted_args
12542         = (coerce_template_parms (tparms, explicit_targs, NULL_TREE, tf_none,
12543                                   /*require_all_args=*/false,
12544                                   /*use_default_args=*/false));
12545       if (converted_args == error_mark_node)
12546         return 1;
12547
12548       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
12549          necessary so that, for instance, explicitly declared function
12550          arguments can match null pointed constants.  If we were given
12551          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
12552          processing during substitution as we could create partial
12553          instantiations.  */
12554       for (i = 0; i < len; i++)
12555         {
12556           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
12557           bool parameter_pack = false;
12558
12559           /* Dig out the actual parm.  */
12560           if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
12561               || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
12562             {
12563               parm = TREE_TYPE (parm);
12564               parameter_pack = TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm);
12565             }
12566           else if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
12567             {
12568               parm = DECL_INITIAL (parm);
12569               parameter_pack = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm);
12570             }
12571
12572           if (parameter_pack)
12573             {
12574               int level, idx;
12575               tree targ;
12576               template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
12577
12578               /* Mark the argument pack as "incomplete". We could
12579                  still deduce more arguments during unification.  */
12580               targ = TMPL_ARG (converted_args, level, idx);
12581               if (targ)
12582                 {
12583                   ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P(targ) = 1;
12584                   ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (targ) 
12585                     = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
12586                 }
12587
12588               /* We have some incomplete argument packs.  */
12589               incomplete_argument_packs_p = true;
12590             }
12591         }
12592
12593       if (incomplete_argument_packs_p)
12594         /* Any substitution is guaranteed to be incomplete if there
12595            are incomplete argument packs, because we can still deduce
12596            more arguments.  */
12597         incomplete = 1;
12598       else
12599         incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
12600
12601       processing_template_decl += incomplete;
12602       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
12603       processing_template_decl -= incomplete;
12604
12605       if (fntype == error_mark_node)
12606         return 1;
12607
12608       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
12609       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
12610         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
12611     }
12612
12613   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
12614   parms = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (fntype));
12615
12616   if (return_type)
12617     {
12618       tree *new_args;
12619
12620       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
12621       new_args = XALLOCAVEC (tree, nargs + 1);
12622       new_args[0] = return_type;
12623       memcpy (new_args + 1, args, nargs * sizeof (tree));
12624       args = new_args;
12625       ++nargs;
12626     }
12627
12628   /* We allow incomplete unification without an error message here
12629      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
12630      callers must be ready to deal with unification failures in any
12631      event.  */
12632   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
12633                                   targs, parms, args, nargs, /*subr=*/0,
12634                                   strict, flags);
12635
12636   if (result == 0 && incomplete_argument_packs_p)
12637     {
12638       int i, len = NUM_TMPL_ARGS (targs);
12639
12640       /* Clear the "incomplete" flags on all argument packs.  */
12641       for (i = 0; i < len; i++)
12642         {
12643           tree arg = TREE_VEC_ELT (targs, i);
12644           if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
12645             {
12646               ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg) = 0;
12647               ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (arg) = NULL_TREE;
12648             }
12649         }
12650     }
12651
12652   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
12653      ensure that the arguments deduced for the template template
12654      parameters have compatible template parameter lists.  We cannot
12655      check this property before we have deduced all template
12656      arguments, because the template parameter types of a template
12657      template parameter might depend on prior template parameters
12658      deduced after the template template parameter.  The following
12659      ill-formed example illustrates this issue:
12660
12661        template<typename T, template<T> class C> void f(C<5>, T);
12662
12663        template<int N> struct X {};
12664
12665        void g() {
12666          f(X<5>(), 5l); // error: template argument deduction fails
12667        }
12668
12669      The template parameter list of 'C' depends on the template type
12670      parameter 'T', but 'C' is deduced to 'X' before 'T' is deduced to
12671      'long'.  Thus, we can't check that 'C' cannot bind to 'X' at the
12672      time that we deduce 'C'.  */
12673   if (result == 0
12674       && !template_template_parm_bindings_ok_p 
12675            (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), targs))
12676     return 1;
12677
12678   if (result == 0)
12679     /* All is well so far.  Now, check:
12680
12681        [temp.deduct]
12682
12683        When all template arguments have been deduced, all uses of
12684        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
12685        the corresponding deduced argument values.  If the
12686        substitution results in an invalid type, as described above,
12687        type deduction fails.  */
12688     {
12689       tree substed = tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE);
12690       if (substed == error_mark_node)
12691         return 1;
12692
12693       /* If we're looking for an exact match, check that what we got
12694          is indeed an exact match.  It might not be if some template
12695          parameters are used in non-deduced contexts.  */
12696       if (strict == DEDUCE_EXACT)
12697         {
12698           unsigned int i;
12699
12700           tree sarg
12701             = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (substed));
12702           if (return_type)
12703             sarg = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (substed), sarg);
12704           for (i = 0; i < nargs && sarg; ++i, sarg = TREE_CHAIN (sarg))
12705             if (!same_type_p (args[i], TREE_VALUE (sarg)))
12706               return 1;
12707         }
12708     }
12709
12710   return result;
12711 }
12712
12713 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
12714    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
12715    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
12716    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
12717    the argument passed to the call, or the type of the value
12718    initialized with the result of the conversion function.
12719    ARG_EXPR is the original argument expression, which may be null.  */
12720
12721 static int
12722 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
12723                                   tree* parm,
12724                                   tree* arg,
12725                                   tree arg_expr)
12726 {
12727   int result = 0;
12728
12729   switch (strict)
12730     {
12731     case DEDUCE_CALL:
12732       break;
12733
12734     case DEDUCE_CONV:
12735       {
12736         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
12737            function; the handling is precisely symmetric since PARM
12738            will initialize ARG rather than vice versa.  */
12739         tree* temp = parm;
12740         parm = arg;
12741         arg = temp;
12742         break;
12743       }
12744
12745     case DEDUCE_EXACT:
12746       /* There is nothing to do in this case.  */
12747       return 0;
12748
12749     default:
12750       gcc_unreachable ();
12751     }
12752
12753   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
12754     {
12755       /* [temp.deduct.call]
12756
12757          If P is not a reference type:
12758
12759          --If A is an array type, the pointer type produced by the
12760          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
12761          used in place of A for type deduction; otherwise,
12762
12763          --If A is a function type, the pointer type produced by
12764          the function-to-pointer standard conversion
12765          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
12766          otherwise,
12767
12768          --If A is a cv-qualified type, the top level
12769          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
12770          deduction.  */
12771       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
12772         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
12773       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
12774         *arg = build_pointer_type (*arg);
12775       else
12776         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
12777     }
12778
12779   /* From C++0x [14.8.2.1/3 temp.deduct.call] (after DR606), "If P is
12780      of the form T&&, where T is a template parameter, and the argument
12781      is an lvalue, T is deduced as A& */
12782   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
12783       && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
12784       && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
12785       && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
12786       && arg_expr && real_lvalue_p (arg_expr))
12787     *arg = build_reference_type (*arg);
12788
12789   /* [temp.deduct.call]
12790
12791      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
12792      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
12793      reference type, the type referred to by P is used for
12794      type deduction.  */
12795   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
12796   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
12797     {
12798       *parm = TREE_TYPE (*parm);
12799       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
12800     }
12801
12802   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
12803      too (which has been swapped into ARG).  */
12804   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
12805     *arg = TREE_TYPE (*arg);
12806
12807   return result;
12808 }
12809
12810 /* Most parms like fn_type_unification.
12811
12812    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
12813    arguments of a function or method parameter of a function
12814    template). */
12815
12816 static int
12817 type_unification_real (tree tparms,
12818                        tree targs,
12819                        tree xparms,
12820                        const tree *xargs,
12821                        unsigned int xnargs,
12822                        int subr,
12823                        unification_kind_t strict,
12824                        int flags)
12825 {
12826   tree parm, arg, arg_expr;
12827   int i;
12828   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
12829   int sub_strict;
12830   int saw_undeduced = 0;
12831   tree parms;
12832   const tree *args;
12833   unsigned int nargs;
12834   unsigned int ia;
12835
12836   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
12837   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
12838   gcc_assert (ntparms > 0);
12839
12840   switch (strict)
12841     {
12842     case DEDUCE_CALL:
12843       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
12844                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
12845       break;
12846
12847     case DEDUCE_CONV:
12848       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
12849       break;
12850
12851     case DEDUCE_EXACT:
12852       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
12853       break;
12854
12855     default:
12856       gcc_unreachable ();
12857     }
12858
12859  again:
12860   parms = xparms;
12861   args = xargs;
12862   nargs = xnargs;
12863
12864   ia = 0;
12865   while (parms && parms != void_list_node
12866          && ia < nargs)
12867     {
12868       if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parms)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
12869         break;
12870
12871       parm = TREE_VALUE (parms);
12872       parms = TREE_CHAIN (parms);
12873       arg = args[ia];
12874       ++ia;
12875       arg_expr = NULL;
12876
12877       if (arg == error_mark_node)
12878         return 1;
12879       if (arg == unknown_type_node)
12880         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
12881            template args from other function args.  */
12882         continue;
12883
12884       /* Conversions will be performed on a function argument that
12885          corresponds with a function parameter that contains only
12886          non-deducible template parameters and explicitly specified
12887          template parameters.  */
12888       if (!uses_template_parms (parm))
12889         {
12890           tree type;
12891
12892           if (!TYPE_P (arg))
12893             type = TREE_TYPE (arg);
12894           else
12895             type = arg;
12896
12897           if (same_type_p (parm, type))
12898             continue;
12899           if (strict != DEDUCE_EXACT
12900               && can_convert_arg (parm, type, TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg,
12901                                   flags))
12902             continue;
12903
12904           return 1;
12905         }
12906
12907       if (!TYPE_P (arg))
12908         {
12909           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
12910           if (type_unknown_p (arg))
12911             {
12912               /* [temp.deduct.type] 
12913
12914                  A template-argument can be deduced from a pointer to
12915                  function or pointer to member function argument if
12916                  the set of overloaded functions does not contain
12917                  function templates and at most one of a set of
12918                  overloaded functions provides a unique match.  */
12919               if (resolve_overloaded_unification
12920                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict))
12921                 continue;
12922
12923               return 1;
12924             }
12925           arg_expr = arg;
12926           arg = unlowered_expr_type (arg);
12927           if (arg == error_mark_node)
12928             return 1;
12929         }
12930
12931       {
12932         int arg_strict = sub_strict;
12933
12934         if (!subr)
12935           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg,
12936                                                           arg_expr);
12937
12938         if (arg == init_list_type_node && arg_expr)
12939           arg = arg_expr;
12940         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
12941           return 1;
12942       }
12943     }
12944
12945
12946   if (parms 
12947       && parms != void_list_node
12948       && TREE_CODE (TREE_VALUE (parms)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
12949     {
12950       /* Unify the remaining arguments with the pack expansion type.  */
12951       tree argvec;
12952       tree parmvec = make_tree_vec (1);
12953
12954       /* Allocate a TREE_VEC and copy in all of the arguments */ 
12955       argvec = make_tree_vec (nargs - ia);
12956       for (i = 0; ia < nargs; ++ia, ++i)
12957         TREE_VEC_ELT (argvec, i) = args[ia];
12958
12959       /* Copy the parameter into parmvec.  */
12960       TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = TREE_VALUE (parms);
12961       if (unify_pack_expansion (tparms, targs, parmvec, argvec, strict,
12962                                 /*call_args_p=*/true, /*subr=*/subr))
12963         return 1;
12964
12965       /* Advance to the end of the list of parameters.  */
12966       parms = TREE_CHAIN (parms);
12967     }
12968
12969   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
12970      are present, and the parm list isn't variadic.  */
12971   if (ia < nargs && parms == void_list_node)
12972     return 1;
12973   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
12974   if (parms && parms != void_list_node
12975       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
12976     return 1;
12977
12978   if (!subr)
12979     for (i = 0; i < ntparms; i++)
12980       if (!TREE_VEC_ELT (targs, i))
12981         {
12982           tree tparm;
12983
12984           if (TREE_VEC_ELT (tparms, i) == error_mark_node)
12985             continue;
12986
12987           tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
12988
12989           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
12990              a type parameter, try another pass; its type may have been
12991              deduced from a later argument than the one from which
12992              this parameter can be deduced.  */
12993           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
12994               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
12995               && !saw_undeduced++)
12996             goto again;
12997
12998           /* Core issue #226 (C++0x) [temp.deduct]:
12999
13000                If a template argument has not been deduced, its
13001                default template argument, if any, is used. 
13002
13003              When we are in C++98 mode, TREE_PURPOSE will either
13004              be NULL_TREE or ERROR_MARK_NODE, so we do not need
13005              to explicitly check cxx_dialect here.  */
13006           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i)))
13007             {
13008               tree arg = tsubst_template_arg
13009                                 (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i)),
13010                                  targs, tf_none, NULL_TREE);
13011               if (arg == error_mark_node)
13012                 return 1;
13013               else
13014                 {
13015                   TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
13016                   continue;
13017                 }
13018             }
13019
13020           /* If the type parameter is a parameter pack, then it will
13021              be deduced to an empty parameter pack.  */
13022           if (template_parameter_pack_p (tparm))
13023             {
13024               tree arg;
13025
13026               if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
13027                 {
13028                   arg = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
13029                   TREE_TYPE (arg)  = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (tparm));
13030                   TREE_CONSTANT (arg) = 1;
13031                 }
13032               else
13033                 arg = make_node (TYPE_ARGUMENT_PACK);
13034
13035               SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (arg, make_tree_vec (0));
13036
13037               TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
13038               continue;
13039             }
13040
13041           return 2;
13042         }
13043
13044   return 0;
13045 }
13046
13047 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables
13048    at the call site.  ARG is an overloaded function (or template-id);
13049    we try deducing template args from each of the overloads, and if
13050    only one succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns
13051    true on success.  */
13052
13053 static bool
13054 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
13055                                 tree targs,
13056                                 tree parm,
13057                                 tree arg,
13058                                 unification_kind_t strict,
13059                                 int sub_strict)
13060 {
13061   tree tempargs = copy_node (targs);
13062   int good = 0;
13063   tree goodfn = NULL_TREE;
13064   bool addr_p;
13065
13066   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
13067     {
13068       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
13069       addr_p = true;
13070     }
13071   else
13072     addr_p = false;
13073
13074   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
13075     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
13076        function name.  */
13077     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
13078
13079   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
13080     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
13081
13082   /* Strip baselink information.  */
13083   if (BASELINK_P (arg))
13084     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
13085
13086   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
13087     {
13088       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
13089          the affected templates before we try to unify, in case the
13090          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
13091
13092       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
13093       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
13094
13095       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
13096         {
13097           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
13098           tree subargs, elem;
13099
13100           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
13101             continue;
13102
13103           ++processing_template_decl;
13104           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
13105                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
13106           if (subargs)
13107             {
13108               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
13109               if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
13110                                     elem, strict, sub_strict, addr_p)
13111                   && (!goodfn || !decls_match (goodfn, elem)))
13112                 {
13113                   goodfn = elem;
13114                   ++good;
13115                 }
13116             }
13117           --processing_template_decl;
13118         }
13119     }
13120   else if (TREE_CODE (arg) != OVERLOAD
13121            && TREE_CODE (arg) != FUNCTION_DECL)
13122     /* If ARG is, for example, "(0, &f)" then its type will be unknown
13123        -- but the deduction does not succeed because the expression is
13124        not just the function on its own.  */
13125     return false;
13126   else
13127     for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
13128       if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
13129                             TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
13130                             strict, sub_strict, addr_p)
13131           && (!goodfn || !decls_match (goodfn, OVL_CURRENT (arg))))
13132         {
13133           goodfn = OVL_CURRENT (arg);
13134           ++good;
13135         }
13136
13137   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
13138      to function or pointer to member function argument if the set of
13139      overloaded functions does not contain function templates and at most
13140      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
13141
13142      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
13143      deduce anything.  */
13144
13145   if (good == 1)
13146     {
13147       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
13148       for (; i--; )
13149         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
13150           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
13151     }
13152   if (good)
13153     return true;
13154
13155   return false;
13156 }
13157
13158 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
13159    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
13160    different overloads deduce different arguments for a given parm.
13161    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
13162    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
13163
13164    Returns 1 on success.  */
13165
13166 static int
13167 try_one_overload (tree tparms,
13168                   tree orig_targs,
13169                   tree targs,
13170                   tree parm,
13171                   tree arg,
13172                   unification_kind_t strict,
13173                   int sub_strict,
13174                   bool addr_p)
13175 {
13176   int nargs;
13177   tree tempargs;
13178   int i;
13179
13180   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
13181      to function or pointer to member function argument if the set of
13182      overloaded functions does not contain function templates and at most
13183      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
13184
13185      So if this is a template, just return success.  */
13186
13187   if (uses_template_parms (arg))
13188     return 1;
13189
13190   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
13191     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
13192   else if (addr_p)
13193     arg = build_pointer_type (arg);
13194
13195   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg, NULL);
13196
13197   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
13198      some template args from previous args, unify would complain when we
13199      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
13200      there isn't really a conflict.  */
13201   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
13202   tempargs = make_tree_vec (nargs);
13203
13204   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
13205     return 0;
13206
13207   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
13208      explicitly specified args.  */
13209   for (i = nargs; i--; )
13210     {
13211       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
13212       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
13213
13214       if (!elt)
13215         /*NOP*/;
13216       else if (uses_template_parms (elt))
13217         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
13218            template args used in the function parm list with our own
13219            template parms.  Discard them.  */
13220         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
13221       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
13222         return 0;
13223     }
13224
13225   for (i = nargs; i--; )
13226     {
13227       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
13228
13229       if (elt)
13230         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
13231     }
13232
13233   return 1;
13234 }
13235
13236 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
13237    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
13238    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
13239    TARGS are as for unify.  */
13240
13241 static tree
13242 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
13243 {
13244   tree copy_of_targs;
13245
13246   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
13247       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
13248           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
13249     return NULL_TREE;
13250
13251   /* We need to make a new template argument vector for the call to
13252      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
13253      the attempted unification, even if this class didn't work out.
13254      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
13255      we've already done, since unification is supposed to be done on
13256      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
13257      following pathological case:
13258
13259        template <int I, int J, int K>
13260        struct S {};
13261
13262        template <int I, int J>
13263        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
13264
13265        template <int I, int J, int K>
13266        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
13267
13268        void g() {
13269          S<0, 0, 0> s0;
13270          S<0, 1, 2> s2;
13271
13272          f(s0, s2);
13273        }
13274
13275      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
13276      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
13277      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
13278      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
13279      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
13280      would reject the possibility I=1.  */
13281   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
13282
13283   /* If unification failed, we're done.  */
13284   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
13285              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
13286     return NULL_TREE;
13287
13288   return arg;
13289 }
13290
13291 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
13292    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
13293    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
13294    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
13295    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
13296    by unify.  */
13297
13298 static tree
13299 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
13300 {
13301   tree rval = NULL_TREE;
13302   tree binfo;
13303
13304   gcc_assert (RECORD_OR_UNION_CODE_P (TREE_CODE (arg)));
13305
13306   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
13307   if (!binfo)
13308     /* The type could not be completed.  */
13309     return NULL_TREE;
13310
13311   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
13312      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
13313   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
13314     {
13315       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
13316
13317       if (r)
13318         {
13319           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
13320
13321                [temp.deduct.call]
13322
13323               If they yield more than one possible deduced A, the type
13324               deduction fails.
13325
13326              applies.  */
13327           if (rval && !same_type_p (r, rval))
13328             return NULL_TREE;
13329
13330           rval = r;
13331         }
13332     }
13333
13334   return rval;
13335 }
13336
13337 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
13338
13339 static int
13340 template_decl_level (tree decl)
13341 {
13342   switch (TREE_CODE (decl))
13343     {
13344     case TYPE_DECL:
13345     case TEMPLATE_DECL:
13346       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
13347
13348     case PARM_DECL:
13349       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
13350
13351     default:
13352       gcc_unreachable ();
13353     }
13354   return 0;
13355 }
13356
13357 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
13358    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
13359    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
13360
13361 static int
13362 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
13363 {
13364   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
13365   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
13366
13367   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
13368       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
13369     {
13370       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
13371           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
13372           does not apply during deduction [14.8.2.4]/1, (even though
13373           that is not explicitly mentioned, [14.8.2.4]/9 indicates
13374           this).  Except when we're allowing additional CV qualifiers
13375           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
13376       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
13377            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
13378            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
13379           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
13380         return 0;
13381
13382       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
13383           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
13384         return 0;
13385     }
13386
13387   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
13388       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
13389     return 0;
13390
13391   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
13392       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
13393     return 0;
13394
13395   return 1;
13396 }
13397
13398 /* Determines the LEVEL and INDEX for the template parameter PARM.  */
13399 void 
13400 template_parm_level_and_index (tree parm, int* level, int* index)
13401 {
13402   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
13403       || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
13404       || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
13405     {
13406       *index = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
13407       *level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm);
13408     }
13409   else
13410     {
13411       *index = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
13412       *level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm);
13413     }
13414 }
13415
13416 /* Unifies the remaining arguments in PACKED_ARGS with the pack
13417    expansion at the end of PACKED_PARMS. Returns 0 if the type
13418    deduction succeeds, 1 otherwise. STRICT is the same as in
13419    unify. CALL_ARGS_P is true iff PACKED_ARGS is actually a function
13420    call argument list. We'll need to adjust the arguments to make them
13421    types. SUBR tells us if this is from a recursive call to
13422    type_unification_real.  */
13423 int
13424 unify_pack_expansion (tree tparms, tree targs, tree packed_parms, 
13425                       tree packed_args, int strict, bool call_args_p,
13426                       bool subr)
13427 {
13428   tree parm 
13429     = TREE_VEC_ELT (packed_parms, TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1);
13430   tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (parm);
13431   tree pack, packs = NULL_TREE;
13432   int i, start = TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1;
13433   int len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
13434
13435   /* Determine the parameter packs we will be deducing from the
13436      pattern, and record their current deductions.  */
13437   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (parm); 
13438        pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
13439     {
13440       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
13441       int idx, level;
13442
13443       /* Determine the index and level of this parameter pack.  */
13444       template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
13445
13446       /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
13447          argument packs.  */
13448       packs = tree_cons (parm_pack, TMPL_ARG (targs, level, idx), packs);
13449       TREE_TYPE (packs) = make_tree_vec (len - start);
13450     }
13451   
13452   /* Loop through all of the arguments that have not yet been
13453      unified and unify each with the pattern.  */
13454   for (i = start; i < len; i++)
13455     {
13456       tree parm = pattern;
13457
13458       /* For each parameter pack, clear out the deduced value so that
13459          we can deduce it again.  */
13460       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
13461         {
13462           int idx, level;
13463           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
13464
13465           TMPL_ARG (targs, level, idx) = NULL_TREE;
13466         }
13467
13468       /* Unify the pattern with the current argument.  */
13469       {
13470         tree arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, i);
13471         tree arg_expr = NULL_TREE;
13472         int arg_strict = strict;
13473         bool skip_arg_p = false;
13474
13475         if (call_args_p)
13476           {
13477             int sub_strict;
13478
13479             /* This mirrors what we do in type_unification_real.  */
13480             switch (strict)
13481               {
13482               case DEDUCE_CALL:
13483                 sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 
13484                               | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
13485                               | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
13486                 break;
13487                 
13488               case DEDUCE_CONV:
13489                 sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
13490                 break;
13491                 
13492               case DEDUCE_EXACT:
13493                 sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
13494                 break;
13495                 
13496               default:
13497                 gcc_unreachable ();
13498               }
13499
13500             if (!TYPE_P (arg))
13501               {
13502                 gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
13503                 if (type_unknown_p (arg))
13504                   {
13505                     /* [temp.deduct.type] A template-argument can be
13506                        deduced from a pointer to function or pointer
13507                        to member function argument if the set of
13508                        overloaded functions does not contain function
13509                        templates and at most one of a set of
13510                        overloaded functions provides a unique
13511                        match.  */
13512
13513                     if (resolve_overloaded_unification
13514                         (tparms, targs, parm, arg,
13515                          (unification_kind_t) strict,
13516                          sub_strict)
13517                         != 0)
13518                       return 1;
13519                     skip_arg_p = true;
13520                   }
13521
13522                 if (!skip_arg_p)
13523                   {
13524                     arg_expr = arg;
13525                     arg = unlowered_expr_type (arg);
13526                     if (arg == error_mark_node)
13527                       return 1;
13528                   }
13529               }
13530       
13531             arg_strict = sub_strict;
13532
13533             if (!subr)
13534               arg_strict |= 
13535                 maybe_adjust_types_for_deduction ((unification_kind_t) strict,
13536                                                   &parm, &arg, arg_expr);
13537           }
13538
13539         if (!skip_arg_p)
13540           {
13541             if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
13542               return 1;
13543           }
13544       }
13545
13546       /* For each parameter pack, collect the deduced value.  */
13547       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
13548         {
13549           int idx, level;
13550           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
13551
13552           TREE_VEC_ELT (TREE_TYPE (pack), i - start) = 
13553             TMPL_ARG (targs, level, idx);
13554         }
13555     }
13556
13557   /* Verify that the results of unification with the parameter packs
13558      produce results consistent with what we've seen before, and make
13559      the deduced argument packs available.  */
13560   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
13561     {
13562       tree old_pack = TREE_VALUE (pack);
13563       tree new_args = TREE_TYPE (pack);
13564       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (new_args);
13565       bool nondeduced_p = false;
13566
13567       /* If NEW_ARGS contains any NULL_TREE entries, we didn't
13568          actually deduce anything.  */
13569       for (i = 0; i < len && !nondeduced_p; ++i)
13570         if (TREE_VEC_ELT (new_args, i) == NULL_TREE)
13571           nondeduced_p = true;
13572       if (nondeduced_p)
13573         continue;
13574
13575       if (old_pack && ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack))
13576         {
13577           /* Prepend the explicit arguments onto NEW_ARGS.  */
13578           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
13579           tree old_args = new_args;
13580           int i, explicit_len = TREE_VEC_LENGTH (explicit_args);
13581           int len = explicit_len + TREE_VEC_LENGTH (old_args);
13582
13583           /* Copy the explicit arguments.  */
13584           new_args = make_tree_vec (len);
13585           for (i = 0; i < explicit_len; i++)
13586             TREE_VEC_ELT (new_args, i) = TREE_VEC_ELT (explicit_args, i);
13587
13588           /* Copy the deduced arguments.  */
13589           for (; i < len; i++)
13590             TREE_VEC_ELT (new_args, i) =
13591               TREE_VEC_ELT (old_args, i - explicit_len);
13592         }
13593
13594       if (!old_pack)
13595         {
13596           tree result;
13597           int idx, level;
13598           
13599           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
13600
13601           /* Build the deduced *_ARGUMENT_PACK.  */
13602           if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (pack)) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
13603             {
13604               result = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
13605               TREE_TYPE (result) = 
13606                 TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (TREE_PURPOSE (pack)));
13607               TREE_CONSTANT (result) = 1;
13608             }
13609           else
13610             result = make_node (TYPE_ARGUMENT_PACK);
13611
13612           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (result, new_args);
13613
13614           /* Note the deduced argument packs for this parameter
13615              pack.  */
13616           TMPL_ARG (targs, level, idx) = result;
13617         }
13618       else if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack)
13619                && (ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack) 
13620                    == ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack)))
13621         {
13622           /* We only had the explicitly-provided arguments before, but
13623              now we have a complete set of arguments.  */
13624           int idx, level;
13625           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
13626           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
13627
13628           /* Keep the original deduced argument pack.  */
13629           TMPL_ARG (targs, level, idx) = old_pack;
13630
13631           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack, new_args);
13632           ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack) = 1;
13633           ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack) = explicit_args;
13634         }
13635       else if (!comp_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack),
13636                                     new_args))
13637         /* Inconsistent unification of this parameter pack.  */
13638         return 1;
13639       else
13640         {
13641           int idx, level;
13642           
13643           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
13644
13645           /* Keep the original deduced argument pack.  */
13646           TMPL_ARG (targs, level, idx) = old_pack;
13647         }
13648     }
13649
13650   return 0;
13651 }
13652
13653 /* Deduce the value of template parameters.  TPARMS is the (innermost)
13654    set of template parameters to a template.  TARGS is the bindings
13655    for those template parameters, as determined thus far; TARGS may
13656    include template arguments for outer levels of template parameters
13657    as well.  PARM is a parameter to a template function, or a
13658    subcomponent of that parameter; ARG is the corresponding argument.
13659    This function attempts to match PARM with ARG in a manner
13660    consistent with the existing assignments in TARGS.  If more values
13661    are deduced, then TARGS is updated.
13662
13663    Returns 0 if the type deduction succeeds, 1 otherwise.  The
13664    parameter STRICT is a bitwise or of the following flags:
13665
13666      UNIFY_ALLOW_NONE:
13667        Require an exact match between PARM and ARG.
13668      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
13669        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
13670        conversion) than ARG.
13671      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
13672        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
13673      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
13674        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
13675        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
13676        ARG.
13677      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
13678        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
13679        case for more information.
13680      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
13681        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
13682        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
13683        have const qualified pointers leading up to the inner type which
13684        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
13685        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
13686        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
13687      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
13688        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
13689        qualified at this point.
13690      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
13691        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
13692        qualified at this point.  */
13693
13694 static int
13695 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
13696 {
13697   int idx;
13698   tree targ;
13699   tree tparm;
13700   int strict_in = strict;
13701
13702   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
13703      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
13704      signedness is the only information lost, and I think that will be
13705      okay.  */
13706   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
13707     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
13708
13709   if (arg == error_mark_node)
13710     return 1;
13711   if (arg == unknown_type_node
13712       || arg == init_list_type_node)
13713     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
13714        template args from other function args.  */
13715     return 0;
13716
13717   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
13718      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
13719      template parameters.  We might need them if we're trying to
13720      figure out which of two things is more specialized.  */
13721   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
13722     return 0;
13723
13724   /* Handle init lists early, so the rest of the function can assume
13725      we're dealing with a type. */
13726   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg))
13727     {
13728       tree elt, elttype;
13729       unsigned i;
13730
13731       if (!is_std_init_list (parm))
13732         /* We can only deduce from an initializer list argument if the
13733            parameter is std::initializer_list; otherwise this is a
13734            non-deduced context. */
13735         return 0;
13736
13737       elttype = TREE_VEC_ELT (CLASSTYPE_TI_ARGS (parm), 0);
13738
13739       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, elt)
13740         {
13741           int elt_strict = strict;
13742           if (!BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (elt))
13743             {
13744               tree type = TREE_TYPE (elt);
13745               /* It should only be possible to get here for a call.  */
13746               gcc_assert (elt_strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL);
13747               elt_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction
13748                 (DEDUCE_CALL, &elttype, &type, elt);
13749               elt = type;
13750             }
13751
13752           if (unify (tparms, targs, elttype, elt, elt_strict))
13753             return 1;
13754         }
13755       return 0;
13756     }
13757
13758   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
13759      cv-qualification mismatches.  */
13760   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
13761       && TYPE_P (arg)
13762       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
13763          type, and the elements might be template type parms. We'll check
13764          when we recurse.  */
13765       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
13766       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
13767          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
13768          PARM `T' for example, when computing which of two templates
13769          is more specialized, for example.  */
13770       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
13771       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
13772     return 1;
13773
13774   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
13775       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
13776     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
13777   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
13778   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
13779   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
13780   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
13781
13782   switch (TREE_CODE (parm))
13783     {
13784     case TYPENAME_TYPE:
13785     case SCOPE_REF:
13786     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
13787       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
13788          argument values cannot be deduced for template parameters used
13789          within the nested-name-specifier.  */
13790       return 0;
13791
13792     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
13793     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
13794     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
13795       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
13796       if (tparm == error_mark_node)
13797         return 1;
13798
13799       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
13800           != template_decl_level (tparm))
13801         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
13802            to see if it matches ARG.  */
13803         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
13804                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
13805       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
13806       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
13807       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
13808
13809       /* Check for mixed types and values.  */
13810       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
13811            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
13812           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
13813               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
13814         return 1;
13815
13816       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
13817         {
13818           /* ARG must be constructed from a template class or a template
13819              template parameter.  */
13820           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
13821               && !CLASSTYPE_SPECIALIZATION_OF_PRIMARY_TEMPLATE_P (arg))
13822             return 1;
13823
13824           {
13825             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
13826             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
13827             tree parm_parms 
13828               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
13829                   (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_DECL (parm));
13830             int i, len;
13831             int parm_variadic_p = 0;
13832
13833             /* The resolution to DR150 makes clear that default
13834                arguments for an N-argument may not be used to bind T
13835                to a template template parameter with fewer than N
13836                parameters.  It is not safe to permit the binding of
13837                default arguments as an extension, as that may change
13838                the meaning of a conforming program.  Consider:
13839
13840                   struct Dense { static const unsigned int dim = 1; };
13841
13842                   template <template <typename> class View,
13843                             typename Block>
13844                   void operator+(float, View<Block> const&);
13845
13846                   template <typename Block,
13847                             unsigned int Dim = Block::dim>
13848                   struct Lvalue_proxy { operator float() const; };
13849
13850                   void
13851                   test_1d (void) {
13852                     Lvalue_proxy<Dense> p;
13853                     float b;
13854                     b + p;
13855                   }
13856
13857               Here, if Lvalue_proxy is permitted to bind to View, then
13858               the global operator+ will be used; if they are not, the
13859               Lvalue_proxy will be converted to float.  */
13860             if (coerce_template_parms (parm_parms,
13861                                        argvec,
13862                                        TYPE_TI_TEMPLATE (parm),
13863                                        tf_none,
13864                                        /*require_all_args=*/true,
13865                                        /*use_default_args=*/false)
13866                 == error_mark_node)
13867               return 1;
13868
13869             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
13870                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
13871                rather than the whole TREE_VEC since they can have
13872                different number of elements.  */
13873
13874             parmvec = expand_template_argument_pack (parmvec);
13875             argvec = expand_template_argument_pack (argvec);
13876
13877             len = TREE_VEC_LENGTH (parmvec);
13878
13879             /* Check if the parameters end in a pack, making them
13880                variadic.  */
13881             if (len > 0
13882                 && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (parmvec, len - 1)))
13883               parm_variadic_p = 1;
13884             
13885             if (TREE_VEC_LENGTH (argvec) < len - parm_variadic_p)
13886               return 1;
13887
13888              for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
13889               {
13890                 if (unify (tparms, targs,
13891                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
13892                            TREE_VEC_ELT (argvec, i),
13893                            UNIFY_ALLOW_NONE))
13894                   return 1;
13895               }
13896
13897             if (parm_variadic_p
13898                 && unify_pack_expansion (tparms, targs,
13899                                          parmvec, argvec,
13900                                          UNIFY_ALLOW_NONE,
13901                                          /*call_args_p=*/false,
13902                                          /*subr=*/false))
13903               return 1;
13904           }
13905           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
13906
13907           /* Fall through to deduce template name.  */
13908         }
13909
13910       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
13911           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
13912         {
13913           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
13914
13915           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
13916           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
13917             return 0;
13918           else if (targ)
13919             return 1;
13920         }
13921       else
13922         {
13923           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
13924              a match unless we are allowing additional qualification.
13925              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
13926              that binds `const int' to `T'.  */
13927           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
13928                                          arg, parm))
13929             return 1;
13930
13931           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
13932              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
13933           arg = cp_build_qualified_type_real
13934             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
13935           if (arg == error_mark_node)
13936             return 1;
13937
13938           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
13939           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
13940             return 0;
13941           else if (targ)
13942             return 1;
13943
13944           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
13945              that were talking about variable-sized arrays (like
13946              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
13947              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
13948              the bound of the array will not be computable in an
13949              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
13950              ISO C++, so we can do as we please here.  */
13951           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
13952             return 1;
13953
13954           /* Strip typedefs as in convert_template_argument.  */
13955           arg = strip_typedefs (arg);
13956         }
13957
13958       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
13959          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
13960       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
13961           && !template_parameter_pack_p (parm))
13962         return 1;
13963
13964       /* If the argument deduction results is a METHOD_TYPE,
13965          then there is a problem.
13966          METHOD_TYPE doesn't map to any real C++ type the result of
13967          the deduction can not be of that type.  */
13968       if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
13969         return 1;
13970
13971       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
13972       return 0;
13973
13974     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
13975       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
13976       if (tparm == error_mark_node)
13977         return 1;
13978
13979       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
13980           != template_decl_level (tparm))
13981         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
13982            to see if it matches ARG.  */
13983         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
13984                  && cp_tree_equal (parm, arg));
13985
13986       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
13987       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
13988
13989       if (targ)
13990         return !cp_tree_equal (targ, arg);
13991
13992       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
13993          with a non-type template-parameter, the non-type
13994          template-parameter is used in an expression in the function
13995          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
13996          deduced, the template-argument type shall match the type of the
13997          template-parameter exactly, except that a template-argument
13998          deduced from an array bound may be of any integral type.
13999          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
14000       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
14001       if (!TREE_TYPE (arg))
14002         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
14003            It will later be processed in convert_template_argument.  */
14004         ;
14005       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
14006         /* OK */;
14007       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
14008                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
14009                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
14010         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
14011            template argument must exactly match the types of the
14012            corresponding parameter.  */
14013         arg = fold (build_nop (tparm, arg));
14014       else if (uses_template_parms (tparm))
14015         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
14016            later.  */
14017         return 0;
14018       else
14019         return 1;
14020
14021       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
14022          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
14023       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
14024           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm))
14025         return 1;
14026
14027       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
14028       return 0;
14029
14030     case PTRMEM_CST:
14031      {
14032         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
14033          another constant.  */
14034       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
14035         return 1;
14036
14037       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
14038          wrong, depending on the strict flags) to unify also
14039          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
14040          arg refer to the same variable, even if through different
14041          classes. For instance:
14042
14043          struct A { int x; };
14044          struct B : A { };
14045
14046          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
14047       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
14048                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
14049      }
14050
14051     case POINTER_TYPE:
14052       {
14053         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
14054           return 1;
14055
14056         /* [temp.deduct.call]
14057
14058            A can be another pointer or pointer to member type that can
14059            be converted to the deduced A via a qualification
14060            conversion (_conv.qual_).
14061
14062            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
14063            This will allow for additional cv-qualification of the
14064            pointed-to types if appropriate.  */
14065
14066         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
14067           /* The derived-to-base conversion only persists through one
14068              level of pointers.  */
14069           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
14070
14071         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
14072                       TREE_TYPE (arg), strict);
14073       }
14074
14075     case REFERENCE_TYPE:
14076       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
14077         return 1;
14078       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
14079                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
14080
14081     case ARRAY_TYPE:
14082       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
14083         return 1;
14084       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
14085           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
14086         return 1;
14087       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
14088         {
14089           tree parm_max;
14090           tree arg_max;
14091           bool parm_cst;
14092           bool arg_cst;
14093
14094           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
14095              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
14096              not an integer constant.  We cannot unify arbitrarily
14097              complex expressions, so we eliminate the MINUS_EXPRs
14098              here.  */
14099           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
14100           parm_cst = TREE_CODE (parm_max) == INTEGER_CST;
14101           if (!parm_cst)
14102             {
14103               gcc_assert (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR);
14104               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
14105             }
14106           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
14107           arg_cst = TREE_CODE (arg_max) == INTEGER_CST;
14108           if (!arg_cst)
14109             {
14110               /* The ARG_MAX may not be a simple MINUS_EXPR, if we are
14111                  trying to unify the type of a variable with the type
14112                  of a template parameter.  For example:
14113
14114                    template <unsigned int N>
14115                    void f (char (&) [N]);
14116                    int g(); 
14117                    void h(int i) {
14118                      char a[g(i)];
14119                      f(a); 
14120                    }
14121
14122                 Here, the type of the ARG will be "int [g(i)]", and
14123                 may be a SAVE_EXPR, etc.  */
14124               if (TREE_CODE (arg_max) != MINUS_EXPR)
14125                 return 1;
14126               arg_max = TREE_OPERAND (arg_max, 0);
14127             }
14128
14129           /* If only one of the bounds used a MINUS_EXPR, compensate
14130              by adding one to the other bound.  */
14131           if (parm_cst && !arg_cst)
14132             parm_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
14133                                     integer_type_node,
14134                                     parm_max,
14135                                     integer_one_node);
14136           else if (arg_cst && !parm_cst)
14137             arg_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
14138                                    integer_type_node,
14139                                    arg_max,
14140                                    integer_one_node);
14141
14142           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
14143             return 1;
14144         }
14145       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
14146                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
14147
14148     case REAL_TYPE:
14149     case COMPLEX_TYPE:
14150     case VECTOR_TYPE:
14151     case INTEGER_TYPE:
14152     case BOOLEAN_TYPE:
14153     case ENUMERAL_TYPE:
14154     case VOID_TYPE:
14155       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
14156         return 1;
14157
14158       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
14159          function.  */
14160       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
14161         return 1;
14162
14163       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
14164          will invalidate it if necessary.  */
14165       return 0;
14166
14167       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
14168       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
14169     case INTEGER_CST:
14170       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
14171         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
14172
14173       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
14174         return 1;
14175       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
14176
14177     case TREE_VEC:
14178       {
14179         int i;
14180         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
14181           return 1;
14182         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
14183           return 1;
14184         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
14185           if (unify (tparms, targs,
14186                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
14187                      UNIFY_ALLOW_NONE))
14188             return 1;
14189         return 0;
14190       }
14191
14192     case RECORD_TYPE:
14193     case UNION_TYPE:
14194       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
14195         return 1;
14196
14197       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
14198         {
14199           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
14200             return 1;
14201
14202           return unify (tparms, targs,
14203                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
14204                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
14205                         strict);
14206         }
14207
14208       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
14209         {
14210           tree t = NULL_TREE;
14211
14212           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
14213             {
14214               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
14215               t = try_class_unification (tparms, targs,
14216                                          parm, arg);
14217
14218               if (!t)
14219                 {
14220                   /* Fallback to the special case allowed in
14221                      [temp.deduct.call]:
14222
14223                        If P is a class, and P has the form
14224                        template-id, then A can be a derived class of
14225                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
14226                        a class of the form template-id, A can be a
14227                        pointer to a derived class pointed to by the
14228                        deduced A.  */
14229                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
14230
14231                   if (!t)
14232                     return 1;
14233                 }
14234             }
14235           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
14236                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
14237                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
14238             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
14239                Then, we should unify `int' and `U'.  */
14240             t = arg;
14241           else
14242             /* There's no chance of unification succeeding.  */
14243             return 1;
14244
14245           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
14246                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
14247         }
14248       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
14249         return 1;
14250       return 0;
14251
14252     case METHOD_TYPE:
14253     case FUNCTION_TYPE:
14254       {
14255         unsigned int nargs;
14256         tree *args;
14257         tree a;
14258         unsigned int i;
14259
14260         if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
14261           return 1;
14262
14263         /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
14264            match exactly.  We need to check them explicitly here,
14265            because type_unification_real treats them as any other
14266            cv-qualified parameter.  */
14267         if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
14268             && (!check_cv_quals_for_unify
14269                 (UNIFY_ALLOW_NONE,
14270                  TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (arg))),
14271                  TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (parm))))))
14272           return 1;
14273
14274         if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
14275                    TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
14276           return 1;
14277
14278         nargs = list_length (TYPE_ARG_TYPES (arg));
14279         args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
14280         for (a = TYPE_ARG_TYPES (arg), i = 0;
14281              a != NULL_TREE && a != void_list_node;
14282              a = TREE_CHAIN (a), ++i)
14283           args[i] = TREE_VALUE (a);
14284         nargs = i;
14285
14286         return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
14287                                       args, nargs, 1, DEDUCE_EXACT,
14288                                       LOOKUP_NORMAL);
14289       }
14290
14291     case OFFSET_TYPE:
14292       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
14293          deduces the type of the member as a function type. */
14294       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
14295         {
14296           tree method_type;
14297           tree fntype;
14298           cp_cv_quals cv_quals;
14299
14300           /* Check top-level cv qualifiers */
14301           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
14302             return 1;
14303
14304           if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
14305                      TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
14306             return 1;
14307
14308           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
14309           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
14310           fntype =
14311             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
14312                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
14313
14314           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
14315              implicit object parameter and place them on the function
14316              type to be restored later. */
14317           cv_quals =
14318             cp_type_quals(TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (method_type))));
14319           fntype = build_qualified_type (fntype, cv_quals);
14320           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict);
14321         }
14322
14323       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
14324         return 1;
14325       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
14326                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
14327         return 1;
14328       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
14329                     strict);
14330
14331     case CONST_DECL:
14332       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
14333         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
14334       if (arg != integral_constant_value (parm))
14335         return 1;
14336       return 0;
14337
14338     case FIELD_DECL:
14339     case TEMPLATE_DECL:
14340       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
14341       return 1;
14342
14343     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
14344     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
14345       {
14346         tree packed_parms = ARGUMENT_PACK_ARGS (parm);
14347         tree packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
14348         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (packed_parms);
14349         int argslen = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
14350         int parm_variadic_p = 0;
14351
14352         for (i = 0; i < len; ++i)
14353           {
14354             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (packed_parms, i)))
14355               {
14356                 if (i == len - 1)
14357                   /* We can unify against something with a trailing
14358                      parameter pack.  */
14359                   parm_variadic_p = 1;
14360                 else
14361                   /* Since there is something following the pack
14362                      expansion, we cannot unify this template argument
14363                      list.  */
14364                   return 0;
14365               }
14366           }
14367           
14368
14369         /* If we don't have enough arguments to satisfy the parameters
14370            (not counting the pack expression at the end), or we have
14371            too many arguments for a parameter list that doesn't end in
14372            a pack expression, we can't unify.  */
14373         if (argslen < (len - parm_variadic_p)
14374             || (argslen > len && !parm_variadic_p))
14375           return 1;
14376
14377         /* Unify all of the parameters that precede the (optional)
14378            pack expression.  */
14379         for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
14380           {
14381             if (unify (tparms, targs, TREE_VEC_ELT (packed_parms, i),
14382                        TREE_VEC_ELT (packed_args, i), strict))
14383               return 1;
14384           }
14385
14386         if (parm_variadic_p)
14387           return unify_pack_expansion (tparms, targs, 
14388                                        packed_parms, packed_args,
14389                                        strict, /*call_args_p=*/false,
14390                                        /*subr=*/false);
14391         return 0;
14392       }
14393
14394       break;
14395
14396     case TYPEOF_TYPE:
14397     case DECLTYPE_TYPE:
14398       /* Cannot deduce anything from TYPEOF_TYPE or DECLTYPE_TYPE
14399          nodes.  */
14400       return 0;
14401
14402     case ERROR_MARK:
14403       /* Unification fails if we hit an error node.  */
14404       return 1;
14405
14406     default:
14407       gcc_assert (EXPR_P (parm));
14408
14409       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
14410          something like:
14411
14412            template <int I>
14413            void foo(S<I>, S<I + 2>);
14414
14415          This is a "nondeduced context":
14416
14417            [deduct.type]
14418
14419            The nondeduced contexts are:
14420
14421            --A type that is a template-id in which one or more of
14422              the template-arguments is an expression that references
14423              a template-parameter.
14424
14425          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
14426          actually infer any unifications.  */
14427
14428       if (!uses_template_parms (parm)
14429           && !template_args_equal (parm, arg))
14430         return 1;
14431       else
14432         return 0;
14433     }
14434 }
14435 \f
14436 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
14437    required.  */
14438
14439 static void
14440 mark_definable (tree decl)
14441 {
14442   tree clone;
14443   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
14444   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
14445     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
14446 }
14447
14448 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
14449    explicitly instantiated class.  */
14450
14451 void
14452 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
14453 {
14454   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
14455
14456   /* If this entity has already been written out, it's too late to
14457      make any modifications.  */
14458   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
14459     return;
14460
14461   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
14462     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
14463        set correctly by tsubst.  */
14464     TREE_PUBLIC (result) = 1;
14465
14466   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
14467   DECL_COMDAT (result) = 0;
14468
14469   if (extern_p)
14470     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
14471   else
14472     {
14473       mark_definable (result);
14474       /* Always make artificials weak.  */
14475       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
14476         comdat_linkage (result);
14477       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
14478          linkonce sections.  */
14479       else if (TREE_PUBLIC (result))
14480         maybe_make_one_only (result);
14481     }
14482
14483   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
14484      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
14485      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
14486      emitted here.  In neither circumstance do we want
14487      import_export_decl to adjust the linkage.  */
14488   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
14489 }
14490
14491 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
14492
14493    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
14494    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
14495    0 if neither is more specialized.
14496
14497    LEN indicates the number of parameters we should consider
14498    (defaulted parameters should not be considered).
14499
14500    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
14501    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
14502    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
14503    the templates will be more specialized if all the *other*
14504    template's arguments deduce against its arguments and at least one
14505    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
14506    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
14507    The arguments used in deduction have reference and top level cv
14508    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
14509    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
14510    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
14511    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
14512    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
14513    we do *not* verify the deduced template argument values can be
14514    substituted into non-deduced contexts, nor do we have to verify
14515    that all template arguments have been deduced.  */
14516
14517 int
14518 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
14519 {
14520   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
14521   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
14522   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
14523   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
14524   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
14525   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
14526   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
14527   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
14528   int better1 = 0;
14529   int better2 = 0;
14530
14531   /* Remove the this parameter from non-static member functions.  If
14532      one is a non-static member function and the other is not a static
14533      member function, remove the first parameter from that function
14534      also.  This situation occurs for operator functions where we
14535      locate both a member function (with this pointer) and non-member
14536      operator (with explicit first operand).  */
14537   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
14538     {
14539       len--; /* LEN is the number of significant arguments for DECL1 */
14540       args1 = TREE_CHAIN (args1);
14541       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl2))
14542         args2 = TREE_CHAIN (args2);
14543     }
14544   else if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
14545     {
14546       args2 = TREE_CHAIN (args2);
14547       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl1))
14548         {
14549           len--;
14550           args1 = TREE_CHAIN (args1);
14551         }
14552     }
14553
14554   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
14555   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
14556     return 0;
14557
14558   /* Consider the return type for a conversion function */
14559   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
14560     {
14561       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
14562       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
14563       len++;
14564     }
14565
14566   processing_template_decl++;
14567
14568   while (len--
14569          /* Stop when an ellipsis is seen.  */
14570          && args1 != NULL_TREE && args2 != NULL_TREE)
14571     {
14572       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
14573       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
14574       int deduce1, deduce2;
14575       int quals1 = -1;
14576       int quals2 = -1;
14577
14578       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
14579           && TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
14580         {
14581           /* When both arguments are pack expansions, we need only
14582              unify the patterns themselves.  */
14583           arg1 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg1);
14584           arg2 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg2);
14585
14586           /* This is the last comparison we need to do.  */
14587           len = 0;
14588         }
14589
14590       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
14591         {
14592           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
14593           quals1 = cp_type_quals (arg1);
14594         }
14595
14596       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
14597         {
14598           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
14599           quals2 = cp_type_quals (arg2);
14600         }
14601
14602       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
14603         {
14604           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
14605              array/function pointer decay to it.  This is not part of
14606              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
14607              for the function call itself, and with our earlier
14608              implementation of the underspecified partial ordering
14609              rules.  (nathan).  */
14610           if (quals1 >= 0)
14611             {
14612               switch (TREE_CODE (arg1))
14613                 {
14614                 case ARRAY_TYPE:
14615                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
14616                   /* FALLTHROUGH. */
14617                 case FUNCTION_TYPE:
14618                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
14619                   break;
14620
14621                 default:
14622                   break;
14623                 }
14624             }
14625           else
14626             {
14627               switch (TREE_CODE (arg2))
14628                 {
14629                 case ARRAY_TYPE:
14630                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
14631                   /* FALLTHROUGH. */
14632                 case FUNCTION_TYPE:
14633                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
14634                   break;
14635
14636                 default:
14637                   break;
14638                 }
14639             }
14640         }
14641
14642       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
14643       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
14644
14645       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION)
14646         {
14647           int i, len2 = list_length (args2);
14648           tree parmvec = make_tree_vec (1);
14649           tree argvec = make_tree_vec (len2);
14650           tree ta = args2;
14651
14652           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
14653           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg1;
14654
14655           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
14656              arguments.  */
14657           for (i = 0; i < len2; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
14658             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
14659
14660           deduce1 = !unify_pack_expansion (tparms1, targs1, parmvec, 
14661                                            argvec, UNIFY_ALLOW_NONE, 
14662                                            /*call_args_p=*/false, 
14663                                            /*subr=*/0);
14664
14665           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG1 is
14666              a pack expansion but ARG2 is not.  */
14667           deduce2 = 0;
14668         }
14669       else if (TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
14670         {
14671           int i, len1 = list_length (args1);
14672           tree parmvec = make_tree_vec (1);
14673           tree argvec = make_tree_vec (len1);
14674           tree ta = args1;
14675
14676           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
14677           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg2;
14678
14679           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
14680              arguments.  */
14681           for (i = 0; i < len1; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
14682             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
14683
14684           deduce2 = !unify_pack_expansion (tparms2, targs2, parmvec, 
14685                                            argvec, UNIFY_ALLOW_NONE, 
14686                                            /*call_args_p=*/false, 
14687                                            /*subr=*/0);
14688
14689           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG2 is
14690              a pack expansion but ARG1 is not.*/
14691           deduce1 = 0;
14692         }
14693
14694       else
14695         {
14696           /* The normal case, where neither argument is a pack
14697              expansion.  */
14698           deduce1 = !unify (tparms1, targs1, arg1, arg2, UNIFY_ALLOW_NONE);
14699           deduce2 = !unify (tparms2, targs2, arg2, arg1, UNIFY_ALLOW_NONE);
14700         }
14701
14702       if (!deduce1)
14703         better2 = -1;
14704       if (!deduce2)
14705         better1 = -1;
14706       if (better1 < 0 && better2 < 0)
14707         /* We've failed to deduce something in either direction.
14708            These must be unordered.  */
14709         break;
14710
14711       if (deduce1 && deduce2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
14712         {
14713           /* Deduces in both directions, see if quals can
14714              disambiguate.  Pretend the worse one failed to deduce. */
14715           if ((quals1 & quals2) == quals2)
14716             deduce1 = 0;
14717           if ((quals1 & quals2) == quals1)
14718             deduce2 = 0;
14719         }
14720       if (deduce1 && !deduce2 && !better2)
14721         better2 = 1;
14722       if (deduce2 && !deduce1 && !better1)
14723         better1 = 1;
14724
14725       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
14726           || TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
14727         /* We have already processed all of the arguments in our
14728            handing of the pack expansion type.  */
14729         len = 0;
14730
14731       args1 = TREE_CHAIN (args1);
14732       args2 = TREE_CHAIN (args2);
14733     }
14734
14735   processing_template_decl--;
14736
14737   /* All things being equal, if the next argument is a pack expansion
14738      for one function but not for the other, prefer the
14739      non-variadic function.  */
14740   if ((better1 > 0) - (better2 > 0) == 0
14741       && args1 && TREE_VALUE (args1)
14742       && args2 && TREE_VALUE (args2))
14743     {
14744       if (TREE_CODE (TREE_VALUE (args1)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
14745         return TREE_CODE (TREE_VALUE (args2)) == TYPE_PACK_EXPANSION ? 0 : -1;
14746       else if (TREE_CODE (TREE_VALUE (args2)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
14747         return 1;
14748     }
14749
14750   return (better1 > 0) - (better2 > 0);
14751 }
14752
14753 /* Determine which of two partial specializations is more specialized.
14754
14755    PAT1 is a TREE_LIST whose TREE_TYPE is the _TYPE node corresponding
14756    to the first partial specialization.  The TREE_VALUE is the
14757    innermost set of template parameters for the partial
14758    specialization.  PAT2 is similar, but for the second template.
14759
14760    Return 1 if the first partial specialization is more specialized;
14761    -1 if the second is more specialized; 0 if neither is more
14762    specialized.
14763
14764    See [temp.class.order] for information about determining which of
14765    two templates is more specialized.  */
14766
14767 static int
14768 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2)
14769 {
14770   tree targs;
14771   tree tmpl1, tmpl2;
14772   int winner = 0;
14773   bool any_deductions = false;
14774
14775   tmpl1 = TREE_TYPE (pat1);
14776   tmpl2 = TREE_TYPE (pat2);
14777
14778   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
14779      different class template specializations, we may encounter dependent
14780      types in the arguments, and we need our dependency check functions
14781      to behave correctly.  */
14782   ++processing_template_decl;
14783   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1),
14784                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1),
14785                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2));
14786   if (targs)
14787     {
14788       --winner;
14789       any_deductions = true;
14790     }
14791
14792   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2),
14793                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2),
14794                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1));
14795   if (targs)
14796     {
14797       ++winner;
14798       any_deductions = true;
14799     }
14800   --processing_template_decl;
14801
14802   /* In the case of a tie where at least one of the class templates
14803      has a parameter pack at the end, the template with the most
14804      non-packed parameters wins.  */
14805   if (winner == 0
14806       && any_deductions
14807       && (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1))
14808           || template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2))))
14809     {
14810       tree args1 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat1));
14811       tree args2 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat2));
14812       int len1 = TREE_VEC_LENGTH (args1);
14813       int len2 = TREE_VEC_LENGTH (args2);
14814
14815       /* We don't count the pack expansion at the end.  */
14816       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1)))
14817         --len1;
14818       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2)))
14819         --len2;
14820
14821       if (len1 > len2)
14822         return 1;
14823       else if (len1 < len2)
14824         return -1;
14825     }
14826
14827   return winner;
14828 }
14829
14830 /* Return the template arguments that will produce the function signature
14831    DECL from the function template FN, with the explicit template
14832    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
14833    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
14834    found.  */
14835
14836 static tree
14837 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
14838 {
14839   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
14840   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
14841   tree decl_type;
14842   tree decl_arg_types;
14843   tree *args;
14844   unsigned int nargs, ix;
14845   tree arg;
14846
14847   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
14848      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
14849      FN.  */
14850   decl_type = TREE_TYPE (decl);
14851   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
14852     {
14853       tree tmpl;
14854       tree converted_args;
14855
14856       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
14857         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
14858       else
14859         /* We can get here for some invalid specializations.  */
14860         return NULL_TREE;
14861
14862       converted_args
14863         = coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
14864                                  explicit_args, NULL_TREE,
14865                                  tf_none,
14866                                  /*require_all_args=*/false,
14867                                  /*use_default_args=*/false);
14868       if (converted_args == error_mark_node)
14869         return NULL_TREE;
14870
14871       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
14872       if (decl_type == error_mark_node)
14873         return NULL_TREE;
14874     }
14875
14876   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
14877   decl_arg_types = skip_artificial_parms_for (decl, 
14878                                               TYPE_ARG_TYPES (decl_type));
14879
14880   nargs = list_length (decl_arg_types);
14881   args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
14882   for (arg = decl_arg_types, ix = 0;
14883        arg != NULL_TREE && arg != void_list_node;
14884        arg = TREE_CHAIN (arg), ++ix)
14885     args[ix] = TREE_VALUE (arg);
14886
14887   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
14888                            args, ix,
14889                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
14890                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
14891                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL))
14892     return NULL_TREE;
14893
14894   return targs;
14895 }
14896
14897 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
14898    template specialization whose innermost template parameters are
14899    TPARMS, and whose specialization arguments are SPEC_ARGS, yield the
14900    ARGS.
14901
14902    For example, suppose we have:
14903
14904      template <class T, class U> struct S {};
14905      template <class T> struct S<T*, int> {};
14906
14907    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
14908    {T}, the SPEC_ARGS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
14909    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
14910    is bound to `double'.  */
14911
14912 static tree
14913 get_class_bindings (tree tparms, tree spec_args, tree args)
14914 {
14915   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
14916   tree deduced_args;
14917   tree innermost_deduced_args;
14918
14919   innermost_deduced_args = make_tree_vec (ntparms);
14920   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
14921     {
14922       deduced_args = copy_node (args);
14923       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (deduced_args,
14924                            TMPL_ARGS_DEPTH (deduced_args),
14925                            innermost_deduced_args);
14926     }
14927   else
14928     deduced_args = innermost_deduced_args;
14929
14930   if (unify (tparms, deduced_args,
14931              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
14932              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
14933              UNIFY_ALLOW_NONE))
14934     return NULL_TREE;
14935
14936   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
14937     if (! TREE_VEC_ELT (innermost_deduced_args, i))
14938       return NULL_TREE;
14939
14940   /* Verify that nondeduced template arguments agree with the type
14941      obtained from argument deduction.
14942
14943      For example:
14944
14945        struct A { typedef int X; };
14946        template <class T, class U> struct C {};
14947        template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
14948
14949      Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
14950      `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
14951      is `int'.  */
14952   spec_args = tsubst (spec_args, deduced_args, tf_none, NULL_TREE);
14953   if (spec_args == error_mark_node
14954       /* We only need to check the innermost arguments; the other
14955          arguments will always agree.  */
14956       || !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
14957                               INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args)))
14958     return NULL_TREE;
14959
14960   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
14961      ensure that the arguments deduced for the template template
14962      parameters have compatible template parameter lists.  See the use
14963      of template_template_parm_bindings_ok_p in fn_type_unification
14964      for more information.  */
14965   if (!template_template_parm_bindings_ok_p (tparms, deduced_args))
14966     return NULL_TREE;
14967
14968   return deduced_args;
14969 }
14970
14971 /* TEMPLATES is a TREE_LIST.  Each TREE_VALUE is a TEMPLATE_DECL.
14972    Return the TREE_LIST node with the most specialized template, if
14973    any.  If there is no most specialized template, the error_mark_node
14974    is returned.
14975
14976    Note that this function does not look at, or modify, the
14977    TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of any of the nodes.  Since the node
14978    returned is one of the elements of INSTANTIATIONS, callers may
14979    store information in the TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of the nodes,
14980    and retrieve it from the value returned.  */
14981
14982 tree
14983 most_specialized_instantiation (tree templates)
14984 {
14985   tree fn, champ;
14986
14987   ++processing_template_decl;
14988
14989   champ = templates;
14990   for (fn = TREE_CHAIN (templates); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
14991     {
14992       int fate = 0;
14993
14994       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
14995                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
14996                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
14997         fate--;
14998
14999       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
15000                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
15001                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
15002         fate++;
15003
15004       if (fate == -1)
15005         champ = fn;
15006       else if (!fate)
15007         {
15008           /* Equally specialized, move to next function.  If there
15009              is no next function, nothing's most specialized.  */
15010           fn = TREE_CHAIN (fn);
15011           champ = fn;
15012           if (!fn)
15013             break;
15014         }
15015     }
15016
15017   if (champ)
15018     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
15019        instantiation list.  */
15020     for (fn = templates; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
15021       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
15022                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
15023                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false)
15024           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
15025                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
15026                             NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
15027         {
15028           champ = NULL_TREE;
15029           break;
15030         }
15031
15032   processing_template_decl--;
15033
15034   if (!champ)
15035     return error_mark_node;
15036
15037   return champ;
15038 }
15039
15040 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
15041    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
15042
15043    For example, given:
15044
15045      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
15046
15047    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
15048    the full template.  This function will not trace past partial
15049    specializations, however.  For example, given in addition:
15050
15051      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
15052
15053    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
15054    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
15055
15056 tree
15057 most_general_template (tree decl)
15058 {
15059   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
15060      an immediate specialization.  */
15061   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
15062     {
15063       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
15064         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
15065
15066         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
15067            template friend.  */
15068         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
15069           return NULL_TREE;
15070       } else
15071         return NULL_TREE;
15072     }
15073
15074   /* Look for more and more general templates.  */
15075   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
15076     {
15077       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
15078          (See cp-tree.h for details.)  */
15079       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
15080         break;
15081
15082       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
15083           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
15084         break;
15085
15086       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
15087       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
15088           && DECL_CONTEXT (decl)
15089           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
15090         break;
15091
15092       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
15093     }
15094
15095   return decl;
15096 }
15097
15098 /* Return the most specialized of the class template partial
15099    specializations of TMPL which can produce TYPE, a specialization of
15100    TMPL.  The value returned is actually a TREE_LIST; the TREE_TYPE is
15101    a _TYPE node corresponding to the partial specialization, while the
15102    TREE_PURPOSE is the set of template arguments that must be
15103    substituted into the TREE_TYPE in order to generate TYPE.
15104
15105    If the choice of partial specialization is ambiguous, a diagnostic
15106    is issued, and the error_mark_node is returned.  If there are no
15107    partial specializations of TMPL matching TYPE, then NULL_TREE is
15108    returned.  */
15109
15110 static tree
15111 most_specialized_class (tree type, tree tmpl)
15112 {
15113   tree list = NULL_TREE;
15114   tree t;
15115   tree champ;
15116   int fate;
15117   bool ambiguous_p;
15118   tree args;
15119   tree outer_args = NULL_TREE;
15120
15121   tmpl = most_general_template (tmpl);
15122   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
15123
15124   /* For determining which partial specialization to use, only the
15125      innermost args are interesting.  */
15126   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
15127     {
15128       outer_args = strip_innermost_template_args (args, 1);
15129       args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
15130     }
15131
15132   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
15133     {
15134       tree partial_spec_args;
15135       tree spec_args;
15136       tree parms = TREE_VALUE (t);
15137
15138       partial_spec_args = CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t));
15139       if (outer_args)
15140         {
15141           int i;
15142
15143           ++processing_template_decl;
15144
15145           /* Discard the outer levels of args, and then substitute in the
15146              template args from the enclosing class.  */
15147           partial_spec_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (partial_spec_args);
15148           partial_spec_args = tsubst_template_args
15149             (partial_spec_args, outer_args, tf_none, NULL_TREE);
15150
15151           /* PARMS already refers to just the innermost parms, but the
15152              template parms in partial_spec_args had their levels lowered
15153              by tsubst, so we need to do the same for the parm list.  We
15154              can't just tsubst the TREE_VEC itself, as tsubst wants to
15155              treat a TREE_VEC as an argument vector.  */
15156           parms = copy_node (parms);
15157           for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
15158             TREE_VEC_ELT (parms, i) =
15159               tsubst (TREE_VEC_ELT (parms, i), outer_args, tf_none, NULL_TREE);
15160
15161           --processing_template_decl;
15162         }
15163       spec_args = get_class_bindings (parms,
15164                                       partial_spec_args,
15165                                       args);
15166       if (spec_args)
15167         {
15168           if (outer_args)
15169             spec_args = add_to_template_args (outer_args, spec_args);
15170           list = tree_cons (spec_args, TREE_VALUE (t), list);
15171           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
15172         }
15173     }
15174
15175   if (! list)
15176     return NULL_TREE;
15177
15178   ambiguous_p = false;
15179   t = list;
15180   champ = t;
15181   t = TREE_CHAIN (t);
15182   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
15183     {
15184       fate = more_specialized_class (champ, t);
15185       if (fate == 1)
15186         ;
15187       else
15188         {
15189           if (fate == 0)
15190             {
15191               t = TREE_CHAIN (t);
15192               if (! t)
15193                 {
15194                   ambiguous_p = true;
15195                   break;
15196                 }
15197             }
15198           champ = t;
15199         }
15200     }
15201
15202   if (!ambiguous_p)
15203     for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
15204       {
15205         fate = more_specialized_class (champ, t);
15206         if (fate != 1)
15207           {
15208             ambiguous_p = true;
15209             break;
15210           }
15211       }
15212
15213   if (ambiguous_p)
15214     {
15215       const char *str = "candidates are:";
15216       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
15217       for (t = list; t; t = TREE_CHAIN (t))
15218         {
15219           error ("%s %+#T", str, TREE_TYPE (t));
15220           str = "               ";
15221         }
15222       return error_mark_node;
15223     }
15224
15225   return champ;
15226 }
15227
15228 /* Explicitly instantiate DECL.  */
15229
15230 void
15231 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
15232 {
15233   tree result = NULL_TREE;
15234   int extern_p = 0;
15235
15236   if (!decl || decl == error_mark_node)
15237     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
15238        an appropriate message.  */
15239     return;
15240   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
15241     {
15242       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
15243       return;
15244     }
15245   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
15246     {
15247       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
15248          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
15249          the latter, the DECL we get back will be marked as a
15250          template instantiation, and the appropriate
15251          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
15252          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
15253          should handle VAR_DECLs as it currently handles
15254          FUNCTION_DECLs.  */
15255       if (!DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
15256         {
15257           error ("%qD is not a static data member of a class template", decl);
15258           return;
15259         }
15260       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
15261       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
15262         {
15263           error ("no matching template for %qD found", decl);
15264           return;
15265         }
15266       if (!same_type_p (TREE_TYPE (result), TREE_TYPE (decl)))
15267         {
15268           error ("type %qT for explicit instantiation %qD does not match "
15269                  "declared type %qT", TREE_TYPE (result), decl,
15270                  TREE_TYPE (decl));
15271           return;
15272         }
15273     }
15274   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
15275     {
15276       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
15277       return;
15278     }
15279   else
15280     result = decl;
15281
15282   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
15283      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
15284      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
15285      until we get here.  */
15286
15287   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
15288     {
15289       /* DR 259 [temp.spec].
15290
15291          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
15292          specialization shall not appear in a program unless the explicit
15293          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
15294
15295          For a given set of template parameters, if an explicit
15296          instantiation of a template appears after a declaration of an
15297          explicit specialization for that template, the explicit
15298          instantiation has no effect.  */
15299       return;
15300     }
15301   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
15302     {
15303       /* [temp.spec]
15304
15305          No program shall explicitly instantiate any template more
15306          than once.
15307
15308          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
15309          the first instantiation was `extern' and the second is not,
15310          and EXTERN_P for the opposite case.  */
15311       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
15312         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
15313       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
15314          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
15315       if (extern_p)
15316         return;
15317     }
15318   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
15319     {
15320       error ("no matching template for %qD found", result);
15321       return;
15322     }
15323   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
15324     {
15325       permerror (input_location, "explicit instantiation of non-template %q#D", result);
15326       return;
15327     }
15328
15329   if (storage == NULL_TREE)
15330     ;
15331   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
15332     {
15333       if (!in_system_header && (cxx_dialect == cxx98))
15334         pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
15335                  "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on explicit "
15336                  "instantiations");
15337       extern_p = 1;
15338     }
15339   else
15340     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
15341
15342   check_explicit_instantiation_namespace (result);
15343   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
15344   if (! extern_p)
15345     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1,
15346                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
15347 }
15348
15349 static void
15350 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
15351 {
15352   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
15353   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
15354   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
15355   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
15356   if (! extern_p)
15357     {
15358       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
15359       rest_of_type_compilation (t, 1);
15360     }
15361 }
15362
15363 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
15364    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
15365 static void
15366 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
15367 {
15368   tree storage = *(tree *) data;
15369
15370   if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (entry->type)
15371       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
15372     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
15373 }
15374
15375 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
15376    (a member function or a static member variable) of an
15377    explicitly instantiated class template.  */
15378 static void
15379 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
15380 {
15381   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
15382   if (! extern_p)
15383     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1,
15384                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
15385 }
15386
15387 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
15388    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
15389    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
15390    since the standard is unclear (as detailed below).  */
15391
15392 void
15393 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
15394 {
15395   int extern_p = 0;
15396   int nomem_p = 0;
15397   int static_p = 0;
15398   int previous_instantiation_extern_p = 0;
15399
15400   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
15401     t = TREE_TYPE (t);
15402
15403   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
15404     {
15405       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
15406       return;
15407     }
15408
15409   complete_type (t);
15410
15411   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
15412     {
15413       if (complain & tf_error)
15414         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
15415                t);
15416       return;
15417     }
15418
15419   if (storage != NULL_TREE)
15420     {
15421       if (!in_system_header)
15422         {
15423           if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
15424             {
15425               if (cxx_dialect == cxx98)
15426                 pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
15427                          "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on "
15428                          "explicit instantiations");
15429             }
15430           else
15431             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
15432                      "ISO C++ forbids the use of %qE"
15433                      " on explicit instantiations", storage);
15434         }
15435
15436       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
15437         nomem_p = 1;
15438       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
15439         extern_p = 1;
15440       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
15441         static_p = 1;
15442       else
15443         {
15444           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
15445                  storage);
15446           extern_p = 0;
15447         }
15448     }
15449
15450   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
15451     {
15452       /* DR 259 [temp.spec].
15453
15454          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
15455          specialization shall not appear in a program unless the explicit
15456          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
15457
15458          For a given set of template parameters, if an explicit
15459          instantiation of a template appears after a declaration of an
15460          explicit specialization for that template, the explicit
15461          instantiation has no effect.  */
15462       return;
15463     }
15464   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
15465     {
15466       /* [temp.spec]
15467
15468          No program shall explicitly instantiate any template more
15469          than once.
15470
15471          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
15472          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
15473          These cases are OK.  */
15474       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
15475
15476       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
15477           && (complain & tf_error))
15478         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
15479
15480       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
15481       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
15482         return;
15483     }
15484
15485   check_explicit_instantiation_namespace (TYPE_NAME (t));
15486   mark_class_instantiated (t, extern_p);
15487
15488   if (nomem_p)
15489     return;
15490
15491   {
15492     tree tmp;
15493
15494     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
15495        declarations, and not the definitions, of members are
15496        instantiated, we have here:
15497
15498          [temp.explicit]
15499
15500          The explicit instantiation of a class template specialization
15501          implies the instantiation of all of its members not
15502          previously explicitly specialized in the translation unit
15503          containing the explicit instantiation.
15504
15505        Of course, we can't instantiate member template classes, since
15506        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
15507        is unclear on whether the instantiation of the members are
15508        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
15509        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
15510
15511     if (! static_p)
15512       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
15513         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
15514             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
15515           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
15516
15517     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
15518       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
15519         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
15520
15521     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
15522       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
15523                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
15524   }
15525 }
15526
15527 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
15528    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
15529    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
15530    should occur for DECL, not the most general template.
15531
15532    One reason for doing this is a scenario like this:
15533
15534      template <class T>
15535      void f(const T&, int i);
15536
15537      void g() { f(3, 7); }
15538
15539      template <class T>
15540      void f(const T& t, const int i) { }
15541
15542    Note that when the template is first instantiated, with
15543    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
15544    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
15545    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
15546
15547 static void
15548 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
15549 {
15550   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
15551      template.  */
15552   tree args;
15553   tree code_pattern;
15554
15555   args = DECL_TI_ARGS (decl);
15556   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
15557
15558   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
15559      correctly.  */
15560   push_access_scope (decl);
15561
15562   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
15563     {
15564       tree decl_parm;
15565       tree pattern_parm;
15566       tree specs;
15567       int args_depth;
15568       int parms_depth;
15569
15570       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
15571       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
15572       if (args_depth > parms_depth)
15573         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
15574
15575       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
15576                                               args, tf_error, NULL_TREE);
15577       if (specs)
15578         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
15579                                                     specs);
15580
15581       /* Merge parameter declarations.  */
15582       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
15583                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
15584       pattern_parm
15585         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
15586                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
15587       while (decl_parm && !FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
15588         {
15589           tree parm_type;
15590           tree attributes;
15591           
15592           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
15593             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
15594           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
15595                               NULL_TREE);
15596           parm_type = type_decays_to (parm_type);
15597           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
15598             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
15599           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
15600           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
15601             {
15602               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
15603               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
15604             }
15605           decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
15606           pattern_parm = TREE_CHAIN (pattern_parm);
15607         }
15608       /* Merge any parameters that match with the function parameter
15609          pack.  */
15610       if (pattern_parm && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
15611         {
15612           int i, len;
15613           tree expanded_types;
15614           /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
15615              the parameters in this function parameter pack.  */
15616           expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (pattern_parm), 
15617                                                  args, tf_error, NULL_TREE);
15618           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
15619           for (i = 0; i < len; i++)
15620             {
15621               tree parm_type;
15622               tree attributes;
15623           
15624               if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
15625                 /* Rename the parameter to include the index.  */
15626                 DECL_NAME (decl_parm) = 
15627                   make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (pattern_parm), i);
15628               parm_type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
15629               parm_type = type_decays_to (parm_type);
15630               if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
15631                 TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
15632               attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
15633               if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
15634                 {
15635                   DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
15636                   cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
15637                 }
15638               decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
15639             }
15640         }
15641       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
15642       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
15643           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
15644         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
15645     }
15646   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
15647     DECL_INITIAL (decl) =
15648       tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
15649                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl),
15650                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
15651   else
15652     gcc_unreachable ();
15653
15654   pop_access_scope (decl);
15655 }
15656
15657 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
15658    substituted to get DECL.  */
15659
15660 tree
15661 template_for_substitution (tree decl)
15662 {
15663   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
15664
15665   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
15666      for the instantiation.  This is not always the most general
15667      template.  Consider, for example:
15668
15669         template <class T>
15670         struct S { template <class U> void f();
15671                    template <> void f<int>(); };
15672
15673      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
15674      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
15675   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
15676             more general template.  */
15677          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
15678            /* We must also deal with friend templates.  Given:
15679
15680                 template <class T> struct S {
15681                   template <class U> friend void f() {};
15682                 };
15683
15684               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
15685               so far as the language is concerned, but that's still
15686               where we get the pattern for the instantiation from.  On
15687               other hand, if the definition comes outside the class, say:
15688
15689                 template <class T> struct S {
15690                   template <class U> friend void f();
15691                 };
15692                 template <class U> friend void f() {}
15693
15694               we don't need to look any further.  That's what the check for
15695               DECL_INITIAL is for.  */
15696           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
15697               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
15698               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
15699     {
15700       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
15701          were a definition, we should be using it!  Note that we
15702          cannot restructure the loop to just keep going until we find
15703          a template with a definition, since that might go too far if
15704          a specialization was declared, but not defined.  */
15705       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
15706                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
15707
15708       /* Fetch the more general template.  */
15709       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
15710     }
15711
15712   return tmpl;
15713 }
15714
15715 /* Returns true if we need to instantiate this template instance even if we
15716    know we aren't going to emit it..  */
15717
15718 bool
15719 always_instantiate_p (tree decl)
15720 {
15721   /* We always instantiate inline functions so that we can inline them.  An
15722      explicit instantiation declaration prohibits implicit instantiation of
15723      non-inline functions.  With high levels of optimization, we would
15724      normally inline non-inline functions -- but we're not allowed to do
15725      that for "extern template" functions.  Therefore, we check
15726      DECL_DECLARED_INLINE_P, rather than possibly_inlined_p.  */
15727   return ((TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
15728            && DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
15729           /* And we need to instantiate static data members so that
15730              their initializers are available in integral constant
15731              expressions.  */
15732           || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
15733               && DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (decl)));
15734 }
15735
15736 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
15737    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
15738    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
15739    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
15740    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
15741    explicitly instantiated class template.  */
15742
15743 tree
15744 instantiate_decl (tree d, int defer_ok,
15745                   bool expl_inst_class_mem_p)
15746 {
15747   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
15748   tree gen_args;
15749   tree args;
15750   tree td;
15751   tree code_pattern;
15752   tree spec;
15753   tree gen_tmpl;
15754   bool pattern_defined;
15755   int need_push;
15756   location_t saved_loc = input_location;
15757   bool external_p;
15758
15759   /* This function should only be used to instantiate templates for
15760      functions and static member variables.  */
15761   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
15762               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
15763
15764   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
15765      are instantiated right away.  That allows for better code in the
15766      case that an expression refers to the value of the variable --
15767      if the variable has a constant value the referring expression can
15768      take advantage of that fact.  */
15769   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
15770     defer_ok = 0;
15771
15772   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
15773      functions they cloned.  */
15774   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
15775     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
15776
15777   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d)
15778       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (d))
15779     /* D has already been instantiated or explicitly specialized, so
15780        there's nothing for us to do here.
15781
15782        It might seem reasonable to check whether or not D is an explicit
15783        instantiation, and, if so, stop here.  But when an explicit
15784        instantiation is deferred until the end of the compilation,
15785        DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is set, even though we still need to do
15786        the instantiation.  */
15787     return d;
15788
15789   /* Check to see whether we know that this template will be
15790      instantiated in some other file, as with "extern template"
15791      extension.  */
15792   external_p = (DECL_INTERFACE_KNOWN (d) && DECL_REALLY_EXTERN (d));
15793
15794   /* In general, we do not instantiate such templates.  */
15795   if (external_p && !always_instantiate_p (d))
15796     return d;
15797
15798   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
15799   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
15800
15801   if (tmpl != gen_tmpl)
15802     /* We should already have the extra args.  */
15803     gcc_assert (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl))
15804                 == TMPL_ARGS_DEPTH (gen_args));
15805   /* And what's in the hash table should match D.  */
15806   gcc_assert ((spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args, 0)) == d
15807               || spec == NULL_TREE);
15808
15809   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
15810   if (! push_tinst_level (d))
15811     return d;
15812
15813   timevar_push (TV_PARSE);
15814
15815   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
15816      for the instantiation.  */
15817   td = template_for_substitution (d);
15818   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
15819
15820   /* We should never be trying to instantiate a member of a class
15821      template or partial specialization.  */
15822   gcc_assert (d != code_pattern);
15823
15824   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
15825       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
15826     /* In the case of a friend template whose definition is provided
15827        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
15828        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
15829     args = get_innermost_template_args
15830       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
15831   else
15832     args = gen_args;
15833
15834   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
15835     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
15836   else
15837     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
15838
15839   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
15840   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
15841
15842   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
15843      the linkage of D, remember that a definition is available for
15844      this entity.  */
15845   if (pattern_defined
15846       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
15847       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
15848     mark_definable (d);
15849
15850   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
15851
15852   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
15853      and no definition is available, treat it like an implicit
15854      instantiation.  */
15855   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p
15856       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
15857     {
15858       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
15859       DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
15860       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
15861     }
15862
15863   if (!defer_ok)
15864     {
15865       /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
15866          about ignoring cv qualifiers.  */
15867       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
15868       tree type = TREE_TYPE (gen);
15869
15870       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
15871          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
15872          right context.  */
15873       push_access_scope (d);
15874
15875       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
15876         {
15877           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_warning_or_error, d);
15878           tsubst_exception_specification (type, gen_args, tf_warning_or_error,
15879                                           d);
15880           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
15881              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
15882              The function arguments are the same as the decl_arguments
15883              without the top level cv qualifiers.  */
15884           type = TREE_TYPE (type);
15885         }
15886       tsubst (type, gen_args, tf_warning_or_error, d);
15887
15888       pop_access_scope (d);
15889     }
15890
15891   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
15892      forbidden from doing so.  */
15893   if (/* If there is no definition, we cannot instantiate the
15894          template.  */
15895       ! pattern_defined
15896       /* If it's OK to postpone instantiation, do so.  */
15897       || defer_ok
15898       /* If this is a static data member that will be defined
15899          elsewhere, we don't want to instantiate the entire data
15900          member, but we do want to instantiate the initializer so that
15901          we can substitute that elsewhere.  */
15902       || (external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
15903     {
15904       /* The definition of the static data member is now required so
15905          we must substitute the initializer.  */
15906       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
15907           && !DECL_INITIAL (d)
15908           && DECL_INITIAL (code_pattern))
15909         {
15910           tree ns;
15911           tree init;
15912
15913           ns = decl_namespace_context (d);
15914           push_nested_namespace (ns);
15915           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
15916           init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern),
15917                               args,
15918                               tf_warning_or_error, NULL_TREE,
15919                               /*integral_constant_expression_p=*/false);
15920           cp_finish_decl (d, init, /*init_const_expr_p=*/false,
15921                           /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
15922                           LOOKUP_ONLYCONVERTING);
15923           pop_nested_class ();
15924           pop_nested_namespace (ns);
15925         }
15926
15927       /* We restore the source position here because it's used by
15928          add_pending_template.  */
15929       input_location = saved_loc;
15930
15931       if (at_eof && !pattern_defined
15932           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d)
15933           && DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
15934         /* [temp.explicit]
15935
15936            The definition of a non-exported function template, a
15937            non-exported member function template, or a non-exported
15938            member function or static data member of a class template
15939            shall be present in every translation unit in which it is
15940            explicitly instantiated.  */
15941         permerror (input_location,  "explicit instantiation of %qD "
15942                    "but no definition available", d);
15943
15944       /* ??? Historically, we have instantiated inline functions, even
15945          when marked as "extern template".  */
15946       if (!(external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
15947         add_pending_template (d);
15948       goto out;
15949     }
15950   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
15951      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
15952   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
15953     {
15954       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
15955          requested instantiation in the PCH it is still possible that
15956          an instantiation will be required in a file that includes the
15957          PCH.  */
15958       if (pch_file)
15959         add_pending_template (d);
15960       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
15961          job, even though we'll not be emitting a copy of this
15962          function.  */
15963       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && possibly_inlined_p (d)))
15964         goto out;
15965     }
15966
15967   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
15968   if (need_push)
15969     push_to_top_level ();
15970
15971   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
15972      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
15973   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
15974
15975   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
15976      by a subsequent redeclaration.  */
15977   regenerate_decl_from_template (d, td);
15978
15979   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
15980      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
15981   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
15982
15983   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
15984     {
15985       tree init;
15986
15987       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
15988          since we've reset the type of the declaration.  */
15989       SET_DECL_RTL (d, NULL_RTX);
15990       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
15991
15992       /* The initializer is placed in DECL_INITIAL by
15993          regenerate_decl_from_template.  Pull it out so that
15994          cp_finish_decl can process it.  */
15995       init = DECL_INITIAL (d);
15996       DECL_INITIAL (d) = NULL_TREE;
15997       DECL_INITIALIZED_P (d) = 0;
15998
15999       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
16000          initializer.  That function will defer actual emission until
16001          we have a chance to determine linkage.  */
16002       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
16003
16004       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
16005       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
16006       cp_finish_decl (d, init, false, NULL_TREE, 0);
16007       pop_nested_class ();
16008     }
16009   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
16010     {
16011       htab_t saved_local_specializations;
16012       tree subst_decl;
16013       tree tmpl_parm;
16014       tree spec_parm;
16015
16016       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
16017          template from within the body of another.  */
16018       saved_local_specializations = local_specializations;
16019
16020       /* Set up the list of local specializations.  */
16021       local_specializations = htab_create (37,
16022                                            hash_local_specialization,
16023                                            eq_local_specializations,
16024                                            NULL);
16025
16026       /* Set up context.  */
16027       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
16028
16029       /* Create substitution entries for the parameters.  */
16030       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
16031       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
16032       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
16033       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
16034         {
16035           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
16036           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
16037           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
16038         }
16039       while (tmpl_parm && !FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (tmpl_parm))
16040         {
16041           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
16042           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
16043           spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm);
16044         }
16045       if (tmpl_parm && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (tmpl_parm))
16046         {
16047           /* Register the (value) argument pack as a specialization of
16048              TMPL_PARM, then move on.  */
16049           tree argpack = make_fnparm_pack (spec_parm);
16050           register_local_specialization (argpack, tmpl_parm);
16051           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
16052           spec_parm = NULL_TREE;
16053         }
16054       gcc_assert (!spec_parm);
16055
16056       /* Substitute into the body of the function.  */
16057       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
16058                    tf_warning_or_error, tmpl,
16059                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
16060
16061       /* Set the current input_location to the end of the function
16062          so that finish_function knows where we are.  */
16063       input_location = DECL_STRUCT_FUNCTION (code_pattern)->function_end_locus;
16064
16065       /* We don't need the local specializations any more.  */
16066       htab_delete (local_specializations);
16067       local_specializations = saved_local_specializations;
16068
16069       /* Finish the function.  */
16070       d = finish_function (0);
16071       expand_or_defer_fn (d);
16072     }
16073
16074   /* We're not deferring instantiation any more.  */
16075   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
16076
16077   if (need_push)
16078     pop_from_top_level ();
16079
16080 out:
16081   input_location = saved_loc;
16082   pop_deferring_access_checks ();
16083   pop_tinst_level ();
16084
16085   timevar_pop (TV_PARSE);
16086
16087   return d;
16088 }
16089
16090 /* Run through the list of templates that we wish we could
16091    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
16092    number of times we retry pending template instantiation.  */
16093
16094 void
16095 instantiate_pending_templates (int retries)
16096 {
16097   int reconsider;
16098   location_t saved_loc = input_location;
16099
16100   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
16101      may require further template instantiations.  We place a limit here
16102      to avoid infinite loop.  */
16103   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
16104     {
16105       tree decl = pending_templates->tinst->decl;
16106
16107       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
16108              " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
16109              " (use -ftemplate-depth-NN to increase the maximum)",
16110              max_tinst_depth, decl);
16111       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
16112         /* Pretend that we defined it.  */
16113         DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
16114       return;
16115     }
16116
16117   do
16118     {
16119       struct pending_template **t = &pending_templates;
16120       struct pending_template *last = NULL;
16121       reconsider = 0;
16122       while (*t)
16123         {
16124           tree instantiation = reopen_tinst_level ((*t)->tinst);
16125           bool complete = false;
16126
16127           if (TYPE_P (instantiation))
16128             {
16129               tree fn;
16130
16131               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
16132                 {
16133                   instantiate_class_template (instantiation);
16134                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
16135                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
16136                          fn;
16137                          fn = TREE_CHAIN (fn))
16138                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
16139                         instantiate_decl (fn,
16140                                           /*defer_ok=*/0,
16141                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
16142                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
16143                     reconsider = 1;
16144                 }
16145
16146               complete = COMPLETE_TYPE_P (instantiation);
16147             }
16148           else
16149             {
16150               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
16151                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
16152                 {
16153                   instantiation
16154                     = instantiate_decl (instantiation,
16155                                         /*defer_ok=*/0,
16156                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
16157                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
16158                     reconsider = 1;
16159                 }
16160
16161               complete = (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
16162                           || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation));
16163             }
16164
16165           if (complete)
16166             /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
16167                need to consider it again in the future.  */
16168             *t = (*t)->next;
16169           else
16170             {
16171               last = *t;
16172               t = &(*t)->next;
16173             }
16174           tinst_depth = 0;
16175           current_tinst_level = NULL;
16176         }
16177       last_pending_template = last;
16178     }
16179   while (reconsider);
16180
16181   input_location = saved_loc;
16182 }
16183
16184 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
16185    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
16186    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
16187    instantiate_decl.  */
16188
16189 static tree
16190 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
16191 {
16192   tree inits = NULL_TREE;
16193
16194   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
16195     {
16196       tree decl;
16197       tree init;
16198       tree expanded_bases = NULL_TREE;
16199       tree expanded_arguments = NULL_TREE;
16200       int i, len = 1;
16201
16202       if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (t)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
16203         {
16204           tree expr;
16205           tree arg;
16206
16207           /* Expand the base class expansion type into separate base
16208              classes.  */
16209           expanded_bases = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), argvec,
16210                                                  tf_warning_or_error,
16211                                                  NULL_TREE);
16212           if (expanded_bases == error_mark_node)
16213             continue;
16214           
16215           /* We'll be building separate TREE_LISTs of arguments for
16216              each base.  */
16217           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
16218           expanded_arguments = make_tree_vec (len);
16219           for (i = 0; i < len; i++)
16220             TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = NULL_TREE;
16221
16222           /* Build a dummy EXPR_PACK_EXPANSION that will be used to
16223              expand each argument in the TREE_VALUE of t.  */
16224           expr = make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
16225           PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (expr) =
16226             PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (TREE_PURPOSE (t));
16227
16228           if (TREE_VALUE (t) == void_type_node)
16229             /* VOID_TYPE_NODE is used to indicate
16230                value-initialization.  */
16231             {
16232               for (i = 0; i < len; i++)
16233                 TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = void_type_node;
16234             }
16235           else
16236             {
16237               /* Substitute parameter packs into each argument in the
16238                  TREE_LIST.  */
16239               in_base_initializer = 1;
16240               for (arg = TREE_VALUE (t); arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
16241                 {
16242                   tree expanded_exprs;
16243
16244                   /* Expand the argument.  */
16245                   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (expr, TREE_VALUE (arg));
16246                   expanded_exprs 
16247                     = tsubst_pack_expansion (expr, argvec,
16248                                              tf_warning_or_error,
16249                                              NULL_TREE);
16250                   if (expanded_exprs == error_mark_node)
16251                     continue;
16252
16253                   /* Prepend each of the expanded expressions to the
16254                      corresponding TREE_LIST in EXPANDED_ARGUMENTS.  */
16255                   for (i = 0; i < len; i++)
16256                     {
16257                       TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
16258                         tree_cons (NULL_TREE, 
16259                                    TREE_VEC_ELT (expanded_exprs, i),
16260                                    TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
16261                     }
16262                 }
16263               in_base_initializer = 0;
16264
16265               /* Reverse all of the TREE_LISTs in EXPANDED_ARGUMENTS,
16266                  since we built them backwards.  */
16267               for (i = 0; i < len; i++)
16268                 {
16269                   TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
16270                     nreverse (TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
16271                 }
16272             }
16273         }
16274
16275       for (i = 0; i < len; ++i)
16276         {
16277           if (expanded_bases)
16278             {
16279               decl = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, i);
16280               decl = expand_member_init (decl);
16281               init = TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i);
16282             }
16283           else
16284             {
16285               decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, 
16286                                   tf_warning_or_error, NULL_TREE);
16287
16288               decl = expand_member_init (decl);
16289               if (decl && !DECL_P (decl))
16290                 in_base_initializer = 1;
16291
16292               init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, 
16293                                   tf_warning_or_error, NULL_TREE,
16294                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
16295               in_base_initializer = 0;
16296             }
16297
16298           if (decl)
16299             {
16300               init = build_tree_list (decl, init);
16301               TREE_CHAIN (init) = inits;
16302               inits = init;
16303             }
16304         }
16305     }
16306   return inits;
16307 }
16308
16309 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
16310
16311 static void
16312 set_current_access_from_decl (tree decl)
16313 {
16314   if (TREE_PRIVATE (decl))
16315     current_access_specifier = access_private_node;
16316   else if (TREE_PROTECTED (decl))
16317     current_access_specifier = access_protected_node;
16318   else
16319     current_access_specifier = access_public_node;
16320 }
16321
16322 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
16323    is the instantiation (which should have been created with
16324    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
16325
16326 static void
16327 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
16328 {
16329   tree e;
16330
16331   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
16332     {
16333       tree value;
16334       tree decl;
16335
16336       decl = TREE_VALUE (e);
16337       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
16338          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
16339       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
16340                            args, tf_warning_or_error, NULL_TREE,
16341                            /*integral_constant_expression_p=*/true);
16342
16343       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
16344       set_current_access_from_decl (decl);
16345
16346       /* Actually build the enumerator itself.  */
16347       build_enumerator (DECL_NAME (decl), value, newtag);
16348     }
16349
16350   finish_enum (newtag);
16351   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
16352     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
16353 }
16354
16355 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
16356    its type -- but without substituting the innermost set of template
16357    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
16358    the type.  */
16359
16360 tree
16361 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
16362 {
16363   tree fn_type;
16364   tree tmpl;
16365   tree targs;
16366   tree tparms;
16367   int parm_depth;
16368
16369   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
16370   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
16371   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
16372   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
16373
16374   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
16375      of parameters.  */
16376   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
16377
16378   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
16379
16380   if (parm_depth == 1)
16381     /* No substitution is necessary.  */
16382     ;
16383   else
16384     {
16385       int i, save_access_control;
16386       tree partial_args;
16387
16388       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
16389          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
16390       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
16391       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
16392         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
16393                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
16394       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
16395                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
16396                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
16397
16398       /* Disable access control as this function is used only during
16399          name-mangling.  */
16400       save_access_control = flag_access_control;
16401       flag_access_control = 0;
16402
16403       ++processing_template_decl;
16404       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
16405          appropriate function type.  */
16406       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
16407       --processing_template_decl;
16408
16409       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
16410          innermost set of parameters.  This step is important if the
16411          innermost set of template parameters contains value
16412          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
16413       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
16414       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
16415
16416       flag_access_control = save_access_control;
16417     }
16418
16419   return fn_type;
16420 }
16421
16422 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
16423    the last one involved in diagnostics.  */
16424 int
16425 problematic_instantiation_changed (void)
16426 {
16427   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
16428 }
16429
16430 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
16431 void
16432 record_last_problematic_instantiation (void)
16433 {
16434   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
16435 }
16436
16437 struct tinst_level *
16438 current_instantiation (void)
16439 {
16440   return current_tinst_level;
16441 }
16442
16443 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
16444    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
16445    warning messages under control of COMPLAIN.  */
16446
16447 static int
16448 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
16449 {
16450   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
16451     return 0;
16452   else if (POINTER_TYPE_P (type))
16453     return 0;
16454   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
16455     return 0;
16456   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
16457     return 0;
16458   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
16459     return 0;
16460
16461   if (complain & tf_error)
16462     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
16463   return 1;
16464 }
16465
16466 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
16467    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
16468
16469 static bool
16470 dependent_type_p_r (tree type)
16471 {
16472   tree scope;
16473
16474   /* [temp.dep.type]
16475
16476      A type is dependent if it is:
16477
16478      -- a template parameter. Template template parameters are types
16479         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
16480         them here.  */
16481   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
16482       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
16483     return true;
16484   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
16485         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
16486         names a dependent type.  */
16487   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
16488     return true;
16489   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
16490         dependent.  */
16491   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
16492   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
16493   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
16494     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
16495             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
16496                                            (type)));
16497   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
16498            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
16499     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
16500   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
16501            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
16502     {
16503       tree arg_type;
16504
16505       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
16506         return true;
16507       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
16508            arg_type;
16509            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
16510         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
16511           return true;
16512       return false;
16513     }
16514   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
16515         size is specified by a constant expression that is
16516         value-dependent.  */
16517   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
16518     {
16519       if (TYPE_DOMAIN (type)
16520           && dependent_type_p (TYPE_DOMAIN (type)))
16521         return true;
16522       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
16523     }
16524   else if (TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
16525            && !TREE_CONSTANT (TYPE_MAX_VALUE (type)))
16526     {
16527       /* If this is the TYPE_DOMAIN of an array type, consider it
16528          dependent.  We already checked for value-dependence in
16529          compute_array_index_type.  */
16530       return type_dependent_expression_p (TYPE_MAX_VALUE (type));
16531     }
16532
16533   /* -- a template-id in which either the template name is a template
16534      parameter ...  */
16535   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
16536     return true;
16537   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
16538         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
16539   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
16540            && (any_dependent_template_arguments_p
16541                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
16542     return true;
16543
16544   /* All TYPEOF_TYPEs and DECLTYPE_TYPEs are dependent; if the
16545      argument of the `typeof' expression is not type-dependent, then
16546      it should already been have resolved.  */
16547   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE
16548       || TREE_CODE (type) == DECLTYPE_TYPE)
16549     return true;
16550
16551   /* A template argument pack is dependent if any of its packed
16552      arguments are.  */
16553   if (TREE_CODE (type) == TYPE_ARGUMENT_PACK)
16554     {
16555       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (type);
16556       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
16557       for (i = 0; i < len; ++i)
16558         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
16559           return true;
16560     }
16561
16562   /* All TYPE_PACK_EXPANSIONs are dependent, because parameter packs must
16563      be template parameters.  */
16564   if (TREE_CODE (type) == TYPE_PACK_EXPANSION)
16565     return true;
16566
16567   /* The standard does not specifically mention types that are local
16568      to template functions or local classes, but they should be
16569      considered dependent too.  For example:
16570
16571        template <int I> void f() {
16572          enum E { a = I };
16573          S<sizeof (E)> s;
16574        }
16575
16576      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
16577      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
16578   scope = TYPE_CONTEXT (type);
16579   if (scope && TYPE_P (scope))
16580     return dependent_type_p (scope);
16581   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
16582     return type_dependent_expression_p (scope);
16583
16584   /* Other types are non-dependent.  */
16585   return false;
16586 }
16587
16588 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
16589    [temp.dep.type].  */
16590
16591 bool
16592 dependent_type_p (tree type)
16593 {
16594   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
16595      any dependent types.  */
16596   if (!processing_template_decl)
16597     {
16598       /* If we are not processing a template, then nobody should be
16599          providing us with a dependent type.  */
16600       gcc_assert (type);
16601       gcc_assert (TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM || is_auto (type));
16602       return false;
16603     }
16604
16605   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
16606      in question; in that case, the type is dependent.  */
16607   if (!type)
16608     return true;
16609
16610   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
16611   if (type == error_mark_node)
16612     return false;
16613
16614   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
16615      do so now.  */
16616   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
16617     {
16618       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
16619       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
16620     }
16621
16622   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
16623 }
16624
16625 /* Returns TRUE if SCOPE is a dependent scope, in which we can't do any
16626    lookup.  In other words, a dependent type that is not the current
16627    instantiation.  */
16628
16629 bool
16630 dependent_scope_p (tree scope)
16631 {
16632   return (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
16633           && !currently_open_class (scope));
16634 }
16635
16636 /* Returns TRUE if EXPRESSION is dependent, according to CRITERION.  */
16637
16638 static bool
16639 dependent_scope_ref_p (tree expression, bool criterion (tree))
16640 {
16641   tree scope;
16642   tree name;
16643
16644   gcc_assert (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF);
16645
16646   if (!TYPE_P (TREE_OPERAND (expression, 0)))
16647     return true;
16648
16649   scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
16650   name = TREE_OPERAND (expression, 1);
16651
16652   /* [temp.dep.expr]
16653
16654      An id-expression is type-dependent if it contains a
16655      nested-name-specifier that contains a class-name that names a
16656      dependent type.  */
16657   /* The suggested resolution to Core Issue 224 implies that if the
16658      qualifying type is the current class, then we must peek
16659      inside it.  */
16660   if (DECL_P (name)
16661       && currently_open_class (scope)
16662       && !criterion (name))
16663     return false;
16664   if (dependent_type_p (scope))
16665     return true;
16666
16667   return false;
16668 }
16669
16670 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
16671    [temp.dep.constexpr].  EXPRESSION is already known to be a constant
16672    expression.  */
16673
16674 bool
16675 value_dependent_expression_p (tree expression)
16676 {
16677   if (!processing_template_decl)
16678     return false;
16679
16680   /* A name declared with a dependent type.  */
16681   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
16682     return true;
16683
16684   switch (TREE_CODE (expression))
16685     {
16686     case IDENTIFIER_NODE:
16687       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
16688       return true;
16689
16690     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
16691       /* A non-type template parm.  */
16692       return true;
16693
16694     case CONST_DECL:
16695       /* A non-type template parm.  */
16696       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
16697         return true;
16698       return value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression));
16699
16700     case VAR_DECL:
16701        /* A constant with integral or enumeration type and is initialized
16702           with an expression that is value-dependent.  */
16703       if (DECL_INITIAL (expression)
16704           && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
16705           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
16706         return true;
16707       return false;
16708
16709     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
16710     case STATIC_CAST_EXPR:
16711     case CONST_CAST_EXPR:
16712     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
16713     case CAST_EXPR:
16714       /* These expressions are value-dependent if the type to which
16715          the cast occurs is dependent or the expression being casted
16716          is value-dependent.  */
16717       {
16718         tree type = TREE_TYPE (expression);
16719
16720         if (dependent_type_p (type))
16721           return true;
16722
16723         /* A functional cast has a list of operands.  */
16724         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
16725         if (!expression)
16726           {
16727             /* If there are no operands, it must be an expression such
16728                as "int()". This should not happen for aggregate types
16729                because it would form non-constant expressions.  */
16730             gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
16731
16732             return false;
16733           }
16734
16735         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
16736           return any_value_dependent_elements_p (expression);
16737
16738         return value_dependent_expression_p (expression);
16739       }
16740
16741     case SIZEOF_EXPR:
16742     case ALIGNOF_EXPR:
16743       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
16744          type-dependent or is a pack expansion.  */
16745       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
16746       if (PACK_EXPANSION_P (expression))
16747         return true;
16748       else if (TYPE_P (expression))
16749         return dependent_type_p (expression);
16750       return type_dependent_expression_p (expression);
16751
16752     case SCOPE_REF:
16753       return dependent_scope_ref_p (expression, value_dependent_expression_p);
16754
16755     case COMPONENT_REF:
16756       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
16757               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
16758
16759     case CALL_EXPR:
16760       /* A CALL_EXPR may appear in a constant expression if it is a
16761          call to a builtin function, e.g., __builtin_constant_p.  All
16762          such calls are value-dependent.  */
16763       return true;
16764
16765     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
16766       /* A NONTYPE_ARGUMENT_PACK is value-dependent if any packed argument
16767          is value-dependent.  */
16768       {
16769         tree values = ARGUMENT_PACK_ARGS (expression);
16770         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (values);
16771         
16772         for (i = 0; i < len; ++i)
16773           if (value_dependent_expression_p (TREE_VEC_ELT (values, i)))
16774             return true;
16775         
16776         return false;
16777       }
16778
16779     case TRAIT_EXPR:
16780       {
16781         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (expression);
16782         return (dependent_type_p (TRAIT_EXPR_TYPE1 (expression))
16783                 || (type2 ? dependent_type_p (type2) : false));
16784       }
16785
16786     case MODOP_EXPR:
16787       return ((value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
16788               || (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 2))));
16789
16790     default:
16791       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
16792          value-dependent.  */
16793       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
16794         {
16795         case tcc_reference:
16796         case tcc_unary:
16797           return (value_dependent_expression_p
16798                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
16799
16800         case tcc_comparison:
16801         case tcc_binary:
16802           return ((value_dependent_expression_p
16803                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
16804                   || (value_dependent_expression_p
16805                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
16806
16807         case tcc_expression:
16808         case tcc_vl_exp:
16809           {
16810             int i;
16811             for (i = 0; i < TREE_OPERAND_LENGTH (expression); ++i)
16812               /* In some cases, some of the operands may be missing.
16813                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
16814                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
16815                  make the expression dependent.  */
16816               if (TREE_OPERAND (expression, i)
16817                   && (value_dependent_expression_p
16818                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
16819                 return true;
16820             return false;
16821           }
16822
16823         default:
16824           break;
16825         }
16826     }
16827
16828   /* The expression is not value-dependent.  */
16829   return false;
16830 }
16831
16832 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
16833    [temp.dep.expr].  */
16834
16835 bool
16836 type_dependent_expression_p (tree expression)
16837 {
16838   if (!processing_template_decl)
16839     return false;
16840
16841   if (expression == error_mark_node)
16842     return false;
16843
16844   /* An unresolved name is always dependent.  */
16845   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE
16846       || TREE_CODE (expression) == USING_DECL)
16847     return true;
16848
16849   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
16850   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
16851       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
16852       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
16853       || TREE_CODE (expression) == TRAIT_EXPR
16854       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
16855       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
16856       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
16857       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
16858     return false;
16859
16860   /* The types of these expressions depends only on the type to which
16861      the cast occurs.  */
16862   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
16863       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
16864       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
16865       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
16866       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
16867     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
16868
16869   /* The types of these expressions depends only on the type created
16870      by the expression.  */
16871   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
16872       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
16873     {
16874       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
16875          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
16876          operand 1.  */
16877       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
16878       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
16879         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
16880            as well.  */
16881         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
16882                || value_dependent_expression_p
16883                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
16884       else
16885         return dependent_type_p (type);
16886     }
16887
16888   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF
16889       && dependent_scope_ref_p (expression,
16890                                 type_dependent_expression_p))
16891     return true;
16892
16893   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
16894       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
16895       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
16896       && (any_dependent_template_arguments_p
16897           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
16898     return true;
16899
16900   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
16901       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
16902     return false;
16903
16904   if (TREE_CODE (expression) == STMT_EXPR)
16905     expression = stmt_expr_value_expr (expression);
16906
16907   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (expression))
16908     {
16909       tree elt;
16910       unsigned i;
16911
16912       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (expression), i, elt)
16913         {
16914           if (type_dependent_expression_p (elt))
16915             return true;
16916         }
16917       return false;
16918     }
16919
16920   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
16921     {
16922       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
16923         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
16924       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
16925           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
16926         {
16927           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
16928             return true;
16929           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
16930           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
16931             return false;
16932         }
16933       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
16934       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
16935         return false;
16936
16937       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
16938         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
16939
16940       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
16941         {
16942           if (any_dependent_template_arguments_p
16943               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
16944             return true;
16945           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
16946         }
16947       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
16948                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
16949
16950       while (expression)
16951         {
16952           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
16953             return true;
16954           expression = OVL_NEXT (expression);
16955         }
16956       return false;
16957     }
16958
16959   gcc_assert (TREE_CODE (expression) != TYPE_DECL);
16960
16961   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
16962 }
16963
16964 /* Like type_dependent_expression_p, but it also works while not processing
16965    a template definition, i.e. during substitution or mangling.  */
16966
16967 bool
16968 type_dependent_expression_p_push (tree expr)
16969 {
16970   bool b;
16971   ++processing_template_decl;
16972   b = type_dependent_expression_p (expr);
16973   --processing_template_decl;
16974   return b;
16975 }
16976
16977 /* Returns TRUE if ARGS contains a type-dependent expression.  */
16978
16979 bool
16980 any_type_dependent_arguments_p (const VEC(tree,gc) *args)
16981 {
16982   unsigned int i;
16983   tree arg;
16984
16985   for (i = 0; VEC_iterate (tree, args, i, arg); ++i)
16986     {
16987       if (type_dependent_expression_p (arg))
16988         return true;
16989     }
16990   return false;
16991 }
16992
16993 /* Returns TRUE if LIST (a TREE_LIST whose TREE_VALUEs are
16994    expressions) contains any value-dependent expressions.  */
16995
16996 bool
16997 any_value_dependent_elements_p (const_tree list)
16998 {
16999   for (; list; list = TREE_CHAIN (list))
17000     if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (list)))
17001       return true;
17002
17003   return false;
17004 }
17005
17006 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
17007
17008 bool
17009 dependent_template_arg_p (tree arg)
17010 {
17011   if (!processing_template_decl)
17012     return false;
17013
17014   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
17015       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17016     return dependent_template_p (arg);
17017   else if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
17018     {
17019       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
17020       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
17021       for (i = 0; i < len; ++i)
17022         {
17023           if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
17024             return true;
17025         }
17026
17027       return false;
17028     }
17029   else if (TYPE_P (arg))
17030     return dependent_type_p (arg);
17031   else
17032     return (type_dependent_expression_p (arg)
17033             || value_dependent_expression_p (arg));
17034 }
17035
17036 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
17037    any types that require structural equality testing.  */
17038
17039 bool
17040 any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree args)
17041 {
17042   int i;
17043   int j;
17044
17045   if (!args)
17046     return false;
17047   if (args == error_mark_node)
17048     return true;
17049
17050   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
17051     {
17052       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
17053       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
17054         {
17055           tree arg = TREE_VEC_ELT (level, j);
17056           tree packed_args = NULL_TREE;
17057           int k, len = 1;
17058
17059           if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
17060             {
17061               /* Look inside the argument pack.  */
17062               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
17063               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
17064             }
17065
17066           for (k = 0; k < len; ++k)
17067             {
17068               if (packed_args)
17069                 arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, k);
17070
17071               if (error_operand_p (arg))
17072                 return true;
17073               else if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
17074                        || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17075                 continue;
17076               else if (TYPE_P (arg) && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (arg))
17077                 return true;
17078               else if (!TYPE_P (arg) && TREE_TYPE (arg)
17079                        && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (TREE_TYPE (arg)))
17080                 return true;
17081             }
17082         }
17083     }
17084
17085   return false;
17086 }
17087
17088 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
17089    any dependent arguments.  */
17090
17091 bool
17092 any_dependent_template_arguments_p (const_tree args)
17093 {
17094   int i;
17095   int j;
17096
17097   if (!args)
17098     return false;
17099   if (args == error_mark_node)
17100     return true;
17101
17102   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
17103     {
17104       const_tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
17105       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
17106         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
17107           return true;
17108     }
17109
17110   return false;
17111 }
17112
17113 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
17114
17115 bool
17116 dependent_template_p (tree tmpl)
17117 {
17118   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
17119     {
17120       while (tmpl)
17121         {
17122           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
17123             return true;
17124           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
17125         }
17126       return false;
17127     }
17128
17129   /* Template template parameters are dependent.  */
17130   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
17131       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17132     return true;
17133   /* So are names that have not been looked up.  */
17134   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
17135       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
17136     return true;
17137   /* So are member templates of dependent classes.  */
17138   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
17139     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
17140   return false;
17141 }
17142
17143 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
17144
17145 bool
17146 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
17147 {
17148   return (dependent_template_p (tmpl)
17149           || any_dependent_template_arguments_p (args));
17150 }
17151
17152 /* Returns TRUE if OMP_FOR with DECLV, INITV, CONDV and INCRV vectors
17153    is dependent.  */
17154
17155 bool
17156 dependent_omp_for_p (tree declv, tree initv, tree condv, tree incrv)
17157 {
17158   int i;
17159
17160   if (!processing_template_decl)
17161     return false;
17162
17163   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (declv); i++)
17164     {
17165       tree decl = TREE_VEC_ELT (declv, i);
17166       tree init = TREE_VEC_ELT (initv, i);
17167       tree cond = TREE_VEC_ELT (condv, i);
17168       tree incr = TREE_VEC_ELT (incrv, i);
17169
17170       if (type_dependent_expression_p (decl))
17171         return true;
17172
17173       if (init && type_dependent_expression_p (init))
17174         return true;
17175
17176       if (type_dependent_expression_p (cond))
17177         return true;
17178
17179       if (COMPARISON_CLASS_P (cond)
17180           && (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 0))
17181               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 1))))
17182         return true;
17183
17184       if (TREE_CODE (incr) == MODOP_EXPR)
17185         {
17186           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0))
17187               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 2)))
17188             return true;
17189         }
17190       else if (type_dependent_expression_p (incr))
17191         return true;
17192       else if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
17193         {
17194           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0)))
17195             return true;
17196           else if (BINARY_CLASS_P (TREE_OPERAND (incr, 1)))
17197             {
17198               tree t = TREE_OPERAND (incr, 1);
17199               if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 0))
17200                   || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 1)))
17201                 return true;
17202             }
17203         }
17204     }
17205
17206   return false;
17207 }
17208
17209 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
17210    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns the original TYPENAME_TYPE if
17211    no such TYPE can be found.  Note that this function peers inside
17212    uninstantiated templates and therefore should be used only in
17213    extremely limited situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this
17214    peering to the currently open classes hierarchy (which is required
17215    when comparing types).  */
17216
17217 tree
17218 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
17219 {
17220   tree scope;
17221   tree name;
17222   tree decl;
17223   int quals;
17224   tree pushed_scope;
17225   tree result;
17226
17227   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
17228
17229   scope = TYPE_CONTEXT (type);
17230   /* Usually the non-qualified identifier of a TYPENAME_TYPE is
17231      TYPE_IDENTIFIER (type). But when 'type' is a typedef variant of
17232      a TYPENAME_TYPE node, then TYPE_NAME (type) is set to the TYPE_DECL representing
17233      the typedef. In that case TYPE_IDENTIFIER (type) is not the non-qualified
17234      identifier  of the TYPENAME_TYPE anymore.
17235      So by getting the TYPE_IDENTIFIER of the _main declaration_ of the
17236      TYPENAME_TYPE instead, we avoid messing up with a possible
17237      typedef variant case.  */
17238   name = TYPE_IDENTIFIER (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
17239
17240   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
17241      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
17242   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
17243     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
17244   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
17245      TYPENAME_TYPE.  */
17246   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
17247     return type;
17248   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
17249      resolving the name.  */
17250   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
17251     return type;
17252   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
17253      to look inside it.  */
17254   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
17255     return type;
17256   /* If SCOPE isn't the template itself, it will not have a valid
17257      TYPE_FIELDS list.  */
17258   if (same_type_p (scope, CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope)))
17259     /* scope is either the template itself or a compatible instantiation
17260        like X<T>, so look up the name in the original template.  */
17261     scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
17262   else
17263     /* scope is a partial instantiation, so we can't do the lookup or we
17264        will lose the template arguments.  */
17265     return type;
17266   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
17267      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
17268      longer be considered a dependent type.  */
17269   pushed_scope = push_scope (scope);
17270   /* Look up the declaration.  */
17271   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
17272
17273   result = NULL_TREE;
17274   
17275   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
17276      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
17277   if (!decl)
17278     /*nop*/;
17279   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
17280            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
17281     {
17282       result = TREE_TYPE (decl);
17283       if (result == error_mark_node)
17284         result = NULL_TREE;
17285     }
17286   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
17287            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
17288     {
17289       tree tmpl;
17290       tree args;
17291       /* Obtain the template and the arguments.  */
17292       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
17293       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
17294       /* Instantiate the template.  */
17295       result = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
17296                                       /*entering_scope=*/0,
17297                                       tf_error | tf_user);
17298       if (result == error_mark_node)
17299         result = NULL_TREE;
17300     }
17301   
17302   /* Leave the SCOPE.  */
17303   if (pushed_scope)
17304     pop_scope (pushed_scope);
17305
17306   /* If we failed to resolve it, return the original typename.  */
17307   if (!result)
17308     return type;
17309   
17310   /* If lookup found a typename type, resolve that too.  */
17311   if (TREE_CODE (result) == TYPENAME_TYPE && !TYPENAME_IS_RESOLVING_P (result))
17312     {
17313       /* Ill-formed programs can cause infinite recursion here, so we
17314          must catch that.  */
17315       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 1;
17316       result = resolve_typename_type (result, only_current_p);
17317       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 0;
17318     }
17319   
17320   /* Qualify the resulting type.  */
17321   quals = cp_type_quals (type);
17322   if (quals)
17323     result = cp_build_qualified_type (result, cp_type_quals (result) | quals);
17324
17325   return result;
17326 }
17327
17328 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
17329    for EXPR that can be used to compute the types of larger
17330    expressions containing EXPR.  */
17331
17332 tree
17333 build_non_dependent_expr (tree expr)
17334 {
17335   tree inner_expr;
17336
17337   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like
17338      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
17339   if (null_ptr_cst_p (expr))
17340     return expr;
17341   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
17342      types.  */
17343   inner_expr = expr;
17344   if (TREE_CODE (inner_expr) == STMT_EXPR)
17345     inner_expr = stmt_expr_value_expr (inner_expr);
17346   if (TREE_CODE (inner_expr) == ADDR_EXPR)
17347     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 0);
17348   if (TREE_CODE (inner_expr) == COMPONENT_REF)
17349     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 1);
17350   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
17351       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
17352     return expr;
17353   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
17354   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
17355     return expr;
17356   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
17357      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
17358      cannot be used to initialize a "char *".  */
17359   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
17360     return expr;
17361   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
17362      reason to create a new node.  */
17363   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
17364     return expr;
17365   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
17366      There is at least one place where we want to know that a
17367      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
17368      expression, there are special rules if the second or third
17369      argument is a throw-expression.  */
17370   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
17371     return expr;
17372
17373   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
17374     return build3 (COND_EXPR,
17375                    TREE_TYPE (expr),
17376                    TREE_OPERAND (expr, 0),
17377                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
17378                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
17379                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
17380                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
17381   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
17382       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
17383     return build2 (COMPOUND_EXPR,
17384                    TREE_TYPE (expr),
17385                    TREE_OPERAND (expr, 0),
17386                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
17387
17388   /* If the type is unknown, it can't really be non-dependent */
17389   gcc_assert (TREE_TYPE (expr) != unknown_type_node);
17390
17391   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.
17392
17393      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
17394      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
17395      example:
17396
17397        template <typename T> void f<T& g>() { g(); }
17398
17399      In the body of "f", the expression for "g" will have
17400      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
17401      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
17402      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
17403      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
17404      stripped here.  */
17405   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
17406 }
17407
17408 /* ARGS is a vector of expressions as arguments to a function call.
17409    Replace the arguments with equivalent non-dependent expressions.
17410    This modifies ARGS in place.  */
17411
17412 void
17413 make_args_non_dependent (VEC(tree,gc) *args)
17414 {
17415   unsigned int ix;
17416   tree arg;
17417
17418   for (ix = 0; VEC_iterate (tree, args, ix, arg); ++ix)
17419     {
17420       tree newarg = build_non_dependent_expr (arg);
17421       if (newarg != arg)
17422         VEC_replace (tree, args, ix, newarg);
17423     }
17424 }
17425
17426 /* Returns a type which represents 'auto'.  We use a TEMPLATE_TYPE_PARM
17427    with a level one deeper than the actual template parms.  */
17428
17429 tree
17430 make_auto (void)
17431 {
17432   tree au;
17433
17434   /* ??? Is it worth caching this for multiple autos at the same level?  */
17435   au = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
17436   TYPE_NAME (au) = build_decl (BUILTINS_LOCATION,
17437                                TYPE_DECL, get_identifier ("auto"), au);
17438   TYPE_STUB_DECL (au) = TYPE_NAME (au);
17439   TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (au) = build_template_parm_index
17440     (0, processing_template_decl + 1, processing_template_decl + 1,
17441      TYPE_NAME (au), NULL_TREE);
17442   TYPE_CANONICAL (au) = canonical_type_parameter (au);
17443   DECL_ARTIFICIAL (TYPE_NAME (au)) = 1;
17444   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (TYPE_NAME (au));
17445
17446   return au;
17447 }
17448
17449 /* Replace auto in TYPE with std::initializer_list<auto>.  */
17450
17451 static tree
17452 listify_autos (tree type, tree auto_node)
17453 {
17454   tree std_init_list = namespace_binding
17455     (get_identifier ("initializer_list"), std_node);
17456   tree argvec;
17457   tree init_auto;
17458   if (!std_init_list || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (std_init_list))
17459     {    
17460       error ("deducing auto from brace-enclosed initializer list requires "
17461              "#include <initializer_list>");
17462       return error_mark_node;
17463     }
17464   argvec = make_tree_vec (1);
17465   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = auto_node;
17466   init_auto = lookup_template_class (std_init_list, argvec, NULL_TREE,
17467                                      NULL_TREE, 0, tf_warning_or_error);
17468
17469   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = init_auto;
17470   if (processing_template_decl)
17471     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
17472   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
17473 }
17474
17475 /* Replace occurrences of 'auto' in TYPE with the appropriate type deduced
17476    from INIT.  AUTO_NODE is the TEMPLATE_TYPE_PARM used for 'auto' in TYPE.  */
17477
17478 tree
17479 do_auto_deduction (tree type, tree init, tree auto_node)
17480 {
17481   tree parms, tparms, targs;
17482   tree args[1];
17483   int val;
17484
17485   /* [dcl.spec.auto]: Obtain P from T by replacing the occurrences of auto
17486      with either a new invented type template parameter U or, if the
17487      initializer is a braced-init-list (8.5.4), with
17488      std::initializer_list<U>.  */
17489   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (init))
17490     type = listify_autos (type, auto_node);
17491
17492   parms = build_tree_list (NULL_TREE, type);
17493   args[0] = init;
17494   tparms = make_tree_vec (1);
17495   targs = make_tree_vec (1);
17496   TREE_VEC_ELT (tparms, 0)
17497     = build_tree_list (NULL_TREE, TYPE_NAME (auto_node));
17498   val = type_unification_real (tparms, targs, parms, args, 1, 0,
17499                                DEDUCE_CALL, LOOKUP_NORMAL);
17500   if (val > 0)
17501     {
17502       error ("unable to deduce %qT from %qE", type, init);
17503       return error_mark_node;
17504     }
17505
17506   if (processing_template_decl)
17507     targs = add_to_template_args (current_template_args (), targs);
17508   return tsubst (type, targs, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
17509 }
17510
17511 /* Substitutes LATE_RETURN_TYPE for 'auto' in TYPE and returns the
17512    result.  */
17513
17514 tree
17515 splice_late_return_type (tree type, tree late_return_type)
17516 {
17517   tree argvec;
17518
17519   if (late_return_type == NULL_TREE)
17520     return type;
17521   argvec = make_tree_vec (1);
17522   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = late_return_type;
17523   if (processing_template_decl)
17524     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
17525   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
17526 }
17527
17528 /* Returns true iff TYPE is a TEMPLATE_TYPE_PARM representing 'auto'.  */
17529
17530 bool
17531 is_auto (const_tree type)
17532 {
17533   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
17534       && TYPE_IDENTIFIER (type) == get_identifier ("auto"))
17535     return true;
17536   else
17537     return false;
17538 }
17539
17540 /* Returns true iff TYPE contains a use of 'auto'.  Since auto can only
17541    appear as a type-specifier for the declaration in question, we don't
17542    have to look through the whole type.  */
17543
17544 tree
17545 type_uses_auto (tree type)
17546 {
17547   enum tree_code code;
17548   if (is_auto (type))
17549     return type;
17550
17551   code = TREE_CODE (type);
17552
17553   if (code == POINTER_TYPE || code == REFERENCE_TYPE
17554       || code == OFFSET_TYPE || code == FUNCTION_TYPE
17555       || code == METHOD_TYPE || code == ARRAY_TYPE)
17556     return type_uses_auto (TREE_TYPE (type));
17557
17558   if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
17559     return type_uses_auto (TREE_TYPE (TREE_TYPE
17560                                    (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (type))));
17561
17562   return NULL_TREE;
17563 }
17564
17565 /* For a given template T, return the list of typedefs referenced
17566    in T for which access check is needed at T instantiation time.
17567    T is either  a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
17568    Those typedefs were added to T by the function
17569    append_type_to_template_for_access_check.  */
17570
17571 tree
17572 get_types_needing_access_check (tree t)
17573 {
17574   tree ti, result = NULL_TREE;
17575
17576   if (!t || t == error_mark_node)
17577     return t;
17578
17579   if (!(ti = get_template_info (t)))
17580     return NULL_TREE;
17581
17582   if (CLASS_TYPE_P (t)
17583       || TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
17584     {
17585       if (!TI_TEMPLATE (ti))
17586         return NULL_TREE;
17587
17588       result = TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti);
17589     }
17590
17591   return result;
17592 }
17593
17594 /* Append the typedef TYPE_DECL used in template T to a list of typedefs
17595    tied to T. That list of typedefs will be access checked at
17596    T instantiation time.
17597    T is either a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
17598    TYPE_DECL is a TYPE_DECL node representing a typedef.
17599    SCOPE is the scope through which TYPE_DECL is accessed.
17600
17601    This function is a subroutine of
17602    append_type_to_template_for_access_check.  */
17603
17604 static void
17605 append_type_to_template_for_access_check_1 (tree t,
17606                                             tree type_decl,
17607                                             tree scope)
17608 {
17609   tree ti;
17610
17611   if (!t || t == error_mark_node)
17612     return;
17613
17614   gcc_assert ((TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
17615                || CLASS_TYPE_P (t))
17616               && type_decl
17617               && TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL
17618               && scope);
17619
17620   if (!(ti = get_template_info (t)))
17621     return;
17622
17623   gcc_assert (TI_TEMPLATE (ti));
17624
17625   TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti) =
17626     tree_cons (type_decl, scope, TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti));
17627 }
17628
17629 /* Append TYPE_DECL to the template TEMPL.
17630    TEMPL is either a class type, a FUNCTION_DECL or a a TEMPLATE_DECL.
17631    At TEMPL instanciation time, TYPE_DECL will be checked to see
17632    if it can be accessed through SCOPE.
17633
17634    e.g. consider the following code snippet:
17635
17636      class C
17637      {
17638        typedef int myint;
17639      };
17640
17641      template<class U> struct S
17642      {
17643        C::myint mi;
17644      };
17645
17646      S<char> s;
17647
17648    At S<char> instantiation time, we need to check the access of C::myint
17649    In other words, we need to check the access of the myint typedef through
17650    the C scope. For that purpose, this function will add the myint typedef
17651    and the scope C through which its being accessed to a list of typedefs
17652    tied to the template S. That list will be walked at template instantiation
17653    time and access check performed on each typedefs it contains.
17654    Note that this particular code snippet should yield an error because
17655    myint is private to C.  */
17656
17657 void
17658 append_type_to_template_for_access_check (tree templ,
17659                                           tree type_decl,
17660                                           tree scope)
17661 {
17662   tree node;
17663
17664   gcc_assert (type_decl && (TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL));
17665
17666   /* Make sure we don't append the type to the template twice.  */
17667   for (node = get_types_needing_access_check (templ);
17668        node;
17669        node = TREE_CHAIN (node))
17670     {
17671       tree decl = TREE_PURPOSE (node);
17672       tree type_scope = TREE_VALUE (node);
17673
17674       if (decl == type_decl && type_scope == scope)
17675         return;
17676     }
17677
17678   append_type_to_template_for_access_check_1 (templ, type_decl, scope);
17679 }
17680
17681 /* Set up the hash tables for template instantiations.  */
17682
17683 void
17684 init_template_processing (void)
17685 {
17686   decl_specializations = htab_create_ggc (37,
17687                                           hash_specialization,
17688                                           eq_specializations,
17689                                           ggc_free);
17690   type_specializations = htab_create_ggc (37,
17691                                           hash_specialization,
17692                                           eq_specializations,
17693                                           ggc_free);
17694 }
17695
17696 #include "gt-cp-pt.h"