OSDN Git Service

PR c++/54511
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / cp / pt.c
1 /* Handle parameterized types (templates) for GNU C++.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000,
3    2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012
4    Free Software Foundation, Inc.
5    Written by Ken Raeburn (raeburn@cygnus.com) while at Watchmaker Computing.
6    Rewritten by Jason Merrill (jason@cygnus.com).
7
8 This file is part of GCC.
9
10 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
11 it under the terms of the GNU General Public License as published by
12 the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
13 any later version.
14
15 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
16 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
18 GNU General Public License for more details.
19
20 You should have received a copy of the GNU General Public License
21 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
22 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
23
24 /* Known bugs or deficiencies include:
25
26      all methods must be provided in header files; can't use a source
27      file that contains only the method templates and "just win".  */
28
29 #include "config.h"
30 #include "system.h"
31 #include "coretypes.h"
32 #include "tm.h"
33 #include "tree.h"
34 #include "intl.h"
35 #include "pointer-set.h"
36 #include "flags.h"
37 #include "cp-tree.h"
38 #include "c-family/c-common.h"
39 #include "c-family/c-objc.h"
40 #include "cp-objcp-common.h"
41 #include "tree-inline.h"
42 #include "decl.h"
43 #include "output.h"
44 #include "toplev.h"
45 #include "timevar.h"
46 #include "tree-iterator.h"
47 #include "vecprim.h"
48
49 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
50    returning an int.  */
51 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
52
53 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
54    instantiations have been deferred, either because their definitions
55    were not yet available, or because we were putting off doing the work.  */
56 struct GTY ((chain_next ("%h.next"))) pending_template {
57   struct pending_template *next;
58   struct tinst_level *tinst;
59 };
60
61 static GTY(()) struct pending_template *pending_templates;
62 static GTY(()) struct pending_template *last_pending_template;
63
64 int processing_template_parmlist;
65 static int template_header_count;
66
67 static GTY(()) tree saved_trees;
68 static VEC(int,heap) *inline_parm_levels;
69
70 static GTY(()) struct tinst_level *current_tinst_level;
71
72 static GTY(()) tree saved_access_scope;
73
74 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
75    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
76    to the EXPR_STMT that is its result.  */
77 static tree cur_stmt_expr;
78
79 /* A map from local variable declarations in the body of the template
80    presently being instantiated to the corresponding instantiated
81    local variables.  */
82 static htab_t local_specializations;
83
84 typedef struct GTY(()) spec_entry
85 {
86   tree tmpl;
87   tree args;
88   tree spec;
89 } spec_entry;
90
91 static GTY ((param_is (spec_entry)))
92   htab_t decl_specializations;
93
94 static GTY ((param_is (spec_entry)))
95   htab_t type_specializations;
96
97 /* Contains canonical template parameter types. The vector is indexed by
98    the TEMPLATE_TYPE_IDX of the template parameter. Each element is a
99    TREE_LIST, whose TREE_VALUEs contain the canonical template
100    parameters of various types and levels.  */
101 static GTY(()) VEC(tree,gc) *canonical_template_parms;
102
103 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
104 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
105 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
106 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
107 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
108 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
109 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
110 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
111
112 enum template_base_result {
113   tbr_incomplete_type,
114   tbr_ambiguous_baseclass,
115   tbr_success
116 };
117
118 static void push_access_scope (tree);
119 static void pop_access_scope (tree);
120 static void push_deduction_access_scope (tree);
121 static void pop_deduction_access_scope (tree);
122 static bool resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
123                                             unification_kind_t, int,
124                                             bool);
125 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
126                              unification_kind_t, int, bool, bool);
127 static int unify (tree, tree, tree, tree, int, bool);
128 static void add_pending_template (tree);
129 static tree reopen_tinst_level (struct tinst_level *);
130 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
131 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
132 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t,
133                                    bool, bool);
134 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
135 static tree add_to_template_args (tree, tree);
136 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
137 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
138 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*,
139                                              tree);
140 static int type_unification_real (tree, tree, tree, const tree *,
141                                   unsigned int, int, unification_kind_t, int,
142                                   bool);
143 static void note_template_header (int);
144 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
145 static tree convert_nontype_argument (tree, tree, tsubst_flags_t);
146 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
147                                        tsubst_flags_t, int, tree);
148 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
149                                    struct pointer_set_t*, bool);
150 static tree expand_template_argument_pack (tree);
151 static tree build_template_parm_index (int, int, int, int, tree, tree);
152 static bool inline_needs_template_parms (tree);
153 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
154 static tree retrieve_local_specialization (tree);
155 static void register_local_specialization (tree, tree);
156 static hashval_t hash_specialization (const void *p);
157 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int, tree, tsubst_flags_t);
158 static int mark_template_parm (tree, void *);
159 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
160 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
161 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
162 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
163 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
164 static int template_decl_level (tree);
165 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
166 static void template_parm_level_and_index (tree, int*, int*);
167 static int unify_pack_expansion (tree, tree, tree,
168                                  tree, unification_kind_t, bool, bool);
169 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
170 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
171 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
172 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
173 static tree most_specialized_class (tree, tree, tsubst_flags_t);
174 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
175 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
176 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
177 static bool check_specialization_scope (void);
178 static tree process_partial_specialization (tree);
179 static void set_current_access_from_decl (tree);
180 static enum template_base_result get_template_base (tree, tree, tree, tree,
181                                                     bool , tree *);
182 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree, bool);
183 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
184                                            tree, tree);
185 static bool template_template_parm_bindings_ok_p (tree, tree);
186 static int template_args_equal (tree, tree);
187 static void tsubst_default_arguments (tree);
188 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
189 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
190 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
191 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
192 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
193 static bool dependent_template_arg_p (tree);
194 static bool any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree);
195 static bool dependent_type_p_r (tree);
196 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, bool);
197 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
198 static tree tsubst_pack_expansion (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
199 static tree tsubst_decl (tree, tree, tsubst_flags_t);
200 static void perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs);
201 static void append_type_to_template_for_access_check_1 (tree, tree, tree,
202                                                         location_t);
203 static tree listify (tree);
204 static tree listify_autos (tree, tree);
205 static tree template_parm_to_arg (tree t);
206 static bool arg_from_parm_pack_p (tree, tree);
207 static tree current_template_args (void);
208 static tree fixup_template_type_parm_type (tree, int);
209 static tree fixup_template_parm_index (tree, tree, int);
210 static tree tsubst_template_parm (tree, tree, tsubst_flags_t);
211
212 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
213    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
214    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
215    instantiate_decl).  */
216
217 static void
218 push_access_scope (tree t)
219 {
220   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
221               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
222
223   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
224     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
225   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
226     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
227   else
228     push_to_top_level ();
229
230   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
231     {
232       saved_access_scope = tree_cons
233         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
234       current_function_decl = t;
235     }
236 }
237
238 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
239    are processing.  */
240
241 static void
242 pop_access_scope (tree t)
243 {
244   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
245     {
246       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
247       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
248     }
249
250   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
251     pop_nested_class ();
252   else
253     pop_from_top_level ();
254 }
255
256 /* Do any processing required when DECL (a member template
257    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
258    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
259    itself is returned.  */
260
261 tree
262 finish_member_template_decl (tree decl)
263 {
264   if (decl == error_mark_node)
265     return error_mark_node;
266
267   gcc_assert (DECL_P (decl));
268
269   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
270     {
271       tree type;
272
273       type = TREE_TYPE (decl);
274       if (type == error_mark_node)
275         return error_mark_node;
276       if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (type)
277           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
278           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
279         {
280           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
281           check_member_template (tmpl);
282           return tmpl;
283         }
284       return NULL_TREE;
285     }
286   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
287     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
288   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
289     {
290       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
291         {
292           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
293           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
294         }
295       else
296         return decl;
297     }
298   else
299     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
300
301   return error_mark_node;
302 }
303
304 /* Create a template info node.  */
305
306 tree
307 build_template_info (tree template_decl, tree template_args)
308 {
309   tree result = make_node (TEMPLATE_INFO);
310   TI_TEMPLATE (result) = template_decl;
311   TI_ARGS (result) = template_args;
312   return result;
313 }
314
315 /* Return the template info node corresponding to T, whatever T is.  */
316
317 tree
318 get_template_info (const_tree t)
319 {
320   tree tinfo = NULL_TREE;
321
322   if (!t || t == error_mark_node)
323     return NULL;
324
325   if (DECL_P (t) && DECL_LANG_SPECIFIC (t))
326     tinfo = DECL_TEMPLATE_INFO (t);
327
328   if (!tinfo && DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (t))
329     t = TREE_TYPE (t);
330
331   if (TAGGED_TYPE_P (t))
332     tinfo = TYPE_TEMPLATE_INFO (t);
333   else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
334     tinfo = TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (t);
335
336   return tinfo;
337 }
338
339 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
340
341    For example, in:
342      template <class T>
343      struct A
344      {
345        template <class U>
346        struct B {};
347      };
348
349    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.
350    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
351    they are instantiations, not specializations.
352
353    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
354    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
355    always safe.  */
356
357 int
358 template_class_depth (tree type)
359 {
360   int depth;
361
362   for (depth = 0;
363        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
364        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL)
365          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : CP_TYPE_CONTEXT (type))
366     {
367       tree tinfo = get_template_info (type);
368
369       if (tinfo && PRIMARY_TEMPLATE_P (TI_TEMPLATE (tinfo))
370           && uses_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (tinfo))))
371         ++depth;
372     }
373
374   return depth;
375 }
376
377 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
378    Returns true if processing DECL needs us to push template parms.  */
379
380 static bool
381 inline_needs_template_parms (tree decl)
382 {
383   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
384     return false;
385
386   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
387           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
388 }
389
390 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
391    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
392    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
393    innermost first.  */
394
395 static void
396 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
397 {
398   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
399   int i;
400
401   if (levels > 1)
402     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
403
404   ++processing_template_decl;
405   current_template_parms
406     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
407                  parms, current_template_parms);
408   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
409
410   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
411                NULL);
412   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
413     {
414       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
415
416       if (parm == error_mark_node)
417         continue;
418
419       gcc_assert (DECL_P (parm));
420
421       switch (TREE_CODE (parm))
422         {
423         case TYPE_DECL:
424         case TEMPLATE_DECL:
425           pushdecl (parm);
426           break;
427
428         case PARM_DECL:
429           {
430             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
431                It is ugly that we recreate this here; the original
432                version built in process_template_parm is no longer
433                available.  */
434             tree decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (parm),
435                                     CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
436                                     TREE_TYPE (parm));
437             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
438             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
439             TREE_READONLY (decl) = 1;
440             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
441             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
442             pushdecl (decl);
443           }
444           break;
445
446         default:
447           gcc_unreachable ();
448         }
449     }
450 }
451
452 /* Restore the template parameter context for a member template or
453    a friend template defined in a class definition.  */
454
455 void
456 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
457 {
458   tree parms;
459   int levels = 0;
460
461   if (inline_needs_template_parms (decl))
462     {
463       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
464       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
465
466       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
467         {
468           --levels;
469           parms = TREE_CHAIN (parms);
470         }
471
472       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
473     }
474
475   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
476      we can pop them later.  */
477   VEC_safe_push (int, heap, inline_parm_levels, levels);
478 }
479
480 /* Undo the effects of maybe_begin_member_template_processing.  */
481
482 void
483 maybe_end_member_template_processing (void)
484 {
485   int i;
486   int last;
487
488   if (VEC_length (int, inline_parm_levels) == 0)
489     return;
490
491   last = VEC_pop (int, inline_parm_levels);
492   for (i = 0; i < last; ++i)
493     {
494       --processing_template_decl;
495       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
496       poplevel (0, 0, 0);
497     }
498 }
499
500 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
501    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
502
503 static tree
504 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
505 {
506   tree new_args;
507   int extra_depth;
508   int i;
509   int j;
510
511   if (args == NULL_TREE || extra_args == error_mark_node)
512     return extra_args;
513
514   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
515   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
516
517   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
518     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
519
520   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
521     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
522
523   return new_args;
524 }
525
526 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
527    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
528    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
529    the template arguments from a partial instantiation with the
530    template arguments used to attain the full instantiation from the
531    partial instantiation.  */
532
533 static tree
534 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
535 {
536   tree new_args;
537
538   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
539      something very fishy is going on.  */
540   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
541
542   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
543      them.  */
544   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
545     return extra_args;
546
547   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
548   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
549
550   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
551
552   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
553   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
554
555   return new_args;
556 }
557
558 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
559
560 tree
561 get_innermost_template_args (tree args, int n)
562 {
563   tree new_args;
564   int extra_levels;
565   int i;
566
567   gcc_assert (n >= 0);
568
569   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
570   if (n == 1)
571     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
572
573   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
574      given.  */
575   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
576   gcc_assert (extra_levels >= 0);
577   if (extra_levels == 0)
578     return args;
579
580   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
581   new_args = make_tree_vec (n);
582   for (i = 1; i <= n; ++i)
583     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
584                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
585
586   return new_args;
587 }
588
589 /* The inverse of get_innermost_template_args: Return all but the innermost
590    EXTRA_LEVELS levels of template arguments from the ARGS.  */
591
592 static tree
593 strip_innermost_template_args (tree args, int extra_levels)
594 {
595   tree new_args;
596   int n = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - extra_levels;
597   int i;
598
599   gcc_assert (n >= 0);
600
601   /* If N is 1, just return the outermost set of template arguments.  */
602   if (n == 1)
603     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, 1);
604
605   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
606      given.  */
607   gcc_assert (extra_levels >= 0);
608   if (extra_levels == 0)
609     return args;
610
611   /* Make a new set of arguments, not containing the inner arguments.  */
612   new_args = make_tree_vec (n);
613   for (i = 1; i <= n; ++i)
614     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
615                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
616
617   return new_args;
618 }
619
620 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
621    the parms.  */
622
623 void
624 begin_template_parm_list (void)
625 {
626   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
627      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
628      namespace scope.  This is the right thing, since we want
629      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
630      global template class, push_template_decl handles putting the
631      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
632      e.g.:
633
634        template <class T> struct S1 {
635          template <class T> struct S2 {};
636        };
637
638      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
639      TEMPLATE_DECL for S2.  */
640   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
641   ++processing_template_decl;
642   ++processing_template_parmlist;
643   note_template_header (0);
644 }
645
646 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
647    invalid to declare a specialization here, an error is reported and
648    false is returned, otherwise this routine will return true.  */
649
650 static bool
651 check_specialization_scope (void)
652 {
653   tree scope = current_scope ();
654
655   /* [temp.expl.spec]
656
657      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
658      which the template is a member, or, for member templates, in the
659      namespace of which the enclosing class or enclosing class
660      template is a member.  An explicit specialization of a member
661      function, member class or static data member of a class template
662      shall be declared in the namespace of which the class template
663      is a member.  */
664   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
665     {
666       error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
667       return false;
668     }
669
670   /* [temp.expl.spec]
671
672      In an explicit specialization declaration for a member of a class
673      template or a member template that appears in namespace scope,
674      the member template and some of its enclosing class templates may
675      remain unspecialized, except that the declaration shall not
676      explicitly specialize a class member template if its enclosing
677      class templates are not explicitly specialized as well.  */
678   if (current_template_parms)
679     {
680       error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
681       return false;
682     }
683
684   return true;
685 }
686
687 /* We've just seen template <>.  */
688
689 bool
690 begin_specialization (void)
691 {
692   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
693   note_template_header (1);
694   return check_specialization_scope ();
695 }
696
697 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
698    template<>.  */
699
700 void
701 end_specialization (void)
702 {
703   finish_scope ();
704   reset_specialization ();
705 }
706
707 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
708    function specialization.  */
709
710 void
711 reset_specialization (void)
712 {
713   processing_specialization = 0;
714   template_header_count = 0;
715 }
716
717 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
718    it was of the form template <>.  */
719
720 static void
721 note_template_header (int specialization)
722 {
723   processing_specialization = specialization;
724   template_header_count++;
725 }
726
727 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
728
729 void
730 begin_explicit_instantiation (void)
731 {
732   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
733   processing_explicit_instantiation = true;
734 }
735
736
737 void
738 end_explicit_instantiation (void)
739 {
740   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
741   processing_explicit_instantiation = false;
742 }
743
744 /* An explicit specialization or partial specialization TMPL is being
745    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
746    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
747    specialize TMPL in the current namespace.  */
748
749 static bool
750 check_specialization_namespace (tree tmpl)
751 {
752   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
753
754   /* [tmpl.expl.spec]
755
756      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
757      which the template is a member, or, for member templates, in the
758      namespace of which the enclosing class or enclosing class
759      template is a member.  An explicit specialization of a member
760      function, member class or static data member of a class template
761      shall be declared in the namespace of which the class template is
762      a member.  */
763   if (current_scope() != DECL_CONTEXT (tmpl)
764       && !at_namespace_scope_p ())
765     {
766       error ("specialization of %qD must appear at namespace scope", tmpl);
767       return false;
768     }
769   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
770     /* Same or super-using namespace.  */
771     return true;
772   else
773     {
774       permerror (input_location, "specialization of %qD in different namespace", tmpl);
775       permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
776       return false;
777     }
778 }
779
780 /* SPEC is an explicit instantiation.  Check that it is valid to
781    perform this explicit instantiation in the current namespace.  */
782
783 static void
784 check_explicit_instantiation_namespace (tree spec)
785 {
786   tree ns;
787
788   /* DR 275: An explicit instantiation shall appear in an enclosing
789      namespace of its template.  */
790   ns = decl_namespace_context (spec);
791   if (!is_ancestor (current_namespace, ns))
792     permerror (input_location, "explicit instantiation of %qD in namespace %qD "
793                "(which does not enclose namespace %qD)",
794                spec, current_namespace, ns);
795 }
796
797 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
798    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
799
800 tree
801 maybe_process_partial_specialization (tree type)
802 {
803   tree context;
804
805   if (type == error_mark_node)
806     return error_mark_node;
807
808   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
809     {
810       error ("name of class shadows template template parameter %qD",
811              TYPE_NAME (type));
812       return error_mark_node;
813     }
814
815   context = TYPE_CONTEXT (type);
816
817   if ((CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
818       /* Consider non-class instantiations of alias templates as
819          well.  */
820       || (TYPE_P (type)
821           && TYPE_TEMPLATE_INFO (type)
822           && DECL_LANG_SPECIFIC (TYPE_NAME (type))
823           && DECL_USE_TEMPLATE (TYPE_NAME (type))))
824     {
825       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
826          specialization of a template class such as:
827
828            template <> class C<int>;
829
830          or:
831
832            template <class T> class C<T*>;
833
834          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
835
836       if (CLASS_TYPE_P (type)
837           && CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
838           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
839         {
840           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
841           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
842           if (processing_template_decl)
843             {
844               if (push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type))
845                   == error_mark_node)
846                 return error_mark_node;
847             }
848         }
849       else if (CLASS_TYPE_P (type)
850                && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
851         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
852
853       if (DECL_ALIAS_TEMPLATE_P (TYPE_TI_TEMPLATE (type)))
854         {
855           error ("partial specialization of alias template %qD",
856                  TYPE_TI_TEMPLATE (type));
857           return error_mark_node;
858         }
859     }
860   else if (CLASS_TYPE_P (type)
861            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
862            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
863            && context && CLASS_TYPE_P (context)
864            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
865     {
866       /* This is for an explicit specialization of member class
867          template according to [temp.expl.spec/18]:
868
869            template <> template <class U> class C<int>::D;
870
871          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
872          Otherwise this is just a member class template declared
873          earlier like:
874
875            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
876            template <> template <class U> class C<int>::D;
877
878          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
879          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
880          and `C<T>::D' may not exist.  */
881
882       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
883           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
884         {
885           tree t;
886           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
887
888           if (current_namespace
889               != decl_namespace_context (tmpl))
890             {
891               permerror (input_location, "specializing %q#T in different namespace", type);
892               permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
893             }
894
895           /* Check for invalid specialization after instantiation:
896
897                template <> template <> class C<int>::D<int>;
898                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
899
900           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
901                t; t = TREE_CHAIN (t))
902             {
903               tree inst = TREE_VALUE (t);
904               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (inst))
905                 {
906                   /* We already have a full specialization of this partial
907                      instantiation.  Reassign it to the new member
908                      specialization template.  */
909                   spec_entry elt;
910                   spec_entry *entry;
911                   void **slot;
912
913                   elt.tmpl = most_general_template (tmpl);
914                   elt.args = CLASSTYPE_TI_ARGS (inst);
915                   elt.spec = inst;
916
917                   htab_remove_elt (type_specializations, &elt);
918
919                   elt.tmpl = tmpl;
920                   elt.args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (elt.args);
921
922                   slot = htab_find_slot (type_specializations, &elt, INSERT);
923                   entry = ggc_alloc_spec_entry ();
924                   *entry = elt;
925                   *slot = entry;
926                 }
927               else if (COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (inst))
928                 /* But if we've had an implicit instantiation, that's a
929                    problem ([temp.expl.spec]/6).  */
930                 error ("specialization %qT after instantiation %qT",
931                        type, inst);
932             }
933
934           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
935              have one level of template argument for the innermost
936              class template.  */
937           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
938           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
939             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
940         }
941     }
942   else if (processing_specialization)
943     {
944        /* Someday C++0x may allow for enum template specialization.  */
945       if (cxx_dialect > cxx98 && TREE_CODE (type) == ENUMERAL_TYPE
946           && CLASS_TYPE_P (context) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (context))
947         pedwarn (input_location, OPT_pedantic, "template specialization "
948                  "of %qD not allowed by ISO C++", type);
949       else
950         {
951           error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
952           return error_mark_node;
953         }
954     }
955
956   return type;
957 }
958
959 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
960    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
961    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
962
963 static inline bool
964 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
965 {
966   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
967           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
968           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
969              parameter.  */
970           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
971           /* The optimized lookup depends on the fact that the
972              template arguments for the member function template apply
973              purely to the containing class, which is not true if the
974              containing class is an explicit or partial
975              specialization.  */
976           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
977           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
978           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
979           /* It is possible to have a template that is not a member
980              template and is not a member of a template class:
981
982              template <typename T>
983              struct S { friend A::f(); };
984
985              Here, the friend function is a template, but the context does
986              not have template information.  The optimized lookup relies
987              on having ARGS be the template arguments for both the class
988              and the function template.  */
989           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
990 }
991
992 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
993    specialization is either an instantiation or an explicit
994    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
995    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
996    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
997    templates with more than one level of parameters.
998
999    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
1000    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
1001    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
1002
1003 static tree
1004 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args, hashval_t hash)
1005 {
1006   if (args == error_mark_node)
1007     return NULL_TREE;
1008
1009   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
1010
1011   /* There should be as many levels of arguments as there are
1012      levels of parameters.  */
1013   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args)
1014               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
1015
1016   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1017     {
1018       tree class_template;
1019       tree class_specialization;
1020       VEC(tree,gc) *methods;
1021       tree fns;
1022       int idx;
1023
1024       /* The template arguments actually apply to the containing
1025          class.  Find the class specialization with those
1026          arguments.  */
1027       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
1028       class_specialization
1029         = retrieve_specialization (class_template, args, 0);
1030       if (!class_specialization)
1031         return NULL_TREE;
1032       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
1033          for the specialization.  */
1034       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
1035       if (idx == -1)
1036         return NULL_TREE;
1037       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
1038          for the one that has an instance of TMPL.  */
1039       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
1040       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1041         {
1042           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1043           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl
1044               /* using-declarations can add base methods to the method vec,
1045                  and we don't want those here.  */
1046               && DECL_CONTEXT (fn) == class_specialization)
1047             return fn;
1048         }
1049       return NULL_TREE;
1050     }
1051   else
1052     {
1053       spec_entry *found;
1054       spec_entry elt;
1055       htab_t specializations;
1056
1057       elt.tmpl = tmpl;
1058       elt.args = args;
1059       elt.spec = NULL_TREE;
1060
1061       if (DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
1062         specializations = type_specializations;
1063       else
1064         specializations = decl_specializations;
1065
1066       if (hash == 0)
1067         hash = hash_specialization (&elt);
1068       found = (spec_entry *) htab_find_with_hash (specializations, &elt, hash);
1069       if (found)
1070         return found->spec;
1071     }
1072
1073   return NULL_TREE;
1074 }
1075
1076 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
1077
1078 static tree
1079 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
1080 {
1081   tree spec;
1082
1083   if (local_specializations == NULL)
1084     return NULL_TREE;
1085
1086   spec = (tree) htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
1087                                      htab_hash_pointer (tmpl));
1088   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
1089 }
1090
1091 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
1092
1093 int
1094 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
1095 {
1096   tree t;
1097
1098   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1099     {
1100       for (t = decl;
1101            t != NULL_TREE;
1102            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
1103         if (t == tmpl)
1104           return 1;
1105     }
1106   else
1107     {
1108       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1109
1110       for (t = TREE_TYPE (decl);
1111            t != NULL_TREE;
1112            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
1113              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
1114         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
1115           return 1;
1116     }
1117
1118   return 0;
1119 }
1120
1121 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
1122    FRIEND_DECL according to [temp.friend].  */
1123
1124 bool
1125 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend_decl)
1126 {
1127   bool need_template = true;
1128   int template_depth;
1129
1130   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
1131               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1132
1133   /* For [temp.friend/6] when FRIEND_DECL is an ordinary member function
1134      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
1135      if this.  */
1136   if (TREE_CODE (friend_decl) == FUNCTION_DECL
1137       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend_decl)
1138       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend_decl))
1139     {
1140       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
1141       friend_decl = DECL_TI_TEMPLATE (friend_decl);
1142       need_template = false;
1143     }
1144   else if (TREE_CODE (friend_decl) == TEMPLATE_DECL
1145            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend_decl))
1146     need_template = false;
1147
1148   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
1149   if (TREE_CODE (friend_decl) != TEMPLATE_DECL)
1150     return false;
1151
1152   if (is_specialization_of (decl, friend_decl))
1153     return true;
1154
1155   /* [temp.friend/6]
1156      A member of a class template may be declared to be a friend of a
1157      non-template class.  In this case, the corresponding member of
1158      every specialization of the class template is a friend of the
1159      class granting friendship.
1160
1161      For example, given a template friend declaration
1162
1163        template <class T> friend void A<T>::f();
1164
1165      the member function below is considered a friend
1166
1167        template <> struct A<int> {
1168          void f();
1169        };
1170
1171      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
1172      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
1173      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
1174
1175   template_depth = template_class_depth (CP_DECL_CONTEXT (friend_decl));
1176   if (template_depth
1177       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
1178       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)),
1179                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend_decl))))
1180     {
1181       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
1182          a few tricky cases, such as when FRIEND_DECL's are
1183
1184            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
1185            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
1186
1187          and DECL's are
1188
1189            void A<int>::g(int);
1190            template <int> void A<int>::h();
1191
1192          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1193          the context of DECL.  This is required for template substitution
1194          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1195          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1196
1197       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1198       tree args = NULL_TREE;
1199       int current_depth = 0;
1200
1201       while (current_depth < template_depth)
1202         {
1203           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1204             {
1205               if (current_depth == 0)
1206                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1207               else
1208                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1209               current_depth++;
1210             }
1211           context = TYPE_CONTEXT (context);
1212         }
1213
1214       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1215         {
1216           bool is_template;
1217           tree friend_type;
1218           tree decl_type;
1219           tree friend_args_type;
1220           tree decl_args_type;
1221
1222           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1223              non-templates.  */
1224           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1225                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1226           if (need_template ^ is_template)
1227             return false;
1228           else if (is_template)
1229             {
1230               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1231               tree friend_parms
1232                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1233                                          args, tf_none);
1234               if (!comp_template_parms
1235                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1236                       friend_parms))
1237                 return false;
1238
1239               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1240             }
1241           else
1242             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1243
1244           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend_decl), args,
1245                                               tf_none, NULL_TREE);
1246           if (friend_type == error_mark_node)
1247             return false;
1248
1249           /* Check if return types match.  */
1250           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1251             return false;
1252
1253           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1254              `this' parameter.  */
1255           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1256           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1257           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend_decl))
1258             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1259           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1260             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1261
1262           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1263         }
1264       else
1265         {
1266           /* DECL is a TYPE_DECL */
1267           bool is_template;
1268           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1269
1270           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1271              non-templates.  */
1272           is_template
1273             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1274               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1275
1276           if (need_template ^ is_template)
1277             return false;
1278           else if (is_template)
1279             {
1280               tree friend_parms;
1281               /* If both are templates, check the name of the two
1282                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1283               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1284                   != DECL_NAME (friend_decl))
1285                 return false;
1286
1287               /* Now check template parameter list.  */
1288               friend_parms
1289                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1290                                          args, tf_none);
1291               return comp_template_parms
1292                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1293                  friend_parms);
1294             }
1295           else
1296             return (DECL_NAME (decl)
1297                     == DECL_NAME (friend_decl));
1298         }
1299     }
1300   return false;
1301 }
1302
1303 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1304    the indicated ARGS.  IS_FRIEND indicates whether the specialization
1305    is actually just a friend declaration.  Returns SPEC, or an
1306    equivalent prior declaration, if available.  */
1307
1308 static tree
1309 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args, bool is_friend,
1310                          hashval_t hash)
1311 {
1312   tree fn;
1313   void **slot = NULL;
1314   spec_entry elt;
1315
1316   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL && DECL_P (spec));
1317
1318   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL
1319       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1320     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1321        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1322        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1323        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1324        with default function arguments.  In particular, given
1325        something like this:
1326
1327           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1328
1329        the default argument expression is not substituted for in an
1330        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1331     return spec;
1332
1333   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1334     /* We don't put these specializations in the hash table, but we might
1335        want to give an error about a mismatch.  */
1336     fn = retrieve_specialization (tmpl, args, 0);
1337   else
1338     {
1339       elt.tmpl = tmpl;
1340       elt.args = args;
1341       elt.spec = spec;
1342
1343       if (hash == 0)
1344         hash = hash_specialization (&elt);
1345
1346       slot =
1347         htab_find_slot_with_hash (decl_specializations, &elt, hash, INSERT);
1348       if (*slot)
1349         fn = ((spec_entry *) *slot)->spec;
1350       else
1351         fn = NULL_TREE;
1352     }
1353
1354   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1355      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1356      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1357      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1358      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1359   if (fn == spec)
1360     return spec;
1361   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1362     {
1363       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1364         {
1365           if (DECL_ODR_USED (fn)
1366               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1367             {
1368               error ("specialization of %qD after instantiation",
1369                      fn);
1370               return error_mark_node;
1371             }
1372           else
1373             {
1374               tree clone;
1375               /* This situation should occur only if the first
1376                  specialization is an implicit instantiation, the
1377                  second is an explicit specialization, and the
1378                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1379                  situation can occur if we have implicitly
1380                  instantiated a member function and then specialized
1381                  it later.
1382
1383                  We can also wind up here if a friend declaration that
1384                  looked like an instantiation turns out to be a
1385                  specialization:
1386
1387                    template <class T> void foo(T);
1388                    class S { friend void foo<>(int) };
1389                    template <> void foo(int);
1390
1391                  We transform the existing DECL in place so that any
1392                  pointers to it become pointers to the updated
1393                  declaration.
1394
1395                  If there was a definition for the template, but not
1396                  for the specialization, we want this to look as if
1397                  there were no definition, and vice versa.  */
1398               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1399               duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1400               /* The call to duplicate_decls will have applied
1401                  [temp.expl.spec]:
1402
1403                    An explicit specialization of a function template
1404                    is inline only if it is explicitly declared to be,
1405                    and independently of whether its function template
1406                    is.
1407
1408                 to the primary function; now copy the inline bits to
1409                 the various clones.  */
1410               FOR_EACH_CLONE (clone, fn)
1411                 {
1412                   DECL_DECLARED_INLINE_P (clone)
1413                     = DECL_DECLARED_INLINE_P (fn);
1414                   DECL_SOURCE_LOCATION (clone)
1415                     = DECL_SOURCE_LOCATION (fn);
1416                 }
1417               check_specialization_namespace (fn);
1418
1419               return fn;
1420             }
1421         }
1422       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1423         {
1424           if (!duplicate_decls (spec, fn, is_friend) && DECL_INITIAL (spec))
1425             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1426                line number so any errors match this new
1427                definition.  */
1428             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1429
1430           return fn;
1431         }
1432     }
1433   else if (fn)
1434     return duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1435
1436   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1437      template it is specializing.  */
1438   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1439       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1440     DECL_CONTEXT (spec) = DECL_CONTEXT (tmpl);
1441
1442   if (slot != NULL /* !optimize_specialization_lookup_p (tmpl) */)
1443     {
1444       spec_entry *entry = ggc_alloc_spec_entry ();
1445       gcc_assert (tmpl && args && spec);
1446       *entry = elt;
1447       *slot = entry;
1448       if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL && DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (spec)
1449           && PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl)
1450           && DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == NULL_TREE)
1451         /* TMPL is a forward declaration of a template function; keep a list
1452            of all specializations in case we need to reassign them to a friend
1453            template later in tsubst_friend_function.  */
1454         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl)
1455           = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl));
1456     }
1457
1458   return spec;
1459 }
1460
1461 /* Returns true iff two spec_entry nodes are equivalent.  Only compares the
1462    TMPL and ARGS members, ignores SPEC.  */
1463
1464 static int
1465 eq_specializations (const void *p1, const void *p2)
1466 {
1467   const spec_entry *e1 = (const spec_entry *)p1;
1468   const spec_entry *e2 = (const spec_entry *)p2;
1469
1470   return (e1->tmpl == e2->tmpl
1471           && comp_template_args (e1->args, e2->args));
1472 }
1473
1474 /* Returns a hash for a template TMPL and template arguments ARGS.  */
1475
1476 static hashval_t
1477 hash_tmpl_and_args (tree tmpl, tree args)
1478 {
1479   hashval_t val = DECL_UID (tmpl);
1480   return iterative_hash_template_arg (args, val);
1481 }
1482
1483 /* Returns a hash for a spec_entry node based on the TMPL and ARGS members,
1484    ignoring SPEC.  */
1485
1486 static hashval_t
1487 hash_specialization (const void *p)
1488 {
1489   const spec_entry *e = (const spec_entry *)p;
1490   return hash_tmpl_and_args (e->tmpl, e->args);
1491 }
1492
1493 /* Recursively calculate a hash value for a template argument ARG, for use
1494    in the hash tables of template specializations.  */
1495
1496 hashval_t
1497 iterative_hash_template_arg (tree arg, hashval_t val)
1498 {
1499   unsigned HOST_WIDE_INT i;
1500   enum tree_code code;
1501   char tclass;
1502
1503   if (arg == NULL_TREE)
1504     return iterative_hash_object (arg, val);
1505
1506   if (!TYPE_P (arg))
1507     STRIP_NOPS (arg);
1508
1509   if (TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
1510     /* We can get one of these when re-hashing a previous entry in the middle
1511        of substituting into a pack expansion.  Just look through it.  */
1512     arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg);
1513
1514   code = TREE_CODE (arg);
1515   tclass = TREE_CODE_CLASS (code);
1516
1517   val = iterative_hash_object (code, val);
1518
1519   switch (code)
1520     {
1521     case ERROR_MARK:
1522       return val;
1523
1524     case IDENTIFIER_NODE:
1525       return iterative_hash_object (IDENTIFIER_HASH_VALUE (arg), val);
1526
1527     case TREE_VEC:
1528       {
1529         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
1530         for (i = 0; i < len; ++i)
1531           val = iterative_hash_template_arg (TREE_VEC_ELT (arg, i), val);
1532         return val;
1533       }
1534
1535     case TYPE_PACK_EXPANSION:
1536     case EXPR_PACK_EXPANSION:
1537       val = iterative_hash_template_arg (PACK_EXPANSION_PATTERN (arg), val);
1538       return iterative_hash_template_arg (PACK_EXPANSION_EXTRA_ARGS (arg), val);
1539
1540     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
1541     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
1542       return iterative_hash_template_arg (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg), val);
1543
1544     case TREE_LIST:
1545       for (; arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
1546         val = iterative_hash_template_arg (TREE_VALUE (arg), val);
1547       return val;
1548
1549     case OVERLOAD:
1550       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
1551         val = iterative_hash_template_arg (OVL_CURRENT (arg), val);
1552       return val;
1553
1554     case CONSTRUCTOR:
1555       {
1556         tree field, value;
1557         FOR_EACH_CONSTRUCTOR_ELT (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, field, value)
1558           {
1559             val = iterative_hash_template_arg (field, val);
1560             val = iterative_hash_template_arg (value, val);
1561           }
1562         return val;
1563       }
1564
1565     case PARM_DECL:
1566       if (!DECL_ARTIFICIAL (arg))
1567         {
1568           val = iterative_hash_object (DECL_PARM_INDEX (arg), val);
1569           val = iterative_hash_object (DECL_PARM_LEVEL (arg), val);
1570         }
1571       return iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1572
1573     case TARGET_EXPR:
1574       return iterative_hash_template_arg (TARGET_EXPR_INITIAL (arg), val);
1575
1576     case PTRMEM_CST:
1577       val = iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_CLASS (arg), val);
1578       return iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_MEMBER (arg), val);
1579
1580     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
1581       val = iterative_hash_template_arg
1582         (TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (arg)), val);
1583       val = iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_LEVEL (arg), val);
1584       return iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_IDX (arg), val);
1585
1586     case TRAIT_EXPR:
1587       val = iterative_hash_object (TRAIT_EXPR_KIND (arg), val);
1588       val = iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE1 (arg), val);
1589       return iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE2 (arg), val);
1590
1591     case BASELINK:
1592       val = iterative_hash_template_arg (BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (arg)),
1593                                          val);
1594       return iterative_hash_template_arg (DECL_NAME (get_first_fn (arg)),
1595                                           val);
1596
1597     case MODOP_EXPR:
1598       val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 0), val);
1599       code = TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 1));
1600       val = iterative_hash_object (code, val);
1601       return iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 2), val);
1602
1603     case LAMBDA_EXPR:
1604       /* A lambda can't appear in a template arg, but don't crash on
1605          erroneous input.  */
1606       gcc_assert (seen_error ());
1607       return val;
1608
1609     case CAST_EXPR:
1610     case IMPLICIT_CONV_EXPR:
1611     case STATIC_CAST_EXPR:
1612     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
1613     case CONST_CAST_EXPR:
1614     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
1615     case NEW_EXPR:
1616       val = iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1617       /* Now hash operands as usual.  */
1618       break;
1619
1620     default:
1621       break;
1622     }
1623
1624   switch (tclass)
1625     {
1626     case tcc_type:
1627       if (TYPE_CANONICAL (arg))
1628         return iterative_hash_object (TYPE_HASH (TYPE_CANONICAL (arg)),
1629                                       val);
1630       else if (TREE_CODE (arg) == DECLTYPE_TYPE)
1631         return iterative_hash_template_arg (DECLTYPE_TYPE_EXPR (arg), val);
1632       /* Otherwise just compare the types during lookup.  */
1633       return val;
1634
1635     case tcc_declaration:
1636     case tcc_constant:
1637       return iterative_hash_expr (arg, val);
1638
1639     default:
1640       gcc_assert (IS_EXPR_CODE_CLASS (tclass));
1641       {
1642         unsigned n = cp_tree_operand_length (arg);
1643         for (i = 0; i < n; ++i)
1644           val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, i), val);
1645         return val;
1646       }
1647     }
1648   gcc_unreachable ();
1649   return 0;
1650 }
1651
1652 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1653    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1654    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.
1655
1656    Note that SPEC has been ggc_freed, so we can't look inside it.  */
1657
1658 bool
1659 reregister_specialization (tree spec, tree tinfo, tree new_spec)
1660 {
1661   spec_entry *entry;
1662   spec_entry elt;
1663
1664   elt.tmpl = most_general_template (TI_TEMPLATE (tinfo));
1665   elt.args = TI_ARGS (tinfo);
1666   elt.spec = NULL_TREE;
1667
1668   entry = (spec_entry *) htab_find (decl_specializations, &elt);
1669   if (entry != NULL)
1670     {
1671       gcc_assert (entry->spec == spec || entry->spec == new_spec);
1672       gcc_assert (new_spec != NULL_TREE);
1673       entry->spec = new_spec;
1674       return 1;
1675     }
1676
1677   return 0;
1678 }
1679
1680 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1681    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1682    DECL).  */
1683
1684 static int
1685 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1686 {
1687   return TREE_VALUE ((const_tree) p1) == (const_tree) p2;
1688 }
1689
1690 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1691
1692 static hashval_t
1693 hash_local_specialization (const void* p1)
1694 {
1695   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((const_tree) p1));
1696 }
1697
1698 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1699    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1700
1701 static void
1702 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1703 {
1704   void **slot;
1705
1706   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl,
1707                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1708   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1709 }
1710
1711 /* TYPE is a class type.  Returns true if TYPE is an explicitly
1712    specialized class.  */
1713
1714 bool
1715 explicit_class_specialization_p (tree type)
1716 {
1717   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
1718     return false;
1719   return !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
1720 }
1721
1722 /* Print the list of functions at FNS, going through all the overloads
1723    for each element of the list.  Alternatively, FNS can not be a
1724    TREE_LIST, in which case it will be printed together with all the
1725    overloads.
1726
1727    MORE and *STR should respectively be FALSE and NULL when the function
1728    is called from the outside.  They are used internally on recursive
1729    calls.  print_candidates manages the two parameters and leaves NULL
1730    in *STR when it ends.  */
1731
1732 static void
1733 print_candidates_1 (tree fns, bool more, const char **str)
1734 {
1735   tree fn, fn2;
1736   char *spaces = NULL;
1737
1738   for (fn = fns; fn; fn = OVL_NEXT (fn))
1739     if (TREE_CODE (fn) == TREE_LIST)
1740       {
1741         for (fn2 = fn; fn2 != NULL_TREE; fn2 = TREE_CHAIN (fn2))
1742           print_candidates_1 (TREE_VALUE (fn2),
1743                               TREE_CHAIN (fn2) || more, str);
1744       }
1745     else
1746       {
1747         if (!*str)
1748           {
1749             /* Pick the prefix string.  */
1750             if (!more && !OVL_NEXT (fns))
1751               {
1752                 error ("candidate is: %+#D", OVL_CURRENT (fn));
1753                 continue;
1754               }
1755
1756             *str = _("candidates are:");
1757             spaces = get_spaces (*str);
1758           }
1759         error ("%s %+#D", *str, OVL_CURRENT (fn));
1760         *str = spaces ? spaces : *str;
1761       }
1762
1763   if (!more)
1764     {
1765       free (spaces);
1766       *str = NULL;
1767     }
1768 }
1769
1770 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  FNS can also
1771    be a TREE_LIST of non-functions in the case of an ambiguous lookup.  */
1772
1773 void
1774 print_candidates (tree fns)
1775 {
1776   const char *str = NULL;
1777   print_candidates_1 (fns, false, &str);
1778   gcc_assert (str == NULL);
1779 }
1780
1781 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1782    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1783    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1784    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1785    TEMPLATE_ID are non-members.
1786
1787    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1788    specialization of a member template.
1789
1790    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1791    template classes that appeared in the name of the function. See
1792    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1793
1794    TSK indicates what kind of template declaration (if any) is being
1795    declared.  TSK_TEMPLATE indicates that the declaration given by
1796    DECL, though a FUNCTION_DECL, has template parameters, and is
1797    therefore a template function.
1798
1799    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1800    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1801
1802    If it is impossible to determine the result, an error message is
1803    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1804
1805 static tree
1806 determine_specialization (tree template_id,
1807                           tree decl,
1808                           tree* targs_out,
1809                           int need_member_template,
1810                           int template_count,
1811                           tmpl_spec_kind tsk)
1812 {
1813   tree fns;
1814   tree targs;
1815   tree explicit_targs;
1816   tree candidates = NULL_TREE;
1817   /* A TREE_LIST of templates of which DECL may be a specialization.
1818      The TREE_VALUE of each node is a TEMPLATE_DECL.  The
1819      corresponding TREE_PURPOSE is the set of template arguments that,
1820      when used to instantiate the template, would produce a function
1821      with the signature of DECL.  */
1822   tree templates = NULL_TREE;
1823   int header_count;
1824   cp_binding_level *b;
1825
1826   *targs_out = NULL_TREE;
1827
1828   if (template_id == error_mark_node || decl == error_mark_node)
1829     return error_mark_node;
1830
1831   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1832   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1833
1834   if (fns == error_mark_node)
1835     return error_mark_node;
1836
1837   /* Check for baselinks.  */
1838   if (BASELINK_P (fns))
1839     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1840
1841   if (!is_overloaded_fn (fns))
1842     {
1843       error ("%qD is not a function template", fns);
1844       return error_mark_node;
1845     }
1846
1847   /* Count the number of template headers specified for this
1848      specialization.  */
1849   header_count = 0;
1850   for (b = current_binding_level;
1851        b->kind == sk_template_parms;
1852        b = b->level_chain)
1853     ++header_count;
1854
1855   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1856     {
1857       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1858
1859       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1860         {
1861           tree decl_arg_types;
1862           tree fn_arg_types;
1863           tree insttype;
1864
1865           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1866              the number of template headers appearing in the specialization
1867              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1868              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1869              member functions. Consider the following code:
1870
1871              template <> void A<int>::f(int);
1872              template <> template <> void A<int>::f(int);
1873
1874              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1875              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1876              member function, whilst the second line specializes "f" which
1877              is a template member function. So both lines are syntactically
1878              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1879              them.
1880
1881              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1882              against the declarations. We count the number of template
1883              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1884              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1885              plus there must be another header for the member template
1886              itself).
1887
1888              Notice that if header_count is zero, this is not a
1889              specialization but rather a template instantiation, so there
1890              is no check we can perform here.  */
1891           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1892             continue;
1893
1894           /* Check that the number of template arguments at the
1895              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1896           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1897               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1898               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1899                   != TREE_VEC_LENGTH (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
1900                                       (current_template_parms))))
1901             continue;
1902
1903           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1904           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1905           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1906
1907           /* For a non-static member function, we need to make sure
1908              that the const qualification is the same.  Since
1909              get_bindings does not try to merge the "this" parameter,
1910              we must do the comparison explicitly.  */
1911           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1912               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types),
1913                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1914             continue;
1915
1916           /* Skip the "this" parameter and, for constructors of
1917              classes with virtual bases, the VTT parameter.  A
1918              full specialization of a constructor will have a VTT
1919              parameter, but a template never will.  */ 
1920           decl_arg_types 
1921             = skip_artificial_parms_for (decl, decl_arg_types);
1922           fn_arg_types 
1923             = skip_artificial_parms_for (fn, fn_arg_types);
1924
1925           /* Check that the number of function parameters matches.
1926              For example,
1927                template <class T> void f(int i = 0);
1928                template <> void f<int>();
1929              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1930              by get_bindings below.  */
1931           if (cxx_dialect < cxx11
1932               && list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1933             continue;
1934
1935           /* Function templates cannot be specializations; there are
1936              no partial specializations of functions.  Therefore, if
1937              the type of DECL does not match FN, there is no
1938              match.  */
1939           if (tsk == tsk_template)
1940             {
1941               if (compparms (fn_arg_types, decl_arg_types))
1942                 candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1943               continue;
1944             }
1945
1946           /* See whether this function might be a specialization of this
1947              template.  */
1948           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1949
1950           if (!targs)
1951             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1952                specialize TMPL will produce DECL.  */
1953             continue;
1954
1955           if (cxx_dialect >= cxx11)
1956             {
1957               /* Make sure that the deduced arguments actually work.  */
1958               insttype = tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE);
1959               if (insttype == error_mark_node)
1960                 continue;
1961               fn_arg_types
1962                 = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (insttype));
1963               if (!compparms (fn_arg_types, decl_arg_types))
1964                 continue;
1965             }
1966
1967           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1968           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1969         }
1970       else if (need_member_template)
1971         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1972            specialization of a member template.  */
1973         ;
1974       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1975         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1976            cases.  */
1977         ;
1978       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1979         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1980            be a specialization of that.  */
1981         ;
1982       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1983         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1984         ;
1985       else
1986         {
1987           tree decl_arg_types;
1988
1989           /* This is an ordinary member function.  However, since
1990              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1991              template class.  For example,
1992
1993                template <typename T> struct S { void f(); };
1994                template <> void S<int>::f() {}
1995
1996              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1997              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1998              might be in business.  */
1999
2000           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
2001             /* Its enclosing class is an explicit specialization
2002                of a template class.  This is not a candidate.  */
2003             continue;
2004
2005           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
2006                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
2007             /* The return types differ.  */
2008             continue;
2009
2010           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
2011           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
2012           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
2013               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2014             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
2015
2016           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)),
2017                          decl_arg_types))
2018             /* They match!  */
2019             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
2020         }
2021     }
2022
2023   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
2024     {
2025       /* We have:
2026
2027            [temp.expl.spec]
2028
2029            It is possible for a specialization with a given function
2030            signature to be instantiated from more than one function
2031            template.  In such cases, explicit specification of the
2032            template arguments must be used to uniquely identify the
2033            function template specialization being specialized.
2034
2035          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
2036          determine which of the candidate templates is most
2037          specialized.  However, we, also have:
2038
2039            [temp.func.order]
2040
2041            Partial ordering of overloaded function template
2042            declarations is used in the following contexts to select
2043            the function template to which a function template
2044            specialization refers:
2045
2046            -- when an explicit specialization refers to a function
2047               template.
2048
2049          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
2050          This extension can only serve to make invalid programs valid,
2051          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
2052          the committee intended the partial ordering rules to apply;
2053          the EDG front end has that behavior, and John Spicer claims
2054          that the committee simply forgot to delete the wording in
2055          [temp.expl.spec].  */
2056       tree tmpl = most_specialized_instantiation (templates);
2057       if (tmpl != error_mark_node)
2058         {
2059           templates = tmpl;
2060           TREE_CHAIN (templates) = NULL_TREE;
2061         }
2062     }
2063
2064   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
2065     {
2066       error ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
2067              "declaration", template_id, decl);
2068       if (header_count && header_count != template_count + 1)
2069         inform (input_location, "saw %d %<template<>%>, need %d for "
2070                 "specializing a member function template",
2071                 header_count, template_count + 1);
2072       return error_mark_node;
2073     }
2074   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
2075            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
2076            || (templates && candidates))
2077     {
2078       error ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
2079              template_id, decl);
2080       candidates = chainon (candidates, templates);
2081       print_candidates (candidates);
2082       return error_mark_node;
2083     }
2084
2085   /* We have one, and exactly one, match.  */
2086   if (candidates)
2087     {
2088       tree fn = TREE_VALUE (candidates);
2089       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (fn));
2090       /* DECL is a re-declaration or partial instantiation of a template
2091          function.  */
2092       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
2093         return fn;
2094       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
2095          template class.  */
2096       return DECL_TI_TEMPLATE (fn);
2097     }
2098
2099   /* It was a specialization of a template.  */
2100   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
2101   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
2102     {
2103       *targs_out = copy_node (targs);
2104       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out,
2105                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
2106                            TREE_PURPOSE (templates));
2107     }
2108   else
2109     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
2110   return TREE_VALUE (templates);
2111 }
2112
2113 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
2114    but with the default argument values filled in from those in the
2115    TMPL_TYPES.  */
2116
2117 static tree
2118 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
2119                                       tree tmpl_types)
2120 {
2121   tree new_spec_types;
2122
2123   if (!spec_types)
2124     return NULL_TREE;
2125
2126   if (spec_types == void_list_node)
2127     return void_list_node;
2128
2129   /* Substitute into the rest of the list.  */
2130   new_spec_types =
2131     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
2132                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
2133
2134   /* Add the default argument for this parameter.  */
2135   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
2136                          TREE_VALUE (spec_types),
2137                          new_spec_types);
2138 }
2139
2140 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
2141    from the template it specializes.  (That way, code like:
2142
2143      template <class T> void f(T = 3);
2144      template <> void f(double);
2145      void g () { f (); }
2146
2147    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
2148    the correct default arguments at the call-site, but this approach
2149    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
2150
2151 static void
2152 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
2153 {
2154   tree tmpl;
2155   tree spec_types;
2156   tree tmpl_types;
2157   tree new_spec_types;
2158   tree old_type;
2159   tree new_type;
2160   tree t;
2161   tree object_type = NULL_TREE;
2162   tree in_charge = NULL_TREE;
2163   tree vtt = NULL_TREE;
2164
2165   /* See if there's anything we need to do.  */
2166   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
2167   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
2168   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
2169     if (TREE_PURPOSE (t))
2170       break;
2171   if (!t)
2172     return;
2173
2174   old_type = TREE_TYPE (decl);
2175   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
2176
2177   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2178     {
2179       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
2180          CV quals.  */
2181       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
2182       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2183       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
2184
2185       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
2186         {
2187           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
2188              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
2189           in_charge = spec_types;
2190           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2191         }
2192       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
2193         {
2194           vtt = spec_types;
2195           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2196         }
2197     }
2198
2199   /* Compute the merged default arguments.  */
2200   new_spec_types =
2201     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
2202
2203   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
2204   if (object_type)
2205     {
2206       if (vtt)
2207         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
2208                                          TREE_VALUE (vtt),
2209                                          new_spec_types);
2210
2211       if (in_charge)
2212         /* Put the in-charge parameter back.  */
2213         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
2214                                          TREE_VALUE (in_charge),
2215                                          new_spec_types);
2216
2217       new_type = build_method_type_directly (object_type,
2218                                              TREE_TYPE (old_type),
2219                                              new_spec_types);
2220     }
2221   else
2222     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
2223                                     new_spec_types);
2224   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
2225                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
2226   new_type = build_exception_variant (new_type,
2227                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
2228   TREE_TYPE (decl) = new_type;
2229 }
2230
2231 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
2232    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
2233    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
2234    instantiation at this point.
2235
2236    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
2237    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
2238    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
2239    recoverable.
2240
2241    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags:
2242
2243    2: The function has a definition.
2244    4: The function is a friend.
2245
2246    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
2247    template classes that appeared in the name of the function.  For
2248    example, in
2249
2250      template <class T> struct S { void f(); };
2251      void S<int>::f();
2252
2253    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
2254    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
2255
2256      template <class T> struct S {};
2257      template <> struct S<int> { void f(); }
2258      template <> void S<int>::f();
2259
2260    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
2261    invalid; there should be no template <>.)
2262
2263    If the function is a specialization, it is marked as such via
2264    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
2265    is set up correctly, and it is added to the list of specializations
2266    for that template.  */
2267
2268 tree
2269 check_explicit_specialization (tree declarator,
2270                                tree decl,
2271                                int template_count,
2272                                int flags)
2273 {
2274   int have_def = flags & 2;
2275   int is_friend = flags & 4;
2276   int specialization = 0;
2277   int explicit_instantiation = 0;
2278   int member_specialization = 0;
2279   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
2280   tree dname = DECL_NAME (decl);
2281   tmpl_spec_kind tsk;
2282
2283   if (is_friend)
2284     {
2285       if (!processing_specialization)
2286         tsk = tsk_none;
2287       else
2288         tsk = tsk_excessive_parms;
2289     }
2290   else
2291     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
2292
2293   switch (tsk)
2294     {
2295     case tsk_none:
2296       if (processing_specialization)
2297         {
2298           specialization = 1;
2299           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2300         }
2301       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2302         {
2303           if (is_friend)
2304             /* This could be something like:
2305
2306                template <class T> void f(T);
2307                class S { friend void f<>(int); }  */
2308             specialization = 1;
2309           else
2310             {
2311               /* This case handles bogus declarations like template <>
2312                  template <class T> void f<int>(); */
2313
2314               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2315                      declarator);
2316               return decl;
2317             }
2318         }
2319       break;
2320
2321     case tsk_invalid_member_spec:
2322       /* The error has already been reported in
2323          check_specialization_scope.  */
2324       return error_mark_node;
2325
2326     case tsk_invalid_expl_inst:
2327       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
2328
2329       /* Fall through.  */
2330
2331     case tsk_expl_inst:
2332       if (have_def)
2333         error ("definition provided for explicit instantiation");
2334
2335       explicit_instantiation = 1;
2336       break;
2337
2338     case tsk_excessive_parms:
2339     case tsk_insufficient_parms:
2340       if (tsk == tsk_excessive_parms)
2341         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
2342                decl);
2343       else if (template_header_count)
2344         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
2345       else
2346         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
2347               "%<template <>%>", decl);
2348
2349       /* Fall through.  */
2350     case tsk_expl_spec:
2351       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2352       if (ctype)
2353         member_specialization = 1;
2354       else
2355         specialization = 1;
2356       break;
2357
2358     case tsk_template:
2359       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2360         {
2361           /* This case handles bogus declarations like template <>
2362              template <class T> void f<int>(); */
2363
2364           if (uses_template_parms (declarator))
2365             error ("function template partial specialization %qD "
2366                    "is not allowed", declarator);
2367           else
2368             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2369                    declarator);
2370           return decl;
2371         }
2372
2373       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
2374         /* This is a specialization of a member template, without
2375            specialization the containing class.  Something like:
2376
2377              template <class T> struct S {
2378                template <class U> void f (U);
2379              };
2380              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
2381
2382            That's a specialization -- but of the entire template.  */
2383         specialization = 1;
2384       break;
2385
2386     default:
2387       gcc_unreachable ();
2388     }
2389
2390   if (specialization || member_specialization)
2391     {
2392       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
2393       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
2394         if (TREE_PURPOSE (t))
2395           {
2396             permerror (input_location, 
2397                        "default argument specified in explicit specialization");
2398             break;
2399           }
2400     }
2401
2402   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
2403     {
2404       tree tmpl = NULL_TREE;
2405       tree targs = NULL_TREE;
2406
2407       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
2408       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
2409         {
2410           tree fns;
2411
2412           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
2413           if (ctype)
2414             fns = dname;
2415           else
2416             {
2417               /* If there is no class context, the explicit instantiation
2418                  must be at namespace scope.  */
2419               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
2420
2421               /* Find the namespace binding, using the declaration
2422                  context.  */
2423               fns = lookup_qualified_name (CP_DECL_CONTEXT (decl), dname,
2424                                            false, true);
2425               if (fns == error_mark_node || !is_overloaded_fn (fns))
2426                 {
2427                   error ("%qD is not a template function", dname);
2428                   fns = error_mark_node;
2429                 }
2430               else
2431                 {
2432                   tree fn = OVL_CURRENT (fns);
2433                   if (!is_associated_namespace (CP_DECL_CONTEXT (decl),
2434                                                 CP_DECL_CONTEXT (fn)))
2435                     error ("%qD is not declared in %qD",
2436                            decl, current_namespace);
2437                 }
2438             }
2439
2440           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
2441         }
2442
2443       if (declarator == error_mark_node)
2444         return error_mark_node;
2445
2446       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
2447         {
2448           if (!explicit_instantiation)
2449             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
2450                but the error will already have been flagged by
2451                check_specialization_scope.  */
2452             return error_mark_node;
2453           else
2454             {
2455               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
2456                  class scope, e.g.:
2457
2458                    class C { template void f(); }
2459
2460                    This case is caught by the parser.  However, on
2461                    something like:
2462
2463                    template class C { void f(); };
2464
2465                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
2466                    issued later.  */
2467               ;
2468             }
2469
2470           return decl;
2471         }
2472       else if (ctype != NULL_TREE
2473                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
2474                    IDENTIFIER_NODE))
2475         {
2476           /* Find the list of functions in ctype that have the same
2477              name as the declared function.  */
2478           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
2479           tree fns = NULL_TREE;
2480           int idx;
2481
2482           if (constructor_name_p (name, ctype))
2483             {
2484               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2485
2486               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (ctype)
2487                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
2488                 {
2489                   /* From [temp.expl.spec]:
2490
2491                      If such an explicit specialization for the member
2492                      of a class template names an implicitly-declared
2493                      special member function (clause _special_), the
2494                      program is ill-formed.
2495
2496                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
2497                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
2498                   return error_mark_node;
2499                 }
2500
2501               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
2502             }
2503
2504           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
2505             {
2506               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
2507               if (idx >= 0)
2508                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
2509             }
2510           else
2511             {
2512               VEC(tree,gc) *methods;
2513               tree ovl;
2514
2515               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
2516                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
2517                  int' which will be a specialization of `operator T'.
2518                  So, we find *all* the conversion operators, and then
2519                  select from them.  */
2520               fns = NULL_TREE;
2521
2522               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
2523               if (methods)
2524                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
2525                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
2526                      ++idx)
2527                   {
2528                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
2529                       /* There are no more conversion functions.  */
2530                       break;
2531
2532                     /* Glue all these conversion functions together
2533                        with those we already have.  */
2534                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
2535                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
2536                   }
2537             }
2538
2539           if (fns == NULL_TREE)
2540             {
2541               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
2542               return error_mark_node;
2543             }
2544           else
2545             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2546         }
2547
2548       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2549          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2550          member function, we cannot tell apriori whether the
2551          instantiation is for a member template, or just a member
2552          function of a template class.  Even if a member template is
2553          being instantiated, the member template arguments may be
2554          elided if they can be deduced from the rest of the
2555          declaration.  */
2556       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2557                                        &targs,
2558                                        member_specialization,
2559                                        template_count,
2560                                        tsk);
2561
2562       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2563         /* We couldn't figure out what this declaration was
2564            specializing.  */
2565         return error_mark_node;
2566       else
2567         {
2568           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2569
2570           if (explicit_instantiation)
2571             {
2572               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2573                  is done by do_decl_instantiation later.  */
2574
2575               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2576               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2577
2578               if (arg_depth > parm_depth)
2579                 {
2580                   /* If TMPL is not the most general template (for
2581                      example, if TMPL is a friend template that is
2582                      injected into namespace scope), then there will
2583                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2584                      here.  */
2585                   int i;
2586                   tree new_targs;
2587
2588                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2589                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2590                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2591                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2592                   targs = new_targs;
2593                 }
2594
2595               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2596             }
2597
2598           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2599              turns out to be specializing a static member function,
2600              make DECL a static member function as well.  */
2601           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2602               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2603             revert_static_member_fn (decl);
2604
2605           /* If this is a specialization of a member template of a
2606              template class, we want to return the TEMPLATE_DECL, not
2607              the specialization of it.  */
2608           if (tsk == tsk_template)
2609             {
2610               tree result = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
2611               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2612               DECL_INITIAL (result) = NULL_TREE;
2613               if (have_def)
2614                 {
2615                   tree parm;
2616                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2617                   DECL_SOURCE_LOCATION (result)
2618                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2619                   /* We want to use the argument list specified in the
2620                      definition, not in the original declaration.  */
2621                   DECL_ARGUMENTS (result) = DECL_ARGUMENTS (decl);
2622                   for (parm = DECL_ARGUMENTS (result); parm;
2623                        parm = DECL_CHAIN (parm))
2624                     DECL_CONTEXT (parm) = result;
2625                 }
2626               return register_specialization (tmpl, gen_tmpl, targs,
2627                                               is_friend, 0);
2628             }
2629
2630           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2631           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = build_template_info (tmpl, targs);
2632
2633           /* Inherit default function arguments from the template
2634              DECL is specializing.  */
2635           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2636
2637           /* This specialization has the same protection as the
2638              template it specializes.  */
2639           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2640           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2641
2642           /* 7.1.1-1 [dcl.stc]
2643
2644              A storage-class-specifier shall not be specified in an
2645              explicit specialization...
2646
2647              The parser rejects these, so unless action is taken here,
2648              explicit function specializations will always appear with
2649              global linkage.
2650
2651              The action recommended by the C++ CWG in response to C++
2652              defect report 605 is to make the storage class and linkage
2653              of the explicit specialization match the templated function:
2654
2655              http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_active.html#605
2656            */
2657           if (tsk == tsk_expl_spec && DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
2658             {
2659               tree tmpl_func = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
2660               gcc_assert (TREE_CODE (tmpl_func) == FUNCTION_DECL);
2661
2662               /* This specialization has the same linkage and visibility as
2663                  the function template it specializes.  */
2664               TREE_PUBLIC (decl) = TREE_PUBLIC (tmpl_func);
2665               if (! TREE_PUBLIC (decl))
2666                 {
2667                   DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
2668                   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
2669                 }
2670               DECL_THIS_STATIC (decl) = DECL_THIS_STATIC (tmpl_func);
2671               if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (tmpl_func))
2672                 {
2673                   DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (decl) = 1;
2674                   DECL_VISIBILITY (decl) = DECL_VISIBILITY (tmpl_func);
2675                 }
2676             }
2677
2678           /* If DECL is a friend declaration, declared using an
2679              unqualified name, the namespace associated with DECL may
2680              have been set incorrectly.  For example, in:
2681
2682                template <typename T> void f(T);
2683                namespace N {
2684                  struct S { friend void f<int>(int); }
2685                }
2686
2687              we will have set the DECL_CONTEXT for the friend
2688              declaration to N, rather than to the global namespace.  */
2689           if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl))
2690             DECL_CONTEXT (decl) = DECL_CONTEXT (tmpl);
2691
2692           if (is_friend && !have_def)
2693             /* This is not really a declaration of a specialization.
2694                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2695                a request for an instantiation, either.  */
2696             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2697           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2698             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2699                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2700                versions in V3 ABI.  */
2701             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2702
2703           /* Register this specialization so that we can find it
2704              again.  */
2705           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs, is_friend, 0);
2706         }
2707     }
2708
2709   return decl;
2710 }
2711
2712 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2713    parameters.  These are represented in the same format used for
2714    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2715
2716 int
2717 comp_template_parms (const_tree parms1, const_tree parms2)
2718 {
2719   const_tree p1;
2720   const_tree p2;
2721
2722   if (parms1 == parms2)
2723     return 1;
2724
2725   for (p1 = parms1, p2 = parms2;
2726        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2727        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2728     {
2729       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2730       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2731       int i;
2732
2733       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2734       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2735
2736       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2737         return 0;
2738
2739       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i)
2740         {
2741           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2742           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2743
2744           /* If either of the template parameters are invalid, assume
2745              they match for the sake of error recovery. */
2746           if (parm1 == error_mark_node || parm2 == error_mark_node)
2747             return 1;
2748
2749           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2750             return 0;
2751
2752           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2753               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm1)
2754                   == TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm2)))
2755             continue;
2756           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2757             return 0;
2758         }
2759     }
2760
2761   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2762     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2763        other.  */
2764     return 0;
2765
2766   return 1;
2767 }
2768
2769 /* Determine whether PARM is a parameter pack.  */
2770
2771 bool 
2772 template_parameter_pack_p (const_tree parm)
2773 {
2774   /* Determine if we have a non-type template parameter pack.  */
2775   if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
2776     return (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm) 
2777             && TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)));
2778   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2779     return TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm);
2780
2781   /* If this is a list of template parameters, we could get a
2782      TYPE_DECL or a TEMPLATE_DECL.  */ 
2783   if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2784     parm = TREE_TYPE (parm);
2785
2786   /* Otherwise it must be a type template parameter.  */
2787   return ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2788            || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
2789           && TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm));
2790 }
2791
2792 /* Determine if T is a function parameter pack.  */
2793
2794 bool
2795 function_parameter_pack_p (const_tree t)
2796 {
2797   if (t && TREE_CODE (t) == PARM_DECL)
2798     return FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t);
2799   return false;
2800 }
2801
2802 /* Return the function template declaration of PRIMARY_FUNC_TMPL_INST.
2803    PRIMARY_FUNC_TMPL_INST is a primary function template instantiation.  */
2804
2805 tree
2806 get_function_template_decl (const_tree primary_func_tmpl_inst)
2807 {
2808   if (! primary_func_tmpl_inst
2809       || TREE_CODE (primary_func_tmpl_inst) != FUNCTION_DECL
2810       || ! primary_template_instantiation_p (primary_func_tmpl_inst))
2811     return NULL;
2812
2813   return DECL_TEMPLATE_RESULT (DECL_TI_TEMPLATE (primary_func_tmpl_inst));
2814 }
2815
2816 /* Return true iff the function parameter PARAM_DECL was expanded
2817    from the function parameter pack PACK.  */
2818
2819 bool
2820 function_parameter_expanded_from_pack_p (tree param_decl, tree pack)
2821 {
2822   if (DECL_ARTIFICIAL (param_decl)
2823       || !function_parameter_pack_p (pack))
2824     return false;
2825
2826   /* The parameter pack and its pack arguments have the same
2827      DECL_PARM_INDEX.  */
2828   return DECL_PARM_INDEX (pack) == DECL_PARM_INDEX (param_decl);
2829 }
2830
2831 /* Determine whether ARGS describes a variadic template args list,
2832    i.e., one that is terminated by a template argument pack.  */
2833
2834 static bool 
2835 template_args_variadic_p (tree args)
2836 {
2837   int nargs;
2838   tree last_parm;
2839
2840   if (args == NULL_TREE)
2841     return false;
2842
2843   args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
2844   nargs = TREE_VEC_LENGTH (args);
2845
2846   if (nargs == 0)
2847     return false;
2848
2849   last_parm = TREE_VEC_ELT (args, nargs - 1);
2850
2851   return ARGUMENT_PACK_P (last_parm);
2852 }
2853
2854 /* Generate a new name for the parameter pack name NAME (an
2855    IDENTIFIER_NODE) that incorporates its */
2856
2857 static tree
2858 make_ith_pack_parameter_name (tree name, int i)
2859 {
2860   /* Munge the name to include the parameter index.  */
2861 #define NUMBUF_LEN 128
2862   char numbuf[NUMBUF_LEN];
2863   char* newname;
2864   int newname_len;
2865
2866   snprintf (numbuf, NUMBUF_LEN, "%i", i);
2867   newname_len = IDENTIFIER_LENGTH (name)
2868                 + strlen (numbuf) + 2;
2869   newname = (char*)alloca (newname_len);
2870   snprintf (newname, newname_len,
2871             "%s#%i", IDENTIFIER_POINTER (name), i);
2872   return get_identifier (newname);
2873 }
2874
2875 /* Return true if T is a primary function, class or alias template
2876    instantiation.  */
2877
2878 bool
2879 primary_template_instantiation_p (const_tree t)
2880 {
2881   if (!t)
2882     return false;
2883
2884   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
2885     return DECL_LANG_SPECIFIC (t)
2886            && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2887            && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (t));
2888   else if (CLASS_TYPE_P (t) && !TYPE_DECL_ALIAS_P (TYPE_NAME (t)))
2889     return CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2890            && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
2891   else if (TYPE_P (t)
2892            && TYPE_TEMPLATE_INFO (t)
2893            && PRIMARY_TEMPLATE_P (TYPE_TI_TEMPLATE (t))
2894            && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (TYPE_NAME (t)))
2895     return true;
2896   return false;
2897 }
2898
2899 /* Return true if PARM is a template template parameter.  */
2900
2901 bool
2902 template_template_parameter_p (const_tree parm)
2903 {
2904   return DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2905 }
2906
2907 /* Return the template parameters of T if T is a
2908    primary template instantiation, NULL otherwise.  */
2909
2910 tree
2911 get_primary_template_innermost_parameters (const_tree t)
2912 {
2913   tree parms = NULL, template_info = NULL;
2914
2915   if ((template_info = get_template_info (t))
2916       && primary_template_instantiation_p (t))
2917     parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
2918         (DECL_TEMPLATE_PARMS (TI_TEMPLATE (template_info)));
2919
2920   return parms;
2921 }
2922
2923 /* Return the template parameters of the LEVELth level from the full list
2924    of template parameters PARMS.  */
2925
2926 tree
2927 get_template_parms_at_level (tree parms, int level)
2928 {
2929   tree p;
2930   if (!parms
2931       || TREE_CODE (parms) != TREE_LIST
2932       || level > TMPL_PARMS_DEPTH (parms))
2933     return NULL_TREE;
2934
2935   for (p = parms; p; p = TREE_CHAIN (p))
2936     if (TMPL_PARMS_DEPTH (p) == level)
2937       return p;
2938
2939   return NULL_TREE;
2940 }
2941
2942 /* Returns the template arguments of T if T is a template instantiation,
2943    NULL otherwise.  */
2944
2945 tree
2946 get_template_innermost_arguments (const_tree t)
2947 {
2948   tree args = NULL, template_info = NULL;
2949
2950   if ((template_info = get_template_info (t))
2951       && TI_ARGS (template_info))
2952     args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (template_info));
2953
2954   return args;
2955 }
2956
2957 /* Return the argument pack elements of T if T is a template argument pack,
2958    NULL otherwise.  */
2959
2960 tree
2961 get_template_argument_pack_elems (const_tree t)
2962 {
2963   if (TREE_CODE (t) != TYPE_ARGUMENT_PACK
2964       && TREE_CODE (t) != NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
2965     return NULL;
2966
2967   return ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
2968 }
2969
2970 /* Structure used to track the progress of find_parameter_packs_r.  */
2971 struct find_parameter_pack_data 
2972 {
2973   /* TREE_LIST that will contain all of the parameter packs found by
2974      the traversal.  */
2975   tree* parameter_packs;
2976
2977   /* Set of AST nodes that have been visited by the traversal.  */
2978   struct pointer_set_t *visited;
2979 };
2980
2981 /* Identifies all of the argument packs that occur in a template
2982    argument and appends them to the TREE_LIST inside DATA, which is a
2983    find_parameter_pack_data structure. This is a subroutine of
2984    make_pack_expansion and uses_parameter_packs.  */
2985 static tree
2986 find_parameter_packs_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void* data)
2987 {
2988   tree t = *tp;
2989   struct find_parameter_pack_data* ppd = 
2990     (struct find_parameter_pack_data*)data;
2991   bool parameter_pack_p = false;
2992
2993   /* Handle type aliases/typedefs.  */
2994   if (TYPE_P (t)
2995       && TYPE_NAME (t)
2996       && TREE_CODE (TYPE_NAME (t)) == TYPE_DECL
2997       && TYPE_DECL_ALIAS_P (TYPE_NAME (t)))
2998     {
2999       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
3000         cp_walk_tree (&TYPE_TI_ARGS (t),
3001                       &find_parameter_packs_r,
3002                       ppd, ppd->visited);
3003       *walk_subtrees = 0;
3004       return NULL_TREE;
3005     }
3006
3007   /* Identify whether this is a parameter pack or not.  */
3008   switch (TREE_CODE (t))
3009     {
3010     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
3011       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
3012         parameter_pack_p = true;
3013       break;
3014
3015     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
3016       t = TYPE_MAIN_VARIANT (t);
3017     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
3018       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
3019         parameter_pack_p = true;
3020       break;
3021
3022     case PARM_DECL:
3023       if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
3024         {
3025           /* We don't want to walk into the type of a PARM_DECL,
3026              because we don't want to see the type parameter pack.  */
3027           *walk_subtrees = 0;
3028           parameter_pack_p = true;
3029         }
3030       break;
3031
3032     case BASES:
3033       parameter_pack_p = true;
3034       break;
3035     default:
3036       /* Not a parameter pack.  */
3037       break;
3038     }
3039
3040   if (parameter_pack_p)
3041     {
3042       /* Add this parameter pack to the list.  */
3043       *ppd->parameter_packs = tree_cons (NULL_TREE, t, *ppd->parameter_packs);
3044     }
3045
3046   if (TYPE_P (t))
3047     cp_walk_tree (&TYPE_CONTEXT (t), 
3048                   &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3049
3050   /* This switch statement will return immediately if we don't find a
3051      parameter pack.  */
3052   switch (TREE_CODE (t)) 
3053     {
3054     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
3055       return NULL_TREE;
3056
3057     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
3058       /* Check the template itself.  */
3059       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (TYPE_TI_TEMPLATE (t)), 
3060                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3061       /* Check the template arguments.  */
3062       cp_walk_tree (&TYPE_TI_ARGS (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
3063                     ppd->visited);
3064       *walk_subtrees = 0;
3065       return NULL_TREE;
3066
3067     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
3068     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
3069       return NULL_TREE;
3070
3071     case PARM_DECL:
3072       return NULL_TREE;
3073
3074     case RECORD_TYPE:
3075       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
3076         return NULL_TREE;
3077       /* Fall through.  */
3078
3079     case UNION_TYPE:
3080     case ENUMERAL_TYPE:
3081       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
3082         cp_walk_tree (&TI_ARGS (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
3083                       &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3084
3085       *walk_subtrees = 0;
3086       return NULL_TREE;
3087
3088     case CONSTRUCTOR:
3089     case TEMPLATE_DECL:
3090       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t),
3091                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3092       return NULL_TREE;
3093  
3094     case TYPENAME_TYPE:
3095       cp_walk_tree (&TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), &find_parameter_packs_r,
3096                    ppd, ppd->visited);
3097       *walk_subtrees = 0;
3098       return NULL_TREE;
3099       
3100     case TYPE_PACK_EXPANSION:
3101     case EXPR_PACK_EXPANSION:
3102       *walk_subtrees = 0;
3103       return NULL_TREE;
3104
3105     case INTEGER_TYPE:
3106       cp_walk_tree (&TYPE_MAX_VALUE (t), &find_parameter_packs_r, 
3107                     ppd, ppd->visited);
3108       *walk_subtrees = 0;
3109       return NULL_TREE;
3110
3111     case IDENTIFIER_NODE:
3112       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
3113                     ppd->visited);
3114       *walk_subtrees = 0;
3115       return NULL_TREE;
3116
3117     default:
3118       return NULL_TREE;
3119     }
3120
3121   return NULL_TREE;
3122 }
3123
3124 /* Determines if the expression or type T uses any parameter packs.  */
3125 bool
3126 uses_parameter_packs (tree t)
3127 {
3128   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3129   struct find_parameter_pack_data ppd;
3130   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3131   ppd.visited = pointer_set_create ();
3132   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3133   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3134   return parameter_packs != NULL_TREE;
3135 }
3136
3137 /* Turn ARG, which may be an expression, type, or a TREE_LIST
3138    representation a base-class initializer into a parameter pack
3139    expansion. If all goes well, the resulting node will be an
3140    EXPR_PACK_EXPANSION, TYPE_PACK_EXPANSION, or TREE_LIST,
3141    respectively.  */
3142 tree 
3143 make_pack_expansion (tree arg)
3144 {
3145   tree result;
3146   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3147   bool for_types = false;
3148   struct find_parameter_pack_data ppd;
3149
3150   if (!arg || arg == error_mark_node)
3151     return arg;
3152
3153   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST)
3154     {
3155       /* The only time we will see a TREE_LIST here is for a base
3156          class initializer.  In this case, the TREE_PURPOSE will be a
3157          _TYPE node (representing the base class expansion we're
3158          initializing) and the TREE_VALUE will be a TREE_LIST
3159          containing the initialization arguments. 
3160
3161          The resulting expansion looks somewhat different from most
3162          expansions. Rather than returning just one _EXPANSION, we
3163          return a TREE_LIST whose TREE_PURPOSE is a
3164          TYPE_PACK_EXPANSION containing the bases that will be
3165          initialized.  The TREE_VALUE will be identical to the
3166          original TREE_VALUE, which is a list of arguments that will
3167          be passed to each base.  We do not introduce any new pack
3168          expansion nodes into the TREE_VALUE (although it is possible
3169          that some already exist), because the TREE_PURPOSE and
3170          TREE_VALUE all need to be expanded together with the same
3171          _EXPANSION node.  Note that the TYPE_PACK_EXPANSION in the
3172          resulting TREE_PURPOSE will mention the parameter packs in
3173          both the bases and the arguments to the bases.  */
3174       tree purpose;
3175       tree value;
3176       tree parameter_packs = NULL_TREE;
3177
3178       /* Determine which parameter packs will be used by the base
3179          class expansion.  */
3180       ppd.visited = pointer_set_create ();
3181       ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3182       cp_walk_tree (&TREE_PURPOSE (arg), &find_parameter_packs_r, 
3183                     &ppd, ppd.visited);
3184
3185       if (parameter_packs == NULL_TREE)
3186         {
3187           error ("base initializer expansion %<%T%> contains no parameter packs", arg);
3188           pointer_set_destroy (ppd.visited);
3189           return error_mark_node;
3190         }
3191
3192       if (TREE_VALUE (arg) != void_type_node)
3193         {
3194           /* Collect the sets of parameter packs used in each of the
3195              initialization arguments.  */
3196           for (value = TREE_VALUE (arg); value; value = TREE_CHAIN (value))
3197             {
3198               /* Determine which parameter packs will be expanded in this
3199                  argument.  */
3200               cp_walk_tree (&TREE_VALUE (value), &find_parameter_packs_r, 
3201                             &ppd, ppd.visited);
3202             }
3203         }
3204
3205       pointer_set_destroy (ppd.visited);
3206
3207       /* Create the pack expansion type for the base type.  */
3208       purpose = cxx_make_type (TYPE_PACK_EXPANSION);
3209       SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (purpose, TREE_PURPOSE (arg));
3210       PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (purpose) = parameter_packs;
3211
3212       /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
3213          they will rarely be compared to anything.  */
3214       SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (purpose);
3215
3216       return tree_cons (purpose, TREE_VALUE (arg), NULL_TREE);
3217     }
3218
3219   if (TYPE_P (arg) || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
3220     for_types = true;
3221
3222   /* Build the PACK_EXPANSION_* node.  */
3223   result = for_types
3224      ? cxx_make_type (TYPE_PACK_EXPANSION)
3225      : make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
3226   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (result, arg);
3227   if (TREE_CODE (result) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3228     {
3229       /* Propagate type and const-expression information.  */
3230       TREE_TYPE (result) = TREE_TYPE (arg);
3231       TREE_CONSTANT (result) = TREE_CONSTANT (arg);
3232     }
3233   else
3234     /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
3235        they will rarely be compared to anything.  */
3236     SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (result);
3237
3238   /* Determine which parameter packs will be expanded.  */
3239   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3240   ppd.visited = pointer_set_create ();
3241   cp_walk_tree (&arg, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3242   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3243
3244   /* Make sure we found some parameter packs.  */
3245   if (parameter_packs == NULL_TREE)
3246     {
3247       if (TYPE_P (arg))
3248         error ("expansion pattern %<%T%> contains no argument packs", arg);
3249       else
3250         error ("expansion pattern %<%E%> contains no argument packs", arg);
3251       return error_mark_node;
3252     }
3253   PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (result) = parameter_packs;
3254
3255   PACK_EXPANSION_LOCAL_P (result) = at_function_scope_p ();
3256
3257   return result;
3258 }
3259
3260 /* Checks T for any "bare" parameter packs, which have not yet been
3261    expanded, and issues an error if any are found. This operation can
3262    only be done on full expressions or types (e.g., an expression
3263    statement, "if" condition, etc.), because we could have expressions like:
3264
3265      foo(f(g(h(args)))...)
3266
3267    where "args" is a parameter pack. check_for_bare_parameter_packs
3268    should not be called for the subexpressions args, h(args),
3269    g(h(args)), or f(g(h(args))), because we would produce erroneous
3270    error messages. 
3271
3272    Returns TRUE and emits an error if there were bare parameter packs,
3273    returns FALSE otherwise.  */
3274 bool 
3275 check_for_bare_parameter_packs (tree t)
3276 {
3277   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3278   struct find_parameter_pack_data ppd;
3279
3280   if (!processing_template_decl || !t || t == error_mark_node)
3281     return false;
3282
3283   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
3284     t = TREE_TYPE (t);
3285
3286   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3287   ppd.visited = pointer_set_create ();
3288   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3289   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3290
3291   if (parameter_packs) 
3292     {
3293       error ("parameter packs not expanded with %<...%>:");
3294       while (parameter_packs)
3295         {
3296           tree pack = TREE_VALUE (parameter_packs);
3297           tree name = NULL_TREE;
3298
3299           if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TYPE_PARM
3300               || TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
3301             name = TYPE_NAME (pack);
3302           else if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3303             name = DECL_NAME (TEMPLATE_PARM_DECL (pack));
3304           else
3305             name = DECL_NAME (pack);
3306
3307           if (name)
3308             inform (input_location, "        %qD", name);
3309           else
3310             inform (input_location, "        <anonymous>");
3311
3312           parameter_packs = TREE_CHAIN (parameter_packs);
3313         }
3314
3315       return true;
3316     }
3317
3318   return false;
3319 }
3320
3321 /* Expand any parameter packs that occur in the template arguments in
3322    ARGS.  */
3323 tree
3324 expand_template_argument_pack (tree args)
3325 {
3326   tree result_args = NULL_TREE;
3327   int in_arg, out_arg = 0, nargs = args ? TREE_VEC_LENGTH (args) : 0;
3328   int num_result_args = -1;
3329   int non_default_args_count = -1;
3330
3331   /* First, determine if we need to expand anything, and the number of
3332      slots we'll need.  */
3333   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3334     {
3335       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3336       if (arg == NULL_TREE)
3337         return args;
3338       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3339         {
3340           int num_packed = TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg));
3341           if (num_result_args < 0)
3342             num_result_args = in_arg + num_packed;
3343           else
3344             num_result_args += num_packed;
3345         }
3346       else
3347         {
3348           if (num_result_args >= 0)
3349             num_result_args++;
3350         }
3351     }
3352
3353   /* If no expansion is necessary, we're done.  */
3354   if (num_result_args < 0)
3355     return args;
3356
3357   /* Expand arguments.  */
3358   result_args = make_tree_vec (num_result_args);
3359   if (NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (args))
3360     non_default_args_count =
3361       GET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (args);
3362   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3363     {
3364       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3365       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3366         {
3367           tree packed = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
3368           int i, num_packed = TREE_VEC_LENGTH (packed);
3369           for (i = 0; i < num_packed; ++i, ++out_arg)
3370             TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = TREE_VEC_ELT(packed, i);
3371           if (non_default_args_count > 0)
3372             non_default_args_count += num_packed;
3373         }
3374       else
3375         {
3376           TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = arg;
3377           ++out_arg;
3378         }
3379     }
3380   if (non_default_args_count >= 0)
3381     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (result_args, non_default_args_count);
3382   return result_args;
3383 }
3384
3385 /* Checks if DECL shadows a template parameter.
3386
3387    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
3388    scope (including nested scopes).
3389
3390    Emits an error and returns TRUE if the DECL shadows a parameter,
3391    returns FALSE otherwise.  */
3392
3393 bool
3394 check_template_shadow (tree decl)
3395 {
3396   tree olddecl;
3397
3398   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
3399      parameter.  */
3400   if (!current_template_parms)
3401     return true;
3402
3403   /* Figure out what we're shadowing.  */
3404   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
3405     decl = OVL_CURRENT (decl);
3406   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
3407
3408   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
3409      anything, let alone a template parameter.  */
3410   if (!olddecl)
3411     return true;
3412
3413   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
3414      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
3415      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
3416      node.  */
3417   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
3418     return true;
3419
3420   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
3421      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
3422      inline member templates.  */
3423   if (decl == olddecl
3424       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
3425     return true;
3426
3427   error ("declaration of %q+#D", decl);
3428   error (" shadows template parm %q+#D", olddecl);
3429   return false;
3430 }
3431
3432 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
3433    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  NUM_SIBLINGS is the total number of
3434    template parameters.  */
3435
3436 static tree
3437 build_template_parm_index (int index,
3438                            int level,
3439                            int orig_level,
3440                            int num_siblings,
3441                            tree decl,
3442                            tree type)
3443 {
3444   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
3445   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
3446   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
3447   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
3448   TEMPLATE_PARM_NUM_SIBLINGS (t) = num_siblings;
3449   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
3450   TREE_TYPE (t) = type;
3451   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
3452   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
3453
3454   return t;
3455 }
3456
3457 /* Find the canonical type parameter for the given template type
3458    parameter.  Returns the canonical type parameter, which may be TYPE
3459    if no such parameter existed.  */
3460
3461 static tree
3462 canonical_type_parameter (tree type)
3463 {
3464   tree list;
3465   int idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (type);
3466   if (!canonical_template_parms)
3467     canonical_template_parms = VEC_alloc (tree, gc, idx+1);
3468
3469   while (VEC_length (tree, canonical_template_parms) <= (unsigned)idx)
3470     VEC_safe_push (tree, gc, canonical_template_parms, NULL_TREE);
3471
3472   list = VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx);
3473   while (list && !comptypes (type, TREE_VALUE (list), COMPARE_STRUCTURAL))
3474     list = TREE_CHAIN (list);
3475
3476   if (list)
3477     return TREE_VALUE (list);
3478   else
3479     {
3480       VEC_replace(tree, canonical_template_parms, idx,
3481                   tree_cons (NULL_TREE, type, 
3482                              VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx)));
3483       return type;
3484     }
3485 }
3486
3487 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
3488    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
3489    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
3490    new one is created.  */
3491
3492 static tree
3493 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels, tree args,
3494                             tsubst_flags_t complain)
3495 {
3496   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
3497       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
3498           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels)
3499       || !same_type_p (type, TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))))
3500     {
3501       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
3502       tree decl, t;
3503
3504       decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (orig_decl),
3505                          TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
3506       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
3507       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
3508       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3509       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3510
3511       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
3512                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
3513                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
3514                                      TEMPLATE_PARM_NUM_SIBLINGS (index),
3515                                      decl, type);
3516       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
3517       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t) 
3518         = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (index);
3519
3520         /* Template template parameters need this.  */
3521       if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
3522         DECL_TEMPLATE_PARMS (decl) = tsubst_template_parms
3523           (DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index)),
3524            args, complain);
3525     }
3526
3527   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
3528 }
3529
3530 /* Process information from new template parameter PARM and append it
3531    to the LIST being built.  This new parameter is a non-type
3532    parameter iff IS_NON_TYPE is true. This new parameter is a
3533    parameter pack iff IS_PARAMETER_PACK is true.  The location of PARM
3534    is in PARM_LOC. NUM_TEMPLATE_PARMS is the size of the template
3535    parameter list PARM belongs to. This is used used to create a
3536    proper canonical type for the type of PARM that is to be created,
3537    iff PARM is a type.  If the size is not known, this parameter shall
3538    be set to 0.  */
3539
3540 tree
3541 process_template_parm (tree list, location_t parm_loc, tree parm,
3542                        bool is_non_type, bool is_parameter_pack,
3543                        unsigned num_template_parms)
3544 {
3545   tree decl = 0;
3546   tree defval;
3547   tree err_parm_list;
3548   int idx = 0;
3549
3550   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
3551   defval = TREE_PURPOSE (parm);
3552
3553   if (list)
3554     {
3555       tree p = tree_last (list);
3556
3557       if (p && TREE_VALUE (p) != error_mark_node)
3558         {
3559           p = TREE_VALUE (p);
3560           if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
3561             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
3562           else
3563             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
3564         }
3565
3566       ++idx;
3567     }
3568   else
3569     idx = 0;
3570
3571   if (is_non_type)
3572     {
3573       parm = TREE_VALUE (parm);
3574
3575       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
3576
3577       if (TREE_TYPE (parm) == error_mark_node)
3578         {
3579           err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3580           TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3581            return chainon (list, err_parm_list);
3582         }
3583       else
3584       {
3585         /* [temp.param]
3586
3587            The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
3588            ignored when determining its type.  */
3589         TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
3590         if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
3591           {
3592             err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3593             TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3594              return chainon (list, err_parm_list);
3595           }
3596
3597         if (uses_parameter_packs (TREE_TYPE (parm)) && !is_parameter_pack)
3598           {
3599             /* This template parameter is not a parameter pack, but it
3600                should be. Complain about "bare" parameter packs.  */
3601             check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (parm));
3602             
3603             /* Recover by calling this a parameter pack.  */
3604             is_parameter_pack = true;
3605           }
3606       }
3607
3608       /* A template parameter is not modifiable.  */
3609       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
3610       TREE_READONLY (parm) = 1;
3611       decl = build_decl (parm_loc,
3612                          CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
3613       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
3614       TREE_READONLY (decl) = 1;
3615       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl)
3616         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3617                                      processing_template_decl,
3618                                      num_template_parms,
3619                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3620
3621       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)) 
3622         = is_parameter_pack;
3623     }
3624   else
3625     {
3626       tree t;
3627       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
3628
3629       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
3630         {
3631           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
3632           /* This is for distinguishing between real templates and template
3633              template parameters */
3634           TREE_TYPE (parm) = t;
3635           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
3636           decl = parm;
3637         }
3638       else
3639         {
3640           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
3641           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
3642           decl = build_decl (parm_loc,
3643                              TYPE_DECL, parm, t);
3644         }
3645
3646       TYPE_NAME (t) = decl;
3647       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
3648       parm = decl;
3649       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
3650         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3651                                      processing_template_decl,
3652                                      num_template_parms,
3653                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3654       TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t) = is_parameter_pack;
3655       TYPE_CANONICAL (t) = canonical_type_parameter (t);
3656     }
3657   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3658   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3659   pushdecl (decl);
3660   parm = build_tree_list (defval, parm);
3661   return chainon (list, parm);
3662 }
3663
3664 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
3665    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
3666    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
3667    as PARM_DECLs.  */
3668
3669 tree
3670 end_template_parm_list (tree parms)
3671 {
3672   int nparms;
3673   tree parm, next;
3674   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
3675
3676   current_template_parms
3677     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
3678                  saved_parmlist, current_template_parms);
3679
3680   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
3681     {
3682       next = TREE_CHAIN (parm);
3683       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
3684       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
3685     }
3686
3687   --processing_template_parmlist;
3688
3689   return saved_parmlist;
3690 }
3691
3692 /* Create a new type almost identical to TYPE but which has the
3693    following differences:
3694
3695      1/ T has a new TEMPLATE_PARM_INDEX that carries the new number of
3696      template sibling parameters of T.
3697
3698      2/ T has a new canonical type that matches the new number
3699      of sibling parms.
3700
3701      3/ From now on, T is going to be what lookups referring to the
3702      name of TYPE will return. No lookup should return TYPE anymore.
3703
3704    NUM_PARMS is the new number of sibling parms TYPE belongs to.
3705
3706    This is a subroutine of fixup_template_parms.  */
3707
3708 static tree
3709 fixup_template_type_parm_type (tree type, int num_parms)
3710 {
3711   tree orig_idx = TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (type), idx;
3712   tree t;
3713   /* This is the decl which name is inserted into the symbol table for
3714      the template parm type. So whenever we lookup the type name, this
3715      is the DECL we get.  */
3716   tree decl;
3717
3718   /* Do not fix up the type twice.  */
3719   if (orig_idx && TEMPLATE_PARM_NUM_SIBLINGS (orig_idx) != 0)
3720     return type;
3721
3722   t = copy_type (type);
3723   decl = TYPE_NAME (t);
3724
3725   TYPE_MAIN_VARIANT (t) = t;
3726   TYPE_NEXT_VARIANT (t)= NULL_TREE;
3727   TYPE_POINTER_TO (t) = 0;
3728   TYPE_REFERENCE_TO (t) = 0;
3729
3730   idx = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (orig_idx),
3731                                    TEMPLATE_PARM_LEVEL (orig_idx),
3732                                    TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (orig_idx),
3733                                    num_parms,
3734                                    decl, t);
3735   TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (idx) = TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (orig_idx);
3736   TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (idx) = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (orig_idx);
3737   TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t) = idx;
3738
3739   TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
3740   TEMPLATE_TYPE_DECL (t) = decl;
3741   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
3742     TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT  (decl)) = t;
3743
3744   /* Update the type associated to the type name stored in the symbol
3745      table. Now, whenever the type name is looked up, the resulting
3746      type is properly fixed up.  */
3747   TREE_TYPE (decl) = t;
3748
3749   TYPE_CANONICAL (t) = canonical_type_parameter (t);
3750
3751   return t;
3752 }
3753
3754 /* Create and return a new TEMPLATE_PARM_INDEX that is almost
3755    identical to I, but that is fixed up as to:
3756
3757    1/ carry the number of sibling parms (NUM_PARMS) of the template
3758    parm represented by I.
3759
3760    2/ replace all references to template parm types declared before I
3761    (in the same template parm list as I) by references to template
3762    parm types contained in ARGS. ARGS should contain the list of
3763    template parms that have been fixed up so far, in a form suitable
3764    to be passed to tsubst.
3765
3766    This is a subroutine of fixup_template_parms.  */
3767
3768 static tree
3769 fixup_template_parm_index (tree i, tree args, int num_parms)
3770 {
3771   tree index, decl, type;
3772
3773   if (i == NULL_TREE
3774       || TREE_CODE (i) != TEMPLATE_PARM_INDEX
3775       /* Do not fix up the index twice.  */
3776       || (TEMPLATE_PARM_NUM_SIBLINGS (i) != 0))
3777     return i;
3778
3779   decl = TEMPLATE_PARM_DECL (i);
3780   type = TREE_TYPE (decl);
3781
3782   index = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (i),
3783                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (i),
3784                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (i),
3785                                      num_parms,
3786                                      decl, type);
3787
3788   TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (i);
3789   TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (index) = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (i);
3790
3791   type = tsubst (type, args, tf_none, NULL_TREE);
3792   
3793   TREE_TYPE (decl) = type;
3794   TREE_TYPE (index) = type;
3795
3796   return index;
3797 }
3798
3799 /* 
3800    This is a subroutine of fixup_template_parms.
3801
3802    It computes the canonical type of the type of the template
3803    parameter PARM_DESC and update all references to that type so that
3804    they use the newly computed canonical type. No access check is
3805    performed during the fixup. PARM_DESC is a TREE_LIST which
3806    TREE_VALUE is the template parameter and its TREE_PURPOSE is the
3807    default argument of the template parm if any. IDX is the index of
3808    the template parameter, starting at 0. NUM_PARMS is the number of
3809    template parameters in the set PARM_DESC belongs to. ARGLIST is a
3810    TREE_VEC containing the full set of template parameters in a form
3811    suitable to be passed to substs functions as their ARGS
3812    argument. This is what current_template_args returns for a given
3813    template. The innermost vector of args in ARGLIST is the set of
3814    template parms that have been fixed up so far. This function adds
3815    the fixed up parameter into that vector.  */
3816
3817 static void
3818 fixup_template_parm (tree parm_desc,
3819                      int idx,
3820                      int num_parms,
3821                      tree arglist)
3822 {
3823   tree parm = TREE_VALUE (parm_desc);
3824   tree fixedup_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist);
3825
3826   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
3827
3828   if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL)
3829     {
3830       /* PARM is a template type parameter. Fix up its type, add
3831          the fixed-up template parm to the vector of fixed-up
3832          template parms so far, and substitute the fixed-up
3833          template parms into the default argument of this
3834          parameter.  */
3835       tree t =
3836         fixup_template_type_parm_type (TREE_TYPE (parm), num_parms);
3837       TREE_TYPE (parm) = t;
3838
3839       TREE_VEC_ELT (fixedup_args, idx) = template_parm_to_arg (parm_desc);
3840     }
3841   else if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
3842     {
3843       /* PARM is a template template parameter. This is going to
3844          be interesting.  */
3845       tree tparms, targs, innermost_args, t;
3846       int j;
3847
3848       /* First, fix up the parms of the template template parm
3849          because the parms are involved in defining the new canonical
3850          type of the template template parm.  */
3851
3852       /* So we need to substitute the template parm types that have
3853          been fixed up so far into the template parms of this template
3854          template parm. E.g, consider this:
3855
3856          template<class T, template<T u> class TT> class S;
3857
3858          In this case we want to substitute T into the
3859          template parameters of TT.
3860
3861          So let's walk the template parms of PARM here, and
3862          tsubst ARGLIST into into each of the template
3863          parms.   */
3864
3865       /* For this substitution we need to build the full set of
3866          template parameters and use that as arguments for the
3867          tsubsting function.  */
3868       tparms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (DECL_TEMPLATE_PARMS (parm));
3869
3870       /* This will contain the innermost parms of PARM into which
3871          we have substituted so far.  */
3872       innermost_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (tparms));
3873       targs = add_to_template_args (arglist, innermost_args);
3874       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (tparms); ++j)
3875         {
3876           tree parameter;
3877
3878           parameter = TREE_VEC_ELT (tparms, j);
3879
3880           /* INNERMOST_ARGS needs to have at least the same number
3881              of elements as the index PARAMETER, ortherwise
3882              tsubsting into PARAMETER will result in partially
3883              instantiating it, reducing its tempate parm
3884              level. Let's tactically fill INNERMOST_ARGS for that
3885              purpose.  */
3886           TREE_VEC_ELT (innermost_args, j) =
3887             template_parm_to_arg (parameter);
3888
3889           fixup_template_parm (parameter, j,
3890                                TREE_VEC_LENGTH (tparms),
3891                                targs);
3892         }
3893
3894       /* Now fix up the type of the template template parm.  */
3895
3896       t = fixup_template_type_parm_type (TREE_TYPE (parm), num_parms);
3897       TREE_TYPE (parm) = t;
3898
3899       TREE_VEC_ELT (fixedup_args, idx) =
3900         template_parm_to_arg (parm_desc);
3901     }
3902   else if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
3903     {
3904       /* PARM is a non-type template parameter. We need to:
3905
3906        * Fix up its TEMPLATE_PARM_INDEX to make it carry the
3907        proper number of sibling parameters.
3908
3909        * Make lookups of the template parameter return a reference
3910        to the fixed-up index. No lookup should return references
3911        to the former index anymore.
3912
3913        * Substitute the template parms that got fixed up so far
3914
3915        * into the type of PARM.  */
3916
3917       tree index = DECL_INITIAL (parm);
3918
3919       /* PUSHED_DECL is the decl added to the symbol table with
3920          the name of the parameter. E,g:
3921              
3922          template<class T, T u> //#0
3923          auto my_function(T t) -> decltype(u); //#1
3924
3925          Here, when looking up u at //#1, we get the decl of u
3926          resulting from the declaration in #0. This is what
3927          PUSHED_DECL is. We need to replace the reference to the
3928          old TEMPLATE_PARM_INDEX carried by PUSHED_DECL by the
3929          fixed-up TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
3930       tree pushed_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
3931
3932       /* Let's fix up the TEMPLATE_PARM_INDEX then. Note that we must
3933          fixup the type of PUSHED_DECL as well and luckily
3934          fixup_template_parm_index does it for us too.  */
3935       tree fixed_up_index =
3936         fixup_template_parm_index (index, arglist, num_parms);
3937
3938       DECL_INITIAL (pushed_decl) = DECL_INITIAL (parm) = fixed_up_index;
3939
3940       /* Add this fixed up PARM to the template parms we've fixed
3941          up so far and use that to substitute the fixed-up
3942          template parms into the type of PARM.  */
3943       TREE_VEC_ELT (fixedup_args, idx) =
3944         template_parm_to_arg (parm_desc);
3945       TREE_TYPE (parm) = tsubst (TREE_TYPE (parm), arglist,
3946                                  tf_none, NULL_TREE);
3947     }
3948
3949   TREE_PURPOSE (parm_desc) =
3950     tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm_desc),
3951                          arglist, tf_none, parm);
3952
3953   pop_deferring_access_checks ();
3954 }
3955
3956 /* Walk the current template parms and properly compute the canonical
3957    types of the dependent types created during
3958    cp_parser_template_parameter_list.  */
3959
3960 void
3961 fixup_template_parms (void)
3962 {
3963   tree arglist;
3964   tree parameter_vec;
3965   tree fixedup_args;
3966   int i, num_parms;
3967
3968   parameter_vec = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
3969   if (parameter_vec == NULL_TREE)
3970     return;
3971
3972   num_parms = TREE_VEC_LENGTH (parameter_vec);
3973
3974   /* This vector contains the current innermost template parms that
3975      have been fixed up so far.  The form of FIXEDUP_ARGS is suitable
3976      to be passed to tsubst* functions as their ARGS argument.  */
3977   fixedup_args = make_tree_vec (num_parms);
3978
3979   /* This vector contains the full set of template parms in a form
3980      suitable to be passed to substs functions as their ARGS
3981      argument.  */
3982   arglist = current_template_args ();
3983   arglist = add_outermost_template_args (arglist, fixedup_args);
3984
3985   /* Let's do the proper fixup now.  */
3986   for (i = 0; i < num_parms; ++i)
3987     fixup_template_parm (TREE_VEC_ELT (parameter_vec, i),
3988                          i, num_parms, arglist);
3989 }
3990
3991 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
3992
3993 void
3994 end_template_decl (void)
3995 {
3996   reset_specialization ();
3997
3998   if (! processing_template_decl)
3999     return;
4000
4001   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
4002   finish_scope ();
4003
4004   --processing_template_decl;
4005   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
4006 }
4007
4008 /* Takes a TREE_LIST representing a template parameter and convert it
4009    into an argument suitable to be passed to the type substitution
4010    functions.  Note that If the TREE_LIST contains an error_mark
4011    node, the returned argument is error_mark_node.  */
4012
4013 static tree
4014 template_parm_to_arg (tree t)
4015 {
4016
4017   if (t == NULL_TREE
4018       || TREE_CODE (t) != TREE_LIST)
4019     return t;
4020
4021   if (error_operand_p (TREE_VALUE (t)))
4022     return error_mark_node;
4023
4024   t = TREE_VALUE (t);
4025
4026   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
4027       || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
4028     {
4029       t = TREE_TYPE (t);
4030
4031       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
4032         {
4033           /* Turn this argument into a TYPE_ARGUMENT_PACK
4034              with a single element, which expands T.  */
4035           tree vec = make_tree_vec (1);
4036 #ifdef ENABLE_CHECKING
4037           SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT
4038             (vec, TREE_VEC_LENGTH (vec));
4039 #endif
4040           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
4041
4042           t = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
4043           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
4044         }
4045     }
4046   else
4047     {
4048       t = DECL_INITIAL (t);
4049
4050       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
4051         {
4052           /* Turn this argument into a NONTYPE_ARGUMENT_PACK
4053              with a single element, which expands T.  */
4054           tree vec = make_tree_vec (1);
4055           tree type = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (t));
4056 #ifdef ENABLE_CHECKING
4057           SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT
4058             (vec, TREE_VEC_LENGTH (vec));
4059 #endif
4060           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
4061
4062           t  = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
4063           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
4064           TREE_TYPE (t) = type;
4065         }
4066     }
4067   return t;
4068 }
4069
4070 /* This function returns TRUE if PARM_PACK is a template parameter
4071    pack and if ARG_PACK is what template_parm_to_arg returned when
4072    passed PARM_PACK.  */
4073
4074 static bool
4075 arg_from_parm_pack_p (tree arg_pack, tree parm_pack)
4076 {
4077   /* For clarity in the comments below let's use the representation
4078      argument_pack<elements>' to denote an argument pack and its
4079      elements.
4080
4081      In the 'if' block below, we want to detect cases where
4082      ARG_PACK is argument_pack<PARM_PACK...>.  I.e, we want to
4083      check if ARG_PACK is an argument pack which sole element is
4084      the expansion of PARM_PACK.  That argument pack is typically
4085      created by template_parm_to_arg when passed a parameter
4086      pack.  */
4087
4088   if (arg_pack
4089       && TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack)) == 1
4090       && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0)))
4091     {
4092       tree expansion = TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0);
4093       tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (expansion);
4094       /* So we have an argument_pack<P...>.  We want to test if P
4095          is actually PARM_PACK.  We will not use cp_tree_equal to
4096          test P and PARM_PACK because during type fixup (by
4097          fixup_template_parm) P can be a pre-fixup version of a
4098          type and PARM_PACK be its post-fixup version.
4099          cp_tree_equal would consider them as different even
4100          though we would want to consider them compatible for our
4101          precise purpose here.
4102
4103          Thus we are going to consider that P and PARM_PACK are
4104          compatible if they have the same DECL.  */
4105       if ((/* If ARG_PACK is a type parameter pack named by the
4106               same DECL as parm_pack ...  */
4107            (TYPE_P (pattern)
4108             && TYPE_P (parm_pack)
4109             && TYPE_NAME (pattern) == TYPE_NAME (parm_pack))
4110            /* ... or if PARM_PACK is a non-type parameter named by the
4111               same DECL as ARG_PACK.  Note that PARM_PACK being a
4112               non-type parameter means it's either a PARM_DECL or a
4113               TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
4114            || (TREE_CODE (pattern) == TEMPLATE_PARM_INDEX
4115                && ((TREE_CODE (parm_pack) == PARM_DECL
4116                     && (TEMPLATE_PARM_DECL (pattern)
4117                         == TEMPLATE_PARM_DECL (DECL_INITIAL (parm_pack))))
4118                    || (TREE_CODE (parm_pack) == TEMPLATE_PARM_INDEX
4119                        && (TEMPLATE_PARM_DECL (pattern)
4120                            == TEMPLATE_PARM_DECL (parm_pack))))))
4121           && template_parameter_pack_p (pattern))
4122         return true;
4123     }
4124   return false;
4125 }
4126
4127 /* Within the declaration of a template, return all levels of template
4128    parameters that apply.  The template parameters are represented as
4129    a TREE_VEC, in the form documented in cp-tree.h for template
4130    arguments.  */
4131
4132 static tree
4133 current_template_args (void)
4134 {
4135   tree header;
4136   tree args = NULL_TREE;
4137   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
4138   int l = length;
4139
4140   /* If there is only one level of template parameters, we do not
4141      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
4142      TREE_VEC containing the arguments.  */
4143   if (length > 1)
4144     args = make_tree_vec (length);
4145
4146   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
4147     {
4148       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
4149       int i;
4150
4151       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
4152       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
4153         TREE_VEC_ELT (a, i) = template_parm_to_arg (TREE_VEC_ELT (a, i));
4154
4155 #ifdef ENABLE_CHECKING
4156       SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (a, TREE_VEC_LENGTH (a));
4157 #endif
4158
4159       if (length > 1)
4160         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
4161       else
4162         args = a;
4163     }
4164
4165     if (length > 1 && TREE_VEC_ELT (args, 0) == NULL_TREE)
4166       /* This can happen for template parms of a template template
4167          parameter, e.g:
4168
4169          template<template<class T, class U> class TT> struct S;
4170
4171          Consider the level of the parms of TT; T and U both have
4172          level 2; TT has no template parm of level 1. So in this case
4173          the first element of full_template_args is NULL_TREE. If we
4174          leave it like this TMPL_ARG_DEPTH on args returns 1 instead
4175          of 2. This will make tsubst wrongly consider that T and U
4176          have level 1. Instead, let's create a dummy vector as the
4177          first element of full_template_args so that TMPL_ARG_DEPTH
4178          returns the correct depth for args.  */
4179       TREE_VEC_ELT (args, 0) = make_tree_vec (1);
4180   return args;
4181 }
4182
4183 /* Update the declared TYPE by doing any lookups which were thought to be
4184    dependent, but are not now that we know the SCOPE of the declarator.  */
4185
4186 tree
4187 maybe_update_decl_type (tree orig_type, tree scope)
4188 {
4189   tree type = orig_type;
4190
4191   if (type == NULL_TREE)
4192     return type;
4193
4194   if (TREE_CODE (orig_type) == TYPE_DECL)
4195     type = TREE_TYPE (type);
4196
4197   if (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
4198       && dependent_type_p (type)
4199       /* Don't bother building up the args in this case.  */
4200       && TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
4201     {
4202       /* tsubst in the args corresponding to the template parameters,
4203          including auto if present.  Most things will be unchanged, but
4204          make_typename_type and tsubst_qualified_id will resolve
4205          TYPENAME_TYPEs and SCOPE_REFs that were previously dependent.  */
4206       tree args = current_template_args ();
4207       tree auto_node = type_uses_auto (type);
4208       tree pushed;
4209       if (auto_node)
4210         {
4211           tree auto_vec = make_tree_vec (1);
4212           TREE_VEC_ELT (auto_vec, 0) = auto_node;
4213           args = add_to_template_args (args, auto_vec);
4214         }
4215       pushed = push_scope (scope);
4216       type = tsubst (type, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
4217       if (pushed)
4218         pop_scope (scope);
4219     }
4220
4221   if (type == error_mark_node)
4222     return orig_type;
4223
4224   if (TREE_CODE (orig_type) == TYPE_DECL)
4225     {
4226       if (same_type_p (type, TREE_TYPE (orig_type)))
4227         type = orig_type;
4228       else
4229         type = TYPE_NAME (type);
4230     }
4231   return type;
4232 }
4233
4234 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
4235    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
4236    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
4237
4238 static tree
4239 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
4240 {
4241   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
4242   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
4243   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
4244   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
4245   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
4246
4247   return tmpl;
4248 }
4249
4250 struct template_parm_data
4251 {
4252   /* The level of the template parameters we are currently
4253      processing.  */
4254   int level;
4255
4256   /* The index of the specialization argument we are currently
4257      processing.  */
4258   int current_arg;
4259
4260   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
4261      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
4262      of the arguments processed so far.  */
4263   int* parms;
4264
4265   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
4266      elements are nonzero if the argument makes use of template
4267      parameters of this level.  */
4268   int* arg_uses_template_parms;
4269 };
4270
4271 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
4272    parameter in a partial specialization is used in the explicit
4273    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
4274    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
4275    appropriately.  */
4276
4277 static int
4278 mark_template_parm (tree t, void* data)
4279 {
4280   int level;
4281   int idx;
4282   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
4283
4284   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
4285     {
4286       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
4287       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
4288     }
4289   else
4290     {
4291       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
4292       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
4293     }
4294
4295   if (level == tpd->level)
4296     {
4297       tpd->parms[idx] = 1;
4298       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
4299     }
4300
4301   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
4302      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
4303   return 0;
4304 }
4305
4306 /* Process the partial specialization DECL.  */
4307
4308 static tree
4309 process_partial_specialization (tree decl)
4310 {
4311   tree type = TREE_TYPE (decl);
4312   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
4313   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
4314   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
4315   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
4316   tree inner_parms;
4317   tree inst;
4318   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
4319   int ntparms;
4320   int  i;
4321   bool did_error_intro = false;
4322   struct template_parm_data tpd;
4323   struct template_parm_data tpd2;
4324
4325   gcc_assert (current_template_parms);
4326
4327   inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
4328   ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4329
4330   /* We check that each of the template parameters given in the
4331      partial specialization is used in the argument list to the
4332      specialization.  For example:
4333
4334        template <class T> struct S;
4335        template <class T> struct S<T*>;
4336
4337      The second declaration is OK because `T*' uses the template
4338      parameter T, whereas
4339
4340        template <class T> struct S<int>;
4341
4342      is no good.  Even trickier is:
4343
4344        template <class T>
4345        struct S1
4346        {
4347           template <class U>
4348           struct S2;
4349           template <class U>
4350           struct S2<T>;
4351        };
4352
4353      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
4354      full-specialization.  Of course,
4355
4356           template <class U>
4357           struct S2<T (*)(U)>;
4358
4359      or some such would have been OK.  */
4360   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
4361   tpd.parms = XALLOCAVEC (int, ntparms);
4362   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
4363
4364   tpd.arg_uses_template_parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
4365   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
4366   for (i = 0; i < nargs; ++i)
4367     {
4368       tpd.current_arg = i;
4369       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
4370                               &mark_template_parm,
4371                               &tpd,
4372                               NULL,
4373                               /*include_nondeduced_p=*/false);
4374     }
4375   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4376     if (tpd.parms[i] == 0)
4377       {
4378         /* One of the template parms was not used in the
4379            specialization.  */
4380         if (!did_error_intro)
4381           {
4382             error ("template parameters not used in partial specialization:");
4383             did_error_intro = true;
4384           }
4385
4386         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
4387       }
4388
4389   if (did_error_intro)
4390     return error_mark_node;
4391
4392   /* [temp.class.spec]
4393
4394      The argument list of the specialization shall not be identical to
4395      the implicit argument list of the primary template.  */
4396   if (comp_template_args
4397       (inner_args,
4398        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
4399                                                    (maintmpl)))))
4400     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
4401
4402   /* [temp.class.spec]
4403
4404      A partially specialized non-type argument expression shall not
4405      involve template parameters of the partial specialization except
4406      when the argument expression is a simple identifier.
4407
4408      The type of a template parameter corresponding to a specialized
4409      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
4410      specialization. 
4411
4412      Also, we verify that pack expansions only occur at the
4413      end of the argument list.  */
4414   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
4415   tpd2.parms = 0;
4416   for (i = 0; i < nargs; ++i)
4417     {
4418       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms, i));
4419       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
4420       tree packed_args = NULL_TREE;
4421       int j, len = 1;
4422
4423       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
4424         {
4425           /* Extract the arguments from the argument pack. We'll be
4426              iterating over these in the following loop.  */
4427           packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
4428           len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
4429         }
4430
4431       for (j = 0; j < len; j++)
4432         {
4433           if (packed_args)
4434             /* Get the Jth argument in the parameter pack.  */
4435             arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, j);
4436
4437           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
4438             {
4439               /* Pack expansions must come at the end of the
4440                  argument list.  */
4441               if ((packed_args && j < len - 1)
4442                   || (!packed_args && i < nargs - 1))
4443                 {
4444                   if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
4445                     error ("parameter pack argument %qE must be at the "
4446                            "end of the template argument list", arg);
4447                   else
4448                     error ("parameter pack argument %qT must be at the "
4449                            "end of the template argument list", arg);
4450                 }
4451             }
4452
4453           if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
4454             /* We only care about the pattern.  */
4455             arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
4456
4457           if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
4458               !TYPE_P (arg)
4459               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
4460               /* This next line is the `argument expression is not just a
4461                  simple identifier' condition and also the `specialized
4462                  non-type argument' bit.  */
4463               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
4464             {
4465               if ((!packed_args && tpd.arg_uses_template_parms[i])
4466                   || (packed_args && uses_template_parms (arg)))
4467                 error ("template argument %qE involves template parameter(s)",
4468                        arg);
4469               else 
4470                 {
4471                   /* Look at the corresponding template parameter,
4472                      marking which template parameters its type depends
4473                      upon.  */
4474                   tree type = TREE_TYPE (parm);
4475
4476                   if (!tpd2.parms)
4477                     {
4478                       /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
4479                       tpd2.arg_uses_template_parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
4480                       /* The number of parameters here is the number in the
4481                          main template, which, as checked in the assertion
4482                          above, is NARGS.  */
4483                       tpd2.parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
4484                       tpd2.level = 
4485                         TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
4486                     }
4487
4488                   /* Mark the template parameters.  But this time, we're
4489                      looking for the template parameters of the main
4490                      template, not in the specialization.  */
4491                   tpd2.current_arg = i;
4492                   tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
4493                   memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
4494                   for_each_template_parm (type,
4495                                           &mark_template_parm,
4496                                           &tpd2,
4497                                           NULL,
4498                                           /*include_nondeduced_p=*/false);
4499
4500                   if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
4501                     {
4502                       /* The type depended on some template parameters.
4503                          If they are fully specialized in the
4504                          specialization, that's OK.  */
4505                       int j;
4506                       int count = 0;
4507                       for (j = 0; j < nargs; ++j)
4508                         if (tpd2.parms[j] != 0
4509                             && tpd.arg_uses_template_parms [j])
4510                           ++count;
4511                       if (count != 0)
4512                         error_n (input_location, count,
4513                                  "type %qT of template argument %qE depends "
4514                                  "on a template parameter",
4515                                  "type %qT of template argument %qE depends "
4516                                  "on template parameters",
4517                                  type,
4518                                  arg);
4519                     }
4520                 }
4521             }
4522         }
4523     }
4524
4525   /* We should only get here once.  */
4526   gcc_assert (!COMPLETE_TYPE_P (type));
4527
4528   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
4529     = tree_cons (specargs, inner_parms,
4530                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
4531   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
4532
4533   for (inst = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (maintmpl); inst;
4534        inst = TREE_CHAIN (inst))
4535     {
4536       tree inst_type = TREE_VALUE (inst);
4537       if (COMPLETE_TYPE_P (inst_type)
4538           && CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (inst_type))
4539         {
4540           tree spec = most_specialized_class (inst_type, maintmpl, tf_none);
4541           if (spec && TREE_TYPE (spec) == type)
4542             permerror (input_location,
4543                        "partial specialization of %qT after instantiation "
4544                        "of %qT", type, inst_type);
4545         }
4546     }
4547
4548   return decl;
4549 }
4550
4551 /* Check that a template declaration's use of default arguments and
4552    parameter packs is not invalid.  Here, PARMS are the template
4553    parameters.  IS_PRIMARY is nonzero if DECL is the thing declared by
4554    a primary template.  IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial
4555    specialization.
4556    
4557
4558    IS_FRIEND_DECL is nonzero if DECL is a friend function template
4559    declaration (but not a definition); 1 indicates a declaration, 2
4560    indicates a redeclaration. When IS_FRIEND_DECL=2, no errors are
4561    emitted for extraneous default arguments.
4562
4563    Returns TRUE if there were no errors found, FALSE otherwise. */
4564
4565 bool
4566 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, 
4567                          int is_partial, int is_friend_decl)
4568 {
4569   const char *msg;
4570   int last_level_to_check;
4571   tree parm_level;
4572   bool no_errors = true;
4573
4574   /* [temp.param]
4575
4576      A default template-argument shall not be specified in a
4577      function template declaration or a function template definition, nor
4578      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
4579      class template.  */
4580
4581   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
4582     /* You can't have a function template declaration in a local
4583        scope, nor you can you define a member of a class template in a
4584        local scope.  */
4585     return true;
4586
4587   if (current_class_type
4588       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
4589       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4590       && DECL_DECLARES_FUNCTION_P (decl)
4591       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
4592          or a member function.  */
4593       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
4594           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
4595           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
4596           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
4597           : false)
4598       /* And, if it was a member function, it really was defined in
4599          the scope of the class.  */
4600       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
4601           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
4602     /* We already checked these parameters when the template was
4603        declared, so there's no need to do it again now.  This function
4604        was defined in class scope, but we're processing it's body now
4605        that the class is complete.  */
4606     return true;
4607
4608   /* Core issue 226 (C++0x only): the following only applies to class
4609      templates.  */
4610   if ((cxx_dialect == cxx98) || TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
4611     {
4612       /* [temp.param]
4613
4614          If a template-parameter has a default template-argument, all
4615          subsequent template-parameters shall have a default
4616          template-argument supplied.  */
4617       for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
4618         {
4619           tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
4620           int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4621           int seen_def_arg_p = 0;
4622           int i;
4623
4624           for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4625             {
4626               tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
4627
4628               if (parm == error_mark_node)
4629                 continue;
4630
4631               if (TREE_PURPOSE (parm))
4632                 seen_def_arg_p = 1;
4633               else if (seen_def_arg_p
4634                        && !template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
4635                 {
4636                   error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
4637                   /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
4638                      there should have been a default argument.  */
4639                   TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
4640                   no_errors = false;
4641                 }
4642               else if (is_primary
4643                        && !is_partial
4644                        && !is_friend_decl
4645                        /* Don't complain about an enclosing partial
4646                           specialization.  */
4647                        && parm_level == parms
4648                        && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4649                        && i < ntparms - 1
4650                        && template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
4651                 {
4652                   /* A primary class template can only have one
4653                      parameter pack, at the end of the template
4654                      parameter list.  */
4655
4656                   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL)
4657                     error ("parameter pack %qE must be at the end of the"
4658                            " template parameter list", TREE_VALUE (parm));
4659                   else
4660                     error ("parameter pack %qT must be at the end of the"
4661                            " template parameter list", 
4662                            TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
4663
4664                   TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) 
4665                     = error_mark_node;
4666                   no_errors = false;
4667                 }
4668             }
4669         }
4670     }
4671
4672   if (((cxx_dialect == cxx98) && TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
4673       || is_partial 
4674       || !is_primary
4675       || is_friend_decl)
4676     /* For an ordinary class template, default template arguments are
4677        allowed at the innermost level, e.g.:
4678          template <class T = int>
4679          struct S {};
4680        but, in a partial specialization, they're not allowed even
4681        there, as we have in [temp.class.spec]:
4682
4683          The template parameter list of a specialization shall not
4684          contain default template argument values.
4685
4686        So, for a partial specialization, or for a function template
4687        (in C++98/C++03), we look at all of them.  */
4688     ;
4689   else
4690     /* But, for a primary class template that is not a partial
4691        specialization we look at all template parameters except the
4692        innermost ones.  */
4693     parms = TREE_CHAIN (parms);
4694
4695   /* Figure out what error message to issue.  */
4696   if (is_friend_decl == 2)
4697     msg = G_("default template arguments may not be used in function template "
4698              "friend re-declaration");
4699   else if (is_friend_decl)
4700     msg = G_("default template arguments may not be used in function template "
4701              "friend declarations");
4702   else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && (cxx_dialect == cxx98))
4703     msg = G_("default template arguments may not be used in function templates "
4704              "without -std=c++11 or -std=gnu++11");
4705   else if (is_partial)
4706     msg = G_("default template arguments may not be used in "
4707              "partial specializations");
4708   else
4709     msg = G_("default argument for template parameter for class enclosing %qD");
4710
4711   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
4712     /* If we're inside a class definition, there's no need to
4713        examine the parameters to the class itself.  On the one
4714        hand, they will be checked when the class is defined, and,
4715        on the other, default arguments are valid in things like:
4716          template <class T = double>
4717          struct S { template <class U> void f(U); };
4718        Here the default argument for `S' has no bearing on the
4719        declaration of `f'.  */
4720     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
4721   else
4722     /* Check everything.  */
4723     last_level_to_check = 0;
4724
4725   for (parm_level = parms;
4726        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check;
4727        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
4728     {
4729       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
4730       int i;
4731       int ntparms;
4732
4733       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4734       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4735         {
4736           if (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i) == error_mark_node)
4737             continue;
4738
4739           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
4740             {
4741               if (msg)
4742                 {
4743                   no_errors = false;
4744                   if (is_friend_decl == 2)
4745                     return no_errors;
4746
4747                   error (msg, decl);
4748                   msg = 0;
4749                 }
4750
4751               /* Clear out the default argument so that we are not
4752                  confused later.  */
4753               TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
4754             }
4755         }
4756
4757       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
4758          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
4759       if (msg)
4760         msg = G_("default argument for template parameter for class "
4761                  "enclosing %qD");
4762     }
4763
4764   return no_errors;
4765 }
4766
4767 /* Worker for push_template_decl_real, called via
4768    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
4769    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
4770    parameter of that level, return nonzero.  */
4771
4772 static int
4773 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
4774 {
4775   int this_level = *(int *)data;
4776   int level;
4777
4778   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
4779     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
4780   else
4781     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
4782   return level == this_level;
4783 }
4784
4785 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
4786    parameters given by current_template_args, or reuses a
4787    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
4788    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.
4789
4790    If IS_FRIEND is true, DECL is a friend declaration.  */
4791
4792 tree
4793 push_template_decl_real (tree decl, bool is_friend)
4794 {
4795   tree tmpl;
4796   tree args;
4797   tree info;
4798   tree ctx;
4799   int primary;
4800   int is_partial;
4801   int new_template_p = 0;
4802   /* True if the template is a member template, in the sense of
4803      [temp.mem].  */
4804   bool member_template_p = false;
4805
4806   if (decl == error_mark_node || !current_template_parms)
4807     return error_mark_node;
4808
4809   /* See if this is a partial specialization.  */
4810   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4811                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
4812                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
4813
4814   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl))
4815     is_friend = true;
4816
4817   if (is_friend)
4818     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
4819        the type of which it is a friend.  */
4820     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
4821   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
4822            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
4823     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
4824        it is defined.  */
4825     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
4826   else
4827     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
4828        is assumed to be a member of the class.  */
4829     ctx = current_scope ();
4830
4831   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
4832     ctx = NULL_TREE;
4833
4834   if (!DECL_CONTEXT (decl))
4835     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
4836
4837   /* See if this is a primary template.  */
4838   if (is_friend && ctx)
4839     /* A friend template that specifies a class context, i.e.
4840          template <typename T> friend void A<T>::f();
4841        is not primary.  */
4842     primary = 0;
4843   else
4844     primary = template_parm_scope_p ();
4845
4846   if (primary)
4847     {
4848       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
4849         member_template_p = true;
4850       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4851           && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl)))
4852         {
4853           error ("template class without a name");
4854           return error_mark_node;
4855         }
4856       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4857         {
4858           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
4859             {
4860               /* [temp.mem]
4861
4862                  A destructor shall not be a member template.  */
4863               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
4864               return error_mark_node;
4865             }
4866           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
4867               && (!prototype_p (TREE_TYPE (decl))
4868                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
4869                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
4870                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
4871                       == void_list_node)))
4872             {
4873               /* [basic.stc.dynamic.allocation]
4874
4875                  An allocation function can be a function
4876                  template. ... Template allocation functions shall
4877                  have two or more parameters.  */
4878               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
4879               return error_mark_node;
4880             }
4881         }
4882       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4883                && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
4884         /* OK */;
4885       else if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4886                && TYPE_DECL_ALIAS_P (decl))
4887         /* alias-declaration */
4888         gcc_assert (!DECL_ARTIFICIAL (decl));
4889       else
4890         {
4891           error ("template declaration of %q#D", decl);
4892           return error_mark_node;
4893         }
4894     }
4895
4896   /* Check to see that the rules regarding the use of default
4897      arguments are not being violated.  */
4898   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms,
4899                            primary, is_partial, /*is_friend_decl=*/0);
4900
4901   /* Ensure that there are no parameter packs in the type of this
4902      declaration that have not been expanded.  */
4903   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4904     {
4905       /* Check each of the arguments individually to see if there are
4906          any bare parameter packs.  */
4907       tree type = TREE_TYPE (decl);
4908       tree arg = DECL_ARGUMENTS (decl);
4909       tree argtype = TYPE_ARG_TYPES (type);
4910
4911       while (arg && argtype)
4912         {
4913           if (!FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (arg)
4914               && check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (arg)))
4915             {
4916             /* This is a PARM_DECL that contains unexpanded parameter
4917                packs. We have already complained about this in the
4918                check_for_bare_parameter_packs call, so just replace
4919                these types with ERROR_MARK_NODE.  */
4920               TREE_TYPE (arg) = error_mark_node;
4921               TREE_VALUE (argtype) = error_mark_node;
4922             }
4923
4924           arg = DECL_CHAIN (arg);
4925           argtype = TREE_CHAIN (argtype);
4926         }
4927
4928       /* Check for bare parameter packs in the return type and the
4929          exception specifiers.  */
4930       if (check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (type)))
4931         /* Errors were already issued, set return type to int
4932            as the frontend doesn't expect error_mark_node as
4933            the return type.  */
4934         TREE_TYPE (type) = integer_type_node;
4935       if (check_for_bare_parameter_packs (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type)))
4936         TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type) = NULL_TREE;
4937     }
4938   else if (check_for_bare_parameter_packs ((TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4939                                             && TYPE_DECL_ALIAS_P (decl))
4940                                            ? DECL_ORIGINAL_TYPE (decl)
4941                                            : TREE_TYPE (decl)))
4942     {
4943       TREE_TYPE (decl) = error_mark_node;
4944       return error_mark_node;
4945     }
4946
4947   if (is_partial)
4948     return process_partial_specialization (decl);
4949
4950   args = current_template_args ();
4951
4952   if (!ctx
4953       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
4954       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
4955       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
4956     {
4957       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4958           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
4959           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
4960         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
4961       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
4962          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
4963          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
4964       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4965                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
4966                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
4967         {
4968           /* Since a template declaration already existed for this
4969              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
4970              that the redeclaration is valid.  */
4971           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
4972                                     current_template_parms);
4973           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
4974              one we already had.  */
4975           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
4976         }
4977       else
4978         {
4979           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4980                                       member_template_p);
4981           new_template_p = 1;
4982
4983           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4984               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
4985             {
4986               /* A specialization of a member template of a template
4987                  class.  */
4988               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
4989               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
4990               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
4991             }
4992         }
4993     }
4994   else
4995     {
4996       tree a, t, current, parms;
4997       int i;
4998       tree tinfo = get_template_info (decl);
4999
5000       if (!tinfo)
5001         {
5002           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
5003           return error_mark_node;
5004         }
5005
5006       tmpl = TI_TEMPLATE (tinfo);
5007
5008       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
5009           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl)
5010           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
5011           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
5012         {
5013           tree new_tmpl;
5014
5015           /* The declaration is a specialization of a member
5016              template, declared outside the class.  Therefore, the
5017              innermost template arguments will be NULL, so we
5018              replace them with the arguments determined by the
5019              earlier call to check_explicit_specialization.  */
5020           args = DECL_TI_ARGS (decl);
5021
5022           new_tmpl
5023             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
5024                                    member_template_p);
5025           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
5026           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
5027           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
5028           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
5029           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl)
5030             = build_template_info (tmpl, args);
5031
5032           register_specialization (new_tmpl,
5033                                    most_general_template (tmpl),
5034                                    args,
5035                                    is_friend, 0);
5036           return decl;
5037         }
5038
5039       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
5040
5041       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
5042       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
5043       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
5044         {
5045           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
5046                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
5047         }
5048       else
5049         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
5050           {
5051             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
5052             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
5053
5054             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
5055               {
5056                 if (current == decl)
5057                   error ("got %d template parameters for %q#D",
5058                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
5059                 else
5060                   error ("got %d template parameters for %q#T",
5061                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
5062                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
5063                 return error_mark_node;
5064               }
5065
5066             if (current == decl)
5067               current = ctx;
5068             else if (current == NULL_TREE)
5069               /* Can happen in erroneous input.  */
5070               break;
5071             else
5072               current = (TYPE_P (current)
5073                          ? TYPE_CONTEXT (current)
5074                          : DECL_CONTEXT (current));
5075           }
5076
5077       /* Check that the parms are used in the appropriate qualifying scopes
5078          in the declarator.  */
5079       if (!comp_template_args
5080           (TI_ARGS (tinfo),
5081            TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)))))
5082         {
5083           error ("\
5084 template arguments to %qD do not match original template %qD",
5085                  decl, DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
5086           if (!uses_template_parms (TI_ARGS (tinfo)))
5087             inform (input_location, "use template<> for an explicit specialization");
5088           /* Avoid crash in import_export_decl.  */
5089           DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
5090           return error_mark_node;
5091         }
5092     }
5093
5094   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
5095   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
5096
5097   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
5098      that we do not try to push a global template friend declared in a
5099      template class; such a thing may well depend on the template
5100      parameters of the class.  */
5101   if (new_template_p && !ctx
5102       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
5103     {
5104       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl, is_friend);
5105       if (tmpl == error_mark_node)
5106         return error_mark_node;
5107
5108       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
5109       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
5110         {
5111           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
5112           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
5113         }
5114     }
5115
5116   if (primary)
5117     {
5118       tree parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
5119       int i;
5120
5121       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
5122       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
5123         {
5124           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
5125
5126           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
5127              depends on innermost template operands.  */
5128
5129           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
5130                                          depth))
5131             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
5132         }
5133
5134       /* Give template template parms a DECL_CONTEXT of the template
5135          for which they are a parameter.  */
5136       parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
5137       for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
5138         {
5139           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
5140           if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
5141             DECL_CONTEXT (parm) = tmpl;
5142         }
5143     }
5144
5145   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
5146      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
5147      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
5148      argument levels if necessary.  */
5149   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
5150     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
5151
5152   info = build_template_info (tmpl, args);
5153
5154   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
5155     SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
5156   else
5157     {
5158       if (primary && !DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
5159         retrofit_lang_decl (decl);
5160       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
5161         DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
5162     }
5163
5164   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
5165 }
5166
5167 tree
5168 push_template_decl (tree decl)
5169 {
5170   return push_template_decl_real (decl, false);
5171 }
5172
5173 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
5174    template PARMS, e.g.:
5175
5176      template <class T> struct S;
5177      template <class T> struct S {};  */
5178
5179 bool
5180 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
5181 {
5182   tree tmpl;
5183   tree tmpl_parms;
5184   int i;
5185
5186   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
5187     {
5188       error ("%qT is not a template type", type);
5189       return false;
5190     }
5191
5192   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
5193   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
5194     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
5195        about here; there are no new template parameters for the nested
5196        type.  */
5197     return true;
5198
5199   if (!parms)
5200     {
5201       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
5202              tmpl);
5203       return false;
5204     }
5205
5206   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
5207   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
5208
5209   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
5210     {
5211       error_n (input_location, TREE_VEC_LENGTH (parms),
5212                "redeclared with %d template parameter",
5213                "redeclared with %d template parameters",
5214                TREE_VEC_LENGTH (parms));
5215       inform_n (input_location, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms),
5216                 "previous declaration %q+D used %d template parameter",
5217                 "previous declaration %q+D used %d template parameters",
5218                 tmpl, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms));
5219       return false;
5220     }
5221
5222   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
5223     {
5224       tree tmpl_parm;
5225       tree parm;
5226       tree tmpl_default;
5227       tree parm_default;
5228
5229       if (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i) == error_mark_node
5230           || TREE_VEC_ELT (parms, i) == error_mark_node)
5231         continue;
5232
5233       tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
5234       if (tmpl_parm == error_mark_node)
5235         return false;
5236
5237       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
5238       tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
5239       parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
5240
5241       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
5242          TEMPLATE_DECL.  */
5243       if (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
5244           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
5245               && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm)))
5246           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != PARM_DECL
5247               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (tmpl_parm))
5248                   != TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm))))
5249           || (TREE_CODE (tmpl_parm) == PARM_DECL
5250               && (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (tmpl_parm))
5251                   != TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))))
5252         {
5253           error ("template parameter %q+#D", tmpl_parm);
5254           error ("redeclared here as %q#D", parm);
5255           return false;
5256         }
5257
5258       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
5259         {
5260           /* We have in [temp.param]:
5261
5262              A template-parameter may not be given default arguments
5263              by two different declarations in the same scope.  */
5264           error_at (input_location, "redefinition of default argument for %q#D", parm);
5265           inform (DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl_parm),
5266                   "original definition appeared here");
5267           return false;
5268         }
5269
5270       if (parm_default != NULL_TREE)
5271         /* Update the previous template parameters (which are the ones
5272            that will really count) with the new default value.  */
5273         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
5274       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
5275         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
5276            parameters for any members.  */
5277         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
5278     }
5279
5280     return true;
5281 }
5282
5283 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
5284    (possibly simplified) expression.  */
5285
5286 static tree
5287 fold_non_dependent_expr_sfinae (tree expr, tsubst_flags_t complain)
5288 {
5289   if (expr == NULL_TREE)
5290     return NULL_TREE;
5291
5292   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
5293      it.  We're supposed to treat:
5294
5295        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
5296        template <typename T> void f(T[2]);
5297
5298      as two declarations of the same function, for example.  */
5299   if (processing_template_decl
5300       && !type_dependent_expression_p (expr)
5301       && potential_constant_expression (expr)
5302       && !value_dependent_expression_p (expr))
5303     {
5304       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
5305
5306       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
5307       processing_template_decl = 0;
5308       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
5309                                     /*args=*/NULL_TREE,
5310                                     complain,
5311                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
5312                                     /*function_p=*/false,
5313                                     /*integral_constant_expression_p=*/true);
5314       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
5315     }
5316   return expr;
5317 }
5318
5319 tree
5320 fold_non_dependent_expr (tree expr)
5321 {
5322   return fold_non_dependent_expr_sfinae (expr, tf_error);
5323 }
5324
5325 /* Return TRUE iff T is a type alias, a TEMPLATE_DECL for an alias
5326    template declaration, or a TYPE_DECL for an alias declaration.  */
5327
5328 bool
5329 alias_type_or_template_p (tree t)
5330 {
5331   if (t == NULL_TREE)
5332     return false;
5333   return ((TREE_CODE (t) == TYPE_DECL && TYPE_DECL_ALIAS_P (t))
5334           || (TYPE_P (t)
5335               && TYPE_NAME (t)
5336               && TYPE_DECL_ALIAS_P (TYPE_NAME (t)))
5337           || DECL_ALIAS_TEMPLATE_P (t));
5338 }
5339
5340 /* Return TRUE iff is a specialization of an alias template.  */
5341
5342 bool
5343 alias_template_specialization_p (tree t)
5344 {
5345   if (t == NULL_TREE)
5346     return false;
5347   return (primary_template_instantiation_p (t)
5348           && DECL_ALIAS_TEMPLATE_P (TYPE_TI_TEMPLATE (t)));
5349 }
5350
5351 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
5352    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
5353    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
5354    and check that the resulting function has external linkage.  */
5355
5356 static tree
5357 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
5358 {
5359   tree fns = expr;
5360   tree fn, fn_no_ptr;
5361   linkage_kind linkage;
5362
5363   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
5364   if (fn == error_mark_node)
5365     return error_mark_node;
5366
5367   fn_no_ptr = fn;
5368   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
5369     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
5370   if (BASELINK_P (fn_no_ptr))
5371     fn_no_ptr = BASELINK_FUNCTIONS (fn_no_ptr);
5372  
5373   /* [temp.arg.nontype]/1
5374
5375      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5376      shall be one of:
5377      [...]
5378      -- the address of an object or function with external [C++11: or
5379         internal] linkage.  */
5380   linkage = decl_linkage (fn_no_ptr);
5381   if (cxx_dialect >= cxx0x ? linkage == lk_none : linkage != lk_external)
5382     {
5383       if (cxx_dialect >= cxx0x)
5384         error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5385                "because %qD has no linkage",
5386                expr, type, fn_no_ptr);
5387       else
5388         error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5389                "because %qD does not have external linkage",
5390                expr, type, fn_no_ptr);
5391       return NULL_TREE;
5392     }
5393
5394   return fn;
5395 }
5396
5397 /* Subroutine of convert_nontype_argument.
5398    Check if EXPR of type TYPE is a valid pointer-to-member constant.
5399    Emit an error otherwise.  */
5400
5401 static bool
5402 check_valid_ptrmem_cst_expr (tree type, tree expr,
5403                              tsubst_flags_t complain)
5404 {
5405   STRIP_NOPS (expr);
5406   if (expr && (null_ptr_cst_p (expr) || TREE_CODE (expr) == PTRMEM_CST))
5407     return true;
5408   if (cxx_dialect >= cxx0x && null_member_pointer_value_p (expr))
5409     return true;
5410   if (complain & tf_error)
5411     {
5412       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT",
5413              expr, type);
5414       error ("it must be a pointer-to-member of the form %<&X::Y%>");
5415     }
5416   return false;
5417 }
5418
5419 /* Returns TRUE iff the address of OP is value-dependent.
5420
5421    14.6.2.4 [temp.dep.temp]:
5422    A non-integral non-type template-argument is dependent if its type is
5423    dependent or it has either of the following forms
5424      qualified-id
5425      & qualified-id
5426    and contains a nested-name-specifier which specifies a class-name that
5427    names a dependent type.
5428
5429    We generalize this to just say that the address of a member of a
5430    dependent class is value-dependent; the above doesn't cover the
5431    address of a static data member named with an unqualified-id.  */
5432
5433 static bool
5434 has_value_dependent_address (tree op)
5435 {
5436   /* We could use get_inner_reference here, but there's no need;
5437      this is only relevant for template non-type arguments, which
5438      can only be expressed as &id-expression.  */
5439   if (DECL_P (op))
5440     {
5441       tree ctx = CP_DECL_CONTEXT (op);
5442       if (TYPE_P (ctx) && dependent_type_p (ctx))
5443         return true;
5444     }
5445
5446   return false;
5447 }
5448
5449 /* The next set of functions are used for providing helpful explanatory
5450    diagnostics for failed overload resolution.  Their messages should be
5451    indented by two spaces for consistency with the messages in
5452    call.c  */
5453
5454 static int
5455 unify_success (bool explain_p ATTRIBUTE_UNUSED)
5456 {
5457   return 0;
5458 }
5459
5460 static int
5461 unify_parameter_deduction_failure (bool explain_p, tree parm)
5462 {
5463   if (explain_p)
5464     inform (input_location,
5465             "  couldn't deduce template parameter %qD", parm);
5466   return 1;
5467 }
5468
5469 static int
5470 unify_invalid (bool explain_p ATTRIBUTE_UNUSED)
5471 {
5472   return 1;
5473 }
5474
5475 static int
5476 unify_cv_qual_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5477 {
5478   if (explain_p)
5479     inform (input_location,
5480             "  types %qT and %qT have incompatible cv-qualifiers",
5481             parm, arg);
5482   return 1;
5483 }
5484
5485 static int
5486 unify_type_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5487 {
5488   if (explain_p)
5489     inform (input_location, "  mismatched types %qT and %qT", parm, arg);
5490   return 1;
5491 }
5492
5493 static int
5494 unify_parameter_pack_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5495 {
5496   if (explain_p)
5497     inform (input_location,
5498             "  template parameter %qD is not a parameter pack, but "
5499             "argument %qD is",
5500             parm, arg);
5501   return 1;
5502 }
5503
5504 static int
5505 unify_ptrmem_cst_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5506 {
5507   if (explain_p)
5508     inform (input_location,
5509             "  template argument %qE does not match "
5510             "pointer-to-member constant %qE",
5511             arg, parm);
5512   return 1;
5513 }
5514
5515 static int
5516 unify_expression_unequal (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5517 {
5518   if (explain_p)
5519     inform (input_location, "  %qE is not equivalent to %qE", parm, arg);
5520   return 1;
5521 }
5522
5523 static int
5524 unify_parameter_pack_inconsistent (bool explain_p, tree old_arg, tree new_arg)
5525 {
5526   if (explain_p)
5527     inform (input_location,
5528             "  inconsistent parameter pack deduction with %qT and %qT",
5529             old_arg, new_arg);
5530   return 1;
5531 }
5532
5533 static int
5534 unify_inconsistency (bool explain_p, tree parm, tree first, tree second)
5535 {
5536   if (explain_p)
5537     {
5538       if (TYPE_P (parm))
5539         inform (input_location,
5540                 "  deduced conflicting types for parameter %qT (%qT and %qT)",
5541                 parm, first, second);
5542       else
5543         inform (input_location,
5544                 "  deduced conflicting values for non-type parameter "
5545                 "%qE (%qE and %qE)", parm, first, second);
5546     }
5547   return 1;
5548 }
5549
5550 static int
5551 unify_vla_arg (bool explain_p, tree arg)
5552 {
5553   if (explain_p)
5554     inform (input_location,
5555             "  variable-sized array type %qT is not "
5556             "a valid template argument",
5557             arg);
5558   return 1;
5559 }
5560
5561 static int
5562 unify_method_type_error (bool explain_p, tree arg)
5563 {
5564   if (explain_p)
5565     inform (input_location,
5566             "  member function type %qT is not a valid template argument",
5567             arg);
5568   return 1;
5569 }
5570
5571 static int
5572 unify_arity (bool explain_p, int have, int wanted)
5573 {
5574   if (explain_p)
5575     inform_n (input_location, wanted,
5576               "  candidate expects %d argument, %d provided",
5577               "  candidate expects %d arguments, %d provided",
5578               wanted, have);
5579   return 1;
5580 }
5581
5582 static int
5583 unify_too_many_arguments (bool explain_p, int have, int wanted)
5584 {
5585   return unify_arity (explain_p, have, wanted);
5586 }
5587
5588 static int
5589 unify_too_few_arguments (bool explain_p, int have, int wanted)
5590 {
5591   return unify_arity (explain_p, have, wanted);
5592 }
5593
5594 static int
5595 unify_arg_conversion (bool explain_p, tree to_type,
5596                       tree from_type, tree arg)
5597 {
5598   if (explain_p)
5599     inform (input_location, "  cannot convert %qE (type %qT) to type %qT",
5600             arg, from_type, to_type);
5601   return 1;
5602 }
5603
5604 static int
5605 unify_no_common_base (bool explain_p, enum template_base_result r,
5606                       tree parm, tree arg)
5607 {
5608   if (explain_p)
5609     switch (r)
5610       {
5611       case tbr_ambiguous_baseclass:
5612         inform (input_location, "  %qT is an ambiguous base class of %qT",
5613                 arg, parm);
5614         break;
5615       default:
5616         inform (input_location, "  %qT is not derived from %qT", arg, parm);
5617         break;
5618       }
5619   return 1;
5620 }
5621
5622 static int
5623 unify_inconsistent_template_template_parameters (bool explain_p)
5624 {
5625   if (explain_p)
5626     inform (input_location,
5627             "  template parameters of a template template argument are "
5628             "inconsistent with other deduced template arguments");
5629   return 1;
5630 }
5631
5632 static int
5633 unify_template_deduction_failure (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5634 {
5635   if (explain_p)
5636     inform (input_location,
5637             "  can't deduce a template for %qT from non-template type %qT",
5638             parm, arg);
5639   return 1;
5640 }
5641
5642 static int
5643 unify_template_argument_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5644 {
5645   if (explain_p)
5646     inform (input_location,
5647             "  template argument %qE does not match %qD", arg, parm);
5648   return 1;
5649 }
5650
5651 static int
5652 unify_overload_resolution_failure (bool explain_p, tree arg)
5653 {
5654   if (explain_p)
5655     inform (input_location,
5656             "  could not resolve address from overloaded function %qE",
5657             arg);
5658   return 1;
5659 }
5660
5661 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
5662    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
5663    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
5664    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
5665    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
5666    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
5667    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
5668    must be non-dependent.
5669
5670    The conversion follows the special rules described in
5671    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
5672    conversion.
5673
5674    This function is called twice for each template argument (see
5675    lookup_template_class for a more accurate description of this
5676    problem). This means that we need to handle expressions which
5677    are not valid in a C++ source, but can be created from the
5678    first call (for instance, casts to perform conversions). These
5679    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
5680
5681 static tree
5682 convert_nontype_argument (tree type, tree expr, tsubst_flags_t complain)
5683 {
5684   tree expr_type;
5685
5686   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
5687      This special-case is not needed for correctness (we would easily
5688      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
5689      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
5690      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
5691   /* FIXME we're making this OK.  */
5692   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
5693     {
5694       if (complain & tf_error)
5695         error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5696                "because string literals can never be used in this context",
5697                expr, type);
5698       return NULL_TREE;
5699     }
5700
5701   /* Add the ADDR_EXPR now for the benefit of
5702      value_dependent_expression_p.  */
5703   if (TYPE_PTROBV_P (type)
5704       && TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == ARRAY_TYPE)
5705     expr = decay_conversion (expr);
5706
5707   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
5708      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
5709      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
5710      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
5711      so that access checking can be performed when the template is
5712      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
5713      convert the argument.  */
5714   if (TYPE_REF_OBJ_P (type)
5715       && has_value_dependent_address (expr))
5716     /* If we want the address and it's value-dependent, don't fold.  */;
5717   else if (!type_unknown_p (expr))
5718     expr = fold_non_dependent_expr_sfinae (expr, complain);
5719   if (error_operand_p (expr))
5720     return error_mark_node;
5721   expr_type = TREE_TYPE (expr);
5722   if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
5723     expr = mark_lvalue_use (expr);
5724   else
5725     expr = mark_rvalue_use (expr);
5726
5727   /* 14.3.2/5: The null pointer{,-to-member} conversion is applied
5728      to a non-type argument of "nullptr".  */
5729   if (expr == nullptr_node
5730       && (TYPE_PTR_P (type) || TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type)))
5731     expr = convert (type, expr);
5732
5733   /* In C++11, integral or enumeration non-type template arguments can be
5734      arbitrary constant expressions.  Pointer and pointer to
5735      member arguments can be general constant expressions that evaluate
5736      to a null value, but otherwise still need to be of a specific form.  */
5737   if (cxx_dialect >= cxx0x)
5738     {
5739       if (TREE_CODE (expr) == PTRMEM_CST)
5740         /* A PTRMEM_CST is already constant, and a valid template
5741            argument for a parameter of pointer to member type, we just want
5742            to leave it in that form rather than lower it to a
5743            CONSTRUCTOR.  */;
5744       else if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
5745         expr = maybe_constant_value (expr);
5746       else if (TYPE_PTR_P (type)
5747                || TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
5748         {
5749           tree folded = maybe_constant_value (expr);
5750           if (TYPE_PTR_P (type) ? integer_zerop (folded)
5751               : null_member_pointer_value_p (folded))
5752             expr = folded;
5753         }
5754     }
5755
5756   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
5757      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
5758      which is the tree that we built on the first call (see
5759      below when coercing to reference to object or to reference to
5760      function). We just strip everything and get to the arg.
5761      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
5762      for examples.  */
5763   if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
5764     {
5765       tree probe_type, probe = expr;
5766       if (REFERENCE_REF_P (probe))
5767         probe = TREE_OPERAND (probe, 0);
5768       probe_type = TREE_TYPE (probe);
5769       if (TREE_CODE (probe) == NOP_EXPR)
5770         {
5771           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
5772              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
5773              could actually change the type to something more cv-qualified,
5774              and this is not folded by convert_from_reference.  */
5775           tree addr = TREE_OPERAND (probe, 0);
5776           gcc_assert (TREE_CODE (probe_type) == REFERENCE_TYPE);
5777           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
5778           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
5779           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
5780                       (TREE_TYPE (probe_type),
5781                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
5782
5783           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
5784           expr_type = TREE_TYPE (expr);
5785         }
5786     }
5787
5788   /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
5789      parameter is a pointer to object, through decay and
5790      qualification conversion. Let's strip everything.  */
5791   else if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR && TYPE_PTROBV_P (type))
5792     {
5793       STRIP_NOPS (expr);
5794       gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
5795       gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
5796       /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
5797          an array. Otherwise, it is part of the original argument
5798          in the source code.  */
5799       if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
5800         expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
5801       expr_type = TREE_TYPE (expr);
5802     }
5803
5804   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
5805
5806      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
5807      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
5808      (_conv.integral_) are applied.  */
5809   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
5810     {
5811       tree t = build_integral_nontype_arg_conv (type, expr, complain);
5812       t = maybe_constant_value (t);
5813       if (t != error_mark_node)
5814         expr = t;
5815
5816       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (type, TREE_TYPE (expr)))
5817         return error_mark_node;
5818
5819       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
5820          do not fold into integer constants.  */
5821       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
5822         {
5823           if (complain & tf_error)
5824             {
5825               int errs = errorcount, warns = warningcount;
5826               if (processing_template_decl
5827                   && !require_potential_constant_expression (expr))
5828                 return NULL_TREE;
5829               expr = cxx_constant_value (expr);
5830               if (errorcount > errs || warningcount > warns)
5831                 inform (EXPR_LOC_OR_HERE (expr),
5832                         "in template argument for type %qT ", type);
5833               if (expr == error_mark_node)
5834                 return NULL_TREE;
5835               /* else cxx_constant_value complained but gave us
5836                  a real constant, so go ahead.  */
5837               gcc_assert (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST);
5838             }
5839           else
5840             return NULL_TREE;
5841         }
5842     }
5843   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
5844
5845      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
5846      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
5847      conversion (_conv.array_) are applied.  */
5848   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
5849     {
5850       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
5851
5852          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5853          shall be one of: [...]
5854
5855          -- the name of a non-type template-parameter;
5856          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
5857             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
5858             refers to a function or array, or if the corresponding
5859             template-parameter is a reference.
5860
5861         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
5862         for a parameter of type pointer-to-object.  */
5863
5864       if (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr))
5865         /* Non-type template parameters are OK.  */
5866         ;
5867       else if (cxx_dialect >= cxx0x && integer_zerop (expr))
5868         /* Null pointer values are OK in C++11.  */;
5869       else if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR
5870                && TREE_CODE (expr_type) != ARRAY_TYPE)
5871         {
5872           if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
5873             {
5874               error ("%qD is not a valid template argument "
5875                      "because %qD is a variable, not the address of "
5876                      "a variable",
5877                      expr, expr);
5878               return NULL_TREE;
5879             }
5880           /* Other values, like integer constants, might be valid
5881              non-type arguments of some other type.  */
5882           return error_mark_node;
5883         }
5884       else
5885         {
5886           tree decl;
5887
5888           decl = ((TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
5889                   ? TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
5890           if (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL)
5891             {
5892               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5893                      "because %qE is not a variable",
5894                      expr, type, decl);
5895               return NULL_TREE;
5896             }
5897           else if (cxx_dialect < cxx0x && !DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (decl))
5898             {
5899               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5900                      "because %qD does not have external linkage",
5901                      expr, type, decl);
5902               return NULL_TREE;
5903             }
5904           else if (cxx_dialect >= cxx0x && decl_linkage (decl) == lk_none)
5905             {
5906               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5907                      "because %qD has no linkage",
5908                      expr, type, decl);
5909               return NULL_TREE;
5910             }
5911         }
5912
5913       expr = decay_conversion (expr);
5914       if (expr == error_mark_node)
5915         return error_mark_node;
5916
5917       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
5918       if (expr == error_mark_node)
5919         return error_mark_node;
5920     }
5921   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
5922
5923      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
5924      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
5925      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
5926      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
5927      template-argument, which must be an lvalue.  */
5928   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
5929     {
5930       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
5931                                                       expr_type))
5932         return error_mark_node;
5933
5934       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
5935         {
5936           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5937                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
5938           return NULL_TREE;
5939         }
5940
5941       if (!real_lvalue_p (expr))
5942         {
5943           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5944                  "because it is not an lvalue", expr, type);
5945           return NULL_TREE;
5946         }
5947
5948       /* [temp.arg.nontype]/1
5949
5950          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5951          shall be one of: [...]
5952
5953          -- the address of an object or function with external linkage.  */
5954       if (TREE_CODE (expr) == INDIRECT_REF
5955           && TYPE_REF_OBJ_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))))
5956         {
5957           expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
5958           if (DECL_P (expr))
5959             {
5960               error ("%q#D is not a valid template argument for type %qT "
5961                      "because a reference variable does not have a constant "
5962                      "address", expr, type);
5963               return NULL_TREE;
5964             }
5965         }
5966
5967       if (!DECL_P (expr))
5968         {
5969           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5970                  "because it is not an object with external linkage",
5971                  expr, type);
5972           return NULL_TREE;
5973         }
5974
5975       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
5976         {
5977           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5978                  "because object %qD has not external linkage",
5979                  expr, type, expr);
5980           return NULL_TREE;
5981         }
5982
5983       expr = build_nop (type, build_address (expr));
5984     }
5985   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
5986
5987      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
5988      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
5989      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
5990      pointer to such), the matching function is selected from the set
5991      (_over.over_).  */
5992   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
5993     {
5994       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
5995          context information to decay the pointer.  */
5996       if (!type_unknown_p (expr_type))
5997         {
5998           expr = decay_conversion (expr);
5999           if (expr == error_mark_node)
6000             return error_mark_node;
6001         }
6002
6003       if (cxx_dialect >= cxx0x && integer_zerop (expr))
6004         /* Null pointer values are OK in C++11.  */
6005         return perform_qualification_conversions (type, expr);
6006
6007       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
6008       if (!expr || expr == error_mark_node)
6009         return expr;
6010
6011       if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR)
6012         {
6013           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT", expr, type);
6014           error ("it must be the address of a function with external linkage");
6015           return NULL_TREE;
6016         }
6017     }
6018   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
6019
6020      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
6021      conversions apply. If the template-argument represents a set of
6022      overloaded functions, the matching function is selected from the set
6023      (_over.over_).  */
6024   else if (TYPE_REFFN_P (type))
6025     {
6026       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
6027         {
6028           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
6029                  "because it is a pointer", expr, type);
6030           inform (input_location, "try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
6031           return NULL_TREE;
6032         }
6033
6034       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
6035       if (!expr || expr == error_mark_node)
6036         return expr;
6037
6038       expr = build_nop (type, build_address (expr));
6039     }
6040   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
6041
6042      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
6043      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
6044      overloaded member functions, the matching member function is selected
6045      from the set (_over.over_).  */
6046   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
6047     {
6048       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
6049       if (expr == error_mark_node)
6050         return error_mark_node;
6051
6052       /* [temp.arg.nontype] bullet 1 says the pointer to member
6053          expression must be a pointer-to-member constant.  */
6054       if (!check_valid_ptrmem_cst_expr (type, expr, complain))
6055         return error_mark_node;
6056
6057       /* There is no way to disable standard conversions in
6058          resolve_address_of_overloaded_function (called by
6059          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
6060          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
6061          to reject this conversion here.
6062
6063          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
6064          it would still be better to reject them here so that we can
6065          provide a superior diagnostic.  */
6066       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
6067         {
6068           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
6069                  "because it is of type %qT", expr, type,
6070                  TREE_TYPE (expr));
6071           /* If we are just one standard conversion off, explain.  */
6072           if (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)))
6073             inform (input_location,
6074                     "standard conversions are not allowed in this context");
6075           return NULL_TREE;
6076         }
6077     }
6078   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
6079
6080      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
6081      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
6082   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
6083     {
6084       /* [temp.arg.nontype] bullet 1 says the pointer to member
6085          expression must be a pointer-to-member constant.  */
6086       if (!check_valid_ptrmem_cst_expr (type, expr, complain))
6087         return error_mark_node;
6088
6089       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
6090       if (expr == error_mark_node)
6091         return expr;
6092     }
6093   else if (NULLPTR_TYPE_P (type))
6094     {
6095       if (expr != nullptr_node)
6096         {
6097           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
6098                  "because it is of type %qT", expr, type, TREE_TYPE (expr));
6099           return NULL_TREE;
6100         }
6101       return expr;
6102     }
6103   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
6104   else
6105     gcc_unreachable ();
6106
6107   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
6108      right type?  */
6109   gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
6110               (type, TREE_TYPE (expr)));
6111   return expr;
6112 }
6113
6114 /* Subroutine of coerce_template_template_parms, which returns 1 if
6115    PARM_PARM and ARG_PARM match using the rule for the template
6116    parameters of template template parameters. Both PARM and ARG are
6117    template parameters; the rest of the arguments are the same as for
6118    coerce_template_template_parms.
6119  */
6120 static int
6121 coerce_template_template_parm (tree parm,
6122                               tree arg,
6123                               tsubst_flags_t complain,
6124                               tree in_decl,
6125                               tree outer_args)
6126 {
6127   if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
6128       || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
6129     return 0;
6130   
6131   if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
6132     return 0;
6133   
6134   switch (TREE_CODE (parm))
6135     {
6136     case TEMPLATE_DECL:
6137       /* We encounter instantiations of templates like
6138          template <template <template <class> class> class TT>
6139          class C;  */
6140       {
6141         tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
6142         tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
6143         
6144         if (!coerce_template_template_parms
6145             (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
6146           return 0;
6147       }
6148       /* Fall through.  */
6149       
6150     case TYPE_DECL:
6151       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (arg))
6152           && !TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
6153         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
6154         return 0;
6155       break;
6156       
6157     case PARM_DECL:
6158       /* The tsubst call is used to handle cases such as
6159          
6160            template <int> class C {};
6161            template <class T, template <T> class TT> class D {};
6162            D<int, C> d;
6163
6164          i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
6165       if (!uses_template_parms (TREE_TYPE (arg))
6166           && !same_type_p
6167                 (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
6168                  TREE_TYPE (arg)))
6169         return 0;
6170       
6171       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (arg))
6172           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
6173         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
6174         return 0;
6175       
6176       break;
6177
6178     default:
6179       gcc_unreachable ();
6180     }
6181
6182   return 1;
6183 }
6184
6185
6186 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
6187    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
6188    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
6189    or PARM_DECL.
6190
6191    Consider the example:
6192      template <class T> class A;
6193      template<template <class U> class TT> class B;
6194
6195    For B<A>, PARM_PARMS are the parameters to TT, while ARG_PARMS are
6196    the parameters to A, and OUTER_ARGS contains A.  */
6197
6198 static int
6199 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
6200                                 tree arg_parms,
6201                                 tsubst_flags_t complain,
6202                                 tree in_decl,
6203                                 tree outer_args)
6204 {
6205   int nparms, nargs, i;
6206   tree parm, arg;
6207   int variadic_p = 0;
6208
6209   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
6210   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
6211
6212   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
6213   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
6214
6215   /* Determine whether we have a parameter pack at the end of the
6216      template template parameter's template parameter list.  */
6217   if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1) != error_mark_node)
6218     {
6219       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1));
6220       
6221       if (parm == error_mark_node)
6222         return 0;
6223
6224       switch (TREE_CODE (parm))
6225         {
6226         case TEMPLATE_DECL:
6227         case TYPE_DECL:
6228           if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
6229             variadic_p = 1;
6230           break;
6231           
6232         case PARM_DECL:
6233           if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
6234             variadic_p = 1;
6235           break;
6236           
6237         default:
6238           gcc_unreachable ();
6239         }
6240     }
6241  
6242   if (nargs != nparms
6243       && !(variadic_p && nargs >= nparms - 1))
6244     return 0;
6245
6246   /* Check all of the template parameters except the parameter pack at
6247      the end (if any).  */
6248   for (i = 0; i < nparms - variadic_p; ++i)
6249     {
6250       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node
6251           || TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
6252         continue;
6253
6254       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
6255       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
6256
6257       if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
6258                                           outer_args))
6259         return 0;
6260
6261     }
6262
6263   if (variadic_p)
6264     {
6265       /* Check each of the template parameters in the template
6266          argument against the template parameter pack at the end of
6267          the template template parameter.  */
6268       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node)
6269         return 0;
6270
6271       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
6272
6273       for (; i < nargs; ++i)
6274         {
6275           if (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
6276             continue;
6277  
6278           arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
6279  
6280           if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
6281                                               outer_args))
6282             return 0;
6283         }
6284     }
6285
6286   return 1;
6287 }
6288
6289 /* Verifies that the deduced template arguments (in TARGS) for the
6290    template template parameters (in TPARMS) represent valid bindings,
6291    by comparing the template parameter list of each template argument
6292    to the template parameter list of its corresponding template
6293    template parameter, in accordance with DR150. This
6294    routine can only be called after all template arguments have been
6295    deduced. It will return TRUE if all of the template template
6296    parameter bindings are okay, FALSE otherwise.  */
6297 bool 
6298 template_template_parm_bindings_ok_p (tree tparms, tree targs)
6299 {
6300   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
6301   bool ret = true;
6302
6303   /* We're dealing with template parms in this process.  */
6304   ++processing_template_decl;
6305
6306   targs = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs);
6307
6308   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
6309     {
6310       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
6311       tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
6312
6313       if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_DECL && targ)
6314         {
6315           tree packed_args = NULL_TREE;
6316           int idx, len = 1;
6317
6318           if (ARGUMENT_PACK_P (targ))
6319             {
6320               /* Look inside the argument pack.  */
6321               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
6322               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
6323             }
6324
6325           for (idx = 0; idx < len; ++idx)
6326             {
6327               tree targ_parms = NULL_TREE;
6328
6329               if (packed_args)
6330                 /* Extract the next argument from the argument
6331                    pack.  */
6332                 targ = TREE_VEC_ELT (packed_args, idx);
6333
6334               if (PACK_EXPANSION_P (targ))
6335                 /* Look at the pattern of the pack expansion.  */
6336                 targ = PACK_EXPANSION_PATTERN (targ);
6337
6338               /* Extract the template parameters from the template
6339                  argument.  */
6340               if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_DECL)
6341                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (targ);
6342               else if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
6343                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (targ));
6344
6345               /* Verify that we can coerce the template template
6346                  parameters from the template argument to the template
6347                  parameter.  This requires an exact match.  */
6348               if (targ_parms
6349                   && !coerce_template_template_parms
6350                        (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tparm),
6351                         targ_parms,
6352                         tf_none,
6353                         tparm,
6354                         targs))
6355                 {
6356                   ret = false;
6357                   goto out;
6358                 }
6359             }
6360         }
6361     }
6362
6363  out:
6364
6365   --processing_template_decl;
6366   return ret;
6367 }
6368
6369 /* Since type attributes aren't mangled, we need to strip them from
6370    template type arguments.  */
6371
6372 static tree
6373 canonicalize_type_argument (tree arg, tsubst_flags_t complain)
6374 {
6375   tree mv;
6376   if (!arg || arg == error_mark_node || arg == TYPE_CANONICAL (arg))
6377     return arg;
6378   mv = TYPE_MAIN_VARIANT (arg);
6379   arg = strip_typedefs (arg);
6380   if (TYPE_ALIGN (arg) != TYPE_ALIGN (mv)
6381       || TYPE_ATTRIBUTES (arg) != TYPE_ATTRIBUTES (mv))
6382     {
6383       if (complain & tf_warning)
6384         warning (0, "ignoring attributes on template argument %qT", arg);
6385       arg = build_aligned_type (arg, TYPE_ALIGN (mv));
6386       arg = cp_build_type_attribute_variant (arg, TYPE_ATTRIBUTES (mv));
6387     }
6388   return arg;
6389 }
6390
6391 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
6392    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
6393    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
6394    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
6395    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
6396    the full set of template arguments deduced so far.  */
6397
6398 static tree
6399 convert_template_argument (tree parm,
6400                            tree arg,
6401                            tree args,
6402                            tsubst_flags_t complain,
6403                            int i,
6404                            tree in_decl)
6405 {
6406   tree orig_arg;
6407   tree val;
6408   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
6409
6410   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
6411       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
6412     {
6413       /* The template argument was the name of some
6414          member function.  That's usually
6415          invalid, but static members are OK.  In any
6416          case, grab the underlying fields/functions
6417          and issue an error later if required.  */
6418       orig_arg = TREE_VALUE (arg);
6419       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
6420     }
6421
6422   orig_arg = arg;
6423
6424   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
6425   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
6426                    || requires_tmpl_type);
6427
6428   /* When determining whether an argument pack expansion is a template,
6429      look at the pattern.  */
6430   if (TREE_CODE (arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
6431     arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
6432
6433   /* Deal with an injected-class-name used as a template template arg.  */
6434   if (requires_tmpl_type && CLASS_TYPE_P (arg))
6435     {
6436       tree t = maybe_get_template_decl_from_type_decl (TYPE_NAME (arg));
6437       if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
6438         {
6439           if (cxx_dialect >= cxx0x)
6440             /* OK under DR 1004.  */;
6441           else if (complain & tf_warning_or_error)
6442             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, "injected-class-name %qD"
6443                      " used as template template argument", TYPE_NAME (arg));
6444           else if (flag_pedantic_errors)
6445             t = arg;
6446
6447           arg = t;
6448         }
6449     }
6450
6451   is_tmpl_type = 
6452     ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
6453       && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
6454      || (requires_tmpl_type && TREE_CODE (arg) == TYPE_ARGUMENT_PACK)
6455      || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6456      || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
6457
6458   if (is_tmpl_type
6459       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6460           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
6461     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
6462
6463   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
6464
6465   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
6466       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
6467     {
6468       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
6469         {
6470           if (complain & tf_error)
6471             error ("invalid use of destructor %qE as a type", orig_arg);
6472           return error_mark_node;
6473         }
6474
6475       permerror (input_location,
6476                  "to refer to a type member of a template parameter, "
6477                  "use %<typename %E%>", orig_arg);
6478
6479       orig_arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
6480                                      TREE_OPERAND (arg, 1),
6481                                      typename_type,
6482                                      complain & tf_error);
6483       arg = orig_arg;
6484       is_type = 1;
6485     }
6486   if (is_type != requires_type)
6487     {
6488       if (in_decl)
6489         {
6490           if (complain & tf_error)
6491             {
6492               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
6493                      "parameter list for %qD",
6494                      i + 1, in_decl);
6495               if (is_type)
6496                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
6497                        TREE_TYPE (parm),
6498                        (DECL_P (arg) ? DECL_NAME (arg) : orig_arg));
6499               else if (requires_tmpl_type)
6500                 error ("  expected a class template, got %qE", orig_arg);
6501               else
6502                 error ("  expected a type, got %qE", orig_arg);
6503             }
6504         }
6505       return error_mark_node;
6506     }
6507   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
6508     {
6509       if (in_decl && (complain & tf_error))
6510         {
6511           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
6512                  "parameter list for %qD",
6513                  i + 1, in_decl);
6514           if (is_tmpl_type)
6515             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
6516           else
6517             error ("  expected a class template, got %qT", orig_arg);
6518         }
6519       return error_mark_node;
6520     }
6521
6522   if (is_type)
6523     {
6524       if (requires_tmpl_type)
6525         {
6526           if (template_parameter_pack_p (parm) && ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
6527             val = orig_arg;
6528           else if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
6529             /* The number of argument required is not known yet.
6530                Just accept it for now.  */
6531             val = TREE_TYPE (arg);
6532           else
6533             {
6534               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
6535               tree argparm;
6536
6537               argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
6538
6539               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
6540                                                   complain, in_decl,
6541                                                   args))
6542                 {
6543                   val = arg;
6544
6545                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
6546                      TEMPLATE_DECL.  */
6547                   if (val != error_mark_node)
6548                     {
6549                       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
6550                         val = TREE_TYPE (val);
6551                       if (TREE_CODE (orig_arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
6552                         val = make_pack_expansion (val);
6553                     }
6554                 }
6555               else
6556                 {
6557                   if (in_decl && (complain & tf_error))
6558                     {
6559                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
6560                              "template parameter list for %qD",
6561                              i + 1, in_decl);
6562                       error ("  expected a template of type %qD, got %qT",
6563                              parm, orig_arg);
6564                     }
6565
6566                   val = error_mark_node;
6567                 }
6568             }
6569         }
6570       else
6571         val = orig_arg;
6572       /* We only form one instance of each template specialization.
6573          Therefore, if we use a non-canonical variant (i.e., a
6574          typedef), any future messages referring to the type will use
6575          the typedef, which is confusing if those future uses do not
6576          themselves also use the typedef.  */
6577       if (TYPE_P (val))
6578         val = canonicalize_type_argument (val, complain);
6579     }
6580   else
6581     {
6582       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
6583
6584       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
6585         return error_mark_node;
6586
6587       if (template_parameter_pack_p (parm) && ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
6588         {
6589           if (same_type_p (t, TREE_TYPE (orig_arg)))
6590             val = orig_arg;
6591           else
6592             {
6593               /* Not sure if this is reachable, but it doesn't hurt
6594                  to be robust.  */
6595               error ("type mismatch in nontype parameter pack");
6596               val = error_mark_node;
6597             }
6598         }
6599       else if (!uses_template_parms (orig_arg) && !uses_template_parms (t))
6600         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
6601            will report errors, which we don't want when complain
6602            is zero.  More importantly, digest_init will try too
6603            hard to convert things: for example, `0' should not be
6604            converted to pointer type at this point according to
6605            the standard.  Accepting this is not merely an
6606            extension, since deciding whether or not these
6607            conversions can occur is part of determining which
6608            function template to call, or whether a given explicit
6609            argument specification is valid.  */
6610         val = convert_nontype_argument (t, orig_arg, complain);
6611       else
6612         val = orig_arg;
6613
6614       if (val == NULL_TREE)
6615         val = error_mark_node;
6616       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
6617         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  orig_arg, t);
6618
6619       if (TREE_CODE (val) == SCOPE_REF)
6620         {
6621           /* Strip typedefs from the SCOPE_REF.  */
6622           tree type = canonicalize_type_argument (TREE_TYPE (val), complain);
6623           tree scope = canonicalize_type_argument (TREE_OPERAND (val, 0),
6624                                                    complain);
6625           val = build_qualified_name (type, scope, TREE_OPERAND (val, 1),
6626                                       QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (val));
6627         }
6628     }
6629
6630   return val;
6631 }
6632
6633 /* Coerces the remaining template arguments in INNER_ARGS (from
6634    ARG_IDX to the end) into the parameter pack at PARM_IDX in PARMS.
6635    Returns the coerced argument pack. PARM_IDX is the position of this
6636    parameter in the template parameter list. ARGS is the original
6637    template argument list.  */
6638 static tree
6639 coerce_template_parameter_pack (tree parms,
6640                                 int parm_idx,
6641                                 tree args,
6642                                 tree inner_args,
6643                                 int arg_idx,
6644                                 tree new_args,
6645                                 int* lost,
6646                                 tree in_decl,
6647                                 tsubst_flags_t complain)
6648 {
6649   tree parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
6650   int nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
6651   tree packed_args;
6652   tree argument_pack;
6653   tree packed_types = NULL_TREE;
6654
6655   if (arg_idx > nargs)
6656     arg_idx = nargs;
6657
6658   packed_args = make_tree_vec (nargs - arg_idx);
6659
6660   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL
6661       && uses_parameter_packs (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm))))
6662     {
6663       /* When the template parameter is a non-type template
6664          parameter pack whose type uses parameter packs, we need
6665          to look at each of the template arguments
6666          separately. Build a vector of the types for these
6667          non-type template parameters in PACKED_TYPES.  */
6668       tree expansion 
6669         = make_pack_expansion (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
6670       packed_types = tsubst_pack_expansion (expansion, args,
6671                                             complain, in_decl);
6672
6673       if (packed_types == error_mark_node)
6674         return error_mark_node;
6675
6676       /* Check that we have the right number of arguments.  */
6677       if (arg_idx < nargs
6678           && !PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx))
6679           && nargs - arg_idx != TREE_VEC_LENGTH (packed_types))
6680         {
6681           int needed_parms 
6682             = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1 + TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
6683           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
6684                  nargs, needed_parms);
6685           return error_mark_node;
6686         }
6687
6688       /* If we aren't able to check the actual arguments now
6689          (because they haven't been expanded yet), we can at least
6690          verify that all of the types used for the non-type
6691          template parameter pack are, in fact, valid for non-type
6692          template parameters.  */
6693       if (arg_idx < nargs 
6694           && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx)))
6695         {
6696           int j, len = TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
6697           for (j = 0; j < len; ++j)
6698             {
6699               tree t = TREE_VEC_ELT (packed_types, j);
6700               if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
6701                 return error_mark_node;
6702             }
6703         }
6704     }
6705
6706   /* Convert the remaining arguments, which will be a part of the
6707      parameter pack "parm".  */
6708   for (; arg_idx < nargs; ++arg_idx)
6709     {
6710       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
6711       tree actual_parm = TREE_VALUE (parm);
6712
6713       if (packed_types && !PACK_EXPANSION_P (arg))
6714         {
6715           /* When we have a vector of types (corresponding to the
6716              non-type template parameter pack that uses parameter
6717              packs in its type, as mention above), and the
6718              argument is not an expansion (which expands to a
6719              currently unknown number of arguments), clone the
6720              parm and give it the next type in PACKED_TYPES.  */
6721           actual_parm = copy_node (actual_parm);
6722           TREE_TYPE (actual_parm) = 
6723             TREE_VEC_ELT (packed_types, arg_idx - parm_idx);
6724         }
6725
6726       if (arg != error_mark_node)
6727         arg = convert_template_argument (actual_parm, 
6728                                          arg, new_args, complain, parm_idx,
6729                                          in_decl);
6730       if (arg == error_mark_node)
6731         (*lost)++;
6732       TREE_VEC_ELT (packed_args, arg_idx - parm_idx) = arg; 
6733     }
6734
6735   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TYPE_DECL
6736       || TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TEMPLATE_DECL)
6737     argument_pack = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
6738   else
6739     {
6740       argument_pack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
6741       TREE_TYPE (argument_pack) 
6742         = tsubst (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)), new_args, complain, in_decl);
6743       TREE_CONSTANT (argument_pack) = 1;
6744     }
6745
6746   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argument_pack, packed_args);
6747 #ifdef ENABLE_CHECKING
6748   SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (packed_args,
6749                                        TREE_VEC_LENGTH (packed_args));
6750 #endif
6751   return argument_pack;
6752 }
6753
6754 /* Returns true if the template argument vector ARGS contains
6755    any pack expansions, false otherwise.  */
6756
6757 static bool
6758 any_pack_expanson_args_p (tree args)
6759 {
6760   int i;
6761   if (args)
6762     for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (args); ++i)
6763       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (args, i)))
6764         return true;
6765   return false;
6766 }
6767
6768 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
6769    return a vector containing the innermost resulting template
6770    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
6771    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
6772
6773    If REQUIRE_ALL_ARGS is false, argument deduction will be performed
6774    for arguments not specified in ARGS.  Otherwise, if
6775    USE_DEFAULT_ARGS is true, default arguments will be used to fill in
6776    unspecified arguments.  If REQUIRE_ALL_ARGS is true, but
6777    USE_DEFAULT_ARGS is false, then all arguments must be specified in
6778    ARGS.  */
6779
6780 static tree
6781 coerce_template_parms (tree parms,
6782                        tree args,
6783                        tree in_decl,
6784                        tsubst_flags_t complain,
6785                        bool require_all_args,
6786                        bool use_default_args)
6787 {
6788   int nparms, nargs, parm_idx, arg_idx, lost = 0;
6789   tree inner_args;
6790   tree new_args;
6791   tree new_inner_args;
6792   int saved_unevaluated_operand;
6793   int saved_inhibit_evaluation_warnings;
6794
6795   /* When used as a boolean value, indicates whether this is a
6796      variadic template parameter list. Since it's an int, we can also
6797      subtract it from nparms to get the number of non-variadic
6798      parameters.  */
6799   int variadic_p = 0;
6800   int post_variadic_parms = 0;
6801
6802   if (args == error_mark_node)
6803     return error_mark_node;
6804
6805   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
6806
6807   /* Determine if there are any parameter packs.  */
6808   for (parm_idx = 0; parm_idx < nparms; ++parm_idx)
6809     {
6810       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx));
6811       if (variadic_p)
6812         ++post_variadic_parms;
6813       if (template_parameter_pack_p (tparm))
6814         ++variadic_p;
6815     }
6816
6817   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
6818   /* If there are no parameters that follow a parameter pack, we need to
6819      expand any argument packs so that we can deduce a parameter pack from
6820      some non-packed args followed by an argument pack, as in variadic85.C.
6821      If there are such parameters, we need to leave argument packs intact
6822      so the arguments are assigned properly.  This can happen when dealing
6823      with a nested class inside a partial specialization of a class
6824      template, as in variadic92.C, or when deducing a template parameter pack
6825      from a sub-declarator, as in variadic114.C.  */
6826   if (!post_variadic_parms)
6827     inner_args = expand_template_argument_pack (inner_args);
6828
6829   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
6830   if ((nargs > nparms && !variadic_p)
6831       || (nargs < nparms - variadic_p
6832           && require_all_args
6833           && !any_pack_expanson_args_p (inner_args)
6834           && (!use_default_args
6835               || (TREE_VEC_ELT (parms, nargs) != error_mark_node
6836                   && !TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs))))))
6837     {
6838       if (complain & tf_error)
6839         {
6840           if (variadic_p)
6841             {
6842               nparms -= variadic_p;
6843               error ("wrong number of template arguments "
6844                      "(%d, should be %d or more)", nargs, nparms);
6845             }
6846           else
6847              error ("wrong number of template arguments "
6848                     "(%d, should be %d)", nargs, nparms);
6849
6850           if (in_decl)
6851             error ("provided for %q+D", in_decl);
6852         }
6853
6854       return error_mark_node;
6855     }
6856
6857   /* We need to evaluate the template arguments, even though this
6858      template-id may be nested within a "sizeof".  */
6859   saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
6860   cp_unevaluated_operand = 0;
6861   saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
6862   c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
6863   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
6864   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
6865   for (parm_idx = 0, arg_idx = 0; parm_idx < nparms; parm_idx++, arg_idx++)
6866     {
6867       tree arg;
6868       tree parm;
6869
6870       /* Get the Ith template parameter.  */
6871       parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
6872  
6873       if (parm == error_mark_node)
6874       {
6875         TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = error_mark_node;
6876         continue;
6877       }
6878
6879       /* Calculate the next argument.  */
6880       if (arg_idx < nargs)
6881         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
6882       else
6883         arg = NULL_TREE;
6884
6885       if (template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm))
6886           && !(arg && ARGUMENT_PACK_P (arg)))
6887         {
6888           /* All remaining arguments will be placed in the
6889              template parameter pack PARM.  */
6890           arg = coerce_template_parameter_pack (parms, parm_idx, args, 
6891                                                 inner_args, arg_idx,
6892                                                 new_args, &lost,
6893                                                 in_decl, complain);
6894
6895           /* Store this argument.  */
6896           if (arg == error_mark_node)
6897             lost++;
6898           TREE_VEC_ELT (new_inner_args, parm_idx) = arg;
6899
6900           /* We are done with all of the arguments.  */
6901           arg_idx = nargs;
6902           
6903           continue;
6904         }
6905       else if (arg)
6906         {
6907           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
6908             {
6909               /* We don't know how many args we have yet, just
6910                  use the unconverted ones for now.  */
6911               new_inner_args = inner_args;
6912               break;
6913             }
6914         }
6915       else if (require_all_args)
6916         {
6917           /* There must be a default arg in this case.  */
6918           arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
6919                                      complain, in_decl);
6920           /* The position of the first default template argument,
6921              is also the number of non-defaulted arguments in NEW_INNER_ARGS.
6922              Record that.  */
6923           if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args))
6924             SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args, arg_idx);
6925         }
6926       else
6927         break;
6928
6929       if (arg == error_mark_node)
6930         {
6931           if (complain & tf_error)
6932             error ("template argument %d is invalid", arg_idx + 1);
6933         }
6934       else if (!arg)
6935         /* This only occurs if there was an error in the template
6936            parameter list itself (which we would already have
6937            reported) that we are trying to recover from, e.g., a class
6938            template with a parameter list such as
6939            template<typename..., typename>.  */
6940         ++lost;
6941       else
6942         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
6943                                          arg, new_args, complain, 
6944                                          parm_idx, in_decl);
6945
6946       if (arg == error_mark_node)
6947         lost++;
6948       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = arg;
6949     }
6950   cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
6951   c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
6952
6953   if (lost)
6954     return error_mark_node;
6955
6956 #ifdef ENABLE_CHECKING
6957   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args))
6958     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args,
6959                                          TREE_VEC_LENGTH (new_inner_args));
6960 #endif
6961
6962   return new_inner_args;
6963 }
6964
6965 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
6966
6967 static int
6968 template_args_equal (tree ot, tree nt)
6969 {
6970   if (nt == ot)
6971     return 1;
6972   if (nt == NULL_TREE || ot == NULL_TREE)
6973     return false;
6974
6975   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
6976     /* For member templates */
6977     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
6978   else if (PACK_EXPANSION_P (ot))
6979     return (PACK_EXPANSION_P (nt)
6980             && template_args_equal (PACK_EXPANSION_PATTERN (ot),
6981                                     PACK_EXPANSION_PATTERN (nt))
6982             && template_args_equal (PACK_EXPANSION_EXTRA_ARGS (ot),
6983                                     PACK_EXPANSION_EXTRA_ARGS (nt)));
6984   else if (ARGUMENT_PACK_P (ot))
6985     {
6986       int i, len;
6987       tree opack, npack;
6988
6989       if (!ARGUMENT_PACK_P (nt))
6990         return 0;
6991
6992       opack = ARGUMENT_PACK_ARGS (ot);
6993       npack = ARGUMENT_PACK_ARGS (nt);
6994       len = TREE_VEC_LENGTH (opack);
6995       if (TREE_VEC_LENGTH (npack) != len)
6996         return 0;
6997       for (i = 0; i < len; ++i)
6998         if (!template_args_equal (TREE_VEC_ELT (opack, i),
6999                                   TREE_VEC_ELT (npack, i)))
7000           return 0;
7001       return 1;
7002     }
7003   else if (ot && TREE_CODE (ot) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
7004     {
7005       /* We get here probably because we are in the middle of substituting
7006          into the pattern of a pack expansion. In that case the
7007          ARGUMENT_PACK_SELECT temporarily replaces the pack argument we are
7008          interested in. So we want to use the initial pack argument for
7009          the comparison.  */
7010       ot = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (ot);
7011       if (nt && TREE_CODE (nt) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
7012         nt = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (nt);
7013       return template_args_equal (ot, nt);
7014     }
7015   else if (TYPE_P (nt))
7016     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
7017   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
7018     return 0;
7019   else
7020     return cp_tree_equal (ot, nt);
7021 }
7022
7023 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets of
7024    template arguments.  Returns 0 otherwise, and updates OLDARG_PTR and
7025    NEWARG_PTR with the offending arguments if they are non-NULL.  */
7026
7027 static int
7028 comp_template_args_with_info (tree oldargs, tree newargs,
7029                               tree *oldarg_ptr, tree *newarg_ptr)
7030 {
7031   int i;
7032
7033   if (oldargs == newargs)
7034     return 1;
7035
7036   if (!oldargs || !newargs)
7037     return 0;
7038
7039   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
7040     return 0;
7041
7042   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
7043     {
7044       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
7045       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
7046
7047       if (! template_args_equal (ot, nt))
7048         {
7049           if (oldarg_ptr != NULL)
7050             *oldarg_ptr = ot;
7051           if (newarg_ptr != NULL)
7052             *newarg_ptr = nt;
7053           return 0;
7054         }
7055     }
7056   return 1;
7057 }
7058
7059 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
7060    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
7061
7062 int
7063 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
7064 {
7065   return comp_template_args_with_info (oldargs, newargs, NULL, NULL);
7066 }
7067
7068 static void
7069 add_pending_template (tree d)
7070 {
7071   tree ti = (TYPE_P (d)
7072              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
7073              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
7074   struct pending_template *pt;
7075   int level;
7076
7077   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
7078     return;
7079
7080   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
7081      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
7082      Compensate.  */
7083   level = !current_tinst_level || current_tinst_level->decl != d;
7084
7085   if (level)
7086     push_tinst_level (d);
7087
7088   pt = ggc_alloc_pending_template ();
7089   pt->next = NULL;
7090   pt->tinst = current_tinst_level;
7091   if (last_pending_template)
7092     last_pending_template->next = pt;
7093   else
7094     pending_templates = pt;
7095
7096   last_pending_template = pt;
7097
7098   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
7099
7100   if (level)
7101     pop_tinst_level ();
7102 }
7103
7104
7105 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
7106    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
7107    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
7108
7109 tree
7110 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
7111 {
7112   tree type;
7113
7114   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
7115     return error_mark_node;
7116
7117   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
7118
7119   if (!is_overloaded_fn (fns) && TREE_CODE (fns) != IDENTIFIER_NODE)
7120     {
7121       error ("%q#D is not a function template", fns);
7122       return error_mark_node;
7123     }
7124
7125   if (BASELINK_P (fns))
7126     {
7127       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
7128                                          unknown_type_node,
7129                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
7130                                          arglist);
7131       return fns;
7132     }
7133
7134   type = TREE_TYPE (fns);
7135   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
7136     type = unknown_type_node;
7137
7138   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
7139 }
7140
7141 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
7142    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
7143    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
7144    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
7145    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
7146    DECL is returned.
7147
7148    Also handle the case when DECL is a TREE_LIST of ambiguous
7149    injected-class-names from different bases.  */
7150
7151 tree
7152 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
7153 {
7154   if (decl == NULL_TREE)
7155     return decl;
7156
7157   /* DR 176: A lookup that finds an injected-class-name (10.2
7158      [class.member.lookup]) can result in an ambiguity in certain cases
7159      (for example, if it is found in more than one base class). If all of
7160      the injected-class-names that are found refer to specializations of
7161      the same class template, and if the name is followed by a
7162      template-argument-list, the reference refers to the class template
7163      itself and not a specialization thereof, and is not ambiguous.  */
7164   if (TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
7165     {
7166       tree t, tmpl = NULL_TREE;
7167       for (t = decl; t; t = TREE_CHAIN (t))
7168         {
7169           tree elt = maybe_get_template_decl_from_type_decl (TREE_VALUE (t));
7170           if (!tmpl)
7171             tmpl = elt;
7172           else if (tmpl != elt)
7173             break;
7174         }
7175       if (tmpl && t == NULL_TREE)
7176         return tmpl;
7177       else
7178         return decl;
7179     }
7180
7181   return (decl != NULL_TREE
7182           && DECL_SELF_REFERENCE_P (decl)
7183           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
7184     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
7185 }
7186
7187 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
7188    parameters, find the desired type.
7189
7190    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
7191
7192    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
7193    instantiate.
7194
7195    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
7196    the class we are looking up.
7197
7198    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
7199
7200    If the template class is really a local class in a template
7201    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
7202    being instantiated.
7203
7204    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
7205    template-id: the first time from the parser, while creating the
7206    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
7207    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
7208    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
7209    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
7210
7211 static tree
7212 lookup_template_class_1 (tree d1, tree arglist, tree in_decl, tree context,
7213                          int entering_scope, tsubst_flags_t complain)
7214 {
7215   tree templ = NULL_TREE, parmlist;
7216   tree t;
7217   void **slot;
7218   spec_entry *entry;
7219   spec_entry elt;
7220   hashval_t hash;
7221
7222   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
7223     {
7224       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
7225       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
7226         templ = value;
7227       else
7228         {
7229           if (context)
7230             push_decl_namespace (context);
7231           templ = lookup_name (d1);
7232           templ = maybe_get_template_decl_from_type_decl (templ);
7233           if (context)
7234             pop_decl_namespace ();
7235         }
7236       if (templ)
7237         context = DECL_CONTEXT (templ);
7238     }
7239   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && MAYBE_CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (d1)))
7240     {
7241       tree type = TREE_TYPE (d1);
7242
7243       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
7244          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
7245       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
7246         type = TREE_TYPE (type);
7247
7248       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
7249         {
7250           templ = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
7251           d1 = DECL_NAME (templ);
7252         }
7253     }
7254   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
7255            || (TYPE_P (d1) && MAYBE_CLASS_TYPE_P (d1)))
7256     {
7257       templ = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
7258       d1 = DECL_NAME (templ);
7259     }
7260   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
7261            && DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)
7262            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
7263     {
7264       templ = d1;
7265       d1 = DECL_NAME (templ);
7266       context = DECL_CONTEXT (templ);
7267     }
7268
7269   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
7270   if (! templ)
7271     {
7272       if (complain & tf_error)
7273         error ("%qT is not a template", d1);
7274       return error_mark_node;
7275     }
7276
7277   if (TREE_CODE (templ) != TEMPLATE_DECL
7278          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
7279             the user.  */
7280       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (templ)
7281           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (templ)))
7282     {
7283       if (complain & tf_error)
7284         {
7285           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
7286           if (in_decl)
7287             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
7288         }
7289       return error_mark_node;
7290     }
7291
7292   complain &= ~tf_user;
7293
7294   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (templ))
7295     {
7296       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
7297          template arguments */
7298
7299       tree parm;
7300       tree arglist2;
7301       tree outer;
7302
7303       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (templ);
7304
7305       /* Consider an example where a template template parameter declared as
7306
7307            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
7308
7309          The template parameter level of T and U are one level larger than
7310          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
7311          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
7312          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
7313          available when not appearing as default template argument, can be
7314          obtained from the arguments of the enclosing template.
7315
7316          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
7317          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
7318          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
7319          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
7320
7321       outer = DECL_CONTEXT (templ);
7322       if (outer)
7323         outer = TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (outer)));
7324       else if (current_template_parms)
7325         /* This is an argument of the current template, so we haven't set
7326            DECL_CONTEXT yet.  */
7327         outer = current_template_args ();
7328
7329       if (outer)
7330         arglist = add_to_template_args (outer, arglist);
7331
7332       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, templ,
7333                                         complain,
7334                                         /*require_all_args=*/true,
7335                                         /*use_default_args=*/true);
7336       if (arglist2 == error_mark_node
7337           || (!uses_template_parms (arglist2)
7338               && check_instantiated_args (templ, arglist2, complain)))
7339         return error_mark_node;
7340
7341       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (templ), arglist2);
7342       return parm;
7343     }
7344   else
7345     {
7346       tree template_type = TREE_TYPE (templ);
7347       tree gen_tmpl;
7348       tree type_decl;
7349       tree found = NULL_TREE;
7350       int arg_depth;
7351       int parm_depth;
7352       int is_dependent_type;
7353       int use_partial_inst_tmpl = false;
7354
7355       if (template_type == error_mark_node)
7356         /* An error occured while building the template TEMPL, and a
7357            diagnostic has most certainly been emitted for that
7358            already.  Let's propagate that error.  */
7359         return error_mark_node;
7360
7361       gen_tmpl = most_general_template (templ);
7362       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
7363       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
7364       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
7365
7366       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
7367         {
7368           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
7369              For example, given:
7370
7371                template <class T> struct S1 {
7372                  template <class U> struct S2 {};
7373                  template <class U> struct S2<U*> {};
7374                 };
7375
7376              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
7377              TEMPLATE will be `template <class T> template
7378              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
7379              arguments.  */
7380           arglist
7381             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (templ)),
7382                                            arglist);
7383           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
7384         }
7385
7386       /* Now we should have enough arguments.  */
7387       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
7388
7389       /* From here on, we're only interested in the most general
7390          template.  */
7391
7392       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
7393          actually tsubst'd into the definition to create the
7394          instantiation.  */
7395       if (parm_depth > 1)
7396         {
7397           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
7398           int i;
7399           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
7400
7401           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
7402
7403           for (i = saved_depth,
7404                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
7405                i > 0 && t != NULL_TREE;
7406                --i, t = TREE_CHAIN (t))
7407             {
7408               tree a;
7409               if (i == saved_depth)
7410                 a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
7411                                            arglist, gen_tmpl,
7412                                            complain,
7413                                            /*require_all_args=*/true,
7414                                            /*use_default_args=*/true);
7415               else
7416                 /* Outer levels should have already been coerced.  */
7417                 a = TMPL_ARGS_LEVEL (arglist, i);
7418
7419               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
7420               if (a == error_mark_node)
7421                 {
7422                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
7423                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
7424                   return error_mark_node;
7425                 }
7426
7427               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
7428
7429               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
7430                  that coerce_template_parms will see only the arguments
7431                  corresponding to the template parameters it is
7432                  examining.  */
7433               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
7434             }
7435
7436           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
7437           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
7438
7439           arglist = bound_args;
7440         }
7441       else
7442         arglist
7443           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
7444                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
7445                                    gen_tmpl,
7446                                    complain,
7447                                    /*require_all_args=*/true,
7448                                    /*use_default_args=*/true);
7449
7450       if (arglist == error_mark_node)
7451         /* We were unable to bind the arguments.  */
7452         return error_mark_node;
7453
7454       /* In the scope of a template class, explicit references to the
7455          template class refer to the type of the template, not any
7456          instantiation of it.  For example, in:
7457
7458            template <class T> class C { void f(C<T>); }
7459
7460          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
7461          class, however, such a reference is an instantiation.  */
7462       if ((entering_scope
7463            || !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
7464            || currently_open_class (template_type))
7465           /* comp_template_args is expensive, check it last.  */
7466           && comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
7467                                  arglist))
7468         return template_type;
7469
7470       /* If we already have this specialization, return it.  */
7471       elt.tmpl = gen_tmpl;
7472       elt.args = arglist;
7473       hash = hash_specialization (&elt);
7474       entry = (spec_entry *) htab_find_with_hash (type_specializations,
7475                                                   &elt, hash);
7476
7477       if (entry)
7478         return entry->spec;
7479
7480       is_dependent_type = uses_template_parms (arglist);
7481
7482       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
7483          failed.  */
7484       if (!is_dependent_type
7485           && check_instantiated_args (gen_tmpl,
7486                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
7487                                       complain))
7488         return error_mark_node;
7489
7490       if (!is_dependent_type
7491           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
7492           && !LAMBDA_TYPE_P (TREE_TYPE (gen_tmpl))
7493           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (gen_tmpl)) == NAMESPACE_DECL)
7494         {
7495           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (gen_tmpl),
7496                                       DECL_NAME (gen_tmpl),
7497                                       /*tag_scope=*/ts_global);
7498           return found;
7499         }
7500
7501       context = tsubst (DECL_CONTEXT (gen_tmpl), arglist,
7502                         complain, in_decl);
7503       if (context == error_mark_node)
7504         return error_mark_node;
7505
7506       if (!context)
7507         context = global_namespace;
7508
7509       /* Create the type.  */
7510       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
7511         {
7512           if (!is_dependent_type)
7513             {
7514               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
7515               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type), NULL_TREE,
7516                               tsubst (ENUM_UNDERLYING_TYPE (template_type),
7517                                       arglist, complain, in_decl),
7518                               SCOPED_ENUM_P (template_type), NULL);
7519             }
7520           else
7521             {
7522               /* We don't want to call start_enum for this type, since
7523                  the values for the enumeration constants may involve
7524                  template parameters.  And, no one should be interested
7525                  in the enumeration constants for such a type.  */
7526               t = cxx_make_type (ENUMERAL_TYPE);
7527               SET_SCOPED_ENUM_P (t, SCOPED_ENUM_P (template_type));
7528             }
7529           SET_OPAQUE_ENUM_P (t, OPAQUE_ENUM_P (template_type));
7530           ENUM_FIXED_UNDERLYING_TYPE_P (t)
7531             = ENUM_FIXED_UNDERLYING_TYPE_P (template_type);
7532         }
7533       else if (DECL_ALIAS_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
7534         {
7535           /* The user referred to a specialization of an alias
7536             template represented by GEN_TMPL.
7537
7538             [temp.alias]/2 says:
7539
7540                 When a template-id refers to the specialization of an
7541                 alias template, it is equivalent to the associated
7542                 type obtained by substitution of its
7543                 template-arguments for the template-parameters in the
7544                 type-id of the alias template.  */
7545
7546           t = tsubst (TREE_TYPE (gen_tmpl), arglist, complain, in_decl);
7547           /* Note that the call above (by indirectly calling
7548              register_specialization in tsubst_decl) registers the
7549              TYPE_DECL representing the specialization of the alias
7550              template.  So next time someone substitutes ARGLIST for
7551              the template parms into the alias template (GEN_TMPL),
7552              she'll get that TYPE_DECL back.  */
7553
7554           if (t == error_mark_node)
7555             return t;
7556         }
7557       else if (CLASS_TYPE_P (template_type))
7558         {
7559           t = make_class_type (TREE_CODE (template_type));
7560           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
7561             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
7562           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
7563           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
7564
7565           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
7566           if (context == current_function_decl)
7567             pushtag (DECL_NAME (gen_tmpl), t, /*tag_scope=*/ts_global);
7568
7569           if (comp_template_args (CLASSTYPE_TI_ARGS (template_type), arglist))
7570             /* This instantiation is another name for the primary
7571                template type. Set the TYPE_CANONICAL field
7572                appropriately. */
7573             TYPE_CANONICAL (t) = template_type;
7574           else if (any_template_arguments_need_structural_equality_p (arglist))
7575             /* Some of the template arguments require structural
7576                equality testing, so this template class requires
7577                structural equality testing. */
7578             SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (t);
7579         }
7580       else
7581         gcc_unreachable ();
7582
7583       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
7584          will already be set up.  */
7585       if (!TYPE_NAME (t))
7586         {
7587           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
7588
7589           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (gen_tmpl), t);
7590           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
7591           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
7592             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
7593         }
7594       else
7595         type_decl = TYPE_NAME (t);
7596
7597       if (CLASS_TYPE_P (template_type))
7598         {
7599           TREE_PRIVATE (type_decl)
7600             = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
7601           TREE_PROTECTED (type_decl)
7602             = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
7603           if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
7604             {
7605               DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
7606               DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
7607             }
7608         }
7609
7610       /* Let's consider the explicit specialization of a member
7611          of a class template specialization that is implicitely instantiated,
7612          e.g.:
7613              template<class T>
7614              struct S
7615              {
7616                template<class U> struct M {}; //#0
7617              };
7618
7619              template<>
7620              template<>
7621              struct S<int>::M<char> //#1
7622              {
7623                int i;
7624              };
7625         [temp.expl.spec]/4 says this is valid.
7626
7627         In this case, when we write:
7628         S<int>::M<char> m;
7629
7630         M is instantiated from the CLASSTYPE_TI_TEMPLATE of #1, not from
7631         the one of #0.
7632
7633         When we encounter #1, we want to store the partial instantiation
7634         of M (template<class T> S<int>::M<T>) in it's CLASSTYPE_TI_TEMPLATE.
7635
7636         For all cases other than this "explicit specialization of member of a
7637         class template", we just want to store the most general template into
7638         the CLASSTYPE_TI_TEMPLATE of M.
7639
7640         This case of "explicit specialization of member of a class template"
7641         only happens when:
7642         1/ the enclosing class is an instantiation of, and therefore not
7643         the same as, the context of the most general template, and
7644         2/ we aren't looking at the partial instantiation itself, i.e.
7645         the innermost arguments are not the same as the innermost parms of
7646         the most general template.
7647
7648         So it's only when 1/ and 2/ happens that we want to use the partial
7649         instantiation of the member template in lieu of its most general
7650         template.  */
7651
7652       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
7653           && TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (arglist)
7654           /* the enclosing class must be an instantiation...  */
7655           && CLASS_TYPE_P (context)
7656           && !same_type_p (context, DECL_CONTEXT (gen_tmpl)))
7657         {
7658           tree partial_inst_args;
7659           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
7660           ++processing_template_decl;
7661           partial_inst_args =
7662             tsubst (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS
7663                         (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (gen_tmpl))),
7664                     arglist, complain, NULL_TREE);
7665           --processing_template_decl;
7666           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
7667           use_partial_inst_tmpl =
7668             /*...and we must not be looking at the partial instantiation
7669              itself. */
7670             !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
7671                                  partial_inst_args);
7672         }
7673
7674       if (!use_partial_inst_tmpl)
7675         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
7676         found = gen_tmpl;
7677       else
7678         {
7679           /* This is a full instantiation of a member template.  Find
7680              the partial instantiation of which this is an instance.  */
7681
7682           /* Temporarily reduce by one the number of levels in the ARGLIST
7683              so as to avoid comparing the last set of arguments.  */
7684           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
7685           found = tsubst (gen_tmpl, arglist, complain, NULL_TREE);
7686           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
7687           /* FOUND is either a proper class type, or an alias
7688              template specialization.  In the later case, it's a
7689              TYPE_DECL, resulting from the substituting of arguments
7690              for parameters in the TYPE_DECL of the alias template
7691              done earlier.  So be careful while getting the template
7692              of FOUND.  */
7693           found = TREE_CODE (found) == TYPE_DECL
7694             ? TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (found))
7695             : CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (found);
7696         }
7697
7698       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, build_template_info (found, arglist));
7699
7700       elt.spec = t;
7701       slot = htab_find_slot_with_hash (type_specializations,
7702                                        &elt, hash, INSERT);
7703       entry = ggc_alloc_spec_entry ();
7704       *entry = elt;
7705       *slot = entry;
7706
7707       /* Note this use of the partial instantiation so we can check it
7708          later in maybe_process_partial_specialization.  */
7709       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ)
7710         = tree_cons (arglist, t,
7711                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ));
7712
7713       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE && !is_dependent_type)
7714         /* Now that the type has been registered on the instantiations
7715            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
7716            constants may involve the enumeration type itself, we make
7717            sure to register the type first, and then create the
7718            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
7719            constants won't result in recursive calls here; we'll find
7720            the instantiation and exit above.  */
7721         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
7722
7723       if (CLASS_TYPE_P (template_type) && is_dependent_type)
7724         /* If the type makes use of template parameters, the
7725            code that generates debugging information will crash.  */
7726         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
7727
7728       /* Possibly limit visibility based on template args.  */
7729       TREE_PUBLIC (type_decl) = 1;
7730       determine_visibility (type_decl);
7731
7732       return t;
7733     }
7734 }
7735
7736 /* Wrapper for lookup_template_class_1.  */
7737
7738 tree
7739 lookup_template_class (tree d1, tree arglist, tree in_decl, tree context,
7740                        int entering_scope, tsubst_flags_t complain)
7741 {
7742   tree ret;
7743   timevar_push (TV_TEMPLATE_INST);
7744   ret = lookup_template_class_1 (d1, arglist, in_decl, context,
7745                                  entering_scope, complain);
7746   timevar_pop (TV_TEMPLATE_INST);
7747   return ret;
7748 }
7749 \f
7750 struct pair_fn_data
7751 {
7752   tree_fn_t fn;
7753   void *data;
7754   /* True when we should also visit template parameters that occur in
7755      non-deduced contexts.  */
7756   bool include_nondeduced_p;
7757   struct pointer_set_t *visited;
7758 };
7759
7760 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
7761
7762 static tree
7763 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
7764 {
7765   tree t = *tp;
7766   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
7767   tree_fn_t fn = pfd->fn;
7768   void *data = pfd->data;
7769
7770   if (TYPE_P (t)
7771       && (pfd->include_nondeduced_p || TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE)
7772       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited,
7773                                  pfd->include_nondeduced_p))
7774     return error_mark_node;
7775
7776   switch (TREE_CODE (t))
7777     {
7778     case RECORD_TYPE:
7779       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
7780         break;
7781       /* Fall through.  */
7782
7783     case UNION_TYPE:
7784     case ENUMERAL_TYPE:
7785       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
7786         *walk_subtrees = 0;
7787       else if (for_each_template_parm (TI_ARGS (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
7788                                        fn, data, pfd->visited, 
7789                                        pfd->include_nondeduced_p))
7790         return error_mark_node;
7791       break;
7792
7793     case INTEGER_TYPE:
7794       if (for_each_template_parm (TYPE_MIN_VALUE (t),
7795                                   fn, data, pfd->visited, 
7796                                   pfd->include_nondeduced_p)
7797           || for_each_template_parm (TYPE_MAX_VALUE (t),
7798                                      fn, data, pfd->visited,
7799                                      pfd->include_nondeduced_p))
7800         return error_mark_node;
7801       break;
7802
7803     case METHOD_TYPE:
7804       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
7805          explicitly here.  */
7806       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
7807                                   pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7808         return error_mark_node;
7809       /* Fall through.  */
7810
7811     case FUNCTION_TYPE:
7812       /* Check the return type.  */
7813       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
7814                                   pfd->include_nondeduced_p))
7815         return error_mark_node;
7816
7817       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
7818          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
7819          contain expressions that involve template parameters.  But,
7820          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
7821          instantiated, they don't contain template parameters, so
7822          there's no point in looking at them then, either.  */
7823       {
7824         tree parm;
7825
7826         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
7827           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
7828                                       pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7829             return error_mark_node;
7830
7831         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
7832            want walk_tree walking into them itself.  */
7833         *walk_subtrees = 0;
7834       }
7835       break;
7836
7837     case TYPEOF_TYPE:
7838     case UNDERLYING_TYPE:
7839       if (pfd->include_nondeduced_p
7840           && for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
7841                                      pfd->visited, 
7842                                      pfd->include_nondeduced_p))
7843         return error_mark_node;
7844       break;
7845
7846     case FUNCTION_DECL:
7847     case VAR_DECL:
7848       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
7849           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
7850                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7851         return error_mark_node;
7852       /* Fall through.  */
7853
7854     case PARM_DECL:
7855     case CONST_DECL:
7856       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
7857           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
7858                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7859         return error_mark_node;
7860       if (DECL_CONTEXT (t)
7861           && pfd->include_nondeduced_p
7862           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
7863                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7864         return error_mark_node;
7865       break;
7866
7867     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7868       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
7869       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited,
7870                                   pfd->include_nondeduced_p))
7871         return error_mark_node;
7872       /* Fall through.  */
7873
7874     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7875     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7876     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7877       if (fn && (*fn)(t, data))
7878         return error_mark_node;
7879       else if (!fn)
7880         return error_mark_node;
7881       break;
7882
7883     case TEMPLATE_DECL:
7884       /* A template template parameter is encountered.  */
7885       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
7886           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
7887                                      pfd->include_nondeduced_p))
7888         return error_mark_node;
7889
7890       /* Already substituted template template parameter */
7891       *walk_subtrees = 0;
7892       break;
7893
7894     case TYPENAME_TYPE:
7895       if (!fn
7896           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
7897                                      data, pfd->visited, 
7898                                      pfd->include_nondeduced_p))
7899         return error_mark_node;
7900       break;
7901
7902     case CONSTRUCTOR:
7903       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
7904           && pfd->include_nondeduced_p
7905           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
7906                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
7907                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7908         return error_mark_node;
7909       break;
7910
7911     case INDIRECT_REF:
7912     case COMPONENT_REF:
7913       /* If there's no type, then this thing must be some expression
7914          involving template parameters.  */
7915       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
7916         return error_mark_node;
7917       break;
7918
7919     case MODOP_EXPR:
7920     case CAST_EXPR:
7921     case IMPLICIT_CONV_EXPR:
7922     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
7923     case CONST_CAST_EXPR:
7924     case STATIC_CAST_EXPR:
7925     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
7926     case ARROW_EXPR:
7927     case DOTSTAR_EXPR:
7928     case TYPEID_EXPR:
7929     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
7930       if (!fn)
7931         return error_mark_node;
7932       break;
7933
7934     default:
7935       break;
7936     }
7937
7938   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
7939   return NULL_TREE;
7940 }
7941
7942 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
7943    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
7944    call FN with the parameter and the DATA.
7945    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
7946    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
7947    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
7948    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
7949    considered to be the function which always returns 1.
7950
7951    If INCLUDE_NONDEDUCED_P, then this routine will also visit template
7952    parameters that occur in non-deduced contexts.  When false, only
7953    visits those template parameters that can be deduced.  */
7954
7955 static int
7956 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
7957                         struct pointer_set_t *visited,
7958                         bool include_nondeduced_p)
7959 {
7960   struct pair_fn_data pfd;
7961   int result;
7962
7963   /* Set up.  */
7964   pfd.fn = fn;
7965   pfd.data = data;
7966   pfd.include_nondeduced_p = include_nondeduced_p;
7967
7968   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
7969      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
7970      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
7971      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
7972      visited list.)  */
7973   if (visited)
7974     pfd.visited = visited;
7975   else
7976     pfd.visited = pointer_set_create ();
7977   result = cp_walk_tree (&t,
7978                          for_each_template_parm_r,
7979                          &pfd,
7980                          pfd.visited) != NULL_TREE;
7981
7982   /* Clean up.  */
7983   if (!visited)
7984     {
7985       pointer_set_destroy (pfd.visited);
7986       pfd.visited = 0;
7987     }
7988
7989   return result;
7990 }
7991
7992 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
7993
7994 int
7995 uses_template_parms (tree t)
7996 {
7997   bool dependent_p;
7998   int saved_processing_template_decl;
7999
8000   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
8001   if (!saved_processing_template_decl)
8002     processing_template_decl = 1;
8003   if (TYPE_P (t))
8004     dependent_p = dependent_type_p (t);
8005   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
8006     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
8007   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
8008     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
8009                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
8010   else if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
8011     dependent_p = dependent_type_p (TREE_TYPE (t));
8012   else if (DECL_P (t)
8013            || EXPR_P (t)
8014            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
8015            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
8016            || BASELINK_P (t)
8017            || TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE
8018            || TREE_CODE (t) == TRAIT_EXPR
8019            || TREE_CODE (t) == CONSTRUCTOR
8020            || CONSTANT_CLASS_P (t))
8021     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
8022                    || value_dependent_expression_p (t));
8023   else
8024     {
8025       gcc_assert (t == error_mark_node);
8026       dependent_p = false;
8027     }
8028
8029   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
8030
8031   return dependent_p;
8032 }
8033
8034 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
8035
8036 int
8037 uses_template_parms_level (tree t, int level)
8038 {
8039   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL,
8040                                  /*include_nondeduced_p=*/true);
8041 }
8042
8043 /* Returns TRUE iff INST is an instantiation we don't need to do in an
8044    ill-formed translation unit, i.e. a variable or function that isn't
8045    usable in a constant expression.  */
8046
8047 static inline bool
8048 neglectable_inst_p (tree d)
8049 {
8050   return (DECL_P (d)
8051           && !(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL ? DECL_DECLARED_CONSTEXPR_P (d)
8052                : decl_maybe_constant_var_p (d)));
8053 }
8054
8055 /* Returns TRUE iff we should refuse to instantiate DECL because it's
8056    neglectable and instantiated from within an erroneous instantiation.  */
8057
8058 static bool
8059 limit_bad_template_recursion (tree decl)
8060 {
8061   struct tinst_level *lev = current_tinst_level;
8062   int errs = errorcount + sorrycount;
8063   if (lev == NULL || errs == 0 || !neglectable_inst_p (decl))
8064     return false;
8065
8066   for (; lev; lev = lev->next)
8067     if (neglectable_inst_p (lev->decl))
8068       break;
8069
8070   return (lev && errs > lev->errors);
8071 }
8072
8073 static int tinst_depth;
8074 extern int max_tinst_depth;
8075 #ifdef GATHER_STATISTICS
8076 int depth_reached;
8077 #endif
8078 static GTY(()) struct tinst_level *last_error_tinst_level;
8079
8080 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
8081    for diagnostics and to restore it later.  */
8082
8083 int
8084 push_tinst_level (tree d)
8085 {
8086   struct tinst_level *new_level;
8087
8088   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
8089     {
8090       last_error_tinst_level = current_tinst_level;
8091       if (TREE_CODE (d) == TREE_LIST)
8092         error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
8093                "-ftemplate-depth= to increase the maximum) substituting %qS",
8094                max_tinst_depth, d);
8095       else
8096         error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
8097                "-ftemplate-depth= to increase the maximum) instantiating %qD",
8098                max_tinst_depth, d);
8099
8100       print_instantiation_context ();
8101
8102       return 0;
8103     }
8104
8105   /* If the current instantiation caused problems, don't let it instantiate
8106      anything else.  Do allow deduction substitution and decls usable in
8107      constant expressions.  */
8108   if (limit_bad_template_recursion (d))
8109     return 0;
8110
8111   new_level = ggc_alloc_tinst_level ();
8112   new_level->decl = d;
8113   new_level->locus = input_location;
8114   new_level->errors = errorcount+sorrycount;
8115   new_level->in_system_header_p = in_system_header;
8116   new_level->next = current_tinst_level;
8117   current_tinst_level = new_level;
8118
8119   ++tinst_depth;
8120 #ifdef GATHER_STATISTICS
8121   if (tinst_depth > depth_reached)
8122     depth_reached = tinst_depth;
8123 #endif
8124
8125   return 1;
8126 }
8127
8128 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
8129    context.  */
8130
8131 void
8132 pop_tinst_level (void)
8133 {
8134   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
8135      this instantiation.  */
8136   input_location = current_tinst_level->locus;
8137   current_tinst_level = current_tinst_level->next;
8138   --tinst_depth;
8139 }
8140
8141 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
8142    instantiation context in which the instantiation was requested, which
8143    is one step out from LEVEL.  Return the corresponding DECL or TYPE.  */
8144
8145 static tree
8146 reopen_tinst_level (struct tinst_level *level)
8147 {
8148   struct tinst_level *t;
8149
8150   tinst_depth = 0;
8151   for (t = level; t; t = t->next)
8152     ++tinst_depth;
8153
8154   current_tinst_level = level;
8155   pop_tinst_level ();
8156   if (current_tinst_level)
8157     current_tinst_level->errors = errorcount+sorrycount;
8158   return level->decl;
8159 }
8160
8161 /* Returns the TINST_LEVEL which gives the original instantiation
8162    context.  */
8163
8164 struct tinst_level *
8165 outermost_tinst_level (void)
8166 {
8167   struct tinst_level *level = current_tinst_level;
8168   if (level)
8169     while (level->next)
8170       level = level->next;
8171   return level;
8172 }
8173
8174 /* Returns TRUE if PARM is a parameter of the template TEMPL.  */
8175
8176 bool
8177 parameter_of_template_p (tree parm, tree templ)
8178 {
8179   tree parms;
8180   int i;
8181
8182   if (!parm || !templ)
8183     return false;
8184
8185   gcc_assert (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm));
8186   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
8187
8188   parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (templ);
8189   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
8190
8191   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
8192     {
8193       tree p = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
8194       if (p == error_mark_node)
8195         continue;
8196
8197       if (parm == p
8198           || (DECL_INITIAL (parm)
8199               && DECL_INITIAL (parm) == DECL_INITIAL (p)))
8200         return true;
8201     }
8202
8203   return false;
8204 }
8205
8206 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
8207    vector of template arguments, as for tsubst.
8208
8209    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
8210
8211 static tree
8212 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
8213 {
8214   tree new_friend;
8215
8216   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
8217       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
8218       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
8219     /* This was a friend declared with an explicit template
8220        argument list, e.g.:
8221
8222        friend void f<>(T);
8223
8224        to indicate that f was a template instantiation, not a new
8225        function declaration.  Now, we have to figure out what
8226        instantiation of what template.  */
8227     {
8228       tree template_id, arglist, fns;
8229       tree new_args;
8230       tree tmpl;
8231       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
8232
8233       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
8234          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
8235          current class with same name.  */
8236       push_nested_namespace (ns);
8237       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
8238                          tf_warning_or_error, NULL_TREE,
8239                          /*integral_constant_expression_p=*/false);
8240       pop_nested_namespace (ns);
8241       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
8242                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8243       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
8244
8245       new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8246       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
8247                                        &new_args,
8248                                        /*need_member_template=*/0,
8249                                        TREE_VEC_LENGTH (args),
8250                                        tsk_none);
8251       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
8252     }
8253
8254   new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8255
8256   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
8257      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
8258      the language.  For example, we might have had:
8259
8260      template <class T> struct S {
8261        template <class U> friend void f(T, U);
8262      };
8263
8264      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
8265      instantiation of anything.  */
8266   if (new_friend == error_mark_node)
8267     return error_mark_node;
8268
8269   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
8270   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
8271     {
8272       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
8273       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
8274         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
8275     }
8276
8277   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
8278      is not a template instantiation and should not be mangled like
8279      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
8280      later if we need it.  */
8281   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
8282     {
8283       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL);
8284       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
8285     }
8286
8287   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
8288     {
8289       tree old_decl;
8290       tree new_friend_template_info;
8291       tree new_friend_result_template_info;
8292       tree ns;
8293       int  new_friend_is_defn;
8294
8295       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
8296          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
8297          possible.  */
8298       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
8299       new_friend_is_defn =
8300             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
8301                            (template_for_substitution (new_friend)))
8302              != NULL_TREE);
8303       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
8304         {
8305           /* This declaration is a `primary' template.  */
8306           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
8307
8308           new_friend_result_template_info
8309             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
8310         }
8311       else
8312         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
8313
8314       /* Make the init_value nonzero so pushdecl knows this is a defn.  */
8315       if (new_friend_is_defn)
8316         DECL_INITIAL (new_friend) = error_mark_node;
8317
8318       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
8319          current namespace. However, the friend function should go
8320          into the namespace of the template.  */
8321       ns = decl_namespace_context (new_friend);
8322       push_nested_namespace (ns);
8323       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend, /*is_friend=*/true);
8324       pop_nested_namespace (ns);
8325
8326       if (old_decl == error_mark_node)
8327         return error_mark_node;
8328
8329       if (old_decl != new_friend)
8330         {
8331           /* This new friend declaration matched an existing
8332              declaration.  For example, given:
8333
8334                template <class T> void f(T);
8335                template <class U> class C {
8336                  template <class T> friend void f(T) {}
8337                };
8338
8339              the friend declaration actually provides the definition
8340              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
8341              old_decl will be the out-of-class template declaration,
8342              while new_friend is the in-class definition.
8343
8344              But, if `f' was called before this point, the
8345              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
8346              to `T' but not to `U', references to which might appear
8347              in the definition of `f'.  Previously, the most general
8348              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
8349              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
8350              run through all specialization of `f', adding to their
8351              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
8352              new set of outer arguments, corresponding to the
8353              arguments for this class instantiation.
8354
8355              The same situation can arise with something like this:
8356
8357                friend void f(int);
8358                template <class T> class C {
8359                  friend void f(T) {}
8360                };
8361
8362              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
8363              in the class.  */
8364
8365           if (!new_friend_is_defn)
8366             /* On the other hand, if the in-class declaration does
8367                *not* provide a definition, then we don't want to alter
8368                existing definitions.  We can just leave everything
8369                alone.  */
8370             ;
8371           else
8372             {
8373               tree new_template = TI_TEMPLATE (new_friend_template_info);
8374               tree new_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
8375
8376               /* Overwrite whatever template info was there before, if
8377                  any, with the new template information pertaining to
8378                  the declaration.  */
8379               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
8380
8381               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
8382                 {
8383                   /* We should have called reregister_specialization in
8384                      duplicate_decls.  */
8385                   gcc_assert (retrieve_specialization (new_template,
8386                                                        new_args, 0)
8387                               == old_decl);
8388
8389                   /* Instantiate it if the global has already been used.  */
8390                   if (DECL_ODR_USED (old_decl))
8391                     instantiate_decl (old_decl, /*defer_ok=*/true,
8392                                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
8393                 }
8394               else
8395                 {
8396                   tree t;
8397
8398                   /* Indicate that the old function template is a partial
8399                      instantiation.  */
8400                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
8401                     = new_friend_result_template_info;
8402
8403                   gcc_assert (new_template
8404                               == most_general_template (new_template));
8405                   gcc_assert (new_template != old_decl);
8406
8407                   /* Reassign any specializations already in the hash table
8408                      to the new more general template, and add the
8409                      additional template args.  */
8410                   for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl);
8411                        t != NULL_TREE;
8412                        t = TREE_CHAIN (t))
8413                     {
8414                       tree spec = TREE_VALUE (t);
8415                       spec_entry elt;
8416
8417                       elt.tmpl = old_decl;
8418                       elt.args = DECL_TI_ARGS (spec);
8419                       elt.spec = NULL_TREE;
8420
8421                       htab_remove_elt (decl_specializations, &elt);
8422
8423                       DECL_TI_ARGS (spec)
8424                         = add_outermost_template_args (new_args,
8425                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
8426
8427                       register_specialization
8428                         (spec, new_template, DECL_TI_ARGS (spec), true, 0);
8429
8430                     }
8431                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
8432                 }
8433             }
8434
8435           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
8436              by duplicate_decls.  */
8437           new_friend = old_decl;
8438         }
8439     }
8440   else
8441     {
8442       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
8443       bool dependent_p;
8444
8445       /* In the code
8446            template <class T> class C {
8447              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
8448              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
8449            };
8450          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
8451          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
8452          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
8453          this isn't true for case 2.  */
8454       ++processing_template_decl;
8455       dependent_p = dependent_type_p (context);
8456       --processing_template_decl;
8457
8458       if (!dependent_p
8459           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
8460         return error_mark_node;
8461
8462       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
8463         {
8464           /* Check to see that the declaration is really present, and,
8465              possibly obtain an improved declaration.  */
8466           tree fn = check_classfn (context,
8467                                    new_friend, NULL_TREE);
8468
8469           if (fn)
8470             new_friend = fn;
8471         }
8472     }
8473
8474   return new_friend;
8475 }
8476
8477 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
8478    template arguments, as for tsubst.
8479
8480    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
8481    failure.  */
8482
8483 static tree
8484 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
8485 {
8486   tree friend_type;
8487   tree tmpl;
8488   tree context;
8489
8490   context = CP_DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
8491
8492   if (context != global_namespace)
8493     {
8494       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
8495         push_nested_namespace (context);
8496       else
8497         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
8498     }
8499
8500   /* Look for a class template declaration.  We look for hidden names
8501      because two friend declarations of the same template are the
8502      same.  For example, in:
8503
8504        struct A { 
8505          template <typename> friend class F;
8506        };
8507        template <typename> struct B { 
8508          template <typename> friend class F;
8509        };
8510
8511      both F templates are the same.  */
8512   tmpl = lookup_name_real (DECL_NAME (friend_tmpl), 0, 0,
8513                            /*block_p=*/true, 0, 
8514                            LOOKUP_COMPLAIN | LOOKUP_HIDDEN);
8515
8516   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
8517      situation like this:
8518
8519        template <class T>
8520        struct S {
8521          template <class U>
8522          friend struct S;
8523        };
8524
8525      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
8526      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
8527   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
8528     {
8529       tmpl = lookup_name_prefer_type (DECL_NAME (friend_tmpl), 1);
8530       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
8531     }
8532
8533   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
8534     {
8535       /* The friend template has already been declared.  Just
8536          check to see that the declarations match, and install any new
8537          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
8538          of course.  We only need the innermost template parameters
8539          because that is all that redeclare_class_template will look
8540          at.  */
8541       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
8542           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
8543         {
8544           tree parms;
8545           location_t saved_input_location;
8546           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
8547                                          args, tf_warning_or_error);
8548
8549           saved_input_location = input_location;
8550           input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (friend_tmpl);
8551           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
8552           input_location = saved_input_location;
8553           
8554         }
8555
8556       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
8557     }
8558   else
8559     {
8560       /* The friend template has not already been declared.  In this
8561          case, the instantiation of the template class will cause the
8562          injection of this template into the global scope.  */
8563       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8564       if (tmpl == error_mark_node)
8565         return error_mark_node;
8566
8567       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
8568          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
8569          the new type because that is supposed to be the corresponding
8570          template decl, i.e., TMPL.  */
8571       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
8572       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
8573       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
8574       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
8575         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
8576
8577       /* Inject this template into the global scope.  */
8578       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level_maybe_friend (tmpl, true));
8579     }
8580
8581   if (context != global_namespace)
8582     {
8583       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
8584         pop_nested_namespace (context);
8585       else
8586         pop_nested_class ();
8587     }
8588
8589   return friend_type;
8590 }
8591
8592 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
8593    Otherwise returns one.  */
8594
8595 static int
8596 can_complete_type_without_circularity (tree type)
8597 {
8598   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
8599     return 0;
8600   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
8601     return 1;
8602   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
8603     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
8604   else if (CLASS_TYPE_P (type)
8605            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
8606     return 0;
8607   else
8608     return 1;
8609 }
8610
8611 /* Apply any attributes which had to be deferred until instantiation
8612    time.  DECL_P, ATTRIBUTES and ATTR_FLAGS are as cplus_decl_attributes;
8613    ARGS, COMPLAIN, IN_DECL are as tsubst.  */
8614
8615 static void
8616 apply_late_template_attributes (tree *decl_p, tree attributes, int attr_flags,
8617                                 tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8618 {
8619   tree last_dep = NULL_TREE;
8620   tree t;
8621   tree *p;
8622
8623   for (t = attributes; t; t = TREE_CHAIN (t))
8624     if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
8625       {
8626         last_dep = t;
8627         attributes = copy_list (attributes);
8628         break;
8629       }
8630
8631   if (DECL_P (*decl_p))
8632     {
8633       if (TREE_TYPE (*decl_p) == error_mark_node)
8634         return;
8635       p = &DECL_ATTRIBUTES (*decl_p);
8636     }
8637   else
8638     p = &TYPE_ATTRIBUTES (*decl_p);
8639
8640   if (last_dep)
8641     {
8642       tree late_attrs = NULL_TREE;
8643       tree *q = &late_attrs;
8644
8645       for (*p = attributes; *p; )
8646         {
8647           t = *p;
8648           if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
8649             {
8650               *p = TREE_CHAIN (t);
8651               TREE_CHAIN (t) = NULL_TREE;
8652               /* If the first attribute argument is an identifier, don't
8653                  pass it through tsubst.  Attributes like mode, format,
8654                  cleanup and several target specific attributes expect it
8655                  unmodified.  */
8656               if (TREE_VALUE (t)
8657                   && TREE_CODE (TREE_VALUE (t)) == TREE_LIST
8658                   && TREE_VALUE (TREE_VALUE (t))
8659                   && (TREE_CODE (TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)))
8660                       == IDENTIFIER_NODE))
8661                 {
8662                   tree chain
8663                     = tsubst_expr (TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)), args, complain,
8664                                    in_decl,
8665                                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
8666                   if (chain != TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)))
8667                     TREE_VALUE (t)
8668                       = tree_cons (NULL_TREE, TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)),
8669                                    chain);
8670                 }
8671               else
8672                 TREE_VALUE (t)
8673                   = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), args, complain, in_decl,
8674                                  /*integral_constant_expression_p=*/false);
8675               *q = t;
8676               q = &TREE_CHAIN (t);
8677             }
8678           else
8679             p = &TREE_CHAIN (t);
8680         }
8681
8682       cplus_decl_attributes (decl_p, late_attrs, attr_flags);
8683     }
8684 }
8685
8686 /* Perform (or defer) access check for typedefs that were referenced
8687    from within the template TMPL code.
8688    This is a subroutine of instantiate_template and instantiate_class_template.
8689    TMPL is the template to consider and TARGS is the list of arguments of
8690    that template.  */
8691
8692 static void
8693 perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs)
8694 {
8695   location_t saved_location;
8696   int i;
8697   qualified_typedef_usage_t *iter;
8698
8699   if (!tmpl
8700       || (!CLASS_TYPE_P (tmpl)
8701           && TREE_CODE (tmpl) != FUNCTION_DECL))
8702     return;
8703
8704   saved_location = input_location;
8705   FOR_EACH_VEC_ELT (qualified_typedef_usage_t,
8706                     get_types_needing_access_check (tmpl),
8707                     i, iter)
8708     {
8709       tree type_decl = iter->typedef_decl;
8710       tree type_scope = iter->context;
8711
8712       if (!type_decl || !type_scope || !CLASS_TYPE_P (type_scope))
8713         continue;
8714
8715       if (uses_template_parms (type_decl))
8716         type_decl = tsubst (type_decl, targs, tf_error, NULL_TREE);
8717       if (uses_template_parms (type_scope))
8718         type_scope = tsubst (type_scope, targs, tf_error, NULL_TREE);
8719
8720       /* Make access check error messages point to the location
8721          of the use of the typedef.  */
8722       input_location = iter->locus;
8723       perform_or_defer_access_check (TYPE_BINFO (type_scope),
8724                                      type_decl, type_decl);
8725     }
8726     input_location = saved_location;
8727 }
8728
8729 static tree
8730 instantiate_class_template_1 (tree type)
8731 {
8732   tree templ, args, pattern, t, member;
8733   tree typedecl;
8734   tree pbinfo;
8735   tree base_list;
8736   unsigned int saved_maximum_field_alignment;
8737   tree fn_context;
8738
8739   if (type == error_mark_node)
8740     return error_mark_node;
8741
8742   if (COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (type)
8743       || uses_template_parms (type))
8744     return type;
8745
8746   /* Figure out which template is being instantiated.  */
8747   templ = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
8748   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
8749
8750   /* Determine what specialization of the original template to
8751      instantiate.  */
8752   t = most_specialized_class (type, templ, tf_warning_or_error);
8753   if (t == error_mark_node)
8754     {
8755       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
8756       return error_mark_node;
8757     }
8758   else if (t)
8759     {
8760       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
8761          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
8762          the arguments appropriate for substitution.  For example,
8763          given:
8764
8765            template <class T> struct S {};
8766            template <class T> struct S<T*> {};
8767
8768          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
8769          presently be {int*} -- but we need {int}.  */
8770       pattern = TREE_TYPE (t);
8771       args = TREE_PURPOSE (t);
8772     }
8773   else
8774     {
8775       pattern = TREE_TYPE (templ);
8776       args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
8777     }
8778
8779   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
8780      there's nothing we can do.  */
8781   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
8782     return type;
8783
8784   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
8785   if (! push_tinst_level (type))
8786     return type;
8787
8788   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
8789      the process of being defined.  */
8790   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
8791
8792   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
8793      it now.  */
8794   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
8795
8796   fn_context = decl_function_context (TYPE_MAIN_DECL (type));
8797   if (!fn_context)
8798     push_to_top_level ();
8799   /* Use #pragma pack from the template context.  */
8800   saved_maximum_field_alignment = maximum_field_alignment;
8801   maximum_field_alignment = TYPE_PRECISION (pattern);
8802
8803   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
8804
8805   /* Set the input location to the most specialized template definition.
8806      This is needed if tsubsting causes an error.  */
8807   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (pattern);
8808   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (type)) =
8809     DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
8810
8811   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
8812   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
8813   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
8814   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
8815   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
8816     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
8817   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
8818     {
8819       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
8820       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
8821       /* Adjust visibility for template arguments.  */
8822       determine_visibility (TYPE_MAIN_DECL (type));
8823     }
8824   CLASSTYPE_FINAL (type) = CLASSTYPE_FINAL (pattern);
8825
8826   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
8827
8828   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
8829      class; we need to look up the nested class by name before we can
8830      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
8831      class.  */
8832   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
8833               || COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type)));
8834
8835   base_list = NULL_TREE;
8836   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
8837     {
8838       tree pbase_binfo;
8839       tree pushed_scope;
8840       int i;
8841
8842       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
8843          the accessibility of types named in dependent bases are
8844          looked up from.  */
8845       pushed_scope = push_scope (CP_TYPE_CONTEXT (type));
8846
8847       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
8848          basetypes.  */
8849       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
8850         {
8851           tree base;
8852           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
8853           tree expanded_bases = NULL_TREE;
8854           int idx, len = 1;
8855
8856           if (PACK_EXPANSION_P (BINFO_TYPE (pbase_binfo)))
8857             {
8858               expanded_bases = 
8859                 tsubst_pack_expansion (BINFO_TYPE (pbase_binfo),
8860                                        args, tf_error, NULL_TREE);
8861               if (expanded_bases == error_mark_node)
8862                 continue;
8863
8864               len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
8865             }
8866
8867           for (idx = 0; idx < len; idx++)
8868             {
8869               if (expanded_bases)
8870                 /* Extract the already-expanded base class.  */
8871                 base = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, idx);
8872               else
8873                 /* Substitute to figure out the base class.  */
8874                 base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, 
8875                                NULL_TREE);
8876
8877               if (base == error_mark_node)
8878                 continue;
8879
8880               base_list = tree_cons (access, base, base_list);
8881               if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
8882                 TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
8883             }
8884         }
8885
8886       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
8887       base_list = nreverse (base_list);
8888
8889       if (pushed_scope)
8890         pop_scope (pushed_scope);
8891     }
8892   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
8893      information.  */
8894   xref_basetypes (type, base_list);
8895
8896   apply_late_template_attributes (&type, TYPE_ATTRIBUTES (pattern),
8897                                   (int) ATTR_FLAG_TYPE_IN_PLACE,
8898                                   args, tf_error, NULL_TREE);
8899   fixup_attribute_variants (type);
8900
8901   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
8902      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
8903      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
8904      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
8905      class, except we also need to push the enclosing classes.  */
8906   push_nested_class (type);
8907
8908   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
8909   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
8910        member; member = TREE_CHAIN (member))
8911     {
8912       tree t = TREE_VALUE (member);
8913
8914       if (TREE_PURPOSE (member))
8915         {
8916           if (TYPE_P (t))
8917             {
8918               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
8919
8920               tree newtag;
8921               bool class_template_p;
8922
8923               class_template_p = (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE
8924                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
8925                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (t));
8926               /* If the member is a class template, then -- even after
8927                  substitution -- there may be dependent types in the
8928                  template argument list for the class.  We increment
8929                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
8930                  that function will assume that no types are dependent
8931                  when outside of a template.  */
8932               if (class_template_p)
8933                 ++processing_template_decl;
8934               newtag = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
8935               if (class_template_p)
8936                 --processing_template_decl;
8937               if (newtag == error_mark_node)
8938                 continue;
8939
8940               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
8941                 {
8942                   tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
8943
8944                   if (class_template_p)
8945                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
8946                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
8947                        instantiation (i.e., for the type of a member
8948                        template class nested within a template class.)
8949                        This behavior is required for
8950                        maybe_process_partial_specialization to work
8951                        correctly, but is not accurate in this case;
8952                        the TAG is not an instantiation of anything.
8953                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
8954                        instantiation, but the TYPE is not.) */
8955                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
8956
8957                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
8958                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
8959                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
8960                      this for enums because it will already have been done in
8961                      tsubst_enum.  */
8962                   if (name)
8963                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
8964                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
8965                 }
8966             }
8967           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
8968                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
8969             {
8970               /* Build new TYPE_METHODS.  */
8971               tree r;
8972
8973               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8974                 ++processing_template_decl;
8975               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
8976               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8977                 --processing_template_decl;
8978               set_current_access_from_decl (r);
8979               finish_member_declaration (r);
8980               /* Instantiate members marked with attribute used.  */
8981               if (r != error_mark_node && DECL_PRESERVE_P (r))
8982                 mark_used (r);
8983             }
8984           else
8985             {
8986               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
8987               if (TREE_CODE (t) == STATIC_ASSERT)
8988                 {
8989                   tree condition = 
8990                     tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), args, 
8991                                  tf_warning_or_error, NULL_TREE,
8992                                  /*integral_constant_expression_p=*/true);
8993                   finish_static_assert (condition,
8994                                         STATIC_ASSERT_MESSAGE (t), 
8995                                         STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
8996                                         /*member_p=*/true);
8997                 }
8998               else if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
8999                 {
9000                   tree r;
9001
9002                   /* The file and line for this declaration, to
9003                      assist in error message reporting.  Since we
9004                      called push_tinst_level above, we don't need to
9005                      restore these.  */
9006                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
9007
9008                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
9009                     ++processing_template_decl;
9010                   r = tsubst (t, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
9011                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
9012                     --processing_template_decl;
9013                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
9014                     {
9015                       /* In [temp.inst]:
9016
9017                            [t]he initialization (and any associated
9018                            side-effects) of a static data member does
9019                            not occur unless the static data member is
9020                            itself used in a way that requires the
9021                            definition of the static data member to
9022                            exist.
9023
9024                          Therefore, we do not substitute into the
9025                          initialized for the static data member here.  */
9026                       finish_static_data_member_decl
9027                         (r,
9028                          /*init=*/NULL_TREE,
9029                          /*init_const_expr_p=*/false,
9030                          /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
9031                          /*flags=*/0);
9032                       /* Instantiate members marked with attribute used.  */
9033                       if (r != error_mark_node && DECL_PRESERVE_P (r))
9034                         mark_used (r);
9035                     }
9036                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
9037                     {
9038                       /* Determine whether R has a valid type and can be
9039                          completed later.  If R is invalid, then it is
9040                          replaced by error_mark_node so that it will not be
9041                          added to TYPE_FIELDS.  */
9042                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
9043                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
9044                         complete_type (rtype);
9045
9046                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
9047                         {
9048                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
9049                           r = error_mark_node;
9050                         }
9051                     }
9052
9053                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
9054                      such a thing will already have been added to the field
9055                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
9056                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
9057                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
9058                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
9059                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
9060                     {
9061                       set_current_access_from_decl (r);
9062                       finish_member_declaration (r);
9063                     }
9064                 }
9065             }
9066         }
9067       else
9068         {
9069           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
9070             {
9071               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
9072
9073               tree friend_type = t;
9074               bool adjust_processing_template_decl = false;
9075
9076               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
9077                 {
9078                   /* template <class T> friend class C;  */
9079                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
9080                   adjust_processing_template_decl = true;
9081                 }
9082               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
9083                 {
9084                   /* template <class T> friend class C::D;  */
9085                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
9086                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
9087                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
9088                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
9089                   adjust_processing_template_decl = true;
9090                 }
9091               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE
9092                        || TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
9093                 {
9094                   /* This could be either
9095
9096                        friend class T::C;
9097
9098                      when dependent_type_p is false or
9099
9100                        template <class U> friend class T::C;
9101
9102                      otherwise.  */
9103                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
9104                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
9105                   /* Bump processing_template_decl for correct
9106                      dependent_type_p calculation.  */
9107                   ++processing_template_decl;
9108                   if (dependent_type_p (friend_type))
9109                     adjust_processing_template_decl = true;
9110                   --processing_template_decl;
9111                 }
9112               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
9113                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
9114                 {
9115                   /* friend class C;
9116
9117                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
9118                      from namespace scope directly, bypassing any name that
9119                      come from dependent base class.  */
9120                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
9121
9122                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
9123                      classes.  */
9124                   push_nested_namespace (ns);
9125                   friend_type =
9126                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
9127                                         /*tag_scope=*/ts_current);
9128                   pop_nested_namespace (ns);
9129                 }
9130               else if (uses_template_parms (friend_type))
9131                 /* friend class C<T>;  */
9132                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
9133                                       tf_warning_or_error, NULL_TREE);
9134               /* Otherwise it's
9135
9136                    friend class C;
9137
9138                  where C is already declared or
9139
9140                    friend class C<int>;
9141
9142                  We don't have to do anything in these cases.  */
9143
9144               if (adjust_processing_template_decl)
9145                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
9146                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
9147                    important that we use make_friend_class since it will
9148                    perform some error-checking and output cross-reference
9149                    information.  */
9150                 ++processing_template_decl;
9151
9152               if (friend_type != error_mark_node)
9153                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
9154
9155               if (adjust_processing_template_decl)
9156                 --processing_template_decl;
9157             }
9158           else
9159             {
9160               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
9161               tree r;
9162
9163               /* The file and line for this declaration, to
9164                  assist in error message reporting.  Since we
9165                  called push_tinst_level above, we don't need to
9166                  restore these.  */
9167               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
9168
9169               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
9170                 {
9171                   ++processing_template_decl;
9172                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
9173                 }
9174
9175               r = tsubst_friend_function (t, args);
9176               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
9177               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
9178                 {
9179                   pop_deferring_access_checks ();
9180                   --processing_template_decl;
9181                 }
9182             }
9183         }
9184     }
9185
9186   if (CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (type))
9187     {
9188       tree decl = lambda_function (type);
9189       if (decl)
9190         {
9191           tree lambda = CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (type);
9192           if (LAMBDA_EXPR_DEDUCE_RETURN_TYPE_P (lambda))
9193             {
9194               apply_lambda_return_type (lambda, void_type_node);
9195               LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (lambda) = NULL_TREE;
9196             }
9197
9198           LAMBDA_EXPR_THIS_CAPTURE (lambda)
9199             = lookup_field_1 (type, get_identifier ("__this"), false);
9200
9201           instantiate_decl (decl, false, false);
9202           maybe_add_lambda_conv_op (type);
9203
9204           LAMBDA_EXPR_THIS_CAPTURE (lambda) = NULL_TREE;
9205         }
9206       else
9207         gcc_assert (errorcount);
9208     }
9209
9210   /* Set the file and line number information to whatever is given for
9211      the class itself.  This puts error messages involving generated
9212      implicit functions at a predictable point, and the same point
9213      that would be used for non-template classes.  */
9214   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
9215
9216   unreverse_member_declarations (type);
9217   finish_struct_1 (type);
9218   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
9219
9220   /* We don't instantiate default arguments for member functions.  14.7.1:
9221
9222      The implicit instantiation of a class template specialization causes
9223      the implicit instantiation of the declarations, but not of the
9224      definitions or default arguments, of the class member functions,
9225      member classes, static data members and member templates....  */
9226
9227   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
9228      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
9229      added to the template at parsing time. Let's get those and perform
9230      the access checks then.  */
9231   perform_typedefs_access_check (pattern, args);
9232   perform_deferred_access_checks ();
9233   pop_nested_class ();
9234   maximum_field_alignment = saved_maximum_field_alignment;
9235   if (!fn_context)
9236     pop_from_top_level ();
9237   pop_deferring_access_checks ();
9238   pop_tinst_level ();
9239
9240   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
9241      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
9242      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
9243      the keyed_classes list.  */
9244   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
9245     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
9246
9247   return type;
9248 }
9249
9250 /* Wrapper for instantiate_class_template_1.  */
9251
9252 tree
9253 instantiate_class_template (tree type)
9254 {
9255   tree ret;
9256   timevar_push (TV_TEMPLATE_INST);
9257   ret = instantiate_class_template_1 (type);
9258   timevar_pop (TV_TEMPLATE_INST);
9259   return ret;
9260 }
9261
9262 static tree
9263 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
9264 {
9265   tree r;
9266
9267   if (!t)
9268     r = t;
9269   else if (TYPE_P (t))
9270     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
9271   else
9272     {
9273       if (!(complain & tf_warning))
9274         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
9275       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl,
9276                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
9277       if (!(complain & tf_warning))
9278         --c_inhibit_evaluation_warnings;
9279       /* Preserve the raw-reference nature of T.  */
9280       if (TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) == REFERENCE_TYPE
9281           && REFERENCE_REF_P (r))
9282         r = TREE_OPERAND (r, 0);
9283     }
9284   return r;
9285 }
9286
9287 /* Given a function parameter pack TMPL_PARM and some function parameters
9288    instantiated from it at *SPEC_P, return a NONTYPE_ARGUMENT_PACK of them
9289    and set *SPEC_P to point at the next point in the list.  */
9290
9291 static tree
9292 extract_fnparm_pack (tree tmpl_parm, tree *spec_p)
9293 {
9294   /* Collect all of the extra "packed" parameters into an
9295      argument pack.  */
9296   tree parmvec;
9297   tree parmtypevec;
9298   tree argpack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
9299   tree argtypepack = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
9300   tree spec_parm = *spec_p;
9301   int i, len;
9302
9303   for (len = 0; spec_parm; ++len, spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm))
9304     if (tmpl_parm
9305         && !function_parameter_expanded_from_pack_p (spec_parm, tmpl_parm))
9306       break;
9307
9308   /* Fill in PARMVEC and PARMTYPEVEC with all of the parameters.  */
9309   parmvec = make_tree_vec (len);
9310   parmtypevec = make_tree_vec (len);
9311   spec_parm = *spec_p;
9312   for (i = 0; i < len; i++, spec_parm = DECL_CHAIN (spec_parm))
9313     {
9314       TREE_VEC_ELT (parmvec, i) = spec_parm;
9315       TREE_VEC_ELT (parmtypevec, i) = TREE_TYPE (spec_parm);
9316     }
9317
9318   /* Build the argument packs.  */
9319   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argpack, parmvec);
9320   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argtypepack, parmtypevec);
9321   TREE_TYPE (argpack) = argtypepack;
9322   *spec_p = spec_parm;
9323
9324   return argpack;
9325 }
9326
9327 /* Give a chain SPEC_PARM of PARM_DECLs, pack them into a
9328    NONTYPE_ARGUMENT_PACK.  */
9329
9330 static tree
9331 make_fnparm_pack (tree spec_parm)
9332 {
9333   return extract_fnparm_pack (NULL_TREE, &spec_parm);
9334 }
9335
9336 /* Substitute ARGS into T, which is an pack expansion
9337    (i.e. TYPE_PACK_EXPANSION or EXPR_PACK_EXPANSION). Returns a
9338    TREE_VEC with the substituted arguments, a PACK_EXPANSION_* node
9339    (if only a partial substitution could be performed) or
9340    ERROR_MARK_NODE if there was an error.  */
9341 tree
9342 tsubst_pack_expansion (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
9343                        tree in_decl)
9344 {
9345   tree pattern;
9346   tree pack, packs = NULL_TREE;
9347   bool unsubstituted_packs = false;
9348   bool real_packs = false;
9349   int missing_level = 0;
9350   int i, len = -1;
9351   tree result;
9352   htab_t saved_local_specializations = NULL;
9353   bool need_local_specializations = false;
9354   int levels;
9355
9356   gcc_assert (PACK_EXPANSION_P (t));
9357   pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (t);
9358
9359   /* Add in any args remembered from an earlier partial instantiation.  */
9360   args = add_to_template_args (PACK_EXPANSION_EXTRA_ARGS (t), args);
9361
9362   levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
9363
9364   /* Determine the argument packs that will instantiate the parameter
9365      packs used in the expansion expression. While we're at it,
9366      compute the number of arguments to be expanded and make sure it
9367      is consistent.  */
9368   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (t); pack; 
9369        pack = TREE_CHAIN (pack))
9370     {
9371       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
9372       tree arg_pack = NULL_TREE;
9373       tree orig_arg = NULL_TREE;
9374       int level = 0;
9375
9376       if (TREE_CODE (parm_pack) == BASES)
9377        {
9378          if (BASES_DIRECT (parm_pack))
9379            return calculate_direct_bases (tsubst_expr (BASES_TYPE (parm_pack),
9380                                                         args, complain, in_decl, false));
9381          else
9382            return calculate_bases (tsubst_expr (BASES_TYPE (parm_pack),
9383                                                  args, complain, in_decl, false));
9384        }
9385       if (TREE_CODE (parm_pack) == PARM_DECL)
9386         {
9387           if (PACK_EXPANSION_LOCAL_P (t))
9388             arg_pack = retrieve_local_specialization (parm_pack);
9389           else
9390             {
9391               /* We can't rely on local_specializations for a parameter
9392                  name used later in a function declaration (such as in a
9393                  late-specified return type).  Even if it exists, it might
9394                  have the wrong value for a recursive call.  Just make a
9395                  dummy decl, since it's only used for its type.  */
9396               /* Copy before tsubsting so that we don't recurse into any
9397                  later PARM_DECLs.  */
9398               arg_pack = tsubst_decl (copy_node (parm_pack), args, complain);
9399               if (arg_pack && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (arg_pack))
9400                 /* Partial instantiation of the parm_pack, we can't build
9401                    up an argument pack yet.  */
9402                 arg_pack = NULL_TREE;
9403               else
9404                 arg_pack = make_fnparm_pack (arg_pack);
9405               need_local_specializations = true;
9406             }
9407         }
9408       else
9409         {
9410           int idx;
9411           template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
9412
9413           if (level <= levels)
9414             arg_pack = TMPL_ARG (args, level, idx);
9415         }
9416
9417       orig_arg = arg_pack;
9418       if (arg_pack && TREE_CODE (arg_pack) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
9419         arg_pack = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg_pack);
9420       
9421       if (arg_pack && !ARGUMENT_PACK_P (arg_pack))
9422         /* This can only happen if we forget to expand an argument
9423            pack somewhere else. Just return an error, silently.  */
9424         {
9425           result = make_tree_vec (1);
9426           TREE_VEC_ELT (result, 0) = error_mark_node;
9427           return result;
9428         }
9429
9430       if (arg_from_parm_pack_p (arg_pack, parm_pack))
9431         /* The argument pack that the parameter maps to is just an
9432            expansion of the parameter itself, such as one would find
9433            in the implicit typedef of a class inside the class itself.
9434            Consider this parameter "unsubstituted", so that we will
9435            maintain the outer pack expansion.  */
9436         arg_pack = NULL_TREE;
9437           
9438       if (arg_pack)
9439         {
9440           int my_len = 
9441             TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack));
9442
9443           /* Don't bother trying to do a partial substitution with
9444              incomplete packs; we'll try again after deduction.  */
9445           if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg_pack))
9446             return t;
9447
9448           if (len < 0)
9449             len = my_len;
9450           else if (len != my_len)
9451             {
9452               if (!(complain & tf_error))
9453                 /* Fail quietly.  */;
9454               else if (TREE_CODE (t) == TYPE_PACK_EXPANSION)
9455                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
9456                        "%<%T%>",
9457                        pattern);
9458               else
9459                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
9460                        "%<%E%>",
9461                        pattern);
9462               return error_mark_node;
9463             }
9464
9465           if (TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack)) == 1
9466               && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack),
9467                                                  0)))
9468             /* This isn't a real argument pack yet.  */;
9469           else
9470             real_packs = true;
9471
9472           /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
9473              argument packs.  */
9474           packs = tree_cons (parm_pack, arg_pack, packs);
9475           TREE_TYPE (packs) = orig_arg;
9476         }
9477       else
9478         {
9479           /* We can't substitute for this parameter pack.  We use a flag as
9480              well as the missing_level counter because function parameter
9481              packs don't have a level.  */
9482           unsubstituted_packs = true;
9483           if (!missing_level || missing_level > level)
9484             missing_level = level;
9485         }
9486     }
9487
9488   /* We cannot expand this expansion expression, because we don't have
9489      all of the argument packs we need.  */
9490   if (unsubstituted_packs)
9491     {
9492       if (real_packs)
9493         {
9494           /* We got some full packs, but we can't substitute them in until we
9495              have values for all the packs.  So remember these until then.  */
9496           tree save_args;
9497
9498           t = make_pack_expansion (pattern);
9499
9500           /* The call to add_to_template_args above assumes no overlap
9501              between saved args and new args, so prune away any fake
9502              args, i.e. those that satisfied arg_from_parm_pack_p above.  */
9503           if (missing_level && levels >= missing_level)
9504             {
9505               gcc_assert (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args)
9506                           && missing_level > 1);
9507               TREE_VEC_LENGTH (args) = missing_level - 1;
9508               save_args = copy_node (args);
9509               TREE_VEC_LENGTH (args) = levels;
9510             }
9511           else
9512             save_args = args;
9513
9514           PACK_EXPANSION_EXTRA_ARGS (t) = save_args;
9515         }
9516       else
9517         {
9518           /* There were no real arguments, we're just replacing a parameter
9519              pack with another version of itself. Substitute into the
9520              pattern and return a PACK_EXPANSION_*. The caller will need to
9521              deal with that.  */
9522           if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
9523             t = tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
9524                              /*integral_constant_expression_p=*/false);
9525           else
9526             t = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
9527           t = make_pack_expansion (t);
9528         }
9529       return t;
9530     }
9531
9532   /* We could not find any argument packs that work.  */
9533   if (len < 0)
9534     return error_mark_node;
9535
9536   if (need_local_specializations)
9537     {
9538       /* We're in a late-specified return type, so create our own local
9539          specializations table; the current table is either NULL or (in the
9540          case of recursive unification) might have bindings that we don't
9541          want to use or alter.  */
9542       saved_local_specializations = local_specializations;
9543       local_specializations = htab_create (37,
9544                                            hash_local_specialization,
9545                                            eq_local_specializations,
9546                                            NULL);
9547     }
9548
9549   /* For each argument in each argument pack, substitute into the
9550      pattern.  */
9551   result = make_tree_vec (len);
9552   for (i = 0; i < len; ++i)
9553     {
9554       /* For parameter pack, change the substitution of the parameter
9555          pack to the ith argument in its argument pack, then expand
9556          the pattern.  */
9557       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
9558         {
9559           tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
9560           tree arg;
9561
9562           /* Select the Ith argument from the pack.  */
9563           if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
9564             {
9565               if (i == 0)
9566                 {
9567                   arg = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
9568                   ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg) = TREE_VALUE (pack);
9569                   mark_used (parm);
9570                   register_local_specialization (arg, parm);
9571                 }
9572               else
9573                 arg = retrieve_local_specialization (parm);
9574             }
9575           else
9576             {
9577               int idx, level;
9578               template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
9579
9580               if (i == 0)
9581                 {
9582                   arg = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
9583                   ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg) = TREE_VALUE (pack);
9584                   /* Update the corresponding argument.  */
9585                   TMPL_ARG (args, level, idx) = arg;
9586                 }
9587               else
9588                 /* Re-use the ARGUMENT_PACK_SELECT.  */
9589                 arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
9590             }
9591           ARGUMENT_PACK_SELECT_INDEX (arg) = i;
9592         }
9593
9594       /* Substitute into the PATTERN with the altered arguments.  */
9595       if (!TYPE_P (pattern))
9596         TREE_VEC_ELT (result, i) = 
9597           tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
9598                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
9599       else
9600         TREE_VEC_ELT (result, i) = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
9601
9602       if (TREE_VEC_ELT (result, i) == error_mark_node)
9603         {
9604           result = error_mark_node;
9605           break;
9606         }
9607     }
9608
9609   /* Update ARGS to restore the substitution from parameter packs to
9610      their argument packs.  */
9611   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
9612     {
9613       tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
9614
9615       if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
9616         register_local_specialization (TREE_TYPE (pack), parm);
9617       else
9618         {
9619           int idx, level;
9620           template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
9621           
9622           /* Update the corresponding argument.  */
9623           if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
9624             TREE_VEC_ELT (TREE_VEC_ELT (args, level -1 ), idx) =
9625               TREE_TYPE (pack);
9626           else
9627             TREE_VEC_ELT (args, idx) = TREE_TYPE (pack);
9628         }
9629     }
9630
9631   if (need_local_specializations)
9632     {
9633       htab_delete (local_specializations);
9634       local_specializations = saved_local_specializations;
9635     }
9636   
9637   return result;
9638 }
9639
9640 /* Given PARM_DECL PARM, find the corresponding PARM_DECL in the template
9641    TMPL.  We do this using DECL_PARM_INDEX, which should work even with
9642    parameter packs; all parms generated from a function parameter pack will
9643    have the same DECL_PARM_INDEX.  */
9644
9645 tree
9646 get_pattern_parm (tree parm, tree tmpl)
9647 {
9648   tree pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
9649   tree patparm;
9650
9651   if (DECL_ARTIFICIAL (parm))
9652     {
9653       for (patparm = DECL_ARGUMENTS (pattern);
9654            patparm; patparm = DECL_CHAIN (patparm))
9655         if (DECL_ARTIFICIAL (patparm)
9656             && DECL_NAME (parm) == DECL_NAME (patparm))
9657           break;
9658     }
9659   else
9660     {
9661       patparm = FUNCTION_FIRST_USER_PARM (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
9662       patparm = chain_index (DECL_PARM_INDEX (parm)-1, patparm);
9663       gcc_assert (DECL_PARM_INDEX (patparm)
9664                   == DECL_PARM_INDEX (parm));
9665     }
9666
9667   return patparm;
9668 }
9669
9670 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
9671
9672 static tree
9673 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
9674 {
9675   tree orig_t = t;
9676   int len, need_new = 0, i, expanded_len_adjust = 0, out;
9677   tree *elts;
9678
9679   if (t == error_mark_node)
9680     return error_mark_node;
9681
9682   len = TREE_VEC_LENGTH (t);
9683   elts = XALLOCAVEC (tree, len);
9684
9685   for (i = 0; i < len; i++)
9686     {
9687       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
9688       tree new_arg;
9689
9690       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
9691         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
9692       else if (PACK_EXPANSION_P (orig_arg))
9693         {
9694           /* Substitute into an expansion expression.  */
9695           new_arg = tsubst_pack_expansion (orig_arg, args, complain, in_decl);
9696
9697           if (TREE_CODE (new_arg) == TREE_VEC)
9698             /* Add to the expanded length adjustment the number of
9699                expanded arguments. We subtract one from this
9700                measurement, because the argument pack expression
9701                itself is already counted as 1 in
9702                LEN. EXPANDED_LEN_ADJUST can actually be negative, if
9703                the argument pack is empty.  */
9704             expanded_len_adjust += TREE_VEC_LENGTH (new_arg) - 1;
9705         }
9706       else if (ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
9707         {
9708           /* Substitute into each of the arguments.  */
9709           new_arg = TYPE_P (orig_arg)
9710             ? cxx_make_type (TREE_CODE (orig_arg))
9711             : make_node (TREE_CODE (orig_arg));
9712           
9713           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (
9714             new_arg,
9715             tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (orig_arg),
9716                                   args, complain, in_decl));
9717
9718           if (ARGUMENT_PACK_ARGS (new_arg) == error_mark_node)
9719             new_arg = error_mark_node;
9720
9721           if (TREE_CODE (new_arg) == NONTYPE_ARGUMENT_PACK) {
9722             TREE_TYPE (new_arg) = tsubst (TREE_TYPE (orig_arg), args,
9723                                           complain, in_decl);
9724             TREE_CONSTANT (new_arg) = TREE_CONSTANT (orig_arg);
9725
9726             if (TREE_TYPE (new_arg) == error_mark_node)
9727               new_arg = error_mark_node;
9728           }
9729         }
9730       else
9731         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
9732
9733       if (new_arg == error_mark_node)
9734         return error_mark_node;
9735
9736       elts[i] = new_arg;
9737       if (new_arg != orig_arg)
9738         need_new = 1;
9739     }
9740
9741   if (!need_new)
9742     return t;
9743
9744   /* Make space for the expanded arguments coming from template
9745      argument packs.  */
9746   t = make_tree_vec (len + expanded_len_adjust);
9747   /* ORIG_T can contain TREE_VECs. That happens if ORIG_T contains the
9748      arguments for a member template.
9749      In that case each TREE_VEC in ORIG_T represents a level of template
9750      arguments, and ORIG_T won't carry any non defaulted argument count.
9751      It will rather be the nested TREE_VECs that will carry one.
9752      In other words, ORIG_T carries a non defaulted argument count only
9753      if it doesn't contain any nested TREE_VEC.  */
9754   if (NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (orig_t))
9755     {
9756       int count = GET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (orig_t);
9757       count += expanded_len_adjust;
9758       SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (t, count);
9759     }
9760   for (i = 0, out = 0; i < len; i++)
9761     {
9762       if ((PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i))
9763            || ARGUMENT_PACK_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i)))
9764           && TREE_CODE (elts[i]) == TREE_VEC)
9765         {
9766           int idx;
9767
9768           /* Now expand the template argument pack "in place".  */
9769           for (idx = 0; idx < TREE_VEC_LENGTH (elts[i]); idx++, out++)
9770             TREE_VEC_ELT (t, out) = TREE_VEC_ELT (elts[i], idx);
9771         }
9772       else
9773         {
9774           TREE_VEC_ELT (t, out) = elts[i];
9775           out++;
9776         }
9777     }
9778
9779   return t;
9780 }
9781
9782 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
9783    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
9784    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
9785    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
9786    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
9787    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
9788
9789 static tree
9790 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
9791 {
9792   tree r = NULL_TREE;
9793   tree* new_parms;
9794
9795   /* When substituting into a template, we must set
9796      PROCESSING_TEMPLATE_DECL as the template parameters may be
9797      dependent if they are based on one-another, and the dependency
9798      predicates are short-circuit outside of templates.  */
9799   ++processing_template_decl;
9800
9801   for (new_parms = &r;
9802        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
9803        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
9804          parms = TREE_CHAIN (parms))
9805     {
9806       tree new_vec =
9807         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
9808       int i;
9809
9810       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
9811         {
9812           tree tuple;
9813
9814           if (parms == error_mark_node)
9815             continue;
9816
9817           tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
9818
9819           if (tuple == error_mark_node)
9820             continue;
9821
9822           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) =
9823             tsubst_template_parm (tuple, args, complain);
9824         }
9825
9826       *new_parms =
9827         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
9828                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
9829                    new_vec, NULL_TREE);
9830     }
9831
9832   --processing_template_decl;
9833
9834   return r;
9835 }
9836
9837 /* Return the result of substituting ARGS into one template parameter
9838    given by T. T Must be a TREE_LIST which TREE_VALUE is the template
9839    parameter and which TREE_PURPOSE is the default argument of the
9840    template parameter.  */
9841
9842 static tree
9843 tsubst_template_parm (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
9844 {
9845   tree default_value, parm_decl;
9846
9847   if (args == NULL_TREE
9848       || t == NULL_TREE
9849       || t == error_mark_node)
9850     return t;
9851
9852   gcc_assert (TREE_CODE (t) == TREE_LIST);
9853
9854   default_value = TREE_PURPOSE (t);
9855   parm_decl = TREE_VALUE (t);
9856
9857   parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
9858   if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
9859       && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
9860     parm_decl = error_mark_node;
9861   default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
9862                                        complain, NULL_TREE);
9863
9864   return build_tree_list (default_value, parm_decl);
9865 }
9866
9867 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
9868    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
9869    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
9870    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
9871    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
9872
9873 static tree
9874 tsubst_aggr_type (tree t,
9875                   tree args,
9876                   tsubst_flags_t complain,
9877                   tree in_decl,
9878                   int entering_scope)
9879 {
9880   if (t == NULL_TREE)
9881     return NULL_TREE;
9882
9883   switch (TREE_CODE (t))
9884     {
9885     case RECORD_TYPE:
9886       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
9887         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9888
9889       /* Else fall through.  */
9890     case ENUMERAL_TYPE:
9891     case UNION_TYPE:
9892       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t) && uses_template_parms (t))
9893         {
9894           tree argvec;
9895           tree context;
9896           tree r;
9897           int saved_unevaluated_operand;
9898           int saved_inhibit_evaluation_warnings;
9899
9900           /* In "sizeof(X<I>)" we need to evaluate "I".  */
9901           saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
9902           cp_unevaluated_operand = 0;
9903           saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
9904           c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
9905
9906           /* First, determine the context for the type we are looking
9907              up.  */
9908           context = TYPE_CONTEXT (t);
9909           if (context && TYPE_P (context))
9910             {
9911               context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
9912                                           in_decl, /*entering_scope=*/1);
9913               /* If context is a nested class inside a class template,
9914                  it may still need to be instantiated (c++/33959).  */
9915               context = complete_type (context);
9916             }
9917
9918           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
9919              type we are trying to find.  For example, given:
9920
9921                template <class T> struct S;
9922                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
9923
9924              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
9925              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
9926              S we only want {double}.  */
9927           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
9928                                          complain, in_decl);
9929           if (argvec == error_mark_node)
9930             r = error_mark_node;
9931           else
9932             {
9933               r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
9934                                          entering_scope, complain);
9935               r = cp_build_qualified_type_real (r, cp_type_quals (t), complain);
9936             }
9937
9938           cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
9939           c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
9940
9941           return r;
9942         }
9943       else
9944         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
9945         return t;
9946
9947     default:
9948       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
9949     }
9950 }
9951
9952 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
9953    FN), which has the indicated TYPE.  */
9954
9955 tree
9956 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
9957 {
9958   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
9959   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
9960
9961   /* This can happen in invalid code.  */
9962   if (TREE_CODE (arg) == DEFAULT_ARG)
9963     return arg;
9964
9965   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
9966      default argument here, not in tsubst.  In the case of
9967      something like:
9968
9969        template <class T>
9970        struct S {
9971          static T t();
9972          void f(T = t());
9973        };
9974
9975      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
9976      rather than in the current class.  */
9977   push_access_scope (fn);
9978   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
9979   if (cfun)
9980     {
9981       saved_class_ptr = current_class_ptr;
9982       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
9983       saved_class_ref = current_class_ref;
9984       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
9985     }
9986
9987   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
9988   /* The default argument expression may cause implicitly defined
9989      member functions to be synthesized, which will result in garbage
9990      collection.  We must treat this situation as if we were within
9991      the body of function so as to avoid collecting live data on the
9992      stack.  */
9993   ++function_depth;
9994   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
9995                      tf_warning_or_error, NULL_TREE,
9996                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
9997   --function_depth;
9998   pop_deferring_access_checks();
9999
10000   /* Restore the "this" pointer.  */
10001   if (cfun)
10002     {
10003       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
10004       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
10005     }
10006
10007   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
10008   arg = check_default_argument (type, arg);
10009
10010   pop_access_scope (fn);
10011
10012   return arg;
10013 }
10014
10015 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
10016
10017 static void
10018 tsubst_default_arguments (tree fn)
10019 {
10020   tree arg;
10021   tree tmpl_args;
10022
10023   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
10024
10025   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
10026      its default arguments.  */
10027   if (uses_template_parms (tmpl_args))
10028     return;
10029   /* Don't do this again for clones.  */
10030   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (fn))
10031     return;
10032
10033   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
10034        arg;
10035        arg = TREE_CHAIN (arg))
10036     if (TREE_PURPOSE (arg))
10037       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
10038                                                     TREE_VALUE (arg),
10039                                                     TREE_PURPOSE (arg));
10040 }
10041
10042 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
10043    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
10044    control of COMPLAIN.  */
10045
10046 static tree
10047 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
10048 {
10049 #define RETURN(EXP) do { r = (EXP); goto out; } while(0)
10050   location_t saved_loc;
10051   tree r = NULL_TREE;
10052   tree in_decl = t;
10053   hashval_t hash = 0;
10054
10055   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
10056   saved_loc = input_location;
10057   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
10058
10059   switch (TREE_CODE (t))
10060     {
10061     case TEMPLATE_DECL:
10062       {
10063         /* We can get here when processing a member function template,
10064            member class template, or template template parameter.  */
10065         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
10066         tree spec;
10067         tree tmpl_args;
10068         tree full_args;
10069
10070         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
10071           {
10072             /* Template template parameter is treated here.  */
10073             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10074             if (new_type == error_mark_node)
10075               RETURN (error_mark_node);
10076
10077             r = copy_decl (t);
10078             DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10079             TREE_TYPE (r) = new_type;
10080             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
10081               = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (decl),
10082                             TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
10083             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
10084               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
10085                                        complain);
10086             TYPE_NAME (new_type) = r;
10087             break;
10088           }
10089
10090         /* We might already have an instance of this template.
10091            The ARGS are for the surrounding class type, so the
10092            full args contain the tsubst'd args for the context,
10093            plus the innermost args from the template decl.  */
10094         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
10095           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
10096           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
10097         /* Because this is a template, the arguments will still be
10098            dependent, even after substitution.  If
10099            PROCESSING_TEMPLATE_DECL is not set, the dependency
10100            predicates will short-circuit.  */
10101         ++processing_template_decl;
10102         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
10103                                           complain, in_decl);
10104         --processing_template_decl;
10105         if (full_args == error_mark_node)
10106           RETURN (error_mark_node);
10107
10108         /* If this is a default template template argument,
10109            tsubst might not have changed anything.  */
10110         if (full_args == tmpl_args)
10111           RETURN (t);
10112
10113         hash = hash_tmpl_and_args (t, full_args);
10114         spec = retrieve_specialization (t, full_args, hash);
10115         if (spec != NULL_TREE)
10116           {
10117             r = spec;
10118             break;
10119           }
10120
10121         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
10122            original, but will record the current template arguments.
10123            We also create a new function declaration, which is just
10124            like the old one, but points to this new template, rather
10125            than the old one.  */
10126         r = copy_decl (t);
10127         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
10128         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10129
10130         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (t, args);
10131
10132         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
10133             && !TYPE_DECL_ALIAS_P (decl))
10134           {
10135             tree new_type;
10136             ++processing_template_decl;
10137             new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10138             --processing_template_decl;
10139             if (new_type == error_mark_node)
10140               RETURN (error_mark_node);
10141
10142             TREE_TYPE (r) = new_type;
10143             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
10144             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
10145             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
10146             DECL_CONTEXT (r) = TYPE_CONTEXT (new_type);
10147           }
10148         else
10149           {
10150             tree new_decl;
10151             ++processing_template_decl;
10152             new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
10153             --processing_template_decl;
10154             if (new_decl == error_mark_node)
10155               RETURN (error_mark_node);
10156
10157             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
10158             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
10159             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
10160             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
10161             DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (new_decl);
10162           }
10163
10164         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
10165         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
10166         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
10167
10168         /* The template parameters for this new template are all the
10169            template parameters for the old template, except the
10170            outermost level of parameters.  */
10171         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
10172           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
10173                                    complain);
10174
10175         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
10176           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
10177
10178         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
10179           /* Record this non-type partial instantiation.  */
10180           register_specialization (r, t,
10181                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)),
10182                                    false, hash);
10183       }
10184       break;
10185
10186     case FUNCTION_DECL:
10187       {
10188         tree ctx;
10189         tree argvec = NULL_TREE;
10190         tree *friends;
10191         tree gen_tmpl;
10192         tree type;
10193         int member;
10194         int args_depth;
10195         int parms_depth;
10196
10197         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
10198         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
10199
10200         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
10201           {
10202             tree spec;
10203             bool dependent_p;
10204
10205             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
10206                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
10207                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
10208                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
10209             ++processing_template_decl;
10210             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
10211             --processing_template_decl;
10212             if (!dependent_p)
10213               RETURN (t);
10214
10215             /* Calculate the most general template of which R is a
10216                specialization, and the complete set of arguments used to
10217                specialize R.  */
10218             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
10219             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
10220                                           (DECL_TEMPLATE_RESULT
10221                                                  (DECL_TI_TEMPLATE (t))),
10222                                            args, complain, in_decl);
10223             if (argvec == error_mark_node)
10224               RETURN (error_mark_node);
10225
10226             /* Check to see if we already have this specialization.  */
10227             hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
10228             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
10229
10230             if (spec)
10231               {
10232                 r = spec;
10233                 break;
10234               }
10235
10236             /* We can see more levels of arguments than parameters if
10237                there was a specialization of a member template, like
10238                this:
10239
10240                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
10241                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
10242
10243                Here, we'll be substituting into the specialization,
10244                because that's where we can find the code we actually
10245                want to generate, but we'll have enough arguments for
10246                the most general template.
10247
10248                We also deal with the peculiar case:
10249
10250                  template <class T> struct S {
10251                    template <class U> friend void f();
10252                  };
10253                  template <class U> void f() {}
10254                  template S<int>;
10255                  template void f<double>();
10256
10257                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
10258                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
10259                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
10260                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
10261                situations like:
10262
10263                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
10264                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
10265
10266                which we can spot because the pattern will be a
10267                specialization in this case.  */
10268             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
10269             parms_depth =
10270               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
10271             if (args_depth > parms_depth
10272                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
10273               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
10274           }
10275         else
10276           {
10277             /* This special case arises when we have something like this:
10278
10279                  template <class T> struct S {
10280                    friend void f<int>(int, double);
10281                  };
10282
10283                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
10284                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
10285                tsubst_friend_function, and we want only to create a
10286                new decl (R) with appropriate types so that we can call
10287                determine_specialization.  */
10288             gen_tmpl = NULL_TREE;
10289           }
10290
10291         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
10292           {
10293             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
10294               member = 2;
10295             else
10296               member = 1;
10297             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
10298                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
10299           }
10300         else
10301           {
10302             member = 0;
10303             ctx = DECL_CONTEXT (t);
10304           }
10305         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10306         if (type == error_mark_node)
10307           RETURN (error_mark_node);
10308
10309         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
10310            point, as they may not represent instantiations of this
10311            template, and in any case are considered separate under the
10312            discrete model.  */
10313         r = copy_decl (t);
10314         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
10315         TREE_TYPE (r) = type;
10316         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
10317         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
10318         SET_DECL_RTL (r, NULL);
10319         /* Leave DECL_INITIAL set on deleted instantiations.  */
10320         if (!DECL_DELETED_FN (r))
10321           DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
10322         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
10323
10324         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
10325           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
10326              case it's the name of one of the template's parameters.  */
10327           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
10328
10329         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
10330                                      complain, t);
10331         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
10332
10333         TREE_STATIC (r) = 0;
10334         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
10335         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
10336         /* If this is an instantiation of a function with internal
10337            linkage, we already know what object file linkage will be
10338            assigned to the instantiation.  */
10339         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
10340         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
10341         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10342         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
10343         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
10344         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
10345         DECL_STRUCT_FUNCTION (r) = NULL;
10346         TREE_USED (r) = 0;
10347         /* We'll re-clone as appropriate in instantiate_template.  */
10348         DECL_CLONED_FUNCTION (r) = NULL_TREE;
10349
10350         /* If we aren't complaining now, return on error before we register
10351            the specialization so that we'll complain eventually.  */
10352         if ((complain & tf_error) == 0
10353             && IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
10354             && !grok_op_properties (r, /*complain=*/false))
10355           RETURN (error_mark_node);
10356
10357         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
10358            this in the special friend case mentioned above where
10359            GEN_TMPL is NULL.  */
10360         if (gen_tmpl)
10361           {
10362             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
10363               = build_template_info (gen_tmpl, argvec);
10364             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
10365             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
10366
10367             /* We're not supposed to instantiate default arguments
10368                until they are called, for a template.  But, for a
10369                declaration like:
10370
10371                  template <class T> void f ()
10372                  { extern void g(int i = T()); }
10373
10374                we should do the substitution when the template is
10375                instantiated.  We handle the member function case in
10376                instantiate_class_template since the default arguments
10377                might refer to other members of the class.  */
10378             if (!member
10379                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
10380                 && !uses_template_parms (argvec))
10381               tsubst_default_arguments (r);
10382           }
10383         else
10384           DECL_TEMPLATE_INFO (r) = NULL_TREE;
10385
10386         /* Copy the list of befriending classes.  */
10387         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
10388              *friends;
10389              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
10390           {
10391             *friends = copy_node (*friends);
10392             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
10393                                             args, complain,
10394                                             in_decl);
10395           }
10396
10397         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
10398           {
10399             maybe_retrofit_in_chrg (r);
10400             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
10401               grok_ctor_properties (ctx, r);
10402             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
10403                If it isn't, that'll be handled by
10404                clone_constructors_and_destructors.  */
10405             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
10406               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
10407           }
10408         else if ((complain & tf_error) != 0
10409                  && IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
10410                  && !grok_op_properties (r, /*complain=*/true))
10411           RETURN (error_mark_node);
10412
10413         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
10414           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
10415                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
10416                                             args, complain, in_decl));
10417
10418         /* Possibly limit visibility based on template args.  */
10419         DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
10420         if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
10421           {
10422             DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
10423             DECL_ATTRIBUTES (r)
10424               = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
10425           }
10426         determine_visibility (r);
10427         if (DECL_DEFAULTED_OUTSIDE_CLASS_P (r)
10428             && !processing_template_decl)
10429           defaulted_late_check (r);
10430
10431         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
10432                                         args, complain, in_decl);
10433       }
10434       break;
10435
10436     case PARM_DECL:
10437       {
10438         tree type = NULL_TREE;
10439         int i, len = 1;
10440         tree expanded_types = NULL_TREE;
10441         tree prev_r = NULL_TREE;
10442         tree first_r = NULL_TREE;
10443
10444         if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
10445           {
10446             /* If there is a local specialization that isn't a
10447                parameter pack, it means that we're doing a "simple"
10448                substitution from inside tsubst_pack_expansion. Just
10449                return the local specialization (which will be a single
10450                parm).  */
10451             tree spec = retrieve_local_specialization (t);
10452             if (spec 
10453                 && TREE_CODE (spec) == PARM_DECL
10454                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (spec)) != TYPE_PACK_EXPANSION)
10455               RETURN (spec);
10456
10457             /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
10458                the parameters in this function parameter pack.  */
10459             expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (t), args,
10460                                                     complain, in_decl);
10461             if (TREE_CODE (expanded_types) == TREE_VEC)
10462               {
10463                 len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
10464
10465                 /* Zero-length parameter packs are boring. Just substitute
10466                    into the chain.  */
10467                 if (len == 0)
10468                   RETURN (tsubst (TREE_CHAIN (t), args, complain,
10469                                   TREE_CHAIN (t)));
10470               }
10471             else
10472               {
10473                 /* All we did was update the type. Make a note of that.  */
10474                 type = expanded_types;
10475                 expanded_types = NULL_TREE;
10476               }
10477           }
10478
10479         /* Loop through all of the parameter's we'll build. When T is
10480            a function parameter pack, LEN is the number of expanded
10481            types in EXPANDED_TYPES; otherwise, LEN is 1.  */
10482         r = NULL_TREE;
10483         for (i = 0; i < len; ++i)
10484           {
10485             prev_r = r;
10486             r = copy_node (t);
10487             if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
10488               SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
10489
10490             if (expanded_types)
10491               /* We're on the Ith parameter of the function parameter
10492                  pack.  */
10493               {
10494                 /* An argument of a function parameter pack is not a parameter
10495                    pack.  */
10496                 FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (r) = false;
10497
10498                 /* Get the Ith type.  */
10499                 type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
10500
10501                 if (DECL_NAME (r))
10502                   /* Rename the parameter to include the index.  */
10503                   DECL_NAME (r) =
10504                     make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (r), i);
10505               }
10506             else if (!type)
10507               /* We're dealing with a normal parameter.  */
10508               type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10509
10510             type = type_decays_to (type);
10511             TREE_TYPE (r) = type;
10512             cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
10513
10514             if (DECL_INITIAL (r))
10515               {
10516                 if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
10517                   DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
10518                 else
10519                   DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
10520                                              complain, in_decl);
10521               }
10522
10523             DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
10524
10525             if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
10526               DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
10527
10528             apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
10529                                             args, complain, in_decl);
10530
10531             /* Keep track of the first new parameter we
10532                generate. That's what will be returned to the
10533                caller.  */
10534             if (!first_r)
10535               first_r = r;
10536
10537             /* Build a proper chain of parameters when substituting
10538                into a function parameter pack.  */
10539             if (prev_r)
10540               DECL_CHAIN (prev_r) = r;
10541           }
10542
10543         if (DECL_CHAIN (t))
10544           DECL_CHAIN (r) = tsubst (DECL_CHAIN (t), args,
10545                                    complain, DECL_CHAIN (t));
10546
10547         /* FIRST_R contains the start of the chain we've built.  */
10548         r = first_r;
10549       }
10550       break;
10551
10552     case FIELD_DECL:
10553       {
10554         tree type;
10555
10556         r = copy_decl (t);
10557         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10558         if (type == error_mark_node)
10559           RETURN (error_mark_node);
10560         TREE_TYPE (r) = type;
10561         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
10562
10563         if (DECL_C_BIT_FIELD (r))
10564           /* For bit-fields, DECL_INITIAL gives the number of bits.  For
10565              non-bit-fields DECL_INITIAL is a non-static data member
10566              initializer, which gets deferred instantiation.  */
10567           DECL_INITIAL (r)
10568             = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
10569                            complain, in_decl,
10570                            /*integral_constant_expression_p=*/true);
10571         else if (DECL_INITIAL (t))
10572           {
10573             /* Set up DECL_TEMPLATE_INFO so that we can get at the
10574                NSDMI in perform_member_init.  Still set DECL_INITIAL
10575                so that we know there is one.  */
10576             DECL_INITIAL (r) = void_zero_node;
10577             gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) == NULL);
10578             retrofit_lang_decl (r);
10579             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (t, args);
10580           }
10581         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
10582            finish_member_declaration.  */
10583         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10584         if (VOID_TYPE_P (type))
10585           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
10586
10587         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
10588                                         args, complain, in_decl);
10589       }
10590       break;
10591
10592     case USING_DECL:
10593       /* We reach here only for member using decls.  We also need to check
10594          uses_template_parms because DECL_DEPENDENT_P is not set for a
10595          using-declaration that designates a member of the current
10596          instantiation (c++/53549).  */
10597       if (DECL_DEPENDENT_P (t)
10598           || uses_template_parms (USING_DECL_SCOPE (t)))
10599         {
10600           r = do_class_using_decl
10601             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
10602              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
10603           if (!r)
10604             r = error_mark_node;
10605           else
10606             {
10607               TREE_PROTECTED (r) = TREE_PROTECTED (t);
10608               TREE_PRIVATE (r) = TREE_PRIVATE (t);
10609             }
10610         }
10611       else
10612         {
10613           r = copy_node (t);
10614           DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10615         }
10616       break;
10617
10618     case TYPE_DECL:
10619     case VAR_DECL:
10620       {
10621         tree argvec = NULL_TREE;
10622         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
10623         tree spec;
10624         tree tmpl = NULL_TREE;
10625         tree ctx;
10626         tree type = NULL_TREE;
10627         bool local_p;
10628
10629         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
10630             && t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
10631           {
10632             /* If this is the canonical decl, we don't have to
10633                mess with instantiations, and often we can't (for
10634                typename, template type parms and such).  Note that
10635                TYPE_NAME is not correct for the above test if
10636                we've copied the type for a typedef.  */
10637             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10638             if (type == error_mark_node)
10639               RETURN (error_mark_node);
10640             r = TYPE_NAME (type);
10641             break;
10642           }
10643
10644         /* Check to see if we already have the specialization we
10645            need.  */
10646         spec = NULL_TREE;
10647         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t) || DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
10648           {
10649             /* T is a static data member or namespace-scope entity.
10650                We have to substitute into namespace-scope variables
10651                (even though such entities are never templates) because
10652                of cases like:
10653                
10654                  template <class T> void f() { extern T t; }
10655
10656                where the entity referenced is not known until
10657                instantiation time.  */
10658             local_p = false;
10659             ctx = DECL_CONTEXT (t);
10660             if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
10661               {
10662                 ctx = tsubst_aggr_type (ctx, args,
10663                                         complain,
10664                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
10665                 /* If CTX is unchanged, then T is in fact the
10666                    specialization we want.  That situation occurs when
10667                    referencing a static data member within in its own
10668                    class.  We can use pointer equality, rather than
10669                    same_type_p, because DECL_CONTEXT is always
10670                    canonical...  */
10671                 if (ctx == DECL_CONTEXT (t)
10672                     && (TREE_CODE (t) != TYPE_DECL
10673                         /* ... unless T is a member template; in which
10674                            case our caller can be willing to create a
10675                            specialization of that template represented
10676                            by T.  */
10677                         || !(DECL_TI_TEMPLATE (t)
10678                              && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (t)))))
10679                   spec = t;
10680               }
10681
10682             if (!spec)
10683               {
10684                 tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
10685                 gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
10686                 argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
10687                 if (argvec == error_mark_node)
10688                   RETURN (error_mark_node);
10689                 hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
10690                 spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
10691               }
10692           }
10693         else
10694           {
10695             /* A local variable.  */
10696             local_p = true;
10697             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
10698             ctx = NULL_TREE;
10699             spec = retrieve_local_specialization (t);
10700           }
10701         /* If we already have the specialization we need, there is
10702            nothing more to do.  */ 
10703         if (spec)
10704           {
10705             r = spec;
10706             break;
10707           }
10708
10709         if (TREE_CODE (t) == VAR_DECL && DECL_ANON_UNION_VAR_P (t))
10710           {
10711             /* Just use name lookup to find a member alias for an anonymous
10712                union, but then add it to the hash table.  */
10713             r = lookup_name (DECL_NAME (t));
10714             gcc_assert (DECL_ANON_UNION_VAR_P (r));
10715             register_local_specialization (r, t);
10716             break;
10717           }
10718
10719         /* Create a new node for the specialization we need.  */
10720         r = copy_decl (t);
10721         if (type == NULL_TREE)
10722           {
10723             if (is_typedef_decl (t))
10724               type = DECL_ORIGINAL_TYPE (t);
10725             else
10726               type = TREE_TYPE (t);
10727             if (TREE_CODE (t) == VAR_DECL
10728                 && VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (t)
10729                 && type != error_mark_node)
10730               type = strip_array_domain (type);
10731             type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
10732           }
10733         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
10734           {
10735             /* Even if the original location is out of scope, the
10736                newly substituted one is not.  */
10737             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
10738             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
10739             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (r) = 0;
10740             if (type == error_mark_node)
10741               RETURN (error_mark_node);
10742             if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
10743               {
10744                 /* It may seem that this case cannot occur, since:
10745
10746                      typedef void f();
10747                      void g() { f x; }
10748
10749                    declares a function, not a variable.  However:
10750       
10751                      typedef void f();
10752                      template <typename T> void g() { T t; }
10753                      template void g<f>();
10754
10755                    is an attempt to declare a variable with function
10756                    type.  */
10757                 error ("variable %qD has function type",
10758                        /* R is not yet sufficiently initialized, so we
10759                           just use its name.  */
10760                        DECL_NAME (r));
10761                 RETURN (error_mark_node);
10762               }
10763             type = complete_type (type);
10764             /* Wait until cp_finish_decl to set this again, to handle
10765                circular dependency (template/instantiate6.C). */
10766             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r) = 0;
10767             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
10768
10769             if (DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (t))
10770               {
10771                 tree ve = DECL_VALUE_EXPR (t);
10772                 ve = tsubst_expr (ve, args, complain, in_decl,
10773                                   /*constant_expression_p=*/false);
10774                 if (REFERENCE_REF_P (ve))
10775                   {
10776                     gcc_assert (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE);
10777                     ve = TREE_OPERAND (ve, 0);
10778                   }
10779                 SET_DECL_VALUE_EXPR (r, ve);
10780               }
10781           }
10782         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
10783           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
10784         TREE_TYPE (r) = type;
10785         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
10786         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
10787         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
10788         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
10789         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
10790           SET_DECL_RTL (r, NULL);
10791         /* The initializer must not be expanded until it is required;
10792            see [temp.inst].  */
10793         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
10794         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
10795           SET_DECL_RTL (r, NULL);
10796         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
10797         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
10798           {
10799             /* Possibly limit visibility based on template args.  */
10800             DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
10801             if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
10802               {
10803                 DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
10804                 DECL_ATTRIBUTES (r)
10805                   = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
10806               }
10807             determine_visibility (r);
10808           }
10809
10810         if (!local_p)
10811           {
10812             /* A static data member declaration is always marked
10813                external when it is declared in-class, even if an
10814                initializer is present.  We mimic the non-template
10815                processing here.  */
10816             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
10817
10818             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
10819             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (tmpl, argvec);
10820             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
10821           }
10822         else if (cp_unevaluated_operand)
10823           {
10824             /* We're substituting this var in a decltype outside of its
10825                scope, such as for a lambda return type.  Don't add it to
10826                local_specializations, do perform auto deduction.  */
10827             tree auto_node = type_uses_auto (type);
10828             if (auto_node)
10829               {
10830                 tree init
10831                   = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl,
10832                                  /*constant_expression_p=*/false);
10833                 init = resolve_nondeduced_context (init);
10834                 TREE_TYPE (r) = type
10835                   = do_auto_deduction (type, init, auto_node);
10836               }
10837           }
10838         else
10839           register_local_specialization (r, t);
10840
10841         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10842
10843         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r),
10844                                         /*flags=*/0,
10845                                         args, complain, in_decl);
10846
10847         /* Preserve a typedef that names a type.  */
10848         if (is_typedef_decl (r))
10849           {
10850             DECL_ORIGINAL_TYPE (r) = NULL_TREE;
10851             set_underlying_type (r);
10852           }
10853
10854         layout_decl (r, 0);
10855       }
10856       break;
10857
10858     default:
10859       gcc_unreachable ();
10860     }
10861 #undef RETURN
10862
10863  out:
10864   /* Restore the file and line information.  */
10865   input_location = saved_loc;
10866
10867   return r;
10868 }
10869
10870 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
10871
10872 static tree
10873 tsubst_arg_types (tree arg_types,
10874                   tree args,
10875                   tsubst_flags_t complain,
10876                   tree in_decl)
10877 {
10878   tree remaining_arg_types;
10879   tree type = NULL_TREE;
10880   int i = 1;
10881   tree expanded_args = NULL_TREE;
10882   tree default_arg;
10883
10884   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
10885     return arg_types;
10886
10887   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
10888                                           args, complain, in_decl);
10889   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
10890     return error_mark_node;
10891
10892   if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (arg_types)))
10893     {
10894       /* For a pack expansion, perform substitution on the
10895          entire expression. Later on, we'll handle the arguments
10896          one-by-one.  */
10897       expanded_args = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (arg_types),
10898                                             args, complain, in_decl);
10899
10900       if (TREE_CODE (expanded_args) == TREE_VEC)
10901         /* So that we'll spin through the parameters, one by one.  */
10902         i = TREE_VEC_LENGTH (expanded_args);
10903       else
10904         {
10905           /* We only partially substituted into the parameter
10906              pack. Our type is TYPE_PACK_EXPANSION.  */
10907           type = expanded_args;
10908           expanded_args = NULL_TREE;
10909         }
10910     }
10911
10912   while (i > 0) {
10913     --i;
10914     
10915     if (expanded_args)
10916       type = TREE_VEC_ELT (expanded_args, i);
10917     else if (!type)
10918       type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
10919
10920     if (type == error_mark_node)
10921       return error_mark_node;
10922     if (VOID_TYPE_P (type))
10923       {
10924         if (complain & tf_error)
10925           {
10926             error ("invalid parameter type %qT", type);
10927             if (in_decl)
10928               error ("in declaration %q+D", in_decl);
10929           }
10930         return error_mark_node;
10931     }
10932     
10933     /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
10934        top-level qualifiers as required.  */
10935     type = cv_unqualified (type_decays_to (type));
10936
10937     /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
10938        mandates that they be instantiated only when needed, which is
10939        done in build_over_call.  */
10940     default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
10941
10942     if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
10943       {
10944         /* We've instantiated a template before its default arguments
10945            have been parsed.  This can happen for a nested template
10946            class, and is not an error unless we require the default
10947            argument in a call of this function.  */
10948         remaining_arg_types = 
10949           tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
10950         VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), 
10951                        remaining_arg_types);
10952       }
10953     else
10954       remaining_arg_types = 
10955         hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
10956   }
10957         
10958   return remaining_arg_types;
10959 }
10960
10961 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
10962    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
10963    initial substitution of explicitly provided template parameters
10964    during argument deduction forbids substitution into the
10965    exception-specification:
10966
10967      [temp.deduct]
10968
10969      All references in the function type of the function template to  the
10970      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
10971      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
10972      in  the function type of the function template results in an invalid
10973      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
10974      exception specifications is done only when the function is instanti-
10975      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
10976      results in an invalid type.]  */
10977
10978 static tree
10979 tsubst_function_type (tree t,
10980                       tree args,
10981                       tsubst_flags_t complain,
10982                       tree in_decl)
10983 {
10984   tree return_type;
10985   tree arg_types;
10986   tree fntype;
10987
10988   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
10989   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
10990
10991   /* Substitute the return type.  */
10992   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10993   if (return_type == error_mark_node)
10994     return error_mark_node;
10995   /* The standard does not presently indicate that creation of a
10996      function type with an invalid return type is a deduction failure.
10997      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
10998      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
10999   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
11000       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
11001     {
11002       if (complain & tf_error)
11003         {
11004           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
11005             error ("function returning an array");
11006           else
11007             error ("function returning a function");
11008         }
11009       return error_mark_node;
11010     }
11011
11012   /* Substitute the argument types.  */
11013   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
11014                                 complain, in_decl);
11015   if (arg_types == error_mark_node)
11016     return error_mark_node;
11017
11018   /* Construct a new type node and return it.  */
11019   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
11020     {
11021       fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
11022       fntype = apply_memfn_quals (fntype, type_memfn_quals (t));
11023     }
11024   else
11025     {
11026       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
11027       if (! MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
11028         {
11029           /* [temp.deduct]
11030
11031              Type deduction may fail for any of the following
11032              reasons:
11033
11034              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
11035              is not a class type.  */
11036           if (complain & tf_error)
11037             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
11038                       r);
11039           return error_mark_node;
11040         }
11041
11042       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
11043                                            TREE_CHAIN (arg_types));
11044     }
11045   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
11046
11047   return fntype;
11048 }
11049
11050 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
11051    ARGS into that specification, and return the substituted
11052    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
11053
11054 static tree
11055 tsubst_exception_specification (tree fntype,
11056                                 tree args,
11057                                 tsubst_flags_t complain,
11058                                 tree in_decl,
11059                                 bool defer_ok)
11060 {
11061   tree specs;
11062   tree new_specs;
11063
11064   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
11065   new_specs = NULL_TREE;
11066   if (specs && TREE_PURPOSE (specs))
11067     {
11068       /* A noexcept-specifier.  */
11069       tree expr = TREE_PURPOSE (specs);
11070       if (expr == boolean_true_node || expr == boolean_false_node)
11071         new_specs = expr;
11072       else if (defer_ok)
11073         {
11074           /* Defer instantiation of noexcept-specifiers to avoid
11075              excessive instantiations (c++/49107).  */
11076           new_specs = make_node (DEFERRED_NOEXCEPT);
11077           if (DEFERRED_NOEXCEPT_SPEC_P (specs))
11078             {
11079               /* We already partially instantiated this member template,
11080                  so combine the new args with the old.  */
11081               DEFERRED_NOEXCEPT_PATTERN (new_specs)
11082                 = DEFERRED_NOEXCEPT_PATTERN (expr);
11083               DEFERRED_NOEXCEPT_ARGS (new_specs)
11084                 = add_to_template_args (DEFERRED_NOEXCEPT_ARGS (expr), args);
11085             }
11086           else
11087             {
11088               DEFERRED_NOEXCEPT_PATTERN (new_specs) = expr;
11089               DEFERRED_NOEXCEPT_ARGS (new_specs) = args;
11090             }
11091         }
11092       else
11093         new_specs = tsubst_copy_and_build
11094           (expr, args, complain, in_decl, /*function_p=*/false,
11095            /*integral_constant_expression_p=*/true);
11096       new_specs = build_noexcept_spec (new_specs, complain);
11097     }
11098   else if (specs)
11099     {
11100       if (! TREE_VALUE (specs))
11101         new_specs = specs;
11102       else
11103         while (specs)
11104           {
11105             tree spec;
11106             int i, len = 1;
11107             tree expanded_specs = NULL_TREE;
11108
11109             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (specs)))
11110               {
11111                 /* Expand the pack expansion type.  */
11112                 expanded_specs = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (specs),
11113                                                        args, complain,
11114                                                        in_decl);
11115
11116                 if (expanded_specs == error_mark_node)
11117                   return error_mark_node;
11118                 else if (TREE_CODE (expanded_specs) == TREE_VEC)
11119                   len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_specs);
11120                 else
11121                   {
11122                     /* We're substituting into a member template, so
11123                        we got a TYPE_PACK_EXPANSION back.  Add that
11124                        expansion and move on.  */
11125                     gcc_assert (TREE_CODE (expanded_specs) 
11126                                 == TYPE_PACK_EXPANSION);
11127                     new_specs = add_exception_specifier (new_specs,
11128                                                          expanded_specs,
11129                                                          complain);
11130                     specs = TREE_CHAIN (specs);
11131                     continue;
11132                   }
11133               }
11134
11135             for (i = 0; i < len; ++i)
11136               {
11137                 if (expanded_specs)
11138                   spec = TREE_VEC_ELT (expanded_specs, i);
11139                 else
11140                   spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
11141                 if (spec == error_mark_node)
11142                   return spec;
11143                 new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, 
11144                                                      complain);
11145               }
11146
11147             specs = TREE_CHAIN (specs);
11148           }
11149     }
11150   return new_specs;
11151 }
11152
11153 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
11154    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
11155    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
11156    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
11157    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
11158    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
11159    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
11160    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
11161    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
11162    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
11163    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
11164    yet.
11165
11166    This function is used for dealing with types, decls and the like;
11167    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
11168
11169 tree
11170 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
11171 {
11172   enum tree_code code;
11173   tree type, r = NULL_TREE;
11174
11175   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
11176       || t == integer_type_node
11177       || t == void_type_node
11178       || t == char_type_node
11179       || t == unknown_type_node
11180       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL
11181       || TREE_CODE (t) == TRANSLATION_UNIT_DECL)
11182     return t;
11183
11184   if (DECL_P (t))
11185     return tsubst_decl (t, args, complain);
11186
11187   if (args == NULL_TREE)
11188     return t;
11189
11190   code = TREE_CODE (t);
11191
11192   if (code == IDENTIFIER_NODE)
11193     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
11194   else
11195     type = TREE_TYPE (t);
11196
11197   gcc_assert (type != unknown_type_node);
11198
11199   /* Reuse typedefs.  We need to do this to handle dependent attributes,
11200      such as attribute aligned.  */
11201   if (TYPE_P (t)
11202       && typedef_variant_p (t))
11203     {
11204       tree decl = TYPE_NAME (t);
11205
11206       if (TYPE_DECL_ALIAS_P (decl)
11207           && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
11208           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
11209           && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl)))
11210         {
11211           /* DECL represents an alias template and we want to
11212              instantiate it.  Let's substitute our arguments for the
11213              template parameters into the declaration and get the
11214              resulting type.  */
11215           r = tsubst (decl, args, complain, decl);
11216         }
11217       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
11218                && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
11219                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (decl)))
11220         {
11221           tree tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11222           tree gen_args = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args, complain, in_decl);
11223           r = retrieve_specialization (tmpl, gen_args, 0);
11224         }
11225       else if (DECL_FUNCTION_SCOPE_P (decl)
11226                && DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
11227                && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (DECL_CONTEXT (decl))))
11228         r = retrieve_local_specialization (decl);
11229       else
11230         /* The typedef is from a non-template context.  */
11231         return t;
11232
11233       if (r)
11234         {
11235           r = TREE_TYPE (r);
11236           r = cp_build_qualified_type_real
11237             (r, cp_type_quals (t) | cp_type_quals (r),
11238              complain | tf_ignore_bad_quals);
11239           return r;
11240         }
11241       else
11242         /* We don't have an instantiation yet, so drop the typedef.  */
11243         t = DECL_ORIGINAL_TYPE (decl);
11244     }
11245
11246   if (type
11247       && code != TYPENAME_TYPE
11248       && code != TEMPLATE_TYPE_PARM
11249       && code != IDENTIFIER_NODE
11250       && code != FUNCTION_TYPE
11251       && code != METHOD_TYPE)
11252     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
11253   if (type == error_mark_node)
11254     return error_mark_node;
11255
11256   switch (code)
11257     {
11258     case RECORD_TYPE:
11259     case UNION_TYPE:
11260     case ENUMERAL_TYPE:
11261       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
11262                                /*entering_scope=*/0);
11263
11264     case ERROR_MARK:
11265     case IDENTIFIER_NODE:
11266     case VOID_TYPE:
11267     case REAL_TYPE:
11268     case COMPLEX_TYPE:
11269     case VECTOR_TYPE:
11270     case BOOLEAN_TYPE:
11271     case NULLPTR_TYPE:
11272     case LANG_TYPE:
11273       return t;
11274
11275     case INTEGER_TYPE:
11276       if (t == integer_type_node)
11277         return t;
11278
11279       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
11280           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
11281         return t;
11282
11283       {
11284         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
11285
11286         max = tsubst_expr (omax, args, complain, in_decl,
11287                            /*integral_constant_expression_p=*/false);
11288
11289         /* Fix up type of the magic NOP_EXPR with TREE_SIDE_EFFECTS if
11290            needed.  */
11291         if (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR
11292             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax)
11293             && !TREE_TYPE (max))
11294           TREE_TYPE (max) = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (max, 0));
11295
11296         /* If we're in a partial instantiation, preserve the magic NOP_EXPR
11297            with TREE_SIDE_EFFECTS that indicates this is not an integral
11298            constant expression.  */
11299         if (processing_template_decl
11300             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax) && TREE_CODE (omax) == NOP_EXPR)
11301           {
11302             gcc_assert (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR);
11303             TREE_SIDE_EFFECTS (max) = 1;
11304           }
11305
11306         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max, complain);
11307       }
11308
11309     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
11310     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11311     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11312     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
11313       {
11314         int idx;
11315         int level;
11316         int levels;
11317         tree arg = NULL_TREE;
11318
11319         r = NULL_TREE;
11320
11321         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
11322         template_parm_level_and_index (t, &level, &idx); 
11323
11324         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
11325         if (level <= levels)
11326           {
11327             arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
11328
11329             if (arg && TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
11330               /* See through ARGUMENT_PACK_SELECT arguments. */
11331               arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (arg);
11332           }
11333
11334         if (arg == error_mark_node)
11335           return error_mark_node;
11336         else if (arg != NULL_TREE)
11337           {
11338             if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
11339               /* If ARG is an argument pack, we don't actually want to
11340                  perform a substitution here, because substitutions
11341                  for argument packs are only done
11342                  element-by-element. We can get to this point when
11343                  substituting the type of a non-type template
11344                  parameter pack, when that type actually contains
11345                  template parameter packs from an outer template, e.g.,
11346
11347                  template<typename... Types> struct A {
11348                    template<Types... Values> struct B { };
11349                  };  */
11350               return t;
11351
11352             if (code == TEMPLATE_TYPE_PARM)
11353               {
11354                 int quals;
11355                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
11356
11357                 quals = cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t);
11358                   
11359                 return cp_build_qualified_type_real
11360                   (arg, quals, complain | tf_ignore_bad_quals);
11361               }
11362             else if (code == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11363               {
11364                 /* We are processing a type constructed from a
11365                    template template parameter.  */
11366                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
11367                                       args, complain, in_decl);
11368                 if (argvec == error_mark_node)
11369                   return error_mark_node;
11370
11371                 gcc_assert (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
11372                             || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
11373                             || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
11374
11375                 if (TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
11376                   /* Consider this code:
11377
11378                         template <template <class> class Template>
11379                         struct Internal {
11380                         template <class Arg> using Bind = Template<Arg>;
11381                         };
11382
11383                         template <template <class> class Template, class Arg>
11384                         using Instantiate = Template<Arg>; //#0
11385
11386                         template <template <class> class Template,
11387                                   class Argument>
11388                         using Bind =
11389                           Instantiate<Internal<Template>::template Bind,
11390                                       Argument>; //#1
11391
11392                      When #1 is parsed, the
11393                      BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM representing the
11394                      parameter `Template' in #0 matches the
11395                      UNBOUND_CLASS_TEMPLATE representing the argument
11396                      `Internal<Template>::template Bind'; We then want
11397                      to assemble the type `Bind<Argument>' that can't
11398                      be fully created right now, because
11399                      `Internal<Template>' not being complete, the Bind
11400                      template cannot be looked up in that context.  So
11401                      we need to "store" `Bind<Argument>' for later
11402                      when the context of Bind becomes complete.  Let's
11403                      store that in a TYPENAME_TYPE.  */
11404                   return make_typename_type (TYPE_CONTEXT (arg),
11405                                              build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
11406                                                        TYPE_IDENTIFIER (arg),
11407                                                        argvec),
11408                                              typename_type,
11409                                              complain);
11410
11411                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
11412                    are resolving nested-types in the signature of a
11413                    member function templates.  Otherwise ARG is a
11414                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
11415                    instantiated.  */
11416                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11417                   arg = TYPE_NAME (arg);
11418
11419                 r = lookup_template_class (arg,
11420                                            argvec, in_decl,
11421                                            DECL_CONTEXT (arg),
11422                                             /*entering_scope=*/0,
11423                                            complain);
11424                 return cp_build_qualified_type_real
11425                   (r, cp_type_quals (t), complain);
11426               }
11427             else
11428               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
11429               return convert_from_reference (unshare_expr (arg));
11430           }
11431
11432         if (level == 1)
11433           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
11434              unify.  This means that we don't yet have any information
11435              about the template parameter in question.  */
11436           return t;
11437
11438         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
11439            more deeply nested template.  Make a new version of this
11440            template parameter, but with a lower level.  */
11441         switch (code)
11442           {
11443           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
11444           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11445           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11446             if (cp_type_quals (t))
11447               {
11448                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
11449                 r = cp_build_qualified_type_real
11450                   (r, cp_type_quals (t),
11451                    complain | (code == TEMPLATE_TYPE_PARM
11452                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
11453               }
11454             else
11455               {
11456                 r = copy_type (t);
11457                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
11458                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
11459                                                 r, levels, args, complain);
11460                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
11461                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
11462                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
11463                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
11464
11465                 if (TREE_CODE (r) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11466                   /* We have reduced the level of the template
11467                      template parameter, but not the levels of its
11468                      template parameters, so canonical_type_parameter
11469                      will not be able to find the canonical template
11470                      template parameter for this level. Thus, we
11471                      require structural equality checking to compare
11472                      TEMPLATE_TEMPLATE_PARMs. */
11473                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
11474                 else if (TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (t))
11475                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
11476                 else
11477                   TYPE_CANONICAL (r) = canonical_type_parameter (r);
11478
11479                 if (code == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11480                   {
11481                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
11482                                           complain, in_decl);
11483                     if (argvec == error_mark_node)
11484                       return error_mark_node;
11485
11486                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
11487                       = build_template_info (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec);
11488                   }
11489               }
11490             break;
11491
11492           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
11493             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels, args, complain);
11494             break;
11495
11496           default:
11497             gcc_unreachable ();
11498           }
11499
11500         return r;
11501       }
11502
11503     case TREE_LIST:
11504       {
11505         tree purpose, value, chain;
11506
11507         if (t == void_list_node)
11508           return t;
11509
11510         purpose = TREE_PURPOSE (t);
11511         if (purpose)
11512           {
11513             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
11514             if (purpose == error_mark_node)
11515               return error_mark_node;
11516           }
11517         value = TREE_VALUE (t);
11518         if (value)
11519           {
11520             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
11521             if (value == error_mark_node)
11522               return error_mark_node;
11523           }
11524         chain = TREE_CHAIN (t);
11525         if (chain && chain != void_type_node)
11526           {
11527             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
11528             if (chain == error_mark_node)
11529               return error_mark_node;
11530           }
11531         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
11532             && value == TREE_VALUE (t)
11533             && chain == TREE_CHAIN (t))
11534           return t;
11535         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
11536       }
11537
11538     case TREE_BINFO:
11539       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
11540       gcc_unreachable ();
11541
11542     case TREE_VEC:
11543       /* A vector of template arguments.  */
11544       gcc_assert (!type);
11545       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
11546
11547     case POINTER_TYPE:
11548     case REFERENCE_TYPE:
11549       {
11550         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
11551           return t;
11552
11553         /* [temp.deduct]
11554
11555            Type deduction may fail for any of the following
11556            reasons:
11557
11558            -- Attempting to create a pointer to reference type.
11559            -- Attempting to create a reference to a reference type or
11560               a reference to void.
11561
11562           Core issue 106 says that creating a reference to a reference
11563           during instantiation is no longer a cause for failure. We
11564           only enforce this check in strict C++98 mode.  */
11565         if ((TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
11566              && (((cxx_dialect == cxx98) && flag_iso) || code != REFERENCE_TYPE))
11567             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
11568           {
11569             static location_t last_loc;
11570
11571             /* We keep track of the last time we issued this error
11572                message to avoid spewing a ton of messages during a
11573                single bad template instantiation.  */
11574             if (complain & tf_error
11575                 && last_loc != input_location)
11576               {
11577                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
11578                   error ("forming reference to void");
11579                else if (code == POINTER_TYPE)
11580                  error ("forming pointer to reference type %qT", type);
11581                else
11582                   error ("forming reference to reference type %qT", type);
11583                 last_loc = input_location;
11584               }
11585
11586             return error_mark_node;
11587           }
11588         else if (code == POINTER_TYPE)
11589           {
11590             r = build_pointer_type (type);
11591             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
11592               r = build_ptrmemfunc_type (r);
11593           }
11594         else if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11595           /* In C++0x, during template argument substitution, when there is an
11596              attempt to create a reference to a reference type, reference
11597              collapsing is applied as described in [14.3.1/4 temp.arg.type]:
11598
11599              "If a template-argument for a template-parameter T names a type
11600              that is a reference to a type A, an attempt to create the type
11601              'lvalue reference to cv T' creates the type 'lvalue reference to
11602              A,' while an attempt to create the type type rvalue reference to
11603              cv T' creates the type T"
11604           */
11605           r = cp_build_reference_type
11606               (TREE_TYPE (type),
11607                TYPE_REF_IS_RVALUE (t) && TYPE_REF_IS_RVALUE (type));
11608         else
11609           r = cp_build_reference_type (type, TYPE_REF_IS_RVALUE (t));
11610         r = cp_build_qualified_type_real (r, cp_type_quals (t), complain);
11611
11612         if (r != error_mark_node)
11613           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
11614           layout_type (r);
11615
11616         return r;
11617       }
11618     case OFFSET_TYPE:
11619       {
11620         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
11621         if (r == error_mark_node || !MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
11622           {
11623             /* [temp.deduct]
11624
11625                Type deduction may fail for any of the following
11626                reasons:
11627
11628                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
11629                   is not a class type.  */
11630             if (complain & tf_error)
11631               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
11632             return error_mark_node;
11633           }
11634         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11635           {
11636             if (complain & tf_error)
11637               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
11638             return error_mark_node;
11639           }
11640         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
11641           {
11642             if (complain & tf_error)
11643               error ("creating pointer to member of type void");
11644             return error_mark_node;
11645           }
11646         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
11647         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
11648           {
11649             /* The type of the implicit object parameter gets its
11650                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
11651             tree memptr;
11652             tree method_type = build_memfn_type (type, r, type_memfn_quals (type));
11653             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
11654             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
11655                                                  complain);
11656           }
11657         else
11658           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
11659                                                cp_type_quals (t),
11660                                                complain);
11661       }
11662     case FUNCTION_TYPE:
11663     case METHOD_TYPE:
11664       {
11665         tree fntype;
11666         tree specs;
11667         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
11668         if (fntype == error_mark_node)
11669           return error_mark_node;
11670
11671         /* Substitute the exception specification.  */
11672         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
11673                                                 in_decl, /*defer_ok*/true);
11674         if (specs == error_mark_node)
11675           return error_mark_node;
11676         if (specs)
11677           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
11678         return fntype;
11679       }
11680     case ARRAY_TYPE:
11681       {
11682         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
11683         if (domain == error_mark_node)
11684           return error_mark_node;
11685
11686         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
11687            it will obviously be the same as T.  */
11688         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
11689           return t;
11690
11691         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
11692
11693            [temp.deduct]
11694
11695            The deduction may fail for any of the following reasons:
11696
11697            -- Attempting to create an array with an element type that
11698               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
11699               an abstract class type.  */
11700         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
11701             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
11702             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11703           {
11704             if (complain & tf_error)
11705               error ("creating array of %qT", type);
11706             return error_mark_node;
11707           }
11708         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
11709           {
11710             if (complain & tf_error)
11711               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
11712                      type);
11713             return error_mark_node;
11714           }
11715
11716         r = build_cplus_array_type (type, domain);
11717
11718         if (TYPE_USER_ALIGN (t))
11719           {
11720             TYPE_ALIGN (r) = TYPE_ALIGN (t);
11721             TYPE_USER_ALIGN (r) = 1;
11722           }
11723
11724         return r;
11725       }
11726
11727     case TYPENAME_TYPE:
11728       {
11729         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
11730                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
11731         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
11732                               complain, in_decl);
11733
11734         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
11735           return error_mark_node;
11736
11737         if (!MAYBE_CLASS_TYPE_P (ctx))
11738           {
11739             if (complain & tf_error)
11740               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
11741             return error_mark_node;
11742           }
11743         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
11744           {
11745             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
11746                have complete type in order to allow things like:
11747
11748                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
11749
11750                But, such constructs have already been resolved by this
11751                point, so here CTX really should have complete type, unless
11752                it's a partial instantiation.  */
11753             ctx = complete_type (ctx);
11754             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
11755               {
11756                 if (complain & tf_error)
11757                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
11758                 return error_mark_node;
11759               }
11760           }
11761
11762         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
11763                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
11764         if (f == error_mark_node)
11765           return f;
11766         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
11767           {
11768             complain |= tf_ignore_bad_quals;
11769             f = TREE_TYPE (f);
11770           }
11771
11772         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
11773           {
11774             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
11775               {
11776                 if (complain & tf_error)
11777                   error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
11778                          t, f);
11779                 else
11780                   return error_mark_node;
11781               }
11782             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
11783               {
11784                 if (complain & tf_error)
11785                   error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
11786                          t, f);
11787                 else
11788                   return error_mark_node;
11789               }
11790           }
11791
11792         return cp_build_qualified_type_real
11793           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
11794       }
11795
11796     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
11797       {
11798         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
11799                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
11800         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
11801         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
11802
11803         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
11804           return error_mark_node;
11805
11806         if (parm_list)
11807           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
11808         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
11809       }
11810
11811     case TYPEOF_TYPE:
11812       {
11813         tree type;
11814
11815         ++cp_unevaluated_operand;
11816         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
11817
11818         type = tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
11819                             complain, in_decl,
11820                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
11821
11822         --cp_unevaluated_operand;
11823         --c_inhibit_evaluation_warnings;
11824
11825         type = finish_typeof (type);
11826         return cp_build_qualified_type_real (type,
11827                                              cp_type_quals (t)
11828                                              | cp_type_quals (type),
11829                                              complain);
11830       }
11831
11832     case DECLTYPE_TYPE:
11833       {
11834         tree type;
11835
11836         ++cp_unevaluated_operand;
11837         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
11838
11839         type = tsubst_expr (DECLTYPE_TYPE_EXPR (t), args,
11840                             complain, in_decl,
11841                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
11842
11843         --cp_unevaluated_operand;
11844         --c_inhibit_evaluation_warnings;
11845
11846         if (DECLTYPE_FOR_LAMBDA_CAPTURE (t))
11847           type = lambda_capture_field_type (type);
11848         else if (DECLTYPE_FOR_LAMBDA_PROXY (t))
11849           type = lambda_proxy_type (type);
11850         else
11851           type = finish_decltype_type
11852             (type, DECLTYPE_TYPE_ID_EXPR_OR_MEMBER_ACCESS_P (t), complain);
11853         return cp_build_qualified_type_real (type,
11854                                              cp_type_quals (t)
11855                                              | cp_type_quals (type),
11856                                              complain);
11857       }
11858
11859     case UNDERLYING_TYPE:
11860       {
11861         tree type = tsubst (UNDERLYING_TYPE_TYPE (t), args,
11862                             complain, in_decl);
11863         return finish_underlying_type (type);
11864       }
11865
11866     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
11867     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
11868       {
11869         tree r = TYPE_P (t) ? cxx_make_type (code) : make_node (code);
11870         tree packed_out = 
11871           tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (t), 
11872                                 args,
11873                                 complain,
11874                                 in_decl);
11875         SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (r, packed_out);
11876
11877         /* For template nontype argument packs, also substitute into
11878            the type.  */
11879         if (code == NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
11880           TREE_TYPE (r) = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
11881
11882         return r;
11883       }
11884       break;
11885
11886     case INTEGER_CST:
11887     case REAL_CST:
11888     case STRING_CST:
11889     case PLUS_EXPR:
11890     case MINUS_EXPR:
11891     case NEGATE_EXPR:
11892     case NOP_EXPR:
11893     case INDIRECT_REF:
11894     case ADDR_EXPR:
11895     case CALL_EXPR:
11896     case ARRAY_REF:
11897     case SCOPE_REF:
11898       /* We should use one of the expression tsubsts for these codes.  */
11899       gcc_unreachable ();
11900
11901     default:
11902       sorry ("use of %qs in template", tree_code_name [(int) code]);
11903       return error_mark_node;
11904     }
11905 }
11906
11907 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
11908    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
11909    operator.  */
11910
11911 static tree
11912 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
11913                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
11914 {
11915     tree name;
11916     tree qualifying_scope;
11917     tree fns;
11918     tree optype;
11919     tree template_args = 0;
11920     bool template_id_p = false;
11921     bool qualified = BASELINK_QUALIFIED_P (baselink);
11922
11923     /* A baselink indicates a function from a base class.  Both the
11924        BASELINK_ACCESS_BINFO and the base class referenced may
11925        indicate bases of the template class, rather than the
11926        instantiated class.  In addition, lookups that were not
11927        ambiguous before may be ambiguous now.  Therefore, we perform
11928        the lookup again.  */
11929     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
11930     qualifying_scope = tsubst (qualifying_scope, args,
11931                                complain, in_decl);
11932     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
11933     optype = tsubst (BASELINK_OPTYPE (baselink), args, complain, in_decl);
11934     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
11935       {
11936         template_id_p = true;
11937         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
11938         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
11939         if (template_args)
11940           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
11941                                                 complain, in_decl);
11942       }
11943     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
11944     if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (name))
11945       name = mangle_conv_op_name_for_type (optype);
11946     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
11947     if (!baselink)
11948       return error_mark_node;
11949
11950     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
11951        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
11952        later by overload resolution will be marked as used at that
11953        point.)  */
11954     if (BASELINK_P (baselink))
11955       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
11956     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
11957       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
11958
11959     /* Add back the template arguments, if present.  */
11960     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
11961       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
11962         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
11963                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
11964                     template_args);
11965     /* Update the conversion operator type.  */
11966     BASELINK_OPTYPE (baselink) = optype;
11967
11968     if (!object_type)
11969       object_type = current_class_type;
11970
11971     if (qualified)
11972       baselink = adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
11973                                                          qualifying_scope,
11974                                                          object_type);
11975     return baselink;
11976 }
11977
11978 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
11979    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
11980    itself; false if more of the postfix-expression follows the
11981    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
11982    of "&".  */
11983
11984 static tree
11985 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
11986                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
11987                      bool done, bool address_p)
11988 {
11989   tree expr;
11990   tree scope;
11991   tree name;
11992   bool is_template;
11993   tree template_args;
11994
11995   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
11996
11997   /* Figure out what name to look up.  */
11998   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
11999   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12000     {
12001       is_template = true;
12002       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
12003       if (template_args)
12004         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
12005                                               complain, in_decl);
12006       name = TREE_OPERAND (name, 0);
12007     }
12008   else
12009     {
12010       is_template = false;
12011       template_args = NULL_TREE;
12012     }
12013
12014   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
12015      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
12016      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
12017      substituting will not help.  */
12018   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
12019   if (args)
12020     {
12021       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
12022       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
12023     }
12024   else
12025     expr = name;
12026
12027   if (dependent_scope_p (scope))
12028     {
12029       if (is_template)
12030         expr = build_min_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, expr, template_args);
12031       return build_qualified_name (NULL_TREE, scope, expr,
12032                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id));
12033     }
12034
12035   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
12036     {
12037       if (TREE_CODE (expr) == BIT_NOT_EXPR)
12038         {
12039           /* A BIT_NOT_EXPR is used to represent a destructor.  */
12040           if (!check_dtor_name (scope, TREE_OPERAND (expr, 0)))
12041             {
12042               error ("qualifying type %qT does not match destructor name ~%qT",
12043                      scope, TREE_OPERAND (expr, 0));
12044               expr = error_mark_node;
12045             }
12046           else
12047             expr = lookup_qualified_name (scope, complete_dtor_identifier,
12048                                           /*is_type_p=*/0, false);
12049         }
12050       else
12051         expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
12052       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
12053                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
12054         {
12055           if (complain & tf_error)
12056             {
12057               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
12058                      "instantiation yields a type", qualified_id);
12059               inform (input_location, "say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
12060             }
12061           return error_mark_node;
12062         }
12063     }
12064
12065   if (DECL_P (expr))
12066     {
12067       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
12068                                            scope);
12069       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
12070       mark_used (expr);
12071     }
12072
12073   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
12074     {
12075       if (complain & tf_error)
12076         qualified_name_lookup_error (scope,
12077                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
12078                                      expr, input_location);
12079       return error_mark_node;
12080     }
12081
12082   if (is_template)
12083     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
12084
12085   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
12086     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
12087                                  expr, input_location);
12088   else if (TYPE_P (scope))
12089     {
12090       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
12091               (expr, scope, current_class_type));
12092       expr = (finish_qualified_id_expr
12093               (scope, expr, done, address_p && PTRMEM_OK_P (qualified_id),
12094                QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id),
12095                /*template_arg_p=*/false));
12096     }
12097
12098   /* Expressions do not generally have reference type.  */
12099   if (TREE_CODE (expr) != SCOPE_REF
12100       /* However, if we're about to form a pointer-to-member, we just
12101          want the referenced member referenced.  */
12102       && TREE_CODE (expr) != OFFSET_REF)
12103     expr = convert_from_reference (expr);
12104
12105   return expr;
12106 }
12107
12108 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
12109    template parms; to finish processing the resultant expression, use
12110    tsubst_copy_and_build or tsubst_expr.  */
12111
12112 static tree
12113 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
12114 {
12115   enum tree_code code;
12116   tree r;
12117
12118   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node || args == NULL_TREE)
12119     return t;
12120
12121   code = TREE_CODE (t);
12122
12123   switch (code)
12124     {
12125     case PARM_DECL:
12126       r = retrieve_local_specialization (t);
12127
12128       if (r == NULL)
12129         {
12130           tree c;
12131
12132           /* We get here for a use of 'this' in an NSDMI.  */
12133           if (DECL_NAME (t) == this_identifier
12134               && at_function_scope_p ()
12135               && DECL_CONSTRUCTOR_P (current_function_decl))
12136             return current_class_ptr;
12137
12138           /* This can happen for a parameter name used later in a function
12139              declaration (such as in a late-specified return type).  Just
12140              make a dummy decl, since it's only used for its type.  */
12141           gcc_assert (cp_unevaluated_operand != 0);
12142           /* We copy T because want to tsubst the PARM_DECL only,
12143              not the following PARM_DECLs that are chained to T.  */
12144           c = copy_node (t);
12145           r = tsubst_decl (c, args, complain);
12146           /* Give it the template pattern as its context; its true context
12147              hasn't been instantiated yet and this is good enough for
12148              mangling.  */
12149           DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (t);
12150         }
12151       
12152       if (TREE_CODE (r) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
12153         r = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (r);
12154       mark_used (r);
12155       return r;
12156
12157     case CONST_DECL:
12158       {
12159         tree enum_type;
12160         tree v;
12161
12162         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
12163           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
12164         /* There is no need to substitute into namespace-scope
12165            enumerators.  */
12166         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
12167           return t;
12168         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
12169         if (args == NULL_TREE)
12170           return integral_constant_value (t);
12171
12172         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
12173            Consider:
12174
12175              template <int I> int f() {
12176              enum E { a = I };
12177              struct S { void g() { E e = a; } };
12178              };
12179
12180            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
12181            clever enough to find f<7>::a.  */
12182         enum_type
12183           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
12184                               /*entering_scope=*/0);
12185
12186         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
12187              v != NULL_TREE;
12188              v = TREE_CHAIN (v))
12189           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
12190             return TREE_VALUE (v);
12191
12192           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
12193              name-lookup found it during preliminary parsing, we
12194              should find it again here during instantiation.  */
12195         gcc_unreachable ();
12196       }
12197       return t;
12198
12199     case FIELD_DECL:
12200       if (DECL_CONTEXT (t))
12201         {
12202           tree ctx;
12203
12204           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
12205                                   /*entering_scope=*/1);
12206           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
12207             {
12208               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
12209               if (!r)
12210                 {
12211                   if (complain & tf_error)
12212                     error ("using invalid field %qD", t);
12213                   return error_mark_node;
12214                 }
12215               return r;
12216             }
12217         }
12218
12219       return t;
12220
12221     case VAR_DECL:
12222     case FUNCTION_DECL:
12223       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
12224           || local_variable_p (t))
12225         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
12226       mark_used (t);
12227       return t;
12228
12229     case NAMESPACE_DECL:
12230       return t;
12231
12232     case OVERLOAD:
12233       /* An OVERLOAD will always be a non-dependent overload set; an
12234          overload set from function scope will just be represented with an
12235          IDENTIFIER_NODE, and from class scope with a BASELINK.  */
12236       gcc_assert (!uses_template_parms (t));
12237       return t;
12238
12239     case BASELINK:
12240       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
12241
12242     case TEMPLATE_DECL:
12243       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
12244         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
12245                        args, complain, in_decl);
12246       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
12247         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
12248       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
12249                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
12250         {
12251           /* Template template argument like the following example need
12252              special treatment:
12253
12254                template <template <class> class TT> struct C {};
12255                template <class T> struct D {
12256                  template <class U> struct E {};
12257                  C<E> c;                                // #1
12258                };
12259                D<int> d;                                // #2
12260
12261              We are processing the template argument `E' in #1 for
12262              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
12263              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
12264              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
12265
12266           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
12267           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
12268         }
12269       else
12270         /* Ordinary template template argument.  */
12271         return t;
12272
12273     case CAST_EXPR:
12274     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12275     case CONST_CAST_EXPR:
12276     case STATIC_CAST_EXPR:
12277     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12278     case IMPLICIT_CONV_EXPR:
12279     case CONVERT_EXPR:
12280     case NOP_EXPR:
12281       return build1
12282         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
12283          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
12284
12285     case SIZEOF_EXPR:
12286       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
12287         {
12288
12289           tree expanded;
12290           int len = 0;
12291
12292           ++cp_unevaluated_operand;
12293           ++c_inhibit_evaluation_warnings;
12294           /* We only want to compute the number of arguments.  */
12295           expanded = tsubst_pack_expansion (TREE_OPERAND (t, 0), args,
12296                                             complain, in_decl);
12297           --cp_unevaluated_operand;
12298           --c_inhibit_evaluation_warnings;
12299
12300           if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
12301             len = TREE_VEC_LENGTH (expanded);
12302
12303           if (expanded == error_mark_node)
12304             return error_mark_node;
12305           else if (PACK_EXPANSION_P (expanded)
12306                    || (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC
12307                        && len > 0
12308                        && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (expanded, len-1))))
12309             {
12310               if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
12311                 expanded = TREE_VEC_ELT (expanded, len - 1);
12312
12313               if (TYPE_P (expanded))
12314                 return cxx_sizeof_or_alignof_type (expanded, SIZEOF_EXPR, 
12315                                                    complain & tf_error);
12316               else
12317                 return cxx_sizeof_or_alignof_expr (expanded, SIZEOF_EXPR,
12318                                                    complain & tf_error);
12319             }
12320           else
12321             return build_int_cst (size_type_node, len);
12322         }
12323       /* Fall through */
12324
12325     case INDIRECT_REF:
12326     case NEGATE_EXPR:
12327     case TRUTH_NOT_EXPR:
12328     case BIT_NOT_EXPR:
12329     case ADDR_EXPR:
12330     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
12331     case ALIGNOF_EXPR:
12332     case AT_ENCODE_EXPR:
12333     case ARROW_EXPR:
12334     case THROW_EXPR:
12335     case TYPEID_EXPR:
12336     case REALPART_EXPR:
12337     case IMAGPART_EXPR:
12338       return build1
12339         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
12340          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
12341
12342     case COMPONENT_REF:
12343       {
12344         tree object;
12345         tree name;
12346
12347         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
12348         name = TREE_OPERAND (t, 1);
12349         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
12350           {
12351             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
12352                                 complain, in_decl);
12353             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
12354           }
12355         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
12356                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
12357           {
12358             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
12359                                      complain, in_decl);
12360             name = TREE_OPERAND (name, 1);
12361             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
12362                                 complain, in_decl);
12363             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
12364             name = build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
12365                                          base, name,
12366                                          /*template_p=*/false);
12367           }
12368         else if (BASELINK_P (name))
12369           name = tsubst_baselink (name,
12370                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
12371                                   args, complain,
12372                                   in_decl);
12373         else
12374           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
12375         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
12376       }
12377
12378     case PLUS_EXPR:
12379     case MINUS_EXPR:
12380     case MULT_EXPR:
12381     case TRUNC_DIV_EXPR:
12382     case CEIL_DIV_EXPR:
12383     case FLOOR_DIV_EXPR:
12384     case ROUND_DIV_EXPR:
12385     case EXACT_DIV_EXPR:
12386     case BIT_AND_EXPR:
12387     case BIT_IOR_EXPR:
12388     case BIT_XOR_EXPR:
12389     case TRUNC_MOD_EXPR:
12390     case FLOOR_MOD_EXPR:
12391     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
12392     case TRUTH_ORIF_EXPR:
12393     case TRUTH_AND_EXPR:
12394     case TRUTH_OR_EXPR:
12395     case RSHIFT_EXPR:
12396     case LSHIFT_EXPR:
12397     case RROTATE_EXPR:
12398     case LROTATE_EXPR:
12399     case EQ_EXPR:
12400     case NE_EXPR:
12401     case MAX_EXPR:
12402     case MIN_EXPR:
12403     case LE_EXPR:
12404     case GE_EXPR:
12405     case LT_EXPR:
12406     case GT_EXPR:
12407     case COMPOUND_EXPR:
12408     case DOTSTAR_EXPR:
12409     case MEMBER_REF:
12410     case PREDECREMENT_EXPR:
12411     case PREINCREMENT_EXPR:
12412     case POSTDECREMENT_EXPR:
12413     case POSTINCREMENT_EXPR:
12414       return build_nt
12415         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12416          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
12417
12418     case SCOPE_REF:
12419       return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
12420                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0),
12421                                                 args, complain, in_decl),
12422                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1),
12423                                                 args, complain, in_decl),
12424                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
12425
12426     case ARRAY_REF:
12427       return build_nt
12428         (ARRAY_REF,
12429          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12430          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
12431          NULL_TREE, NULL_TREE);
12432
12433     case CALL_EXPR:
12434       {
12435         int n = VL_EXP_OPERAND_LENGTH (t);
12436         tree result = build_vl_exp (CALL_EXPR, n);
12437         int i;
12438         for (i = 0; i < n; i++)
12439           TREE_OPERAND (t, i) = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, i), args,
12440                                              complain, in_decl);
12441         return result;
12442       }
12443
12444     case COND_EXPR:
12445     case MODOP_EXPR:
12446     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
12447       {
12448         r = build_nt
12449           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12450            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
12451            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
12452         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
12453         return r;
12454       }
12455
12456     case NEW_EXPR:
12457       {
12458         r = build_nt
12459         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12460          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
12461          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
12462         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
12463         return r;
12464       }
12465
12466     case DELETE_EXPR:
12467       {
12468         r = build_nt
12469         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12470          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
12471         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
12472         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
12473         return r;
12474       }
12475
12476     case TEMPLATE_ID_EXPR:
12477       {
12478         /* Substituted template arguments */
12479         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
12480         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
12481
12482         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
12483         if (targs)
12484           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
12485
12486         return lookup_template_function (fn, targs);
12487       }
12488
12489     case TREE_LIST:
12490       {
12491         tree purpose, value, chain;
12492
12493         if (t == void_list_node)
12494           return t;
12495
12496         purpose = TREE_PURPOSE (t);
12497         if (purpose)
12498           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
12499         value = TREE_VALUE (t);
12500         if (value)
12501           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
12502         chain = TREE_CHAIN (t);
12503         if (chain && chain != void_type_node)
12504           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
12505         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
12506             && value == TREE_VALUE (t)
12507             && chain == TREE_CHAIN (t))
12508           return t;
12509         return tree_cons (purpose, value, chain);
12510       }
12511
12512     case RECORD_TYPE:
12513     case UNION_TYPE:
12514     case ENUMERAL_TYPE:
12515     case INTEGER_TYPE:
12516     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
12517     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
12518     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
12519     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
12520     case POINTER_TYPE:
12521     case REFERENCE_TYPE:
12522     case OFFSET_TYPE:
12523     case FUNCTION_TYPE:
12524     case METHOD_TYPE:
12525     case ARRAY_TYPE:
12526     case TYPENAME_TYPE:
12527     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
12528     case TYPEOF_TYPE:
12529     case DECLTYPE_TYPE:
12530     case TYPE_DECL:
12531       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
12532
12533     case IDENTIFIER_NODE:
12534       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
12535         {
12536           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12537           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
12538         }
12539       else
12540         return t;
12541
12542     case CONSTRUCTOR:
12543       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
12544       gcc_unreachable ();
12545
12546     case VA_ARG_EXPR:
12547       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
12548                                           in_decl),
12549                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
12550
12551     case CLEANUP_POINT_EXPR:
12552       /* We shouldn't have built any of these during initial template
12553          generation.  Instead, they should be built during instantiation
12554          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
12555       gcc_unreachable ();
12556
12557     case OFFSET_REF:
12558       r = build2
12559         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
12560          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12561          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
12562       PTRMEM_OK_P (r) = PTRMEM_OK_P (t);
12563       mark_used (TREE_OPERAND (r, 1));
12564       return r;
12565
12566     case EXPR_PACK_EXPANSION:
12567       error ("invalid use of pack expansion expression");
12568       return error_mark_node;
12569
12570     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
12571       error ("use %<...%> to expand argument pack");
12572       return error_mark_node;
12573
12574     case INTEGER_CST:
12575     case REAL_CST:
12576     case STRING_CST:
12577     case COMPLEX_CST:
12578       {
12579         /* Instantiate any typedefs in the type.  */
12580         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12581         r = fold_convert (type, t);
12582         gcc_assert (TREE_CODE (r) == code);
12583         return r;
12584       }
12585
12586     case PTRMEM_CST:
12587       /* These can sometimes show up in a partial instantiation, but never
12588          involve template parms.  */
12589       gcc_assert (!uses_template_parms (t));
12590       return t;
12591
12592     default:
12593       /* We shouldn't get here, but keep going if !ENABLE_CHECKING.  */
12594       gcc_checking_assert (false);
12595       return t;
12596     }
12597 }
12598
12599 /* Like tsubst_copy, but specifically for OpenMP clauses.  */
12600
12601 static tree
12602 tsubst_omp_clauses (tree clauses, tree args, tsubst_flags_t complain,
12603                     tree in_decl)
12604 {
12605   tree new_clauses = NULL, nc, oc;
12606
12607   for (oc = clauses; oc ; oc = OMP_CLAUSE_CHAIN (oc))
12608     {
12609       nc = copy_node (oc);
12610       OMP_CLAUSE_CHAIN (nc) = new_clauses;
12611       new_clauses = nc;
12612
12613       switch (OMP_CLAUSE_CODE (nc))
12614         {
12615         case OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE:
12616           if (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc))
12617             {
12618               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc) = push_stmt_list ();
12619               tsubst_expr (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc), args, complain,
12620                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
12621               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc)
12622                 = pop_stmt_list (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc));
12623             }
12624           /* FALLTHRU */
12625         case OMP_CLAUSE_PRIVATE:
12626         case OMP_CLAUSE_SHARED:
12627         case OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE:
12628         case OMP_CLAUSE_REDUCTION:
12629         case OMP_CLAUSE_COPYIN:
12630         case OMP_CLAUSE_COPYPRIVATE:
12631         case OMP_CLAUSE_IF:
12632         case OMP_CLAUSE_NUM_THREADS:
12633         case OMP_CLAUSE_SCHEDULE:
12634         case OMP_CLAUSE_COLLAPSE:
12635         case OMP_CLAUSE_FINAL:
12636           OMP_CLAUSE_OPERAND (nc, 0)
12637             = tsubst_expr (OMP_CLAUSE_OPERAND (oc, 0), args, complain, 
12638                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
12639           break;
12640         case OMP_CLAUSE_NOWAIT:
12641         case OMP_CLAUSE_ORDERED:
12642         case OMP_CLAUSE_DEFAULT:
12643         case OMP_CLAUSE_UNTIED:
12644         case OMP_CLAUSE_MERGEABLE:
12645           break;
12646         default:
12647           gcc_unreachable ();
12648         }
12649     }
12650
12651   return finish_omp_clauses (nreverse (new_clauses));
12652 }
12653
12654 /* Like tsubst_copy_and_build, but unshare TREE_LIST nodes.  */
12655
12656 static tree
12657 tsubst_copy_asm_operands (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
12658                           tree in_decl)
12659 {
12660 #define RECUR(t) tsubst_copy_asm_operands (t, args, complain, in_decl)
12661
12662   tree purpose, value, chain;
12663
12664   if (t == NULL)
12665     return t;
12666
12667   if (TREE_CODE (t) != TREE_LIST)
12668     return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
12669                                   /*function_p=*/false,
12670                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
12671
12672   if (t == void_list_node)
12673     return t;
12674
12675   purpose = TREE_PURPOSE (t);
12676   if (purpose)
12677     purpose = RECUR (purpose);
12678   value = TREE_VALUE (t);
12679   if (value)
12680     {
12681       if (TREE_CODE (value) != LABEL_DECL)
12682         value = RECUR (value);
12683       else
12684         {
12685           value = lookup_label (DECL_NAME (value));
12686           gcc_assert (TREE_CODE (value) == LABEL_DECL);
12687           TREE_USED (value) = 1;
12688         }
12689     }
12690   chain = TREE_CHAIN (t);
12691   if (chain && chain != void_type_node)
12692     chain = RECUR (chain);
12693   return tree_cons (purpose, value, chain);
12694 #undef RECUR
12695 }
12696
12697 /* Substitute one OMP_FOR iterator.  */
12698
12699 static void
12700 tsubst_omp_for_iterator (tree t, int i, tree declv, tree initv,
12701                          tree condv, tree incrv, tree *clauses,
12702                          tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
12703                          bool integral_constant_expression_p)
12704 {
12705 #define RECUR(NODE)                             \
12706   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
12707                integral_constant_expression_p)
12708   tree decl, init, cond, incr, auto_node;
12709
12710   init = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INIT (t), i);
12711   gcc_assert (TREE_CODE (init) == MODIFY_EXPR);
12712   decl = RECUR (TREE_OPERAND (init, 0));
12713   init = TREE_OPERAND (init, 1);
12714   auto_node = type_uses_auto (TREE_TYPE (decl));
12715   if (auto_node && init)
12716     {
12717       tree init_expr = init;
12718       if (TREE_CODE (init_expr) == DECL_EXPR)
12719         init_expr = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (init_expr));
12720       init_expr = RECUR (init_expr);
12721       TREE_TYPE (decl)
12722         = do_auto_deduction (TREE_TYPE (decl), init_expr, auto_node);
12723     }
12724   gcc_assert (!type_dependent_expression_p (decl));
12725
12726   if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
12727     {
12728       cond = RECUR (TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i));
12729       incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
12730       if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
12731         incr = build_x_modify_expr (RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NOP_EXPR,
12732                                     RECUR (TREE_OPERAND (incr, 1)),
12733                                     complain);
12734       else
12735         incr = RECUR (incr);
12736       TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
12737       TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
12738       TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
12739       TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
12740       return;
12741     }
12742
12743   if (init && TREE_CODE (init) != DECL_EXPR)
12744     {
12745       tree c;
12746       for (c = *clauses; c ; c = OMP_CLAUSE_CHAIN (c))
12747         {
12748           if ((OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_PRIVATE
12749                || OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE)
12750               && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
12751             break;
12752           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE
12753                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
12754             error ("iteration variable %qD should not be firstprivate", decl);
12755           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_REDUCTION
12756                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
12757             error ("iteration variable %qD should not be reduction", decl);
12758         }
12759       if (c == NULL)
12760         {
12761           c = build_omp_clause (input_location, OMP_CLAUSE_PRIVATE);
12762           OMP_CLAUSE_DECL (c) = decl;
12763           c = finish_omp_clauses (c);
12764           if (c)
12765             {
12766               OMP_CLAUSE_CHAIN (c) = *clauses;
12767               *clauses = c;
12768             }
12769         }
12770     }
12771   cond = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i);
12772   if (COMPARISON_CLASS_P (cond))
12773     cond = build2 (TREE_CODE (cond), boolean_type_node,
12774                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 0)),
12775                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 1)));
12776   else
12777     cond = RECUR (cond);
12778   incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
12779   switch (TREE_CODE (incr))
12780     {
12781     case PREINCREMENT_EXPR:
12782     case PREDECREMENT_EXPR:
12783     case POSTINCREMENT_EXPR:
12784     case POSTDECREMENT_EXPR:
12785       incr = build2 (TREE_CODE (incr), TREE_TYPE (decl),
12786                      RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NULL_TREE);
12787       break;
12788     case MODIFY_EXPR:
12789       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
12790           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
12791         {
12792           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 1);
12793           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
12794                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
12795                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
12796                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
12797                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
12798         }
12799       else
12800         incr = RECUR (incr);
12801       break;
12802     case MODOP_EXPR:
12803       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
12804           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
12805         {
12806           tree lhs = RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0));
12807           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl), lhs,
12808                          build2 (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)),
12809                                  TREE_TYPE (decl), lhs,
12810                                  RECUR (TREE_OPERAND (incr, 2))));
12811         }
12812       else if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == NOP_EXPR
12813                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == PLUS_EXPR
12814                    || (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == MINUS_EXPR)))
12815         {
12816           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 2);
12817           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
12818                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
12819                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
12820                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
12821                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
12822         }
12823       else
12824         incr = RECUR (incr);
12825       break;
12826     default:
12827       incr = RECUR (incr);
12828       break;
12829     }
12830
12831   TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
12832   TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
12833   TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
12834   TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
12835 #undef RECUR
12836 }
12837
12838 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
12839    processing.  */
12840
12841 static tree
12842 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
12843              bool integral_constant_expression_p)
12844 {
12845 #define RECUR(NODE)                             \
12846   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
12847                integral_constant_expression_p)
12848
12849   tree stmt, tmp;
12850
12851   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
12852     return t;
12853
12854   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
12855     input_location = EXPR_LOCATION (t);
12856   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
12857     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
12858
12859   switch (TREE_CODE (t))
12860     {
12861     case STATEMENT_LIST:
12862       {
12863         tree_stmt_iterator i;
12864         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
12865           RECUR (tsi_stmt (i));
12866         break;
12867       }
12868
12869     case CTOR_INITIALIZER:
12870       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
12871                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
12872       break;
12873
12874     case RETURN_EXPR:
12875       finish_return_stmt (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12876       break;
12877
12878     case EXPR_STMT:
12879       tmp = RECUR (EXPR_STMT_EXPR (t));
12880       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
12881         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
12882       else
12883         finish_expr_stmt (tmp);
12884       break;
12885
12886     case USING_STMT:
12887       do_using_directive (USING_STMT_NAMESPACE (t));
12888       break;
12889
12890     case DECL_EXPR:
12891       {
12892         tree decl, pattern_decl;
12893         tree init;
12894
12895         pattern_decl = decl = DECL_EXPR_DECL (t);
12896         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
12897           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
12898         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
12899           {
12900             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
12901             tree name = DECL_NAME (decl);
12902             tree decl;
12903
12904             scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
12905             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
12906                                           /*is_type_p=*/false,
12907                                           /*complain=*/false);
12908             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
12909               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl, input_location);
12910             else
12911               do_local_using_decl (decl, scope, name);
12912           }
12913         else
12914           {
12915             init = DECL_INITIAL (decl);
12916             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
12917             if (decl != error_mark_node)
12918               {
12919                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
12920                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
12921                    handle local variables, and since we've already done
12922                    all that needs to be done, that's the right thing to
12923                    do.  */
12924                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
12925                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
12926                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
12927                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
12928                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
12929                   finish_anon_union (decl);
12930                 else if (is_capture_proxy (DECL_EXPR_DECL (t)))
12931                   {
12932                     DECL_CONTEXT (decl) = current_function_decl;
12933                     insert_capture_proxy (decl);
12934                   }
12935                 else
12936                   {
12937                     int const_init = false;
12938                     maybe_push_decl (decl);
12939                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
12940                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
12941                       {
12942                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
12943                            initializer.  */
12944                         const char *const name
12945                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
12946                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
12947                       }
12948                     else
12949                       {
12950                         tree t = RECUR (init);
12951
12952                         if (init && !t)
12953                           {
12954                             /* If we had an initializer but it
12955                                instantiated to nothing,
12956                                value-initialize the object.  This will
12957                                only occur when the initializer was a
12958                                pack expansion where the parameter packs
12959                                used in that expansion were of length
12960                                zero.  */
12961                             init = build_value_init (TREE_TYPE (decl),
12962                                                      complain);
12963                             if (TREE_CODE (init) == AGGR_INIT_EXPR)
12964                               init = get_target_expr_sfinae (init, complain);
12965                           }
12966                         else
12967                           init = t;
12968                       }
12969
12970                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
12971                       const_init = (DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P
12972                                     (pattern_decl));
12973                     cp_finish_decl (decl, init, const_init, NULL_TREE, 0);
12974                   }
12975               }
12976           }
12977
12978         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
12979            clause of an if/for/while construct.  */
12980         return decl;
12981       }
12982
12983     case FOR_STMT:
12984       stmt = begin_for_stmt (NULL_TREE, NULL_TREE);
12985       RECUR (FOR_INIT_STMT (t));
12986       finish_for_init_stmt (stmt);
12987       tmp = RECUR (FOR_COND (t));
12988       finish_for_cond (tmp, stmt);
12989       tmp = RECUR (FOR_EXPR (t));
12990       finish_for_expr (tmp, stmt);
12991       RECUR (FOR_BODY (t));
12992       finish_for_stmt (stmt);
12993       break;
12994
12995     case RANGE_FOR_STMT:
12996       {
12997         tree decl, expr;
12998         stmt = begin_for_stmt (NULL_TREE, NULL_TREE);
12999         decl = RANGE_FOR_DECL (t);
13000         decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
13001         maybe_push_decl (decl);
13002         expr = RECUR (RANGE_FOR_EXPR (t));
13003         stmt = cp_convert_range_for (stmt, decl, expr);
13004         RECUR (RANGE_FOR_BODY (t));
13005         finish_for_stmt (stmt);
13006       }
13007       break;
13008
13009     case WHILE_STMT:
13010       stmt = begin_while_stmt ();
13011       tmp = RECUR (WHILE_COND (t));
13012       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
13013       RECUR (WHILE_BODY (t));
13014       finish_while_stmt (stmt);
13015       break;
13016
13017     case DO_STMT:
13018       stmt = begin_do_stmt ();
13019       RECUR (DO_BODY (t));
13020       finish_do_body (stmt);
13021       tmp = RECUR (DO_COND (t));
13022       finish_do_stmt (tmp, stmt);
13023       break;
13024
13025     case IF_STMT:
13026       stmt = begin_if_stmt ();
13027       tmp = RECUR (IF_COND (t));
13028       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
13029       RECUR (THEN_CLAUSE (t));
13030       finish_then_clause (stmt);
13031
13032       if (ELSE_CLAUSE (t))
13033         {
13034           begin_else_clause (stmt);
13035           RECUR (ELSE_CLAUSE (t));
13036           finish_else_clause (stmt);
13037         }
13038
13039       finish_if_stmt (stmt);
13040       break;
13041
13042     case BIND_EXPR:
13043       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
13044         stmt = begin_function_body ();
13045       else
13046         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
13047                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
13048
13049       RECUR (BIND_EXPR_BODY (t));
13050
13051       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
13052         finish_function_body (stmt);
13053       else
13054         finish_compound_stmt (stmt);
13055       break;
13056
13057     case BREAK_STMT:
13058       finish_break_stmt ();
13059       break;
13060
13061     case CONTINUE_STMT:
13062       finish_continue_stmt ();
13063       break;
13064
13065     case SWITCH_STMT:
13066       stmt = begin_switch_stmt ();
13067       tmp = RECUR (SWITCH_STMT_COND (t));
13068       finish_switch_cond (tmp, stmt);
13069       RECUR (SWITCH_STMT_BODY (t));
13070       finish_switch_stmt (stmt);
13071       break;
13072
13073     case CASE_LABEL_EXPR:
13074       finish_case_label (EXPR_LOCATION (t),
13075                          RECUR (CASE_LOW (t)),
13076                          RECUR (CASE_HIGH (t)));
13077       break;
13078
13079     case LABEL_EXPR:
13080       {
13081         tree decl = LABEL_EXPR_LABEL (t);
13082         tree label;
13083
13084         label = finish_label_stmt (DECL_NAME (decl));
13085         if (DECL_ATTRIBUTES (decl) != NULL_TREE)
13086           cplus_decl_attributes (&label, DECL_ATTRIBUTES (decl), 0);
13087       }
13088       break;
13089
13090     case GOTO_EXPR:
13091       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
13092       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
13093         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
13094            non-computed gotos must not be; the identifier in question
13095            will have no binding.  */
13096         tmp = RECUR (tmp);
13097       else
13098         tmp = DECL_NAME (tmp);
13099       finish_goto_stmt (tmp);
13100       break;
13101
13102     case ASM_EXPR:
13103       tmp = finish_asm_stmt
13104         (ASM_VOLATILE_P (t),
13105          RECUR (ASM_STRING (t)),
13106          tsubst_copy_asm_operands (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
13107          tsubst_copy_asm_operands (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
13108          tsubst_copy_asm_operands (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl),
13109          tsubst_copy_asm_operands (ASM_LABELS (t), args, complain, in_decl));
13110       {
13111         tree asm_expr = tmp;
13112         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
13113           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
13114         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
13115       }
13116       break;
13117
13118     case TRY_BLOCK:
13119       if (CLEANUP_P (t))
13120         {
13121           stmt = begin_try_block ();
13122           RECUR (TRY_STMTS (t));
13123           finish_cleanup_try_block (stmt);
13124           finish_cleanup (RECUR (TRY_HANDLERS (t)), stmt);
13125         }
13126       else
13127         {
13128           tree compound_stmt = NULL_TREE;
13129
13130           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
13131             stmt = begin_function_try_block (&compound_stmt);
13132           else
13133             stmt = begin_try_block ();
13134
13135           RECUR (TRY_STMTS (t));
13136
13137           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
13138             finish_function_try_block (stmt);
13139           else
13140             finish_try_block (stmt);
13141
13142           RECUR (TRY_HANDLERS (t));
13143           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
13144             finish_function_handler_sequence (stmt, compound_stmt);
13145           else
13146             finish_handler_sequence (stmt);
13147         }
13148       break;
13149
13150     case HANDLER:
13151       {
13152         tree decl = HANDLER_PARMS (t);
13153
13154         if (decl)
13155           {
13156             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
13157             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
13158                this variable.  We've already done all that needs to be
13159                done.  */
13160             if (decl != error_mark_node)
13161               DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
13162           }
13163         stmt = begin_handler ();
13164         finish_handler_parms (decl, stmt);
13165         RECUR (HANDLER_BODY (t));
13166         finish_handler (stmt);
13167       }
13168       break;
13169
13170     case TAG_DEFN:
13171       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
13172       break;
13173
13174     case STATIC_ASSERT:
13175       {
13176         tree condition = 
13177           tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), 
13178                        args,
13179                        complain, in_decl,
13180                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
13181         finish_static_assert (condition,
13182                               STATIC_ASSERT_MESSAGE (t),
13183                               STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
13184                               /*member_p=*/false);
13185       }
13186       break;
13187
13188     case OMP_PARALLEL:
13189       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_PARALLEL_CLAUSES (t),
13190                                 args, complain, in_decl);
13191       stmt = begin_omp_parallel ();
13192       RECUR (OMP_PARALLEL_BODY (t));
13193       OMP_PARALLEL_COMBINED (finish_omp_parallel (tmp, stmt))
13194         = OMP_PARALLEL_COMBINED (t);
13195       break;
13196
13197     case OMP_TASK:
13198       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_TASK_CLAUSES (t),
13199                                 args, complain, in_decl);
13200       stmt = begin_omp_task ();
13201       RECUR (OMP_TASK_BODY (t));
13202       finish_omp_task (tmp, stmt);
13203       break;
13204
13205     case OMP_FOR:
13206       {
13207         tree clauses, body, pre_body;
13208         tree declv, initv, condv, incrv;
13209         int i;
13210
13211         clauses = tsubst_omp_clauses (OMP_FOR_CLAUSES (t),
13212                                       args, complain, in_decl);
13213         declv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
13214         initv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
13215         condv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
13216         incrv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
13217
13218         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)); i++)
13219           tsubst_omp_for_iterator (t, i, declv, initv, condv, incrv,
13220                                    &clauses, args, complain, in_decl,
13221                                    integral_constant_expression_p);
13222
13223         stmt = begin_omp_structured_block ();
13224
13225         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (initv); i++)
13226           if (TREE_VEC_ELT (initv, i) == NULL
13227               || TREE_CODE (TREE_VEC_ELT (initv, i)) != DECL_EXPR)
13228             TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
13229           else if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_VEC_ELT (initv, i))))
13230             {
13231               tree init = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
13232               gcc_assert (init == TREE_VEC_ELT (declv, i));
13233               TREE_VEC_ELT (initv, i) = NULL_TREE;
13234             }
13235           else
13236             {
13237               tree decl_expr = TREE_VEC_ELT (initv, i);
13238               tree init = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr));
13239               gcc_assert (init != NULL);
13240               TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (init);
13241               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = NULL;
13242               RECUR (decl_expr);
13243               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = init;
13244             }
13245
13246         pre_body = push_stmt_list ();
13247         RECUR (OMP_FOR_PRE_BODY (t));
13248         pre_body = pop_stmt_list (pre_body);
13249
13250         body = push_stmt_list ();
13251         RECUR (OMP_FOR_BODY (t));
13252         body = pop_stmt_list (body);
13253
13254         t = finish_omp_for (EXPR_LOCATION (t), declv, initv, condv, incrv,
13255                             body, pre_body, clauses);
13256
13257         add_stmt (finish_omp_structured_block (stmt));
13258       }
13259       break;
13260
13261     case OMP_SECTIONS:
13262     case OMP_SINGLE:
13263       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_CLAUSES (t), args, complain, in_decl);
13264       stmt = push_stmt_list ();
13265       RECUR (OMP_BODY (t));
13266       stmt = pop_stmt_list (stmt);
13267
13268       t = copy_node (t);
13269       OMP_BODY (t) = stmt;
13270       OMP_CLAUSES (t) = tmp;
13271       add_stmt (t);
13272       break;
13273
13274     case OMP_SECTION:
13275     case OMP_CRITICAL:
13276     case OMP_MASTER:
13277     case OMP_ORDERED:
13278       stmt = push_stmt_list ();
13279       RECUR (OMP_BODY (t));
13280       stmt = pop_stmt_list (stmt);
13281
13282       t = copy_node (t);
13283       OMP_BODY (t) = stmt;
13284       add_stmt (t);
13285       break;
13286
13287     case OMP_ATOMIC:
13288       gcc_assert (OMP_ATOMIC_DEPENDENT_P (t));
13289       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)) != MODIFY_EXPR)
13290         {
13291           tree op1 = TREE_OPERAND (t, 1);
13292           tree rhs1 = NULL_TREE;
13293           tree lhs, rhs;
13294           if (TREE_CODE (op1) == COMPOUND_EXPR)
13295             {
13296               rhs1 = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13297               op1 = TREE_OPERAND (op1, 1);
13298             }
13299           lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13300           rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 1));
13301           finish_omp_atomic (OMP_ATOMIC, TREE_CODE (op1), lhs, rhs,
13302                              NULL_TREE, NULL_TREE, rhs1);
13303         }
13304       else
13305         {
13306           tree op1 = TREE_OPERAND (t, 1);
13307           tree v = NULL_TREE, lhs, rhs = NULL_TREE, lhs1 = NULL_TREE;
13308           tree rhs1 = NULL_TREE;
13309           enum tree_code code = TREE_CODE (TREE_OPERAND (op1, 1));
13310           enum tree_code opcode = NOP_EXPR;
13311           if (code == OMP_ATOMIC_READ)
13312             {
13313               v = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13314               lhs = RECUR (TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (op1, 1), 0));
13315             }
13316           else if (code == OMP_ATOMIC_CAPTURE_OLD
13317                    || code == OMP_ATOMIC_CAPTURE_NEW)
13318             {
13319               tree op11 = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (op1, 1), 1);
13320               v = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13321               lhs1 = RECUR (TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (op1, 1), 0));
13322               if (TREE_CODE (op11) == COMPOUND_EXPR)
13323                 {
13324                   rhs1 = RECUR (TREE_OPERAND (op11, 0));
13325                   op11 = TREE_OPERAND (op11, 1);
13326                 }
13327               lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op11, 0));
13328               rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op11, 1));
13329               opcode = TREE_CODE (op11);
13330             }
13331           else
13332             {
13333               code = OMP_ATOMIC;
13334               lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13335               rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 1));
13336             }
13337           finish_omp_atomic (code, opcode, lhs, rhs, v, lhs1, rhs1);
13338         }
13339       break;
13340
13341     case TRANSACTION_EXPR:
13342       {
13343         int flags = 0;
13344         flags |= (TRANSACTION_EXPR_OUTER (t) ? TM_STMT_ATTR_OUTER : 0);
13345         flags |= (TRANSACTION_EXPR_RELAXED (t) ? TM_STMT_ATTR_RELAXED : 0);
13346
13347         if (TRANSACTION_EXPR_IS_STMT (t))
13348           {
13349             tree body = TRANSACTION_EXPR_BODY (t);
13350             tree noex = NULL_TREE;
13351             if (TREE_CODE (body) == MUST_NOT_THROW_EXPR)
13352               {
13353                 noex = MUST_NOT_THROW_COND (body);
13354                 if (noex == NULL_TREE)
13355                   noex = boolean_true_node;
13356                 body = TREE_OPERAND (body, 0);
13357               }
13358             stmt = begin_transaction_stmt (input_location, NULL, flags);
13359             RECUR (body);
13360             finish_transaction_stmt (stmt, NULL, flags, RECUR (noex));
13361           }
13362         else
13363           {
13364             stmt = build_transaction_expr (EXPR_LOCATION (t),
13365                                            RECUR (TRANSACTION_EXPR_BODY (t)),
13366                                            flags, NULL_TREE);
13367             return stmt;
13368           }
13369       }
13370       break;
13371
13372     case MUST_NOT_THROW_EXPR:
13373       return build_must_not_throw_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13374                                         RECUR (MUST_NOT_THROW_COND (t)));
13375
13376     case EXPR_PACK_EXPANSION:
13377       error ("invalid use of pack expansion expression");
13378       return error_mark_node;
13379
13380     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
13381       error ("use %<...%> to expand argument pack");
13382       return error_mark_node;
13383
13384     default:
13385       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
13386
13387       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
13388                                     /*function_p=*/false,
13389                                     integral_constant_expression_p);
13390     }
13391
13392   return NULL_TREE;
13393 #undef RECUR
13394 }
13395
13396 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
13397    call.  Return the substituted version of T.  */
13398
13399 static tree
13400 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
13401                                     tsubst_flags_t complain,
13402                                     tree in_decl)
13403 {
13404   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
13405     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
13406                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
13407   else
13408     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
13409                                /*function_p=*/false,
13410                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
13411
13412   return t;
13413 }
13414
13415 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
13416    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
13417
13418 tree
13419 tsubst_copy_and_build (tree t,
13420                        tree args,
13421                        tsubst_flags_t complain,
13422                        tree in_decl,
13423                        bool function_p,
13424                        bool integral_constant_expression_p)
13425 {
13426 #define RECUR(NODE)                                             \
13427   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl,         \
13428                          /*function_p=*/false,                  \
13429                          integral_constant_expression_p)
13430
13431   tree op1;
13432
13433   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
13434     return t;
13435
13436   switch (TREE_CODE (t))
13437     {
13438     case USING_DECL:
13439       t = DECL_NAME (t);
13440       /* Fall through.  */
13441     case IDENTIFIER_NODE:
13442       {
13443         tree decl;
13444         cp_id_kind idk;
13445         bool non_integral_constant_expression_p;
13446         const char *error_msg;
13447
13448         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
13449           {
13450             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
13451             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
13452           }
13453
13454         /* Look up the name.  */
13455         decl = lookup_name (t);
13456
13457         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
13458            failure, not NULL_TREE.  */
13459         if (decl == NULL_TREE)
13460           decl = error_mark_node;
13461
13462         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
13463                                      &idk,
13464                                      integral_constant_expression_p,
13465           /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/(cxx_dialect >= cxx0x),
13466                                      &non_integral_constant_expression_p,
13467                                      /*template_p=*/false,
13468                                      /*done=*/true,
13469                                      /*address_p=*/false,
13470                                      /*template_arg_p=*/false,
13471                                      &error_msg,
13472                                      input_location);
13473         if (error_msg)
13474           error (error_msg);
13475         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
13476           {
13477             if (complain & tf_error)
13478               unqualified_name_lookup_error (decl);
13479             decl = error_mark_node;
13480           }
13481         return decl;
13482       }
13483
13484     case TEMPLATE_ID_EXPR:
13485       {
13486         tree object;
13487         tree templ = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13488         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
13489
13490         if (targs)
13491           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
13492
13493         if (TREE_CODE (templ) == COMPONENT_REF)
13494           {
13495             object = TREE_OPERAND (templ, 0);
13496             templ = TREE_OPERAND (templ, 1);
13497           }
13498         else
13499           object = NULL_TREE;
13500         templ = lookup_template_function (templ, targs);
13501
13502         if (object)
13503           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (templ),
13504                          object, templ, NULL_TREE);
13505         else
13506           return baselink_for_fns (templ);
13507       }
13508
13509     case INDIRECT_REF:
13510       {
13511         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13512
13513         if (REFERENCE_REF_P (t))
13514           {
13515             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
13516                such an indirect ref, but the substitution of the cast
13517                will have also added such an indirect ref.  */
13518             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
13519               r = convert_from_reference (r);
13520           }
13521         else
13522           r = build_x_indirect_ref (r, RO_UNARY_STAR, complain);
13523         return r;
13524       }
13525
13526     case NOP_EXPR:
13527       return build_nop
13528         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
13529          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
13530
13531     case IMPLICIT_CONV_EXPR:
13532       {
13533         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
13534         tree expr = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13535         int flags = LOOKUP_IMPLICIT;
13536         if (IMPLICIT_CONV_EXPR_DIRECT_INIT (t))
13537           flags = LOOKUP_NORMAL;
13538         return perform_implicit_conversion_flags (type, expr, complain,
13539                                                   flags);
13540       }
13541
13542     case CONVERT_EXPR:
13543       return build1
13544         (CONVERT_EXPR,
13545          tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
13546          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
13547
13548     case CAST_EXPR:
13549     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
13550     case CONST_CAST_EXPR:
13551     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
13552     case STATIC_CAST_EXPR:
13553       {
13554         tree type;
13555         tree op;
13556
13557         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
13558         if (integral_constant_expression_p
13559             && !cast_valid_in_integral_constant_expression_p (type))
13560           {
13561             if (complain & tf_error)
13562               error ("a cast to a type other than an integral or "
13563                      "enumeration type cannot appear in a constant-expression");
13564             return error_mark_node; 
13565           }
13566
13567         op = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13568
13569         switch (TREE_CODE (t))
13570           {
13571           case CAST_EXPR:
13572             return build_functional_cast (type, op, complain);
13573           case REINTERPRET_CAST_EXPR:
13574             return build_reinterpret_cast (type, op, complain);
13575           case CONST_CAST_EXPR:
13576             return build_const_cast (type, op, complain);
13577           case DYNAMIC_CAST_EXPR:
13578             return build_dynamic_cast (type, op, complain);
13579           case STATIC_CAST_EXPR:
13580             return build_static_cast (type, op, complain);
13581           default:
13582             gcc_unreachable ();
13583           }
13584       }
13585
13586     case POSTDECREMENT_EXPR:
13587     case POSTINCREMENT_EXPR:
13588       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
13589                                                 args, complain, in_decl);
13590       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1, complain);
13591
13592     case PREDECREMENT_EXPR:
13593     case PREINCREMENT_EXPR:
13594     case NEGATE_EXPR:
13595     case BIT_NOT_EXPR:
13596     case ABS_EXPR:
13597     case TRUTH_NOT_EXPR:
13598     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
13599     case REALPART_EXPR:
13600     case IMAGPART_EXPR:
13601       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13602                                complain);
13603
13604     case FIX_TRUNC_EXPR:
13605       return cp_build_unary_op (FIX_TRUNC_EXPR, RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13606                                 0, complain);
13607
13608     case ADDR_EXPR:
13609       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
13610       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
13611         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1),
13612                                           EXPR_LOCATION (op1));
13613       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
13614         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
13615                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
13616       else
13617         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
13618                                                   in_decl);
13619       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1, complain);
13620
13621     case PLUS_EXPR:
13622     case MINUS_EXPR:
13623     case MULT_EXPR:
13624     case TRUNC_DIV_EXPR:
13625     case CEIL_DIV_EXPR:
13626     case FLOOR_DIV_EXPR:
13627     case ROUND_DIV_EXPR:
13628     case EXACT_DIV_EXPR:
13629     case BIT_AND_EXPR:
13630     case BIT_IOR_EXPR:
13631     case BIT_XOR_EXPR:
13632     case TRUNC_MOD_EXPR:
13633     case FLOOR_MOD_EXPR:
13634     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
13635     case TRUTH_ORIF_EXPR:
13636     case TRUTH_AND_EXPR:
13637     case TRUTH_OR_EXPR:
13638     case RSHIFT_EXPR:
13639     case LSHIFT_EXPR:
13640     case RROTATE_EXPR:
13641     case LROTATE_EXPR:
13642     case EQ_EXPR:
13643     case NE_EXPR:
13644     case MAX_EXPR:
13645     case MIN_EXPR:
13646     case LE_EXPR:
13647     case GE_EXPR:
13648     case LT_EXPR:
13649     case GT_EXPR:
13650     case MEMBER_REF:
13651     case DOTSTAR_EXPR:
13652       {
13653         tree r = build_x_binary_op
13654           (TREE_CODE (t),
13655            RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13656            (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 0))
13657             ? ERROR_MARK
13658             : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 0))),
13659            RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13660            (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 1))
13661             ? ERROR_MARK
13662             : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1))),
13663            /*overload=*/NULL,
13664            complain);
13665         if (EXPR_P (r) && TREE_NO_WARNING (t))
13666           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
13667         return r;
13668       }
13669
13670     case SCOPE_REF:
13671       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
13672                                   /*address_p=*/false);
13673     case ARRAY_REF:
13674       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
13675                                                 args, complain, in_decl);
13676       return build_x_array_ref (op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)), complain);
13677
13678     case SIZEOF_EXPR:
13679       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
13680         return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
13681       /* Fall through */
13682       
13683     case ALIGNOF_EXPR:
13684       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
13685       if (!args)
13686         {
13687           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
13688              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
13689              the substitutions may not work.  */
13690           if (!TYPE_P (op1))
13691             op1 = TREE_TYPE (op1);
13692         }
13693       else
13694         {
13695           ++cp_unevaluated_operand;
13696           ++c_inhibit_evaluation_warnings;
13697           op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
13698                                        /*function_p=*/false,
13699                                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
13700           --cp_unevaluated_operand;
13701           --c_inhibit_evaluation_warnings;
13702         }
13703       if (TYPE_P (op1))
13704         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), 
13705                                            complain & tf_error);
13706       else
13707         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t), 
13708                                            complain & tf_error);
13709
13710     case AT_ENCODE_EXPR:
13711       {
13712         op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
13713         ++cp_unevaluated_operand;
13714         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
13715         op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
13716                                      /*function_p=*/false,
13717                                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
13718         --cp_unevaluated_operand;
13719         --c_inhibit_evaluation_warnings;
13720         return objc_build_encode_expr (op1);
13721       }
13722
13723     case NOEXCEPT_EXPR:
13724       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
13725       ++cp_unevaluated_operand;
13726       ++c_inhibit_evaluation_warnings;
13727       op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
13728                                    /*function_p=*/false,
13729                                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
13730       --cp_unevaluated_operand;
13731       --c_inhibit_evaluation_warnings;
13732       return finish_noexcept_expr (op1, complain);
13733
13734     case MODOP_EXPR:
13735       {
13736         tree r = build_x_modify_expr
13737           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13738            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
13739            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
13740            complain);
13741         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
13742            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
13743            than plain assignment.  In the former case, it was already
13744            set and must be copied.  In the latter case,
13745            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
13746            here.  */
13747         if (TREE_NO_WARNING (t))
13748           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
13749         return r;
13750       }
13751
13752     case ARROW_EXPR:
13753       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
13754                                                 args, complain, in_decl);
13755       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
13756       if (DECL_P (op1))
13757         mark_used (op1);
13758       return build_x_arrow (op1);
13759
13760     case NEW_EXPR:
13761       {
13762         tree placement = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13763         tree init = RECUR (TREE_OPERAND (t, 3));
13764         VEC(tree,gc) *placement_vec;
13765         VEC(tree,gc) *init_vec;
13766         tree ret;
13767
13768         if (placement == NULL_TREE)
13769           placement_vec = NULL;
13770         else
13771           {
13772             placement_vec = make_tree_vector ();
13773             for (; placement != NULL_TREE; placement = TREE_CHAIN (placement))
13774               VEC_safe_push (tree, gc, placement_vec, TREE_VALUE (placement));
13775           }
13776
13777         /* If there was an initializer in the original tree, but it
13778            instantiated to an empty list, then we should pass a
13779            non-NULL empty vector to tell build_new that it was an
13780            empty initializer() rather than no initializer.  This can
13781            only happen when the initializer is a pack expansion whose
13782            parameter packs are of length zero.  */
13783         if (init == NULL_TREE && TREE_OPERAND (t, 3) == NULL_TREE)
13784           init_vec = NULL;
13785         else
13786           {
13787             init_vec = make_tree_vector ();
13788             if (init == void_zero_node)
13789               gcc_assert (init_vec != NULL);
13790             else
13791               {
13792                 for (; init != NULL_TREE; init = TREE_CHAIN (init))
13793                   VEC_safe_push (tree, gc, init_vec, TREE_VALUE (init));
13794               }
13795           }
13796
13797         ret = build_new (&placement_vec,
13798                          tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
13799                          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
13800                          &init_vec,
13801                          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t),
13802                          complain);
13803
13804         if (placement_vec != NULL)
13805           release_tree_vector (placement_vec);
13806         if (init_vec != NULL)
13807           release_tree_vector (init_vec);
13808
13809         return ret;
13810       }
13811
13812     case DELETE_EXPR:
13813      return delete_sanity
13814        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13815         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13816         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
13817         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t),
13818         complain);
13819
13820     case COMPOUND_EXPR:
13821       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13822                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13823                                     complain);
13824
13825     case CALL_EXPR:
13826       {
13827         tree function;
13828         VEC(tree,gc) *call_args;
13829         unsigned int nargs, i;
13830         bool qualified_p;
13831         bool koenig_p;
13832         tree ret;
13833
13834         function = CALL_EXPR_FN (t);
13835         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
13836            not Koenig lookup should be performed.  */
13837         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
13838         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
13839           {
13840             qualified_p = true;
13841             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
13842                                             /*done=*/false,
13843                                             /*address_p=*/false);
13844           }
13845         else if (koenig_p && TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
13846           {
13847             /* Do nothing; calling tsubst_copy_and_build on an identifier
13848                would incorrectly perform unqualified lookup again.
13849
13850                Note that we can also have an IDENTIFIER_NODE if the earlier
13851                unqualified lookup found a member function; in that case
13852                koenig_p will be false and we do want to do the lookup
13853                again to find the instantiated member function.
13854
13855                FIXME but doing that causes c++/15272, so we need to stop
13856                using IDENTIFIER_NODE in that situation.  */
13857             qualified_p = false;
13858           }
13859         else
13860           {
13861             if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
13862               {
13863                 tree op = TREE_OPERAND (function, 1);
13864
13865                 qualified_p = (TREE_CODE (op) == SCOPE_REF
13866                                || (BASELINK_P (op)
13867                                    && BASELINK_QUALIFIED_P (op)));
13868               }
13869             else
13870               qualified_p = false;
13871
13872             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
13873                                               in_decl,
13874                                               !qualified_p,
13875                                               integral_constant_expression_p);
13876
13877             if (BASELINK_P (function))
13878               qualified_p = true;
13879           }
13880
13881         nargs = call_expr_nargs (t);
13882         call_args = make_tree_vector ();
13883         for (i = 0; i < nargs; ++i)
13884           {
13885             tree arg = CALL_EXPR_ARG (t, i);
13886
13887             if (!PACK_EXPANSION_P (arg))
13888               VEC_safe_push (tree, gc, call_args,
13889                              RECUR (CALL_EXPR_ARG (t, i)));
13890             else
13891               {
13892                 /* Expand the pack expansion and push each entry onto
13893                    CALL_ARGS.  */
13894                 arg = tsubst_pack_expansion (arg, args, complain, in_decl);
13895                 if (TREE_CODE (arg) == TREE_VEC)
13896                   {
13897                     unsigned int len, j;
13898
13899                     len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
13900                     for (j = 0; j < len; ++j)
13901                       {
13902                         tree value = TREE_VEC_ELT (arg, j);
13903                         if (value != NULL_TREE)
13904                           value = convert_from_reference (value);
13905                         VEC_safe_push (tree, gc, call_args, value);
13906                       }
13907                   }
13908                 else
13909                   {
13910                     /* A partial substitution.  Add one entry.  */
13911                     VEC_safe_push (tree, gc, call_args, arg);
13912                   }
13913               }
13914           }
13915
13916         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
13917            lookup finds a non-function, in accordance with the
13918            expected resolution of DR 218.  */
13919         if (koenig_p
13920             && ((is_overloaded_fn (function)
13921                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
13922                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
13923                     to denote the function.  */
13924                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
13925                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
13926             /* Only do this when substitution turns a dependent call
13927                into a non-dependent call.  */
13928             && type_dependent_expression_p_push (t)
13929             && !any_type_dependent_arguments_p (call_args))
13930           function = perform_koenig_lookup (function, call_args, false,
13931                                             tf_none);
13932
13933         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE
13934             && !any_type_dependent_arguments_p (call_args))
13935           {
13936             if (koenig_p && (complain & tf_warning_or_error))
13937               {
13938                 /* For backwards compatibility and good diagnostics, try
13939                    the unqualified lookup again if we aren't in SFINAE
13940                    context.  */
13941                 tree unq = (tsubst_copy_and_build
13942                             (function, args, complain, in_decl, true,
13943                              integral_constant_expression_p));
13944                 if (unq == error_mark_node)
13945                   return error_mark_node;
13946
13947                 if (unq != function)
13948                   {
13949                     tree fn = unq;
13950                     if (TREE_CODE (fn) == INDIRECT_REF)
13951                       fn = TREE_OPERAND (fn, 0);
13952                     if (TREE_CODE (fn) == COMPONENT_REF)
13953                       fn = TREE_OPERAND (fn, 1);
13954                     if (is_overloaded_fn (fn))
13955                       fn = get_first_fn (fn);
13956                     permerror (EXPR_LOC_OR_HERE (t),
13957                                "%qD was not declared in this scope, "
13958                                "and no declarations were found by "
13959                                "argument-dependent lookup at the point "
13960                                "of instantiation", function);
13961                     if (!DECL_P (fn))
13962                       /* Can't say anything more.  */;
13963                     else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (fn))
13964                       {
13965                         inform (EXPR_LOC_OR_HERE (t),
13966                                 "declarations in dependent base %qT are "
13967                                 "not found by unqualified lookup",
13968                                 DECL_CLASS_CONTEXT (fn));
13969                         if (current_class_ptr)
13970                           inform (EXPR_LOC_OR_HERE (t),
13971                                   "use %<this->%D%> instead", function);
13972                         else
13973                           inform (EXPR_LOC_OR_HERE (t),
13974                                   "use %<%T::%D%> instead",
13975                                   current_class_name, function);
13976                       }
13977                     else
13978                       inform (0, "%q+D declared here, later in the "
13979                                 "translation unit", fn);
13980                     function = unq;
13981                   }
13982               }
13983             if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
13984               {
13985                 unqualified_name_lookup_error (function);
13986                 release_tree_vector (call_args);
13987                 return error_mark_node;
13988               }
13989           }
13990
13991         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
13992         if (DECL_P (function))
13993           mark_used (function);
13994
13995         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
13996           ret = build_offset_ref_call_from_tree (function, &call_args);
13997         else if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
13998           {
13999             tree instance = TREE_OPERAND (function, 0);
14000             tree fn = TREE_OPERAND (function, 1);
14001
14002             if (processing_template_decl
14003                 && (type_dependent_expression_p (instance)
14004                     || (!BASELINK_P (fn)
14005                         && TREE_CODE (fn) != FIELD_DECL)
14006                     || type_dependent_expression_p (fn)
14007                     || any_type_dependent_arguments_p (call_args)))
14008               ret = build_nt_call_vec (function, call_args);
14009             else if (!BASELINK_P (fn))
14010               ret = finish_call_expr (function, &call_args,
14011                                        /*disallow_virtual=*/false,
14012                                        /*koenig_p=*/false,
14013                                        complain);
14014             else
14015               ret = (build_new_method_call
14016                       (instance, fn,
14017                        &call_args, NULL_TREE,
14018                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL,
14019                        /*fn_p=*/NULL,
14020                        complain));
14021           }
14022         else
14023           ret = finish_call_expr (function, &call_args,
14024                                   /*disallow_virtual=*/qualified_p,
14025                                   koenig_p,
14026                                   complain);
14027
14028         release_tree_vector (call_args);
14029
14030         return ret;
14031       }
14032
14033     case COND_EXPR:
14034       return build_x_conditional_expr
14035         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
14036          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
14037          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
14038          complain);
14039
14040     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
14041       return finish_pseudo_destructor_expr
14042         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
14043          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
14044          tsubst (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
14045
14046     case TREE_LIST:
14047       {
14048         tree purpose, value, chain;
14049
14050         if (t == void_list_node)
14051           return t;
14052
14053         if ((TREE_PURPOSE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_PURPOSE (t)))
14054             || (TREE_VALUE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (t))))
14055           {
14056             /* We have pack expansions, so expand those and
14057                create a new list out of it.  */
14058             tree purposevec = NULL_TREE;
14059             tree valuevec = NULL_TREE;
14060             tree chain;
14061             int i, len = -1;
14062
14063             /* Expand the argument expressions.  */
14064             if (TREE_PURPOSE (t))
14065               purposevec = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), args,
14066                                                  complain, in_decl);
14067             if (TREE_VALUE (t))
14068               valuevec = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (t), args,
14069                                                complain, in_decl);
14070
14071             /* Build the rest of the list.  */
14072             chain = TREE_CHAIN (t);
14073             if (chain && chain != void_type_node)
14074               chain = RECUR (chain);
14075
14076             /* Determine the number of arguments.  */
14077             if (purposevec && TREE_CODE (purposevec) == TREE_VEC)
14078               {
14079                 len = TREE_VEC_LENGTH (purposevec);
14080                 gcc_assert (!valuevec || len == TREE_VEC_LENGTH (valuevec));
14081               }
14082             else if (TREE_CODE (valuevec) == TREE_VEC)
14083               len = TREE_VEC_LENGTH (valuevec);
14084             else
14085               {
14086                 /* Since we only performed a partial substitution into
14087                    the argument pack, we only return a single list
14088                    node.  */
14089                 if (purposevec == TREE_PURPOSE (t)
14090                     && valuevec == TREE_VALUE (t)
14091                     && chain == TREE_CHAIN (t))
14092                   return t;
14093
14094                 return tree_cons (purposevec, valuevec, chain);
14095               }
14096             
14097             /* Convert the argument vectors into a TREE_LIST */
14098             i = len;
14099             while (i > 0)
14100               {
14101                 /* Grab the Ith values.  */
14102                 i--;
14103                 purpose = purposevec ? TREE_VEC_ELT (purposevec, i) 
14104                                      : NULL_TREE;
14105                 value 
14106                   = valuevec ? convert_from_reference (TREE_VEC_ELT (valuevec, i)) 
14107                              : NULL_TREE;
14108
14109                 /* Build the list (backwards).  */
14110                 chain = tree_cons (purpose, value, chain);
14111               }
14112
14113             return chain;
14114           }
14115
14116         purpose = TREE_PURPOSE (t);
14117         if (purpose)
14118           purpose = RECUR (purpose);
14119         value = TREE_VALUE (t);
14120         if (value)
14121           value = RECUR (value);
14122         chain = TREE_CHAIN (t);
14123         if (chain && chain != void_type_node)
14124           chain = RECUR (chain);
14125         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
14126             && value == TREE_VALUE (t)
14127             && chain == TREE_CHAIN (t))
14128           return t;
14129         return tree_cons (purpose, value, chain);
14130       }
14131
14132     case COMPONENT_REF:
14133       {
14134         tree object;
14135         tree object_type;
14136         tree member;
14137
14138         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
14139                                                      args, complain, in_decl);
14140         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
14141         if (DECL_P (object))
14142           mark_used (object);
14143         object_type = TREE_TYPE (object);
14144
14145         member = TREE_OPERAND (t, 1);
14146         if (BASELINK_P (member))
14147           member = tsubst_baselink (member,
14148                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
14149                                     args, complain, in_decl);
14150         else
14151           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
14152         if (member == error_mark_node)
14153           return error_mark_node;
14154
14155         if (type_dependent_expression_p (object))
14156           /* We can't do much here.  */;
14157         else if (!CLASS_TYPE_P (object_type))
14158           {
14159             if (SCALAR_TYPE_P (object_type))
14160               {
14161                 tree s = NULL_TREE;
14162                 tree dtor = member;
14163
14164                 if (TREE_CODE (dtor) == SCOPE_REF)
14165                   {
14166                     s = TREE_OPERAND (dtor, 0);
14167                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 1);
14168                   }
14169                 if (TREE_CODE (dtor) == BIT_NOT_EXPR)
14170                   {
14171                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 0);
14172                     if (TYPE_P (dtor))
14173                       return finish_pseudo_destructor_expr (object, s, dtor);
14174                   }
14175               }
14176           }
14177         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
14178                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
14179           {
14180             /* Lookup the template functions now that we know what the
14181                scope is.  */
14182             tree scope = TREE_OPERAND (member, 0);
14183             tree tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
14184             tree args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
14185             member = lookup_qualified_name (scope, tmpl,
14186                                             /*is_type_p=*/false,
14187                                             /*complain=*/false);
14188             if (BASELINK_P (member))
14189               {
14190                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
14191                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
14192                               args);
14193                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
14194                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
14195                            object_type));
14196               }
14197             else
14198               {
14199                 qualified_name_lookup_error (scope, tmpl, member,
14200                                              input_location);
14201                 return error_mark_node;
14202               }
14203           }
14204         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
14205                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
14206                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
14207           {
14208             if (complain & tf_error)
14209               {
14210                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
14211                   error ("%qT is not a class or namespace",
14212                          TREE_OPERAND (member, 0));
14213                 else
14214                   error ("%qD is not a class or namespace",
14215                          TREE_OPERAND (member, 0));
14216               }
14217             return error_mark_node;
14218           }
14219         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
14220           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
14221
14222         return finish_class_member_access_expr (object, member,
14223                                                 /*template_p=*/false,
14224                                                 complain);
14225       }
14226
14227     case THROW_EXPR:
14228       return build_throw
14229         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
14230
14231     case CONSTRUCTOR:
14232       {
14233         VEC(constructor_elt,gc) *n;
14234         constructor_elt *ce;
14235         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
14236         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
14237         bool process_index_p;
14238         int newlen;
14239         bool need_copy_p = false;
14240         tree r;
14241
14242         if (type == error_mark_node)
14243           return error_mark_node;
14244
14245         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
14246         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
14247           return t;
14248
14249         /* We do not want to process the index of aggregate
14250            initializers as they are identifier nodes which will be
14251            looked up by digest_init.  */
14252         process_index_p = !(type && MAYBE_CLASS_TYPE_P (type));
14253
14254         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
14255         newlen = VEC_length (constructor_elt, n);
14256         FOR_EACH_VEC_ELT (constructor_elt, n, idx, ce)
14257           {
14258             if (ce->index && process_index_p)
14259               ce->index = RECUR (ce->index);
14260
14261             if (PACK_EXPANSION_P (ce->value))
14262               {
14263                 /* Substitute into the pack expansion.  */
14264                 ce->value = tsubst_pack_expansion (ce->value, args, complain,
14265                                                   in_decl);
14266
14267                 if (ce->value == error_mark_node
14268                     || PACK_EXPANSION_P (ce->value))
14269                   ;
14270                 else if (TREE_VEC_LENGTH (ce->value) == 1)
14271                   /* Just move the argument into place.  */
14272                   ce->value = TREE_VEC_ELT (ce->value, 0);
14273                 else
14274                   {
14275                     /* Update the length of the final CONSTRUCTOR
14276                        arguments vector, and note that we will need to
14277                        copy.*/
14278                     newlen = newlen + TREE_VEC_LENGTH (ce->value) - 1;
14279                     need_copy_p = true;
14280                   }
14281               }
14282             else
14283               ce->value = RECUR (ce->value);
14284           }
14285
14286         if (need_copy_p)
14287           {
14288             VEC(constructor_elt,gc) *old_n = n;
14289
14290             n = VEC_alloc (constructor_elt, gc, newlen);
14291             FOR_EACH_VEC_ELT (constructor_elt, old_n, idx, ce)
14292               {
14293                 if (TREE_CODE (ce->value) == TREE_VEC)
14294                   {
14295                     int i, len = TREE_VEC_LENGTH (ce->value);
14296                     for (i = 0; i < len; ++i)
14297                       CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0,
14298                                               TREE_VEC_ELT (ce->value, i));
14299                   }
14300                 else
14301                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0, ce->value);
14302               }
14303           }
14304
14305         r = build_constructor (init_list_type_node, n);
14306         CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (r) = CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (t);
14307
14308         if (TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t))
14309           return finish_compound_literal (type, r, complain);
14310
14311         TREE_TYPE (r) = type;
14312         return r;
14313       }
14314
14315     case TYPEID_EXPR:
14316       {
14317         tree operand_0 = TREE_OPERAND (t, 0);
14318         if (TYPE_P (operand_0))
14319           {
14320             operand_0 = tsubst (operand_0, args, complain, in_decl);
14321             return get_typeid (operand_0);
14322           }
14323         else
14324           {
14325             operand_0 = RECUR (operand_0);
14326             return build_typeid (operand_0);
14327           }
14328       }
14329
14330     case VAR_DECL:
14331       if (!args)
14332         return t;
14333       /* Fall through */
14334
14335     case PARM_DECL:
14336       {
14337         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
14338
14339         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
14340           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
14341              the appropriate INDIRECT_REF.  */
14342           r = convert_from_reference (r);
14343         return r;
14344       }
14345
14346     case VA_ARG_EXPR:
14347       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
14348                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
14349
14350     case OFFSETOF_EXPR:
14351       return finish_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
14352
14353     case TRAIT_EXPR:
14354       {
14355         tree type1 = tsubst_copy (TRAIT_EXPR_TYPE1 (t), args,
14356                                   complain, in_decl);
14357
14358         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (t);
14359         if (type2)
14360           type2 = tsubst_copy (type2, args, complain, in_decl);
14361         
14362         return finish_trait_expr (TRAIT_EXPR_KIND (t), type1, type2);
14363       }
14364
14365     case STMT_EXPR:
14366       {
14367         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
14368         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
14369
14370         cur_stmt_expr = stmt_expr;
14371         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl,
14372                      integral_constant_expression_p);
14373         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
14374         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
14375
14376         /* If the resulting list of expression statement is empty,
14377            fold it further into void_zero_node.  */
14378         if (empty_expr_stmt_p (stmt_expr))
14379           stmt_expr = void_zero_node;
14380
14381         return stmt_expr;
14382       }
14383
14384     case CONST_DECL:
14385       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
14386       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
14387          to their underlying values.  */
14388       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && !processing_template_decl)
14389         {
14390           used_types_insert (TREE_TYPE (t));
14391           return DECL_INITIAL (t);
14392         }
14393       return t;
14394
14395     case LAMBDA_EXPR:
14396       {
14397         tree r = build_lambda_expr ();
14398
14399         tree type = tsubst (LAMBDA_EXPR_CLOSURE (t), args, complain, NULL_TREE);
14400         LAMBDA_EXPR_CLOSURE (r) = type;
14401         CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (type) = r;
14402
14403         LAMBDA_EXPR_LOCATION (r)
14404           = LAMBDA_EXPR_LOCATION (t);
14405         LAMBDA_EXPR_DEFAULT_CAPTURE_MODE (r)
14406           = LAMBDA_EXPR_DEFAULT_CAPTURE_MODE (t);
14407         LAMBDA_EXPR_MUTABLE_P (r) = LAMBDA_EXPR_MUTABLE_P (t);
14408         LAMBDA_EXPR_DISCRIMINATOR (r)
14409           = (LAMBDA_EXPR_DISCRIMINATOR (t));
14410         LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE (r)
14411           = RECUR (LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE (t));
14412         if (LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (t) == dependent_lambda_return_type_node)
14413           {
14414             LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (r) = dependent_lambda_return_type_node;
14415             LAMBDA_EXPR_DEDUCE_RETURN_TYPE_P (r) = true;
14416           }
14417         else
14418           LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (r)
14419             = tsubst (LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
14420
14421         gcc_assert (LAMBDA_EXPR_THIS_CAPTURE (t) == NULL_TREE
14422                     && LAMBDA_EXPR_PENDING_PROXIES (t) == NULL);
14423
14424         /* Do this again now that LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE is set.  */
14425         determine_visibility (TYPE_NAME (type));
14426         /* Now that we know visibility, instantiate the type so we have a
14427            declaration of the op() for later calls to lambda_function.  */
14428         complete_type (type);
14429
14430         /* The capture list refers to closure members, so this needs to
14431            wait until after we finish instantiating the type.  */
14432         LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (r)
14433           = RECUR (LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (t));
14434
14435         return build_lambda_object (r);
14436       }
14437
14438     case TARGET_EXPR:
14439       /* We can get here for a constant initializer of non-dependent type.
14440          FIXME stop folding in cp_parser_initializer_clause.  */
14441       gcc_assert (TREE_CONSTANT (t));
14442       {
14443         tree r = get_target_expr (RECUR (TARGET_EXPR_INITIAL (t)));
14444         TREE_CONSTANT (r) = true;
14445         return r;
14446       }
14447
14448     case TRANSACTION_EXPR:
14449       return tsubst_expr(t, args, complain, in_decl,
14450              integral_constant_expression_p);
14451
14452     default:
14453       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
14454       {
14455         tree subst
14456           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
14457                                          in_decl, /*function_p=*/false);
14458         if (subst)
14459           return subst;
14460       }
14461       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
14462     }
14463
14464 #undef RECUR
14465 }
14466
14467 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
14468    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
14469    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
14470    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
14471
14472 static bool
14473 check_instantiated_arg (tree tmpl, tree t, tsubst_flags_t complain)
14474 {
14475   if (ARGUMENT_PACK_P (t))
14476     {
14477       tree vec = ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
14478       int len = TREE_VEC_LENGTH (vec);
14479       bool result = false;
14480       int i;
14481
14482       for (i = 0; i < len; ++i)
14483         if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (vec, i), complain))
14484           result = true;
14485       return result;
14486     }
14487   else if (TYPE_P (t))
14488     {
14489       /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
14490          of a class or enumeration declared in a local scope)
14491          shall not be used to declare an entity with linkage.
14492          This implies that names with no linkage cannot be used as
14493          template arguments
14494
14495          DR 757 relaxes this restriction for C++0x.  */
14496       tree nt = (cxx_dialect > cxx98 ? NULL_TREE
14497                  : no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false));
14498
14499       if (nt)
14500         {
14501           /* DR 488 makes use of a type with no linkage cause
14502              type deduction to fail.  */
14503           if (complain & tf_error)
14504             {
14505               if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
14506                 error ("%qT is/uses anonymous type", t);
14507               else
14508                 error ("template argument for %qD uses local type %qT",
14509                        tmpl, t);
14510             }
14511           return true;
14512         }
14513       /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
14514          allow variably-modified types as template arguments.  */
14515       else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
14516         {
14517           if (complain & tf_error)
14518             error ("%qT is a variably modified type", t);
14519           return true;
14520         }
14521     }
14522   /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
14523      constant.  */
14524   else if (TREE_TYPE (t)
14525            && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
14526            && !TREE_CONSTANT (t))
14527     {
14528       if (complain & tf_error)
14529         error ("integral expression %qE is not constant", t);
14530       return true;
14531     }
14532   return false;
14533 }
14534
14535 static bool
14536 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
14537 {
14538   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
14539   bool result = false;
14540
14541   for (ix = 0; ix != len; ix++)
14542     {
14543       if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (args, ix), complain))
14544         result = true;
14545     }
14546   if (result && (complain & tf_error))
14547     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
14548   return result;
14549 }
14550
14551 /* In C++0x, it's possible to have a function template whose type depends
14552    on itself recursively.  This is most obvious with decltype, but can also
14553    occur with enumeration scope (c++/48969).  So we need to catch infinite
14554    recursion and reject the substitution at deduction time; this function
14555    will return error_mark_node for any repeated substitution.
14556
14557    This also catches excessive recursion such as when f<N> depends on
14558    f<N-1> across all integers, and returns error_mark_node for all the
14559    substitutions back up to the initial one.
14560
14561    This is, of course, not reentrant.  */
14562
14563 static tree
14564 deduction_tsubst_fntype (tree fn, tree targs, tsubst_flags_t complain)
14565 {
14566   static bool excessive_deduction_depth;
14567   static int deduction_depth;
14568   struct pending_template *old_last_pend = last_pending_template;
14569   struct tinst_level *old_error_tinst = last_error_tinst_level;
14570
14571   tree fntype = TREE_TYPE (fn);
14572   tree tinst;
14573   tree r;
14574
14575   if (excessive_deduction_depth)
14576     return error_mark_node;
14577
14578   tinst = build_tree_list (fn, targs);
14579   if (!push_tinst_level (tinst))
14580     {
14581       excessive_deduction_depth = true;
14582       ggc_free (tinst);
14583       return error_mark_node;
14584     }
14585
14586   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (fn);
14587   ++deduction_depth;
14588   push_deduction_access_scope (fn);
14589   r = tsubst (fntype, targs, complain, NULL_TREE);
14590   pop_deduction_access_scope (fn);
14591   --deduction_depth;
14592
14593   if (excessive_deduction_depth)
14594     {
14595       r = error_mark_node;
14596       if (deduction_depth == 0)
14597         /* Reset once we're all the way out.  */
14598         excessive_deduction_depth = false;
14599     }
14600
14601   pop_tinst_level ();
14602   /* We can't free this if a pending_template entry or last_error_tinst_level
14603      is pointing at it.  */
14604   if (last_pending_template == old_last_pend
14605       && last_error_tinst_level == old_error_tinst)
14606     ggc_free (tinst);
14607   return r;
14608 }
14609
14610 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
14611    the template arguments in TARG_PTR.  */
14612
14613 static tree
14614 instantiate_template_1 (tree tmpl, tree orig_args, tsubst_flags_t complain)
14615 {
14616   tree targ_ptr = orig_args;
14617   tree fndecl;
14618   tree gen_tmpl;
14619   tree spec;
14620
14621   if (tmpl == error_mark_node)
14622     return error_mark_node;
14623
14624   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
14625
14626   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
14627   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
14628     {
14629       tree spec;
14630       tree clone;
14631
14632       /* Use DECL_ABSTRACT_ORIGIN because only FUNCTION_DECLs have
14633          DECL_CLONED_FUNCTION.  */
14634       spec = instantiate_template (DECL_ABSTRACT_ORIGIN (tmpl),
14635                                    targ_ptr, complain);
14636       if (spec == error_mark_node)
14637         return error_mark_node;
14638
14639       /* Look for the clone.  */
14640       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
14641         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
14642           return clone;
14643       /* We should always have found the clone by now.  */
14644       gcc_unreachable ();
14645       return NULL_TREE;
14646     }
14647
14648   /* Check to see if we already have this specialization.  */
14649   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
14650   if (tmpl != gen_tmpl)
14651     /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
14652        arguments we must add the arguments used to perform the
14653        partial instantiation.  */
14654     targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
14655                                             targ_ptr);
14656
14657   /* It would be nice to avoid hashing here and then again in tsubst_decl,
14658      but it doesn't seem to be on the hot path.  */
14659   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr, 0);
14660
14661   gcc_assert (tmpl == gen_tmpl
14662               || ((fndecl = retrieve_specialization (tmpl, orig_args, 0))
14663                   == spec)
14664               || fndecl == NULL_TREE);
14665
14666   if (spec != NULL_TREE)
14667     return spec;
14668
14669   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
14670                                complain))
14671     return error_mark_node;
14672
14673   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
14674      parameters and return types have to be checked.  However this
14675      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
14676      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
14677      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
14678   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
14679
14680   /* Instantiation of the function happens in the context of the function
14681      template, not the context of the overload resolution we're doing.  */
14682   push_to_top_level ();
14683   if (DECL_CLASS_SCOPE_P (gen_tmpl))
14684     {
14685       tree ctx = tsubst (DECL_CONTEXT (gen_tmpl), targ_ptr,
14686                          complain, gen_tmpl);
14687       push_nested_class (ctx);
14688     }
14689   /* Substitute template parameters to obtain the specialization.  */
14690   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
14691                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
14692   if (DECL_CLASS_SCOPE_P (gen_tmpl))
14693     pop_nested_class ();
14694   pop_from_top_level ();
14695
14696   if (fndecl == error_mark_node)
14697     return error_mark_node;
14698
14699   /* Now we know the specialization, compute access previously
14700      deferred.  */
14701   push_access_scope (fndecl);
14702
14703   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
14704      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
14705      added to the template at parsing time. Let's get those and perfom
14706      the acces checks then.  */
14707   perform_typedefs_access_check (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl), targ_ptr);
14708   perform_deferred_access_checks ();
14709   pop_access_scope (fndecl);
14710   pop_deferring_access_checks ();
14711
14712   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
14713      template, not the most general template.  */
14714   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
14715
14716   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
14717      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
14718      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
14719      instantiating the template clones.  */
14720   if (DECL_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (DECL_CHAIN (gen_tmpl)))
14721     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
14722
14723   return fndecl;
14724 }
14725
14726 /* Wrapper for instantiate_template_1.  */
14727
14728 tree
14729 instantiate_template (tree tmpl, tree orig_args, tsubst_flags_t complain)
14730 {
14731   tree ret;
14732   timevar_push (TV_TEMPLATE_INST);
14733   ret = instantiate_template_1 (tmpl, orig_args,  complain);
14734   timevar_pop (TV_TEMPLATE_INST);
14735   return ret;
14736 }
14737
14738 /* We're going to do deduction substitution on the type of TMPL, a function
14739    template.  In C++11 mode, push into that access scope.  In C++03 mode,
14740    disable access checking.  */
14741
14742 static void
14743 push_deduction_access_scope (tree tmpl)
14744 {
14745   if (cxx_dialect >= cxx0x)
14746     {
14747       int ptd = processing_template_decl;
14748       push_access_scope (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
14749       /* Preserve processing_template_decl across push_to_top_level.  */
14750       if (ptd && !processing_template_decl)
14751         ++processing_template_decl;
14752     }
14753   else
14754     push_deferring_access_checks (dk_no_check);
14755 }
14756
14757 /* And pop back out.  */
14758
14759 static void
14760 pop_deduction_access_scope (tree tmpl)
14761 {
14762   if (cxx_dialect >= cxx0x)
14763     pop_access_scope (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
14764   else
14765     pop_deferring_access_checks ();
14766 }
14767
14768 /* PARM is a template parameter pack for FN.  Returns true iff
14769    PARM is used in a deducible way in the argument list of FN.  */
14770
14771 static bool
14772 pack_deducible_p (tree parm, tree fn)
14773 {
14774   tree t = FUNCTION_FIRST_USER_PARMTYPE (fn);
14775   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
14776     {
14777       tree type = TREE_VALUE (t);
14778       tree packs;
14779       if (!PACK_EXPANSION_P (type))
14780         continue;
14781       for (packs = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (type);
14782            packs; packs = TREE_CHAIN (packs))
14783         if (TREE_VALUE (packs) == parm)
14784           {
14785             /* The template parameter pack is used in a function parameter
14786                pack.  If this is the end of the parameter list, the
14787                template parameter pack is deducible.  */
14788             if (TREE_CHAIN (t) == void_list_node)
14789               return true;
14790             else
14791               /* Otherwise, not.  Well, it could be deduced from
14792                  a non-pack parameter, but doing so would end up with
14793                  a deduction mismatch, so don't bother.  */
14794               return false;
14795           }
14796     }
14797   /* The template parameter pack isn't used in any function parameter
14798      packs, but it might be used deeper, e.g. tuple<Args...>.  */
14799   return true;
14800 }
14801
14802 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  ARGS is an array with
14803    NARGS elements of the arguments that are being used when calling
14804    it.  TARGS is a vector into which the deduced template arguments
14805    are placed.
14806
14807    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
14808    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
14809    printed only for an incomplete match.
14810
14811    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
14812    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
14813
14814    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
14815    template-id.
14816
14817    The parameter STRICT is one of:
14818
14819    DEDUCE_CALL:
14820      We are deducing arguments for a function call, as in
14821      [temp.deduct.call].
14822
14823    DEDUCE_CONV:
14824      We are deducing arguments for a conversion function, as in
14825      [temp.deduct.conv].
14826
14827    DEDUCE_EXACT:
14828      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
14829      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
14830      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
14831      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
14832
14833 int
14834 fn_type_unification (tree fn,
14835                      tree explicit_targs,
14836                      tree targs,
14837                      const tree *args,
14838                      unsigned int nargs,
14839                      tree return_type,
14840                      unification_kind_t strict,
14841                      int flags,
14842                      bool explain_p)
14843 {
14844   tree parms;
14845   tree fntype;
14846   int result;
14847
14848   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
14849
14850   fntype = TREE_TYPE (fn);
14851   if (explicit_targs)
14852     {
14853       /* [temp.deduct]
14854
14855          The specified template arguments must match the template
14856          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
14857          must not be more arguments than there are parameters;
14858          otherwise type deduction fails.
14859
14860          Nontype arguments must match the types of the corresponding
14861          nontype template parameters, or must be convertible to the
14862          types of the corresponding nontype parameters as specified in
14863          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
14864
14865          All references in the function type of the function template
14866          to the corresponding template parameters are replaced by the
14867          specified template argument values.  If a substitution in a
14868          template parameter or in the function type of the function
14869          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
14870       tree tparms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn);
14871       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
14872       tree converted_args;
14873       bool incomplete = false;
14874
14875       if (explicit_targs == error_mark_node)
14876         return unify_invalid (explain_p);
14877
14878       converted_args
14879         = (coerce_template_parms (tparms, explicit_targs, NULL_TREE,
14880                                   (explain_p
14881                                    ? tf_warning_or_error
14882                                    : tf_none),
14883                                    /*require_all_args=*/false,
14884                                    /*use_default_args=*/false));
14885       if (converted_args == error_mark_node)
14886         return 1;
14887
14888       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
14889          necessary so that, for instance, explicitly declared function
14890          arguments can match null pointed constants.  If we were given
14891          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
14892          processing during substitution as we could create partial
14893          instantiations.  */
14894       for (i = 0; i < len; i++)
14895         {
14896           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
14897           bool parameter_pack = false;
14898           tree targ = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
14899
14900           /* Dig out the actual parm.  */
14901           if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
14902               || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
14903             {
14904               parm = TREE_TYPE (parm);
14905               parameter_pack = TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm);
14906             }
14907           else if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
14908             {
14909               parm = DECL_INITIAL (parm);
14910               parameter_pack = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm);
14911             }
14912
14913           if (!parameter_pack && targ == NULL_TREE)
14914             /* No explicit argument for this template parameter.  */
14915             incomplete = true;
14916
14917           if (parameter_pack && pack_deducible_p (parm, fn))
14918             {
14919               /* Mark the argument pack as "incomplete". We could
14920                  still deduce more arguments during unification.
14921                  We remove this mark in type_unification_real.  */
14922               if (targ)
14923                 {
14924                   ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P(targ) = 1;
14925                   ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (targ) 
14926                     = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
14927                 }
14928
14929               /* We have some incomplete argument packs.  */
14930               incomplete = true;
14931             }
14932         }
14933
14934       processing_template_decl += incomplete;
14935       fntype = deduction_tsubst_fntype (fn, converted_args,
14936                                         (explain_p
14937                                          ? tf_warning_or_error
14938                                          : tf_none));
14939       processing_template_decl -= incomplete;
14940
14941       if (fntype == error_mark_node)
14942         return 1;
14943
14944       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
14945       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
14946         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
14947     }
14948
14949   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
14950   parms = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (fntype));
14951
14952   if (return_type)
14953     {
14954       tree *new_args;
14955
14956       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
14957       new_args = XALLOCAVEC (tree, nargs + 1);
14958       new_args[0] = return_type;
14959       memcpy (new_args + 1, args, nargs * sizeof (tree));
14960       args = new_args;
14961       ++nargs;
14962     }
14963
14964   /* We allow incomplete unification without an error message here
14965      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
14966      callers must be ready to deal with unification failures in any
14967      event.  */
14968   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
14969                                   targs, parms, args, nargs, /*subr=*/0,
14970                                   strict, flags, explain_p);
14971
14972   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
14973      ensure that the arguments deduced for the template template
14974      parameters have compatible template parameter lists.  We cannot
14975      check this property before we have deduced all template
14976      arguments, because the template parameter types of a template
14977      template parameter might depend on prior template parameters
14978      deduced after the template template parameter.  The following
14979      ill-formed example illustrates this issue:
14980
14981        template<typename T, template<T> class C> void f(C<5>, T);
14982
14983        template<int N> struct X {};
14984
14985        void g() {
14986          f(X<5>(), 5l); // error: template argument deduction fails
14987        }
14988
14989      The template parameter list of 'C' depends on the template type
14990      parameter 'T', but 'C' is deduced to 'X' before 'T' is deduced to
14991      'long'.  Thus, we can't check that 'C' cannot bind to 'X' at the
14992      time that we deduce 'C'.  */
14993   if (result == 0
14994       && !template_template_parm_bindings_ok_p 
14995            (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), targs))
14996     return unify_inconsistent_template_template_parameters (explain_p);
14997
14998   if (result == 0)
14999     /* All is well so far.  Now, check:
15000
15001        [temp.deduct]
15002
15003        When all template arguments have been deduced, all uses of
15004        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
15005        the corresponding deduced argument values.  If the
15006        substitution results in an invalid type, as described above,
15007        type deduction fails.  */
15008     {
15009       tree substed = deduction_tsubst_fntype (fn, targs,
15010                                               (explain_p
15011                                                ? tf_warning_or_error
15012                                                : tf_none));
15013       if (substed == error_mark_node)
15014         return 1;
15015
15016       /* If we're looking for an exact match, check that what we got
15017          is indeed an exact match.  It might not be if some template
15018          parameters are used in non-deduced contexts.  */
15019       if (strict == DEDUCE_EXACT)
15020         {
15021           unsigned int i;
15022
15023           tree sarg
15024             = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (substed));
15025           if (return_type)
15026             sarg = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (substed), sarg);
15027           for (i = 0; i < nargs && sarg; ++i, sarg = TREE_CHAIN (sarg))
15028             if (!same_type_p (args[i], TREE_VALUE (sarg)))
15029               return unify_type_mismatch (explain_p, args[i],
15030                                           TREE_VALUE (sarg));
15031         }
15032     }
15033
15034   return result;
15035 }
15036
15037 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
15038    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
15039    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
15040    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
15041    the argument passed to the call, or the type of the value
15042    initialized with the result of the conversion function.
15043    ARG_EXPR is the original argument expression, which may be null.  */
15044
15045 static int
15046 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
15047                                   tree* parm,
15048                                   tree* arg,
15049                                   tree arg_expr)
15050 {
15051   int result = 0;
15052
15053   switch (strict)
15054     {
15055     case DEDUCE_CALL:
15056       break;
15057
15058     case DEDUCE_CONV:
15059       {
15060         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
15061            function; the handling is precisely symmetric since PARM
15062            will initialize ARG rather than vice versa.  */
15063         tree* temp = parm;
15064         parm = arg;
15065         arg = temp;
15066         break;
15067       }
15068
15069     case DEDUCE_EXACT:
15070       /* Core issue #873: Do the DR606 thing (see below) for these cases,
15071          too, but here handle it by stripping the reference from PARM
15072          rather than by adding it to ARG.  */
15073       if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
15074           && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
15075           && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
15076           && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
15077           && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE
15078           && !TYPE_REF_IS_RVALUE (*arg))
15079         *parm = TREE_TYPE (*parm);
15080       /* Nothing else to do in this case.  */
15081       return 0;
15082
15083     default:
15084       gcc_unreachable ();
15085     }
15086
15087   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
15088     {
15089       /* [temp.deduct.call]
15090
15091          If P is not a reference type:
15092
15093          --If A is an array type, the pointer type produced by the
15094          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
15095          used in place of A for type deduction; otherwise,
15096
15097          --If A is a function type, the pointer type produced by
15098          the function-to-pointer standard conversion
15099          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
15100          otherwise,
15101
15102          --If A is a cv-qualified type, the top level
15103          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
15104          deduction.  */
15105       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
15106         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
15107       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
15108         *arg = build_pointer_type (*arg);
15109       else
15110         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
15111     }
15112
15113   /* From C++0x [14.8.2.1/3 temp.deduct.call] (after DR606), "If P is
15114      of the form T&&, where T is a template parameter, and the argument
15115      is an lvalue, T is deduced as A& */
15116   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
15117       && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
15118       && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
15119       && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
15120       && (arg_expr ? real_lvalue_p (arg_expr)
15121           /* try_one_overload doesn't provide an arg_expr, but
15122              functions are always lvalues.  */
15123           : TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE))
15124     *arg = build_reference_type (*arg);
15125
15126   /* [temp.deduct.call]
15127
15128      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
15129      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
15130      reference type, the type referred to by P is used for
15131      type deduction.  */
15132   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
15133   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
15134     {
15135       *parm = TREE_TYPE (*parm);
15136       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
15137     }
15138
15139   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
15140      too (which has been swapped into ARG).  */
15141   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
15142     *arg = TREE_TYPE (*arg);
15143
15144   return result;
15145 }
15146
15147 /* Subroutine of unify_one_argument.  PARM is a function parameter of a
15148    template which does contain any deducible template parameters; check if
15149    ARG is a suitable match for it.  STRICT, FLAGS and EXPLAIN_P are as in
15150    unify_one_argument.  */
15151
15152 static int
15153 check_non_deducible_conversion (tree parm, tree arg, int strict,
15154                                 int flags, bool explain_p)
15155 {
15156   tree type;
15157
15158   if (!TYPE_P (arg))
15159     type = TREE_TYPE (arg);
15160   else
15161     type = arg;
15162
15163   if (same_type_p (parm, type))
15164     return unify_success (explain_p);
15165
15166   if (strict == DEDUCE_CONV)
15167     {
15168       if (can_convert_arg (type, parm, NULL_TREE, flags))
15169         return unify_success (explain_p);
15170     }
15171   else if (strict != DEDUCE_EXACT)
15172     {
15173       if (can_convert_arg (parm, type,
15174                            TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg,
15175                            flags))
15176         return unify_success (explain_p);
15177     }
15178
15179   if (strict == DEDUCE_EXACT)
15180     return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
15181   else
15182     return unify_arg_conversion (explain_p, parm, type, arg);
15183 }
15184
15185 /* Subroutine of type_unification_real and unify_pack_expansion to
15186    handle unification of a single P/A pair.  Parameters are as
15187    for those functions.  */
15188
15189 static int
15190 unify_one_argument (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg,
15191                     int subr, unification_kind_t strict, int flags,
15192                     bool explain_p)
15193 {
15194   tree arg_expr = NULL_TREE;
15195   int arg_strict;
15196
15197   if (arg == error_mark_node || parm == error_mark_node)
15198     return unify_invalid (explain_p);
15199   if (arg == unknown_type_node)
15200     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
15201        template args from other function args.  */
15202     return unify_success (explain_p);
15203
15204   /* FIXME uses_deducible_template_parms */
15205   if (TYPE_P (parm) && !uses_template_parms (parm))
15206     return check_non_deducible_conversion (parm, arg, strict, flags,
15207                                            explain_p);
15208
15209   switch (strict)
15210     {
15211     case DEDUCE_CALL:
15212       arg_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL
15213                     | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
15214                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
15215       break;
15216
15217     case DEDUCE_CONV:
15218       arg_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
15219       break;
15220
15221     case DEDUCE_EXACT:
15222       arg_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
15223       break;
15224
15225     default:
15226       gcc_unreachable ();
15227     }
15228
15229   /* We only do these transformations if this is the top-level
15230      parameter_type_list in a call or declaration matching; in other
15231      situations (nested function declarators, template argument lists) we
15232      won't be comparing a type to an expression, and we don't do any type
15233      adjustments.  */
15234   if (!subr)
15235     {
15236       if (!TYPE_P (arg))
15237         {
15238           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
15239           if (type_unknown_p (arg))
15240             {
15241               /* [temp.deduct.type] A template-argument can be
15242                  deduced from a pointer to function or pointer
15243                  to member function argument if the set of
15244                  overloaded functions does not contain function
15245                  templates and at most one of a set of
15246                  overloaded functions provides a unique
15247                  match.  */
15248
15249               if (resolve_overloaded_unification
15250                   (tparms, targs, parm, arg, strict,
15251                    arg_strict, explain_p))
15252                 return unify_success (explain_p);
15253               return unify_overload_resolution_failure (explain_p, arg);
15254             }
15255
15256           arg_expr = arg;
15257           arg = unlowered_expr_type (arg);
15258           if (arg == error_mark_node)
15259             return unify_invalid (explain_p);
15260         }
15261
15262       arg_strict |=
15263         maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg, arg_expr);
15264     }
15265   else
15266     gcc_assert ((TYPE_P (parm) || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
15267                 == (TYPE_P (arg) || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL));
15268
15269   /* For deduction from an init-list we need the actual list.  */
15270   if (arg_expr && BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg_expr))
15271     arg = arg_expr;
15272   return unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict, explain_p);
15273 }
15274
15275 /* Most parms like fn_type_unification.
15276
15277    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
15278    arguments of a function or method parameter of a function
15279    template). */
15280
15281 static int
15282 type_unification_real (tree tparms,
15283                        tree targs,
15284                        tree xparms,
15285                        const tree *xargs,
15286                        unsigned int xnargs,
15287                        int subr,
15288                        unification_kind_t strict,
15289                        int flags,
15290                        bool explain_p)
15291 {
15292   tree parm, arg;
15293   int i;
15294   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
15295   int saw_undeduced = 0;
15296   tree parms;
15297   const tree *args;
15298   unsigned int nargs;
15299   unsigned int ia;
15300
15301   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
15302   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
15303   gcc_assert (ntparms > 0);
15304
15305   /* Reset the number of non-defaulted template arguments contained
15306      in TARGS.  */
15307   NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs) = NULL_TREE;
15308
15309  again:
15310   parms = xparms;
15311   args = xargs;
15312   nargs = xnargs;
15313
15314   ia = 0;
15315   while (parms && parms != void_list_node
15316          && ia < nargs)
15317     {
15318       parm = TREE_VALUE (parms);
15319
15320       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_PACK_EXPANSION
15321           && (!TREE_CHAIN (parms) || TREE_CHAIN (parms) == void_list_node))
15322         /* For a function parameter pack that occurs at the end of the
15323            parameter-declaration-list, the type A of each remaining
15324            argument of the call is compared with the type P of the
15325            declarator-id of the function parameter pack.  */
15326         break;
15327
15328       parms = TREE_CHAIN (parms);
15329
15330       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15331         /* For a function parameter pack that does not occur at the
15332            end of the parameter-declaration-list, the type of the
15333            parameter pack is a non-deduced context.  */
15334         continue;
15335
15336       arg = args[ia];
15337       ++ia;
15338
15339       if (unify_one_argument (tparms, targs, parm, arg, subr, strict,
15340                               flags, explain_p))
15341         return 1;
15342     }
15343
15344   if (parms 
15345       && parms != void_list_node
15346       && TREE_CODE (TREE_VALUE (parms)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15347     {
15348       /* Unify the remaining arguments with the pack expansion type.  */
15349       tree argvec;
15350       tree parmvec = make_tree_vec (1);
15351
15352       /* Allocate a TREE_VEC and copy in all of the arguments */ 
15353       argvec = make_tree_vec (nargs - ia);
15354       for (i = 0; ia < nargs; ++ia, ++i)
15355         TREE_VEC_ELT (argvec, i) = args[ia];
15356
15357       /* Copy the parameter into parmvec.  */
15358       TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = TREE_VALUE (parms);
15359       if (unify_pack_expansion (tparms, targs, parmvec, argvec, strict,
15360                                 /*subr=*/subr, explain_p))
15361         return 1;
15362
15363       /* Advance to the end of the list of parameters.  */
15364       parms = TREE_CHAIN (parms);
15365     }
15366
15367   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
15368      are present, and the parm list isn't variadic.  */
15369   if (ia < nargs && parms == void_list_node)
15370     return unify_too_many_arguments (explain_p, nargs, ia);
15371   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
15372   if (parms && parms != void_list_node
15373       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
15374     {
15375       unsigned int count = nargs;
15376       tree p = parms;
15377       while (p && p != void_list_node)
15378         {
15379           count++;
15380           p = TREE_CHAIN (p);
15381         }
15382       return unify_too_few_arguments (explain_p, ia, count);
15383     }
15384
15385   if (!subr)
15386     {
15387       tsubst_flags_t complain = (explain_p
15388                                  ? tf_warning_or_error
15389                                  : tf_none);
15390
15391       /* Check to see if we need another pass before we start clearing
15392          ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P.  */
15393       for (i = 0; i < ntparms; i++)
15394         {
15395           tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
15396           tree tparm = TREE_VEC_ELT (tparms, i);
15397
15398           if (targ || tparm == error_mark_node)
15399             continue;
15400           tparm = TREE_VALUE (tparm);
15401
15402           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
15403              a type parameter, try another pass; its type may have been
15404              deduced from a later argument than the one from which
15405              this parameter can be deduced.  */
15406           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
15407               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
15408               && !saw_undeduced++)
15409             goto again;
15410         }
15411
15412       for (i = 0; i < ntparms; i++)
15413         {
15414           tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
15415           tree tparm = TREE_VEC_ELT (tparms, i);
15416
15417           /* Clear the "incomplete" flags on all argument packs now so that
15418              substituting them into later default arguments works.  */
15419           if (targ && ARGUMENT_PACK_P (targ))
15420             {
15421               ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (targ) = 0;
15422               ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (targ) = NULL_TREE;
15423             }
15424
15425           if (targ || tparm == error_mark_node)
15426             continue;
15427           tparm = TREE_VALUE (tparm);
15428
15429           /* Core issue #226 (C++0x) [temp.deduct]:
15430
15431              If a template argument has not been deduced, its
15432              default template argument, if any, is used. 
15433
15434              When we are in C++98 mode, TREE_PURPOSE will either
15435              be NULL_TREE or ERROR_MARK_NODE, so we do not need
15436              to explicitly check cxx_dialect here.  */
15437           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i)))
15438             {
15439               tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
15440               tree arg = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
15441               location_t save_loc = input_location;
15442               if (DECL_P (parm))
15443                 input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (parm);
15444               arg = tsubst_template_arg (arg, targs, complain, NULL_TREE);
15445               arg = convert_template_argument (parm, arg, targs, complain,
15446                                                i, NULL_TREE);
15447               input_location = save_loc;
15448               if (arg == error_mark_node)
15449                 return 1;
15450               else
15451                 {
15452                   TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
15453                   /* The position of the first default template argument,
15454                      is also the number of non-defaulted arguments in TARGS.
15455                      Record that.  */
15456                   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs))
15457                     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs, i);
15458                   continue;
15459                 }
15460             }
15461
15462           /* If the type parameter is a parameter pack, then it will
15463              be deduced to an empty parameter pack.  */
15464           if (template_parameter_pack_p (tparm))
15465             {
15466               tree arg;
15467
15468               if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
15469                 {
15470                   arg = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
15471                   TREE_TYPE (arg)  = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (tparm));
15472                   TREE_CONSTANT (arg) = 1;
15473                 }
15474               else
15475                 arg = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
15476
15477               SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (arg, make_tree_vec (0));
15478
15479               TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
15480               continue;
15481             }
15482
15483           return unify_parameter_deduction_failure (explain_p, tparm);
15484         }
15485     }
15486 #ifdef ENABLE_CHECKING
15487   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs))
15488     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs, TREE_VEC_LENGTH (targs));
15489 #endif
15490
15491   return unify_success (explain_p);
15492 }
15493
15494 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables
15495    at the call site.  ARG is an overloaded function (or template-id);
15496    we try deducing template args from each of the overloads, and if
15497    only one succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns
15498    true on success.  */
15499
15500 static bool
15501 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
15502                                 tree targs,
15503                                 tree parm,
15504                                 tree arg,
15505                                 unification_kind_t strict,
15506                                 int sub_strict,
15507                                 bool explain_p)
15508 {
15509   tree tempargs = copy_node (targs);
15510   int good = 0;
15511   tree goodfn = NULL_TREE;
15512   bool addr_p;
15513
15514   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
15515     {
15516       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
15517       addr_p = true;
15518     }
15519   else
15520     addr_p = false;
15521
15522   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
15523     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
15524        function name.  */
15525     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
15526
15527   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
15528     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
15529
15530   /* Strip baselink information.  */
15531   if (BASELINK_P (arg))
15532     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
15533
15534   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
15535     {
15536       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
15537          the affected templates before we try to unify, in case the
15538          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
15539
15540       int ok = 0;
15541       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
15542       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
15543
15544       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
15545         {
15546           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
15547           tree subargs, elem;
15548
15549           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
15550             continue;
15551
15552           ++processing_template_decl;
15553           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
15554                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
15555           if (subargs && !any_dependent_template_arguments_p (subargs))
15556             {
15557               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
15558               if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
15559                                     elem, strict, sub_strict, addr_p, explain_p)
15560                   && (!goodfn || !same_type_p (goodfn, elem)))
15561                 {
15562                   goodfn = elem;
15563                   ++good;
15564                 }
15565             }
15566           else if (subargs)
15567             ++ok;
15568           --processing_template_decl;
15569         }
15570       /* If no templates (or more than one) are fully resolved by the
15571          explicit arguments, this template-id is a non-deduced context; it
15572          could still be OK if we deduce all template arguments for the
15573          enclosing call through other arguments.  */
15574       if (good != 1)
15575         good = ok;
15576     }
15577   else if (TREE_CODE (arg) != OVERLOAD
15578            && TREE_CODE (arg) != FUNCTION_DECL)
15579     /* If ARG is, for example, "(0, &f)" then its type will be unknown
15580        -- but the deduction does not succeed because the expression is
15581        not just the function on its own.  */
15582     return false;
15583   else
15584     for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
15585       if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
15586                             TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
15587                             strict, sub_strict, addr_p, explain_p)
15588           && (!goodfn || !decls_match (goodfn, OVL_CURRENT (arg))))
15589         {
15590           goodfn = OVL_CURRENT (arg);
15591           ++good;
15592         }
15593
15594   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
15595      to function or pointer to member function argument if the set of
15596      overloaded functions does not contain function templates and at most
15597      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
15598
15599      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
15600      deduce anything.  */
15601
15602   if (good == 1)
15603     {
15604       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
15605       for (; i--; )
15606         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
15607           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
15608     }
15609   if (good)
15610     return true;
15611
15612   return false;
15613 }
15614
15615 /* Core DR 115: In contexts where deduction is done and fails, or in
15616    contexts where deduction is not done, if a template argument list is
15617    specified and it, along with any default template arguments, identifies
15618    a single function template specialization, then the template-id is an
15619    lvalue for the function template specialization.  */
15620
15621 tree
15622 resolve_nondeduced_context (tree orig_expr)
15623 {
15624   tree expr, offset, baselink;
15625   bool addr;
15626
15627   if (!type_unknown_p (orig_expr))
15628     return orig_expr;
15629
15630   expr = orig_expr;
15631   addr = false;
15632   offset = NULL_TREE;
15633   baselink = NULL_TREE;
15634
15635   if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
15636     {
15637       expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
15638       addr = true;
15639     }
15640   if (TREE_CODE (expr) == OFFSET_REF)
15641     {
15642       offset = expr;
15643       expr = TREE_OPERAND (expr, 1);
15644     }
15645   if (BASELINK_P (expr))
15646     {
15647       baselink = expr;
15648       expr = BASELINK_FUNCTIONS (expr);
15649     }
15650
15651   if (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_ID_EXPR)
15652     {
15653       int good = 0;
15654       tree goodfn = NULL_TREE;
15655
15656       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
15657          the affected templates before we try to unify, in case the
15658          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
15659
15660       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (expr, 1);
15661       tree arg = TREE_OPERAND (expr, 0);
15662       tree badfn = NULL_TREE;
15663       tree badargs = NULL_TREE;
15664
15665       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
15666         {
15667           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
15668           tree subargs, elem;
15669
15670           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
15671             continue;
15672
15673           ++processing_template_decl;
15674           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
15675                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
15676           if (subargs && !any_dependent_template_arguments_p (subargs))
15677             {
15678               elem = instantiate_template (fn, subargs, tf_none);
15679               if (elem == error_mark_node)
15680                 {
15681                   badfn = fn;
15682                   badargs = subargs;
15683                 }
15684               else if (elem && (!goodfn || !decls_match (goodfn, elem)))
15685                 {
15686                   goodfn = elem;
15687                   ++good;
15688                 }
15689             }
15690           --processing_template_decl;
15691         }
15692       if (good == 1)
15693         {
15694           mark_used (goodfn);
15695           expr = goodfn;
15696           if (baselink)
15697             expr = build_baselink (BASELINK_BINFO (baselink),
15698                                    BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink),
15699                                    expr, BASELINK_OPTYPE (baselink));
15700           if (offset)
15701             {
15702               tree base
15703                 = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (offset, 0)));
15704               expr = build_offset_ref (base, expr, addr);
15705             }
15706           if (addr)
15707             expr = cp_build_addr_expr (expr, tf_warning_or_error);
15708           return expr;
15709         }
15710       else if (good == 0 && badargs)
15711         /* There were no good options and at least one bad one, so let the
15712            user know what the problem is.  */
15713         instantiate_template (badfn, badargs, tf_warning_or_error);
15714     }
15715   return orig_expr;
15716 }
15717
15718 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
15719    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
15720    different overloads deduce different arguments for a given parm.
15721    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
15722    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
15723
15724    Returns 1 on success.  */
15725
15726 static int
15727 try_one_overload (tree tparms,
15728                   tree orig_targs,
15729                   tree targs,
15730                   tree parm,
15731                   tree arg,
15732                   unification_kind_t strict,
15733                   int sub_strict,
15734                   bool addr_p,
15735                   bool explain_p)
15736 {
15737   int nargs;
15738   tree tempargs;
15739   int i;
15740
15741   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
15742      to function or pointer to member function argument if the set of
15743      overloaded functions does not contain function templates and at most
15744      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
15745
15746      So if this is a template, just return success.  */
15747
15748   if (uses_template_parms (arg))
15749     return 1;
15750
15751   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
15752     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
15753   else if (addr_p)
15754     arg = build_pointer_type (arg);
15755
15756   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg, NULL);
15757
15758   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
15759      some template args from previous args, unify would complain when we
15760      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
15761      there isn't really a conflict.  */
15762   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
15763   tempargs = make_tree_vec (nargs);
15764
15765   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict, explain_p))
15766     return 0;
15767
15768   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
15769      explicitly specified args.  */
15770   for (i = nargs; i--; )
15771     {
15772       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
15773       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
15774
15775       if (!elt)
15776         /*NOP*/;
15777       else if (uses_template_parms (elt))
15778         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
15779            template args used in the function parm list with our own
15780            template parms.  Discard them.  */
15781         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
15782       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
15783         return 0;
15784     }
15785
15786   for (i = nargs; i--; )
15787     {
15788       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
15789
15790       if (elt)
15791         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
15792     }
15793
15794   return 1;
15795 }
15796
15797 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
15798    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
15799    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
15800    TARGS are as for unify.  */
15801
15802 static tree
15803 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg,
15804                        bool explain_p)
15805 {
15806   tree copy_of_targs;
15807
15808   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
15809       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
15810           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
15811     return NULL_TREE;
15812
15813   /* We need to make a new template argument vector for the call to
15814      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
15815      the attempted unification, even if this class didn't work out.
15816      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
15817      we've already done, since unification is supposed to be done on
15818      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
15819      following pathological case:
15820
15821        template <int I, int J, int K>
15822        struct S {};
15823
15824        template <int I, int J>
15825        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
15826
15827        template <int I, int J, int K>
15828        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
15829
15830        void g() {
15831          S<0, 0, 0> s0;
15832          S<0, 1, 2> s2;
15833
15834          f(s0, s2);
15835        }
15836
15837      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
15838      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
15839      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
15840      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
15841      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
15842      would reject the possibility I=1.  */
15843   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
15844
15845   /* If unification failed, we're done.  */
15846   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
15847              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p))
15848     return NULL_TREE;
15849
15850   return arg;
15851 }
15852
15853 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
15854    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
15855    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
15856    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
15857    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
15858    by unify.  */
15859
15860 static enum template_base_result
15861 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg,
15862                    bool explain_p, tree *result)
15863 {
15864   tree rval = NULL_TREE;
15865   tree binfo;
15866
15867   gcc_assert (RECORD_OR_UNION_CODE_P (TREE_CODE (arg)));
15868
15869   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
15870   if (!binfo)
15871     {
15872       /* The type could not be completed.  */
15873       *result = NULL_TREE;
15874       return tbr_incomplete_type;
15875     }
15876
15877   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
15878      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
15879   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
15880     {
15881       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm,
15882                                       BINFO_TYPE (binfo), explain_p);
15883
15884       if (r)
15885         {
15886           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
15887
15888                [temp.deduct.call]
15889
15890               If they yield more than one possible deduced A, the type
15891               deduction fails.
15892
15893              applies.  */
15894           if (rval && !same_type_p (r, rval))
15895             {
15896               *result = NULL_TREE;
15897               return tbr_ambiguous_baseclass;
15898             }
15899
15900           rval = r;
15901         }
15902     }
15903
15904   *result = rval;
15905   return tbr_success;
15906 }
15907
15908 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
15909
15910 static int
15911 template_decl_level (tree decl)
15912 {
15913   switch (TREE_CODE (decl))
15914     {
15915     case TYPE_DECL:
15916     case TEMPLATE_DECL:
15917       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
15918
15919     case PARM_DECL:
15920       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
15921
15922     default:
15923       gcc_unreachable ();
15924     }
15925   return 0;
15926 }
15927
15928 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
15929    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
15930    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
15931
15932 static int
15933 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
15934 {
15935   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
15936   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
15937
15938   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
15939       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
15940     {
15941       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
15942           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
15943           does not allow us to unify "const T" with "int&" because both
15944           types are not of the form "cv-list T" [14.8.2.5 temp.deduct.type].
15945           It is ok when we're allowing additional CV qualifiers
15946           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
15947       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
15948            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
15949            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
15950           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
15951         return 0;
15952
15953       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
15954           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
15955         return 0;
15956     }
15957
15958   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
15959       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
15960     return 0;
15961
15962   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
15963       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
15964     return 0;
15965
15966   return 1;
15967 }
15968
15969 /* Determines the LEVEL and INDEX for the template parameter PARM.  */
15970 void 
15971 template_parm_level_and_index (tree parm, int* level, int* index)
15972 {
15973   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
15974       || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
15975       || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
15976     {
15977       *index = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
15978       *level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm);
15979     }
15980   else
15981     {
15982       *index = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
15983       *level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm);
15984     }
15985 }
15986
15987 #define RECUR_AND_CHECK_FAILURE(TP, TA, P, A, S, EP)                    \
15988   do {                                                                  \
15989     if (unify (TP, TA, P, A, S, EP))                                    \
15990       return 1;                                                         \
15991   } while (0);
15992
15993 /* Unifies the remaining arguments in PACKED_ARGS with the pack
15994    expansion at the end of PACKED_PARMS. Returns 0 if the type
15995    deduction succeeds, 1 otherwise. STRICT is the same as in
15996    unify. CALL_ARGS_P is true iff PACKED_ARGS is actually a function
15997    call argument list. We'll need to adjust the arguments to make them
15998    types. SUBR tells us if this is from a recursive call to
15999    type_unification_real, or for comparing two template argument
16000    lists. */
16001
16002 static int
16003 unify_pack_expansion (tree tparms, tree targs, tree packed_parms, 
16004                       tree packed_args, unification_kind_t strict,
16005                       bool subr, bool explain_p)
16006 {
16007   tree parm 
16008     = TREE_VEC_ELT (packed_parms, TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1);
16009   tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (parm);
16010   tree pack, packs = NULL_TREE;
16011   int i, start = TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1;
16012   int len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
16013
16014   /* Determine the parameter packs we will be deducing from the
16015      pattern, and record their current deductions.  */
16016   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (parm); 
16017        pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
16018     {
16019       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
16020       int idx, level;
16021
16022       /* Determine the index and level of this parameter pack.  */
16023       template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
16024
16025       /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
16026          argument packs.  */
16027       packs = tree_cons (parm_pack, TMPL_ARG (targs, level, idx), packs);
16028       TREE_TYPE (packs) = make_tree_vec (len - start);
16029     }
16030   
16031   /* Loop through all of the arguments that have not yet been
16032      unified and unify each with the pattern.  */
16033   for (i = start; i < len; i++)
16034     {
16035       tree parm;
16036       bool any_explicit = false;
16037       tree arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, i);
16038
16039       /* For each parameter pack, set its TMPL_ARG to either NULL_TREE
16040          or the element of its argument pack at the current index if
16041          this argument was explicitly specified.  */
16042       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
16043         {
16044           int idx, level;
16045           tree arg, pargs;
16046           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
16047
16048           arg = NULL_TREE;
16049           if (TREE_VALUE (pack)
16050               && (pargs = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (TREE_VALUE (pack)))
16051               && (i < TREE_VEC_LENGTH (pargs)))
16052             {
16053               any_explicit = true;
16054               arg = TREE_VEC_ELT (pargs, i);
16055             }
16056           TMPL_ARG (targs, level, idx) = arg;
16057         }
16058
16059       /* If we had explicit template arguments, substitute them into the
16060          pattern before deduction.  */
16061       if (any_explicit)
16062         {
16063           /* Some arguments might still be unspecified or dependent.  */
16064           bool dependent;
16065           ++processing_template_decl;
16066           dependent = any_dependent_template_arguments_p (targs);
16067           if (!dependent)
16068             --processing_template_decl;
16069           parm = tsubst (pattern, targs,
16070                          explain_p ? tf_warning_or_error : tf_none,
16071                          NULL_TREE);
16072           if (dependent)
16073             --processing_template_decl;
16074           if (parm == error_mark_node)
16075             return 1;
16076         }
16077       else
16078         parm = pattern;
16079
16080       /* Unify the pattern with the current argument.  */
16081       if (unify_one_argument (tparms, targs, parm, arg, subr, strict,
16082                               LOOKUP_IMPLICIT, explain_p))
16083         return 1;
16084
16085       /* For each parameter pack, collect the deduced value.  */
16086       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
16087         {
16088           int idx, level;
16089           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
16090
16091           TREE_VEC_ELT (TREE_TYPE (pack), i - start) = 
16092             TMPL_ARG (targs, level, idx);
16093         }
16094     }
16095
16096   /* Verify that the results of unification with the parameter packs
16097      produce results consistent with what we've seen before, and make
16098      the deduced argument packs available.  */
16099   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
16100     {
16101       tree old_pack = TREE_VALUE (pack);
16102       tree new_args = TREE_TYPE (pack);
16103       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (new_args);
16104       int idx, level;
16105       bool nondeduced_p = false;
16106
16107       /* By default keep the original deduced argument pack.
16108          If necessary, more specific code is going to update the
16109          resulting deduced argument later down in this function.  */
16110       template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
16111       TMPL_ARG (targs, level, idx) = old_pack;
16112
16113       /* If NEW_ARGS contains any NULL_TREE entries, we didn't
16114          actually deduce anything.  */
16115       for (i = 0; i < len && !nondeduced_p; ++i)
16116         if (TREE_VEC_ELT (new_args, i) == NULL_TREE)
16117           nondeduced_p = true;
16118       if (nondeduced_p)
16119         continue;
16120
16121       if (old_pack && ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack))
16122         {
16123           /* If we had fewer function args than explicit template args,
16124              just use the explicits.  */
16125           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
16126           int explicit_len = TREE_VEC_LENGTH (explicit_args);
16127           if (len < explicit_len)
16128             new_args = explicit_args;
16129         }
16130
16131       if (!old_pack)
16132         {
16133           tree result;
16134           /* Build the deduced *_ARGUMENT_PACK.  */
16135           if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (pack)) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
16136             {
16137               result = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
16138               TREE_TYPE (result) = 
16139                 TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (TREE_PURPOSE (pack)));
16140               TREE_CONSTANT (result) = 1;
16141             }
16142           else
16143             result = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
16144
16145           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (result, new_args);
16146
16147           /* Note the deduced argument packs for this parameter
16148              pack.  */
16149           TMPL_ARG (targs, level, idx) = result;
16150         }
16151       else if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack)
16152                && (ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack) 
16153                    == ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack)))
16154         {
16155           /* We only had the explicitly-provided arguments before, but
16156              now we have a complete set of arguments.  */
16157           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
16158
16159           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack, new_args);
16160           ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack) = 1;
16161           ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack) = explicit_args;
16162         }
16163       else
16164         {
16165           tree bad_old_arg = NULL_TREE, bad_new_arg = NULL_TREE;
16166           tree old_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack);
16167
16168           if (!comp_template_args_with_info (old_args, new_args,
16169                                              &bad_old_arg, &bad_new_arg))
16170             /* Inconsistent unification of this parameter pack.  */
16171             return unify_parameter_pack_inconsistent (explain_p,
16172                                                       bad_old_arg,
16173                                                       bad_new_arg);
16174         }
16175     }
16176
16177   return unify_success (explain_p);
16178 }
16179
16180 /* Deduce the value of template parameters.  TPARMS is the (innermost)
16181    set of template parameters to a template.  TARGS is the bindings
16182    for those template parameters, as determined thus far; TARGS may
16183    include template arguments for outer levels of template parameters
16184    as well.  PARM is a parameter to a template function, or a
16185    subcomponent of that parameter; ARG is the corresponding argument.
16186    This function attempts to match PARM with ARG in a manner
16187    consistent with the existing assignments in TARGS.  If more values
16188    are deduced, then TARGS is updated.
16189
16190    Returns 0 if the type deduction succeeds, 1 otherwise.  The
16191    parameter STRICT is a bitwise or of the following flags:
16192
16193      UNIFY_ALLOW_NONE:
16194        Require an exact match between PARM and ARG.
16195      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
16196        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
16197        conversion) than ARG.
16198      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
16199        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
16200      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
16201        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
16202        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
16203        ARG.
16204      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
16205        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
16206        case for more information.
16207      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
16208        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
16209        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
16210        have const qualified pointers leading up to the inner type which
16211        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
16212        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
16213        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
16214      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
16215        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
16216        qualified at this point.
16217      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
16218        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
16219        qualified at this point.  */
16220
16221 static int
16222 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict,
16223        bool explain_p)
16224 {
16225   int idx;
16226   tree targ;
16227   tree tparm;
16228   int strict_in = strict;
16229
16230   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
16231      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
16232      signedness is the only information lost, and I think that will be
16233      okay.  */
16234   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
16235     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
16236
16237   if (arg == error_mark_node)
16238     return unify_invalid (explain_p);
16239   if (arg == unknown_type_node
16240       || arg == init_list_type_node)
16241     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
16242        template args from other function args.  */
16243     return unify_success (explain_p);
16244
16245   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
16246      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
16247      template parameters.  We might need them if we're trying to
16248      figure out which of two things is more specialized.  */
16249   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
16250     return unify_success (explain_p);
16251
16252   /* Handle init lists early, so the rest of the function can assume
16253      we're dealing with a type. */
16254   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg))
16255     {
16256       tree elt, elttype;
16257       unsigned i;
16258       tree orig_parm = parm;
16259
16260       /* Replace T with std::initializer_list<T> for deduction.  */
16261       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
16262           && flag_deduce_init_list)
16263         parm = listify (parm);
16264
16265       if (!is_std_init_list (parm))
16266         /* We can only deduce from an initializer list argument if the
16267            parameter is std::initializer_list; otherwise this is a
16268            non-deduced context. */
16269         return unify_success (explain_p);
16270
16271       elttype = TREE_VEC_ELT (CLASSTYPE_TI_ARGS (parm), 0);
16272
16273       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, elt)
16274         {
16275           int elt_strict = strict;
16276
16277           if (elt == error_mark_node)
16278             return unify_invalid (explain_p);
16279
16280           if (!BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (elt))
16281             {
16282               tree type = TREE_TYPE (elt);
16283               /* It should only be possible to get here for a call.  */
16284               gcc_assert (elt_strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL);
16285               elt_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction
16286                 (DEDUCE_CALL, &elttype, &type, elt);
16287               elt = type;
16288             }
16289
16290           RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, elttype, elt, elt_strict,
16291                                    explain_p);
16292         }
16293
16294       /* If the std::initializer_list<T> deduction worked, replace the
16295          deduced A with std::initializer_list<A>.  */
16296       if (orig_parm != parm)
16297         {
16298           idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (orig_parm);
16299           targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
16300           targ = listify (targ);
16301           TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = targ;
16302         }
16303       return unify_success (explain_p);
16304     }
16305
16306   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
16307      cv-qualification mismatches.  */
16308   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
16309       && TYPE_P (arg)
16310       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
16311          type, and the elements might be template type parms. We'll check
16312          when we recurse.  */
16313       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
16314       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
16315          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
16316          PARM `T' for example, when computing which of two templates
16317          is more specialized, for example.  */
16318       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
16319       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
16320     return unify_cv_qual_mismatch (explain_p, parm, arg);
16321
16322   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
16323       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
16324     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
16325   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
16326   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
16327   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
16328   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
16329
16330   switch (TREE_CODE (parm))
16331     {
16332     case TYPENAME_TYPE:
16333     case SCOPE_REF:
16334     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
16335       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
16336          argument values cannot be deduced for template parameters used
16337          within the nested-name-specifier.  */
16338       return unify_success (explain_p);
16339
16340     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
16341     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
16342     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
16343       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
16344       if (tparm == error_mark_node)
16345         return unify_invalid (explain_p);
16346
16347       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
16348           != template_decl_level (tparm))
16349         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
16350            to see if it matches ARG.  */
16351         {
16352           if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
16353               && same_type_p (parm, arg))
16354             return unify_success (explain_p);
16355           else
16356             return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16357         }
16358       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
16359       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
16360       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
16361       if (tparm == error_mark_node)
16362         return unify_invalid (explain_p);
16363
16364       /* Check for mixed types and values.  */
16365       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
16366            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
16367           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
16368               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
16369         gcc_unreachable ();
16370
16371       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
16372         {
16373           /* ARG must be constructed from a template class or a template
16374              template parameter.  */
16375           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
16376               && !CLASSTYPE_SPECIALIZATION_OF_PRIMARY_TEMPLATE_P (arg))
16377             return unify_template_deduction_failure (explain_p, parm, arg);
16378
16379           {
16380             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
16381             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
16382             tree full_argvec = add_to_template_args (targs, argvec);
16383             tree parm_parms 
16384               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
16385                   (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_DECL (parm));
16386             int i, len;
16387             int parm_variadic_p = 0;
16388
16389             /* The resolution to DR150 makes clear that default
16390                arguments for an N-argument may not be used to bind T
16391                to a template template parameter with fewer than N
16392                parameters.  It is not safe to permit the binding of
16393                default arguments as an extension, as that may change
16394                the meaning of a conforming program.  Consider:
16395
16396                   struct Dense { static const unsigned int dim = 1; };
16397
16398                   template <template <typename> class View,
16399                             typename Block>
16400                   void operator+(float, View<Block> const&);
16401
16402                   template <typename Block,
16403                             unsigned int Dim = Block::dim>
16404                   struct Lvalue_proxy { operator float() const; };
16405
16406                   void
16407                   test_1d (void) {
16408                     Lvalue_proxy<Dense> p;
16409                     float b;
16410                     b + p;
16411                   }
16412
16413               Here, if Lvalue_proxy is permitted to bind to View, then
16414               the global operator+ will be used; if they are not, the
16415               Lvalue_proxy will be converted to float.  */
16416             if (coerce_template_parms (parm_parms,
16417                                        full_argvec,
16418                                        TYPE_TI_TEMPLATE (parm),
16419                                        (explain_p
16420                                         ? tf_warning_or_error
16421                                         : tf_none),
16422                                        /*require_all_args=*/true,
16423                                        /*use_default_args=*/false)
16424                 == error_mark_node)
16425               return 1;
16426
16427             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
16428                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
16429                rather than the whole TREE_VEC since they can have
16430                different number of elements.  */
16431
16432             parmvec = expand_template_argument_pack (parmvec);
16433             argvec = expand_template_argument_pack (argvec);
16434
16435             len = TREE_VEC_LENGTH (parmvec);
16436
16437             /* Check if the parameters end in a pack, making them
16438                variadic.  */
16439             if (len > 0
16440                 && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (parmvec, len - 1)))
16441               parm_variadic_p = 1;
16442             
16443             if (TREE_VEC_LENGTH (argvec) < len - parm_variadic_p)
16444               return unify_too_few_arguments (explain_p,
16445                                               TREE_VEC_LENGTH (argvec), len);
16446
16447              for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
16448               {
16449                 RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs,
16450                                          TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
16451                                          TREE_VEC_ELT (argvec, i),
16452                                          UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16453               }
16454
16455             if (parm_variadic_p
16456                 && unify_pack_expansion (tparms, targs,
16457                                          parmvec, argvec,
16458                                          DEDUCE_EXACT,
16459                                          /*subr=*/true, explain_p))
16460               return 1;
16461           }
16462           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
16463
16464           /* Fall through to deduce template name.  */
16465         }
16466
16467       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
16468           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
16469         {
16470           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
16471
16472           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
16473           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
16474             return unify_success (explain_p);
16475           else if (targ)
16476             return unify_inconsistency (explain_p, parm, targ, arg);
16477         }
16478       else
16479         {
16480           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
16481              a match unless we are allowing additional qualification.
16482              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
16483              that binds `const int' to `T'.  */
16484           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
16485                                          arg, parm))
16486             return unify_cv_qual_mismatch (explain_p, parm, arg);
16487
16488           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
16489              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
16490           arg = cp_build_qualified_type_real
16491             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
16492           if (arg == error_mark_node)
16493             return unify_invalid (explain_p);
16494
16495           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
16496           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
16497             return unify_success (explain_p);
16498           else if (targ)
16499             return unify_inconsistency (explain_p, parm, targ, arg);
16500
16501           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
16502              that were talking about variable-sized arrays (like
16503              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
16504              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
16505              the bound of the array is not constant, and therefore
16506              not mangleable.  Besides, such types are not allowed in
16507              ISO C++, so we can do as we please here.  We do allow
16508              them for 'auto' deduction, since that isn't ABI-exposed.  */
16509           if (!is_auto (parm) && variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
16510             return unify_vla_arg (explain_p, arg);
16511
16512           /* Strip typedefs as in convert_template_argument.  */
16513           arg = canonicalize_type_argument (arg, tf_none);
16514         }
16515
16516       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
16517          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
16518       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
16519           && !template_parameter_pack_p (parm))
16520         return unify_parameter_pack_mismatch (explain_p, parm, arg);
16521
16522       /* If the argument deduction results is a METHOD_TYPE,
16523          then there is a problem.
16524          METHOD_TYPE doesn't map to any real C++ type the result of
16525          the deduction can not be of that type.  */
16526       if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
16527         return unify_method_type_error (explain_p, arg);
16528
16529       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
16530       return unify_success (explain_p);
16531
16532     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
16533       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
16534       if (tparm == error_mark_node)
16535         return unify_invalid (explain_p);
16536
16537       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
16538           != template_decl_level (tparm))
16539         {
16540           /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
16541              to see if it matches ARG.  */
16542           int result = !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
16543                          && cp_tree_equal (parm, arg));
16544           if (result)
16545             unify_expression_unequal (explain_p, parm, arg);
16546           return result;
16547         }
16548
16549       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
16550       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
16551
16552       if (targ)
16553         {
16554           int x = !cp_tree_equal (targ, arg);
16555           if (x)
16556             unify_inconsistency (explain_p, parm, targ, arg);
16557           return x;
16558         }
16559
16560       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
16561          with a non-type template-parameter, the non-type
16562          template-parameter is used in an expression in the function
16563          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
16564          deduced, the template-argument type shall match the type of the
16565          template-parameter exactly, except that a template-argument
16566          deduced from an array bound may be of any integral type.
16567          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
16568       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
16569       if (!TREE_TYPE (arg))
16570         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
16571            It will later be processed in convert_template_argument.  */
16572         ;
16573       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
16574         /* OK */;
16575       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
16576                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
16577                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
16578         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
16579            template argument must exactly match the types of the
16580            corresponding parameter.  */
16581         arg = fold (build_nop (tparm, arg));
16582       else if (uses_template_parms (tparm))
16583         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
16584            later.  */
16585         return unify_success (explain_p);
16586       else
16587         return unify_type_mismatch (explain_p, tparm, arg);
16588
16589       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
16590          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
16591       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
16592           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm))
16593         return unify_parameter_pack_mismatch (explain_p, parm, arg);
16594
16595       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
16596       return unify_success (explain_p);
16597
16598     case PTRMEM_CST:
16599      {
16600         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
16601          another constant.  */
16602       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
16603         return unify_ptrmem_cst_mismatch (explain_p, parm, arg);
16604
16605       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
16606          wrong, depending on the strict flags) to unify also
16607          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
16608          arg refer to the same variable, even if through different
16609          classes. For instance:
16610
16611          struct A { int x; };
16612          struct B : A { };
16613
16614          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
16615       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
16616                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict, explain_p);
16617      }
16618
16619     case POINTER_TYPE:
16620       {
16621         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
16622           return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16623
16624         /* [temp.deduct.call]
16625
16626            A can be another pointer or pointer to member type that can
16627            be converted to the deduced A via a qualification
16628            conversion (_conv.qual_).
16629
16630            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
16631            This will allow for additional cv-qualification of the
16632            pointed-to types if appropriate.  */
16633
16634         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
16635           /* The derived-to-base conversion only persists through one
16636              level of pointers.  */
16637           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
16638
16639         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
16640                       TREE_TYPE (arg), strict, explain_p);
16641       }
16642
16643     case REFERENCE_TYPE:
16644       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
16645         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16646       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
16647                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL, explain_p);
16648
16649     case ARRAY_TYPE:
16650       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
16651         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16652       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
16653           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
16654         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16655       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
16656         {
16657           tree parm_max;
16658           tree arg_max;
16659           bool parm_cst;
16660           bool arg_cst;
16661
16662           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
16663              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
16664              not an integer constant.  We cannot unify arbitrarily
16665              complex expressions, so we eliminate the MINUS_EXPRs
16666              here.  */
16667           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
16668           parm_cst = TREE_CODE (parm_max) == INTEGER_CST;
16669           if (!parm_cst)
16670             {
16671               gcc_assert (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR);
16672               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
16673             }
16674           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
16675           arg_cst = TREE_CODE (arg_max) == INTEGER_CST;
16676           if (!arg_cst)
16677             {
16678               /* The ARG_MAX may not be a simple MINUS_EXPR, if we are
16679                  trying to unify the type of a variable with the type
16680                  of a template parameter.  For example:
16681
16682                    template <unsigned int N>
16683                    void f (char (&) [N]);
16684                    int g(); 
16685                    void h(int i) {
16686                      char a[g(i)];
16687                      f(a); 
16688                    }
16689
16690                 Here, the type of the ARG will be "int [g(i)]", and
16691                 may be a SAVE_EXPR, etc.  */
16692               if (TREE_CODE (arg_max) != MINUS_EXPR)
16693                 return unify_vla_arg (explain_p, arg);
16694               arg_max = TREE_OPERAND (arg_max, 0);
16695             }
16696
16697           /* If only one of the bounds used a MINUS_EXPR, compensate
16698              by adding one to the other bound.  */
16699           if (parm_cst && !arg_cst)
16700             parm_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
16701                                     integer_type_node,
16702                                     parm_max,
16703                                     integer_one_node);
16704           else if (arg_cst && !parm_cst)
16705             arg_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
16706                                    integer_type_node,
16707                                    arg_max,
16708                                    integer_one_node);
16709
16710           RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, parm_max, arg_max,
16711                                    UNIFY_ALLOW_INTEGER, explain_p);
16712         }
16713       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
16714                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL, explain_p);
16715
16716     case REAL_TYPE:
16717     case COMPLEX_TYPE:
16718     case VECTOR_TYPE:
16719     case INTEGER_TYPE:
16720     case BOOLEAN_TYPE:
16721     case ENUMERAL_TYPE:
16722     case VOID_TYPE:
16723     case NULLPTR_TYPE:
16724       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
16725         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16726
16727       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
16728          function.  */
16729       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
16730         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16731
16732       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
16733          will invalidate it if necessary.  */
16734       return unify_success (explain_p);
16735
16736       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
16737       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
16738     case INTEGER_CST:
16739       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
16740         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
16741
16742       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
16743         return unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg);
16744       return (tree_int_cst_equal (parm, arg)
16745               ? unify_success (explain_p)
16746               : unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg));
16747
16748     case TREE_VEC:
16749       {
16750         int i, len, argslen;
16751         int parm_variadic_p = 0;
16752
16753         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
16754           return unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg);
16755
16756         len = TREE_VEC_LENGTH (parm);
16757         argslen = TREE_VEC_LENGTH (arg);
16758
16759         /* Check for pack expansions in the parameters.  */
16760         for (i = 0; i < len; ++i)
16761           {
16762             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (parm, i)))
16763               {
16764                 if (i == len - 1)
16765                   /* We can unify against something with a trailing
16766                      parameter pack.  */
16767                   parm_variadic_p = 1;
16768                 else
16769                   /* [temp.deduct.type]/9: If the template argument list of
16770                      P contains a pack expansion that is not the last
16771                      template argument, the entire template argument list
16772                      is a non-deduced context.  */
16773                   return unify_success (explain_p);
16774               }
16775           }
16776
16777         /* If we don't have enough arguments to satisfy the parameters
16778            (not counting the pack expression at the end), or we have
16779            too many arguments for a parameter list that doesn't end in
16780            a pack expression, we can't unify.  */
16781         if (parm_variadic_p
16782             ? argslen < len - parm_variadic_p
16783             : argslen != len)
16784           return unify_arity (explain_p, TREE_VEC_LENGTH (arg), len);
16785
16786         /* Unify all of the parameters that precede the (optional)
16787            pack expression.  */
16788         for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
16789           {
16790             RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs,
16791                                      TREE_VEC_ELT (parm, i),
16792                                      TREE_VEC_ELT (arg, i),
16793                                      UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16794           }
16795         if (parm_variadic_p)
16796           return unify_pack_expansion (tparms, targs, parm, arg,
16797                                        DEDUCE_EXACT,
16798                                        /*subr=*/true, explain_p);
16799         return unify_success (explain_p);
16800       }
16801
16802     case RECORD_TYPE:
16803     case UNION_TYPE:
16804       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
16805         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16806
16807       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
16808         {
16809           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
16810             return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16811
16812           return unify (tparms, targs,
16813                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
16814                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
16815                         strict, explain_p);
16816         }
16817
16818       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
16819         {
16820           tree t = NULL_TREE;
16821
16822           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
16823             {
16824               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
16825               t = try_class_unification (tparms, targs,
16826                                          parm, arg, explain_p);
16827
16828               if (!t)
16829                 {
16830                   /* Fallback to the special case allowed in
16831                      [temp.deduct.call]:
16832
16833                        If P is a class, and P has the form
16834                        template-id, then A can be a derived class of
16835                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
16836                        a class of the form template-id, A can be a
16837                        pointer to a derived class pointed to by the
16838                        deduced A.  */
16839                   enum template_base_result r;
16840                   r = get_template_base (tparms, targs, parm, arg,
16841                                          explain_p, &t);
16842
16843                   if (!t)
16844                     return unify_no_common_base (explain_p, r, parm, arg);
16845                 }
16846             }
16847           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
16848                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
16849                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
16850             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
16851                Then, we should unify `int' and `U'.  */
16852             t = arg;
16853           else
16854             /* There's no chance of unification succeeding.  */
16855             return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16856
16857           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
16858                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16859         }
16860       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
16861         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16862       return unify_success (explain_p);
16863
16864     case METHOD_TYPE:
16865     case FUNCTION_TYPE:
16866       {
16867         unsigned int nargs;
16868         tree *args;
16869         tree a;
16870         unsigned int i;
16871
16872         if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
16873           return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16874
16875         /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
16876            match exactly.  We need to check them explicitly here,
16877            because type_unification_real treats them as any other
16878            cv-qualified parameter.  */
16879         if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
16880             && (!check_cv_quals_for_unify
16881                 (UNIFY_ALLOW_NONE,
16882                  class_of_this_parm (arg),
16883                  class_of_this_parm (parm))))
16884           return unify_cv_qual_mismatch (explain_p, parm, arg);
16885
16886         RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
16887                                  TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16888
16889         nargs = list_length (TYPE_ARG_TYPES (arg));
16890         args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
16891         for (a = TYPE_ARG_TYPES (arg), i = 0;
16892              a != NULL_TREE && a != void_list_node;
16893              a = TREE_CHAIN (a), ++i)
16894           args[i] = TREE_VALUE (a);
16895         nargs = i;
16896
16897         return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
16898                                       args, nargs, 1, DEDUCE_EXACT,
16899                                       LOOKUP_NORMAL, explain_p);
16900       }
16901
16902     case OFFSET_TYPE:
16903       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
16904          deduces the type of the member as a function type. */
16905       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
16906         {
16907           tree method_type;
16908           tree fntype;
16909
16910           /* Check top-level cv qualifiers */
16911           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
16912             return unify_cv_qual_mismatch (explain_p, parm, arg);
16913
16914           RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
16915                                    TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg),
16916                                    UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16917
16918           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
16919           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
16920           fntype =
16921             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
16922                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
16923
16924           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
16925              implicit object parameter and place them on the function
16926              type to be restored later. */
16927           fntype = apply_memfn_quals (fntype, type_memfn_quals (method_type));
16928           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict, explain_p);
16929         }
16930
16931       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
16932         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16933       RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
16934                                TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg),
16935                                UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16936       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
16937                     strict, explain_p);
16938
16939     case CONST_DECL:
16940       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
16941         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict, explain_p);
16942       if (arg != integral_constant_value (parm))
16943         return unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg);
16944       return unify_success (explain_p);
16945
16946     case FIELD_DECL:
16947     case TEMPLATE_DECL:
16948       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
16949       return unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg);
16950
16951     case VAR_DECL:
16952       /* A non-type template parameter that is a variable should be a
16953          an integral constant, in which case, it whould have been
16954          folded into its (constant) value. So we should not be getting
16955          a variable here.  */
16956       gcc_unreachable ();
16957
16958     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
16959     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
16960       return unify (tparms, targs, ARGUMENT_PACK_ARGS (parm),
16961                     ARGUMENT_PACK_ARGS (arg), strict, explain_p);
16962
16963     case TYPEOF_TYPE:
16964     case DECLTYPE_TYPE:
16965     case UNDERLYING_TYPE:
16966       /* Cannot deduce anything from TYPEOF_TYPE, DECLTYPE_TYPE,
16967          or UNDERLYING_TYPE nodes.  */
16968       return unify_success (explain_p);
16969
16970     case ERROR_MARK:
16971       /* Unification fails if we hit an error node.  */
16972       return unify_invalid (explain_p);
16973
16974     default:
16975       /* An unresolved overload is a nondeduced context.  */
16976       if (is_overloaded_fn (parm) || type_unknown_p (parm))
16977         return unify_success (explain_p);
16978       gcc_assert (EXPR_P (parm));
16979
16980       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
16981          something like:
16982
16983            template <int I>
16984            void foo(S<I>, S<I + 2>);
16985
16986          This is a "nondeduced context":
16987
16988            [deduct.type]
16989
16990            The nondeduced contexts are:
16991
16992            --A type that is a template-id in which one or more of
16993              the template-arguments is an expression that references
16994              a template-parameter.
16995
16996          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
16997          actually infer any unifications.  */
16998
16999       if (!uses_template_parms (parm)
17000           && !template_args_equal (parm, arg))
17001         return unify_expression_unequal (explain_p, parm, arg);
17002       else
17003         return unify_success (explain_p);
17004     }
17005 }
17006 #undef RECUR_AND_CHECK_FAILURE
17007 \f
17008 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
17009    required.  */
17010
17011 static void
17012 mark_definable (tree decl)
17013 {
17014   tree clone;
17015   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
17016   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
17017     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
17018 }
17019
17020 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
17021    explicitly instantiated class.  */
17022
17023 void
17024 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
17025 {
17026   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
17027
17028   /* If this entity has already been written out, it's too late to
17029      make any modifications.  */
17030   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
17031     return;
17032
17033   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
17034     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
17035        set correctly by tsubst.  */
17036     TREE_PUBLIC (result) = 1;
17037
17038   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
17039   DECL_COMDAT (result) = 0;
17040
17041   if (extern_p)
17042     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
17043   else
17044     {
17045       mark_definable (result);
17046       /* Always make artificials weak.  */
17047       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
17048         comdat_linkage (result);
17049       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
17050          linkonce sections.  */
17051       else if (TREE_PUBLIC (result))
17052         maybe_make_one_only (result);
17053     }
17054
17055   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
17056      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
17057      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
17058      emitted here.  In neither circumstance do we want
17059      import_export_decl to adjust the linkage.  */
17060   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
17061 }
17062
17063 /* Subroutine of more_specialized_fn: check whether TARGS is missing any
17064    important template arguments.  If any are missing, we check whether
17065    they're important by using error_mark_node for substituting into any
17066    args that were used for partial ordering (the ones between ARGS and END)
17067    and seeing if it bubbles up.  */
17068
17069 static bool
17070 check_undeduced_parms (tree targs, tree args, tree end)
17071 {
17072   bool found = false;
17073   int i;
17074   for (i = TREE_VEC_LENGTH (targs) - 1; i >= 0; --i)
17075     if (TREE_VEC_ELT (targs, i) == NULL_TREE)
17076       {
17077         found = true;
17078         TREE_VEC_ELT (targs, i) = error_mark_node;
17079       }
17080   if (found)
17081     {
17082       for (; args != end; args = TREE_CHAIN (args))
17083         {
17084           tree substed = tsubst (TREE_VALUE (args), targs, tf_none, NULL_TREE);
17085           if (substed == error_mark_node)
17086             return true;
17087         }
17088     }
17089   return false;
17090 }
17091
17092 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
17093
17094    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
17095    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
17096    0 if neither is more specialized.
17097
17098    LEN indicates the number of parameters we should consider
17099    (defaulted parameters should not be considered).
17100
17101    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
17102    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
17103    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
17104    the templates will be more specialized if all the *other*
17105    template's arguments deduce against its arguments and at least one
17106    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
17107    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
17108    The arguments used in deduction have reference and top level cv
17109    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
17110    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
17111    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
17112    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
17113    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
17114    we do *not* verify the deduced template argument values can be
17115    substituted into non-deduced contexts.
17116
17117    The logic can be a bit confusing here, because we look at deduce1 and
17118    targs1 to see if pat2 is at least as specialized, and vice versa; if we
17119    can find template arguments for pat1 to make arg1 look like arg2, that
17120    means that arg2 is at least as specialized as arg1.  */
17121
17122 int
17123 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
17124 {
17125   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
17126   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
17127   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
17128   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
17129   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
17130   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
17131   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
17132   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
17133   tree origs1, origs2;
17134   bool lose1 = false;
17135   bool lose2 = false;
17136
17137   /* Remove the this parameter from non-static member functions.  If
17138      one is a non-static member function and the other is not a static
17139      member function, remove the first parameter from that function
17140      also.  This situation occurs for operator functions where we
17141      locate both a member function (with this pointer) and non-member
17142      operator (with explicit first operand).  */
17143   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
17144     {
17145       len--; /* LEN is the number of significant arguments for DECL1 */
17146       args1 = TREE_CHAIN (args1);
17147       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl2))
17148         args2 = TREE_CHAIN (args2);
17149     }
17150   else if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
17151     {
17152       args2 = TREE_CHAIN (args2);
17153       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl1))
17154         {
17155           len--;
17156           args1 = TREE_CHAIN (args1);
17157         }
17158     }
17159
17160   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
17161   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
17162     return 0;
17163
17164   /* Consider the return type for a conversion function */
17165   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
17166     {
17167       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
17168       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
17169       len++;
17170     }
17171
17172   processing_template_decl++;
17173
17174   origs1 = args1;
17175   origs2 = args2;
17176
17177   while (len--
17178          /* Stop when an ellipsis is seen.  */
17179          && args1 != NULL_TREE && args2 != NULL_TREE)
17180     {
17181       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
17182       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
17183       int deduce1, deduce2;
17184       int quals1 = -1;
17185       int quals2 = -1;
17186
17187       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
17188           && TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17189         {
17190           /* When both arguments are pack expansions, we need only
17191              unify the patterns themselves.  */
17192           arg1 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg1);
17193           arg2 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg2);
17194
17195           /* This is the last comparison we need to do.  */
17196           len = 0;
17197         }
17198
17199       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
17200         {
17201           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
17202           quals1 = cp_type_quals (arg1);
17203         }
17204
17205       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
17206         {
17207           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
17208           quals2 = cp_type_quals (arg2);
17209         }
17210
17211       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
17212         {
17213           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
17214              array/function pointer decay to it.  This is not part of
17215              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
17216              for the function call itself, and with our earlier
17217              implementation of the underspecified partial ordering
17218              rules.  (nathan).  */
17219           if (quals1 >= 0)
17220             {
17221               switch (TREE_CODE (arg1))
17222                 {
17223                 case ARRAY_TYPE:
17224                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
17225                   /* FALLTHROUGH. */
17226                 case FUNCTION_TYPE:
17227                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
17228                   break;
17229
17230                 default:
17231                   break;
17232                 }
17233             }
17234           else
17235             {
17236               switch (TREE_CODE (arg2))
17237                 {
17238                 case ARRAY_TYPE:
17239                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
17240                   /* FALLTHROUGH. */
17241                 case FUNCTION_TYPE:
17242                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
17243                   break;
17244
17245                 default:
17246                   break;
17247                 }
17248             }
17249         }
17250
17251       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
17252       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
17253
17254       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17255         {
17256           int i, len2 = list_length (args2);
17257           tree parmvec = make_tree_vec (1);
17258           tree argvec = make_tree_vec (len2);
17259           tree ta = args2;
17260
17261           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
17262           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg1;
17263
17264           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
17265              arguments.  */
17266           for (i = 0; i < len2; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
17267             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
17268
17269           deduce1 = (unify_pack_expansion (tparms1, targs1, parmvec,
17270                                            argvec, DEDUCE_EXACT,
17271                                            /*subr=*/true, /*explain_p=*/false)
17272                      == 0);
17273
17274           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG1 is
17275              a pack expansion but ARG2 is not.  */
17276           deduce2 = 0;
17277         }
17278       else if (TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17279         {
17280           int i, len1 = list_length (args1);
17281           tree parmvec = make_tree_vec (1);
17282           tree argvec = make_tree_vec (len1);
17283           tree ta = args1;
17284
17285           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
17286           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg2;
17287
17288           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
17289              arguments.  */
17290           for (i = 0; i < len1; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
17291             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
17292
17293           deduce2 = (unify_pack_expansion (tparms2, targs2, parmvec,
17294                                            argvec, DEDUCE_EXACT,
17295                                            /*subr=*/true, /*explain_p=*/false)
17296                      == 0);
17297
17298           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG2 is
17299              a pack expansion but ARG1 is not.*/
17300           deduce1 = 0;
17301         }
17302
17303       else
17304         {
17305           /* The normal case, where neither argument is a pack
17306              expansion.  */
17307           deduce1 = (unify (tparms1, targs1, arg1, arg2,
17308                             UNIFY_ALLOW_NONE, /*explain_p=*/false)
17309                      == 0);
17310           deduce2 = (unify (tparms2, targs2, arg2, arg1,
17311                             UNIFY_ALLOW_NONE, /*explain_p=*/false)
17312                      == 0);
17313         }
17314
17315       /* If we couldn't deduce arguments for tparms1 to make arg1 match
17316          arg2, then arg2 is not as specialized as arg1.  */
17317       if (!deduce1)
17318         lose2 = true;
17319       if (!deduce2)
17320         lose1 = true;
17321
17322       /* "If, for a given type, deduction succeeds in both directions
17323          (i.e., the types are identical after the transformations above)
17324          and if the type from the argument template is more cv-qualified
17325          than the type from the parameter template (as described above)
17326          that type is considered to be more specialized than the other. If
17327          neither type is more cv-qualified than the other then neither type
17328          is more specialized than the other."  */
17329
17330       if (deduce1 && deduce2
17331           && quals1 != quals2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
17332         {
17333           if ((quals1 & quals2) == quals2)
17334             lose2 = true;
17335           if ((quals1 & quals2) == quals1)
17336             lose1 = true;
17337         }
17338
17339       if (lose1 && lose2)
17340         /* We've failed to deduce something in either direction.
17341            These must be unordered.  */
17342         break;
17343
17344       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
17345           || TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17346         /* We have already processed all of the arguments in our
17347            handing of the pack expansion type.  */
17348         len = 0;
17349
17350       args1 = TREE_CHAIN (args1);
17351       args2 = TREE_CHAIN (args2);
17352     }
17353
17354   /* "In most cases, all template parameters must have values in order for
17355      deduction to succeed, but for partial ordering purposes a template
17356      parameter may remain without a value provided it is not used in the
17357      types being used for partial ordering."
17358
17359      Thus, if we are missing any of the targs1 we need to substitute into
17360      origs1, then pat2 is not as specialized as pat1.  This can happen when
17361      there is a nondeduced context.  */
17362   if (!lose2 && check_undeduced_parms (targs1, origs1, args1))
17363     lose2 = true;
17364   if (!lose1 && check_undeduced_parms (targs2, origs2, args2))
17365     lose1 = true;
17366
17367   processing_template_decl--;
17368
17369   /* All things being equal, if the next argument is a pack expansion
17370      for one function but not for the other, prefer the
17371      non-variadic function.  FIXME this is bogus; see c++/41958.  */
17372   if (lose1 == lose2
17373       && args1 && TREE_VALUE (args1)
17374       && args2 && TREE_VALUE (args2))
17375     {
17376       lose1 = TREE_CODE (TREE_VALUE (args1)) == TYPE_PACK_EXPANSION;
17377       lose2 = TREE_CODE (TREE_VALUE (args2)) == TYPE_PACK_EXPANSION;
17378     }
17379
17380   if (lose1 == lose2)
17381     return 0;
17382   else if (!lose1)
17383     return 1;
17384   else
17385     return -1;
17386 }
17387
17388 /* Determine which of two partial specializations is more specialized.
17389
17390    PAT1 is a TREE_LIST whose TREE_TYPE is the _TYPE node corresponding
17391    to the first partial specialization.  The TREE_VALUE is the
17392    innermost set of template parameters for the partial
17393    specialization.  PAT2 is similar, but for the second template.
17394
17395    Return 1 if the first partial specialization is more specialized;
17396    -1 if the second is more specialized; 0 if neither is more
17397    specialized.
17398
17399    See [temp.class.order] for information about determining which of
17400    two templates is more specialized.  */
17401
17402 static int
17403 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2)
17404 {
17405   tree targs;
17406   tree tmpl1, tmpl2;
17407   int winner = 0;
17408   bool any_deductions = false;
17409
17410   tmpl1 = TREE_TYPE (pat1);
17411   tmpl2 = TREE_TYPE (pat2);
17412
17413   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
17414      different class template specializations, we may encounter dependent
17415      types in the arguments, and we need our dependency check functions
17416      to behave correctly.  */
17417   ++processing_template_decl;
17418   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1),
17419                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1),
17420                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2));
17421   if (targs)
17422     {
17423       --winner;
17424       any_deductions = true;
17425     }
17426
17427   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2),
17428                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2),
17429                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1));
17430   if (targs)
17431     {
17432       ++winner;
17433       any_deductions = true;
17434     }
17435   --processing_template_decl;
17436
17437   /* In the case of a tie where at least one of the class templates
17438      has a parameter pack at the end, the template with the most
17439      non-packed parameters wins.  */
17440   if (winner == 0
17441       && any_deductions
17442       && (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1))
17443           || template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2))))
17444     {
17445       tree args1 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat1));
17446       tree args2 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat2));
17447       int len1 = TREE_VEC_LENGTH (args1);
17448       int len2 = TREE_VEC_LENGTH (args2);
17449
17450       /* We don't count the pack expansion at the end.  */
17451       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1)))
17452         --len1;
17453       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2)))
17454         --len2;
17455
17456       if (len1 > len2)
17457         return 1;
17458       else if (len1 < len2)
17459         return -1;
17460     }
17461
17462   return winner;
17463 }
17464
17465 /* Return the template arguments that will produce the function signature
17466    DECL from the function template FN, with the explicit template
17467    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
17468    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
17469    found.  */
17470
17471 static tree
17472 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
17473 {
17474   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
17475   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
17476   tree decl_type;
17477   tree decl_arg_types;
17478   tree *args;
17479   unsigned int nargs, ix;
17480   tree arg;
17481
17482   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
17483      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
17484      FN.  */
17485   decl_type = TREE_TYPE (decl);
17486   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
17487     {
17488       tree tmpl;
17489       tree converted_args;
17490
17491       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
17492         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
17493       else
17494         /* We can get here for some invalid specializations.  */
17495         return NULL_TREE;
17496
17497       converted_args
17498         = coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
17499                                  explicit_args, NULL_TREE,
17500                                  tf_none,
17501                                  /*require_all_args=*/false,
17502                                  /*use_default_args=*/false);
17503       if (converted_args == error_mark_node)
17504         return NULL_TREE;
17505
17506       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
17507       if (decl_type == error_mark_node)
17508         return NULL_TREE;
17509     }
17510
17511   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
17512   decl_arg_types = skip_artificial_parms_for (decl, 
17513                                               TYPE_ARG_TYPES (decl_type));
17514
17515   nargs = list_length (decl_arg_types);
17516   args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
17517   for (arg = decl_arg_types, ix = 0;
17518        arg != NULL_TREE && arg != void_list_node;
17519        arg = TREE_CHAIN (arg), ++ix)
17520     args[ix] = TREE_VALUE (arg);
17521
17522   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
17523                            args, ix,
17524                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
17525                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
17526                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL, /*explain_p=*/false))
17527     return NULL_TREE;
17528
17529   return targs;
17530 }
17531
17532 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
17533    template specialization whose innermost template parameters are
17534    TPARMS, and whose specialization arguments are SPEC_ARGS, yield the
17535    ARGS.
17536
17537    For example, suppose we have:
17538
17539      template <class T, class U> struct S {};
17540      template <class T> struct S<T*, int> {};
17541
17542    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
17543    {T}, the SPEC_ARGS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
17544    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
17545    is bound to `double'.  */
17546
17547 static tree
17548 get_class_bindings (tree tparms, tree spec_args, tree args)
17549 {
17550   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
17551   tree deduced_args;
17552   tree innermost_deduced_args;
17553
17554   innermost_deduced_args = make_tree_vec (ntparms);
17555   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
17556     {
17557       deduced_args = copy_node (args);
17558       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (deduced_args,
17559                            TMPL_ARGS_DEPTH (deduced_args),
17560                            innermost_deduced_args);
17561     }
17562   else
17563     deduced_args = innermost_deduced_args;
17564
17565   if (unify (tparms, deduced_args,
17566              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
17567              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
17568              UNIFY_ALLOW_NONE, /*explain_p=*/false))
17569     return NULL_TREE;
17570
17571   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
17572     if (! TREE_VEC_ELT (innermost_deduced_args, i))
17573       return NULL_TREE;
17574
17575   /* Verify that nondeduced template arguments agree with the type
17576      obtained from argument deduction.
17577
17578      For example:
17579
17580        struct A { typedef int X; };
17581        template <class T, class U> struct C {};
17582        template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
17583
17584      Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
17585      `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
17586      is `int'.  */
17587   spec_args = tsubst (spec_args, deduced_args, tf_none, NULL_TREE);
17588   if (spec_args == error_mark_node
17589       /* We only need to check the innermost arguments; the other
17590          arguments will always agree.  */
17591       || !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
17592                               INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args)))
17593     return NULL_TREE;
17594
17595   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
17596      ensure that the arguments deduced for the template template
17597      parameters have compatible template parameter lists.  See the use
17598      of template_template_parm_bindings_ok_p in fn_type_unification
17599      for more information.  */
17600   if (!template_template_parm_bindings_ok_p (tparms, deduced_args))
17601     return NULL_TREE;
17602
17603   return deduced_args;
17604 }
17605
17606 /* TEMPLATES is a TREE_LIST.  Each TREE_VALUE is a TEMPLATE_DECL.
17607    Return the TREE_LIST node with the most specialized template, if
17608    any.  If there is no most specialized template, the error_mark_node
17609    is returned.
17610
17611    Note that this function does not look at, or modify, the
17612    TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of any of the nodes.  Since the node
17613    returned is one of the elements of INSTANTIATIONS, callers may
17614    store information in the TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of the nodes,
17615    and retrieve it from the value returned.  */
17616
17617 tree
17618 most_specialized_instantiation (tree templates)
17619 {
17620   tree fn, champ;
17621
17622   ++processing_template_decl;
17623
17624   champ = templates;
17625   for (fn = TREE_CHAIN (templates); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
17626     {
17627       int fate = 0;
17628
17629       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
17630                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
17631                         NULL_TREE, /*check_ret=*/true))
17632         fate--;
17633
17634       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
17635                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
17636                         NULL_TREE, /*check_ret=*/true))
17637         fate++;
17638
17639       if (fate == -1)
17640         champ = fn;
17641       else if (!fate)
17642         {
17643           /* Equally specialized, move to next function.  If there
17644              is no next function, nothing's most specialized.  */
17645           fn = TREE_CHAIN (fn);
17646           champ = fn;
17647           if (!fn)
17648             break;
17649         }
17650     }
17651
17652   if (champ)
17653     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
17654        instantiation list.  */
17655     for (fn = templates; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
17656       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
17657                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
17658                         NULL_TREE, /*check_ret=*/true)
17659           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
17660                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
17661                             NULL_TREE, /*check_ret=*/true))
17662         {
17663           champ = NULL_TREE;
17664           break;
17665         }
17666
17667   processing_template_decl--;
17668
17669   if (!champ)
17670     return error_mark_node;
17671
17672   return champ;
17673 }
17674
17675 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
17676    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
17677
17678    For example, given:
17679
17680      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
17681
17682    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
17683    the full template.  This function will not trace past partial
17684    specializations, however.  For example, given in addition:
17685
17686      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
17687
17688    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
17689    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
17690
17691 tree
17692 most_general_template (tree decl)
17693 {
17694   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
17695      an immediate specialization.  */
17696   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
17697     {
17698       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
17699         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
17700
17701         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
17702            template friend.  */
17703         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
17704           return NULL_TREE;
17705       } else
17706         return NULL_TREE;
17707     }
17708
17709   /* Look for more and more general templates.  */
17710   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
17711     {
17712       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
17713          (See cp-tree.h for details.)  */
17714       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
17715         break;
17716
17717       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
17718           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
17719         break;
17720
17721       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
17722       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
17723           && DECL_CONTEXT (decl)
17724           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
17725         break;
17726
17727       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
17728     }
17729
17730   return decl;
17731 }
17732
17733 /* Return the most specialized of the class template partial
17734    specializations of TMPL which can produce TYPE, a specialization of
17735    TMPL.  The value returned is actually a TREE_LIST; the TREE_TYPE is
17736    a _TYPE node corresponding to the partial specialization, while the
17737    TREE_PURPOSE is the set of template arguments that must be
17738    substituted into the TREE_TYPE in order to generate TYPE.
17739
17740    If the choice of partial specialization is ambiguous, a diagnostic
17741    is issued, and the error_mark_node is returned.  If there are no
17742    partial specializations of TMPL matching TYPE, then NULL_TREE is
17743    returned.  */
17744
17745 static tree
17746 most_specialized_class (tree type, tree tmpl, tsubst_flags_t complain)
17747 {
17748   tree list = NULL_TREE;
17749   tree t;
17750   tree champ;
17751   int fate;
17752   bool ambiguous_p;
17753   tree args;
17754   tree outer_args = NULL_TREE;
17755
17756   tmpl = most_general_template (tmpl);
17757   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
17758
17759   /* For determining which partial specialization to use, only the
17760      innermost args are interesting.  */
17761   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
17762     {
17763       outer_args = strip_innermost_template_args (args, 1);
17764       args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
17765     }
17766
17767   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
17768     {
17769       tree partial_spec_args;
17770       tree spec_args;
17771       tree parms = TREE_VALUE (t);
17772
17773       partial_spec_args = CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t));
17774
17775       ++processing_template_decl;
17776
17777       if (outer_args)
17778         {
17779           int i;
17780
17781           /* Discard the outer levels of args, and then substitute in the
17782              template args from the enclosing class.  */
17783           partial_spec_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (partial_spec_args);
17784           partial_spec_args = tsubst_template_args
17785             (partial_spec_args, outer_args, tf_none, NULL_TREE);
17786
17787           /* PARMS already refers to just the innermost parms, but the
17788              template parms in partial_spec_args had their levels lowered
17789              by tsubst, so we need to do the same for the parm list.  We
17790              can't just tsubst the TREE_VEC itself, as tsubst wants to
17791              treat a TREE_VEC as an argument vector.  */
17792           parms = copy_node (parms);
17793           for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
17794             TREE_VEC_ELT (parms, i) =
17795               tsubst (TREE_VEC_ELT (parms, i), outer_args, tf_none, NULL_TREE);
17796
17797         }
17798
17799       partial_spec_args =
17800           coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
17801                                  add_to_template_args (outer_args,
17802                                                        partial_spec_args),
17803                                  tmpl, tf_none,
17804                                  /*require_all_args=*/true,
17805                                  /*use_default_args=*/true);
17806
17807       --processing_template_decl;
17808
17809       if (partial_spec_args == error_mark_node)
17810         return error_mark_node;
17811
17812       spec_args = get_class_bindings (parms,
17813                                       partial_spec_args,
17814                                       args);
17815       if (spec_args)
17816         {
17817           if (outer_args)
17818             spec_args = add_to_template_args (outer_args, spec_args);
17819           list = tree_cons (spec_args, TREE_VALUE (t), list);
17820           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
17821         }
17822     }
17823
17824   if (! list)
17825     return NULL_TREE;
17826
17827   ambiguous_p = false;
17828   t = list;
17829   champ = t;
17830   t = TREE_CHAIN (t);
17831   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
17832     {
17833       fate = more_specialized_class (champ, t);
17834       if (fate == 1)
17835         ;
17836       else
17837         {
17838           if (fate == 0)
17839             {
17840               t = TREE_CHAIN (t);
17841               if (! t)
17842                 {
17843                   ambiguous_p = true;
17844                   break;
17845                 }
17846             }
17847           champ = t;
17848         }
17849     }
17850
17851   if (!ambiguous_p)
17852     for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
17853       {
17854         fate = more_specialized_class (champ, t);
17855         if (fate != 1)
17856           {
17857             ambiguous_p = true;
17858             break;
17859           }
17860       }
17861
17862   if (ambiguous_p)
17863     {
17864       const char *str;
17865       char *spaces = NULL;
17866       if (!(complain & tf_error))
17867         return error_mark_node;
17868       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
17869       str = ngettext ("candidate is:", "candidates are:", list_length (list));
17870       for (t = list; t; t = TREE_CHAIN (t))
17871         {
17872           error ("%s %+#T", spaces ? spaces : str, TREE_TYPE (t));
17873           spaces = spaces ? spaces : get_spaces (str);
17874         }
17875       free (spaces);
17876       return error_mark_node;
17877     }
17878
17879   return champ;
17880 }
17881
17882 /* Explicitly instantiate DECL.  */
17883
17884 void
17885 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
17886 {
17887   tree result = NULL_TREE;
17888   int extern_p = 0;
17889
17890   if (!decl || decl == error_mark_node)
17891     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
17892        an appropriate message.  */
17893     return;
17894   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
17895     {
17896       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
17897       return;
17898     }
17899   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
17900     {
17901       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
17902          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
17903          the latter, the DECL we get back will be marked as a
17904          template instantiation, and the appropriate
17905          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
17906          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
17907          should handle VAR_DECLs as it currently handles
17908          FUNCTION_DECLs.  */
17909       if (!DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
17910         {
17911           error ("%qD is not a static data member of a class template", decl);
17912           return;
17913         }
17914       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
17915       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
17916         {
17917           error ("no matching template for %qD found", decl);
17918           return;
17919         }
17920       if (!same_type_p (TREE_TYPE (result), TREE_TYPE (decl)))
17921         {
17922           error ("type %qT for explicit instantiation %qD does not match "
17923                  "declared type %qT", TREE_TYPE (result), decl,
17924                  TREE_TYPE (decl));
17925           return;
17926         }
17927     }
17928   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
17929     {
17930       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
17931       return;
17932     }
17933   else
17934     result = decl;
17935
17936   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
17937      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
17938      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
17939      until we get here.  */
17940
17941   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
17942     {
17943       /* DR 259 [temp.spec].
17944
17945          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
17946          specialization shall not appear in a program unless the explicit
17947          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
17948
17949          For a given set of template parameters, if an explicit
17950          instantiation of a template appears after a declaration of an
17951          explicit specialization for that template, the explicit
17952          instantiation has no effect.  */
17953       return;
17954     }
17955   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
17956     {
17957       /* [temp.spec]
17958
17959          No program shall explicitly instantiate any template more
17960          than once.
17961
17962          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
17963          the first instantiation was `extern' and the second is not,
17964          and EXTERN_P for the opposite case.  */
17965       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
17966         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
17967       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
17968          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
17969       if (extern_p)
17970         return;
17971     }
17972   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
17973     {
17974       error ("no matching template for %qD found", result);
17975       return;
17976     }
17977   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
17978     {
17979       permerror (input_location, "explicit instantiation of non-template %q#D", result);
17980       return;
17981     }
17982
17983   if (storage == NULL_TREE)
17984     ;
17985   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
17986     {
17987       if (!in_system_header && (cxx_dialect == cxx98))
17988         pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
17989                  "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on explicit "
17990                  "instantiations");
17991       extern_p = 1;
17992     }
17993   else
17994     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
17995
17996   check_explicit_instantiation_namespace (result);
17997   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
17998   if (! extern_p)
17999     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1,
18000                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
18001 }
18002
18003 static void
18004 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
18005 {
18006   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
18007   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
18008   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
18009   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
18010   if (! extern_p)
18011     {
18012       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
18013       rest_of_type_compilation (t, 1);
18014     }
18015 }
18016
18017 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
18018    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
18019 static void
18020 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
18021 {
18022   tree storage = *(tree *) data;
18023
18024   if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (entry->type)
18025       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
18026     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
18027 }
18028
18029 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
18030    (a member function or a static member variable) of an
18031    explicitly instantiated class template.  */
18032 static void
18033 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
18034 {
18035   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
18036   if (! extern_p)
18037     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1,
18038                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
18039 }
18040
18041 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
18042    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
18043    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
18044    since the standard is unclear (as detailed below).  */
18045
18046 void
18047 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
18048 {
18049   int extern_p = 0;
18050   int nomem_p = 0;
18051   int static_p = 0;
18052   int previous_instantiation_extern_p = 0;
18053
18054   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
18055     t = TREE_TYPE (t);
18056
18057   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
18058     {
18059       tree tmpl =
18060         (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)) ? TYPE_TI_TEMPLATE (t) : NULL;
18061       if (tmpl)
18062         error ("explicit instantiation of non-class template %qD", tmpl);
18063       else
18064         error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
18065       return;
18066     }
18067
18068   complete_type (t);
18069
18070   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
18071     {
18072       if (complain & tf_error)
18073         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
18074                t);
18075       return;
18076     }
18077
18078   if (storage != NULL_TREE)
18079     {
18080       if (!in_system_header)
18081         {
18082           if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
18083             {
18084               if (cxx_dialect == cxx98)
18085                 pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
18086                          "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on "
18087                          "explicit instantiations");
18088             }
18089           else
18090             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
18091                      "ISO C++ forbids the use of %qE"
18092                      " on explicit instantiations", storage);
18093         }
18094
18095       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
18096         nomem_p = 1;
18097       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
18098         extern_p = 1;
18099       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
18100         static_p = 1;
18101       else
18102         {
18103           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
18104                  storage);
18105           extern_p = 0;
18106         }
18107     }
18108
18109   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
18110     {
18111       /* DR 259 [temp.spec].
18112
18113          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
18114          specialization shall not appear in a program unless the explicit
18115          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
18116
18117          For a given set of template parameters, if an explicit
18118          instantiation of a template appears after a declaration of an
18119          explicit specialization for that template, the explicit
18120          instantiation has no effect.  */
18121       return;
18122     }
18123   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
18124     {
18125       /* [temp.spec]
18126
18127          No program shall explicitly instantiate any template more
18128          than once.
18129
18130          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
18131          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
18132          These cases are OK.  */
18133       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
18134
18135       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
18136           && (complain & tf_error))
18137         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
18138
18139       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
18140       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
18141         return;
18142     }
18143
18144   check_explicit_instantiation_namespace (TYPE_NAME (t));
18145   mark_class_instantiated (t, extern_p);
18146
18147   if (nomem_p)
18148     return;
18149
18150   {
18151     tree tmp;
18152
18153     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
18154        declarations, and not the definitions, of members are
18155        instantiated, we have here:
18156
18157          [temp.explicit]
18158
18159          The explicit instantiation of a class template specialization
18160          implies the instantiation of all of its members not
18161          previously explicitly specialized in the translation unit
18162          containing the explicit instantiation.
18163
18164        Of course, we can't instantiate member template classes, since
18165        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
18166        is unclear on whether the instantiation of the members are
18167        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
18168        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
18169
18170     if (! static_p)
18171       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = DECL_CHAIN (tmp))
18172         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
18173             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
18174           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
18175
18176     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = DECL_CHAIN (tmp))
18177       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
18178         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
18179
18180     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
18181       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
18182                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
18183   }
18184 }
18185
18186 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
18187    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
18188    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
18189    should occur for DECL, not the most general template.
18190
18191    One reason for doing this is a scenario like this:
18192
18193      template <class T>
18194      void f(const T&, int i);
18195
18196      void g() { f(3, 7); }
18197
18198      template <class T>
18199      void f(const T& t, const int i) { }
18200
18201    Note that when the template is first instantiated, with
18202    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
18203    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
18204    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
18205
18206 static void
18207 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
18208 {
18209   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
18210      template.  */
18211   tree args;
18212   tree code_pattern;
18213
18214   args = DECL_TI_ARGS (decl);
18215   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
18216
18217   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
18218      correctly.  */
18219   push_access_scope (decl);
18220
18221   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
18222     {
18223       tree decl_parm;
18224       tree pattern_parm;
18225       tree specs;
18226       int args_depth;
18227       int parms_depth;
18228
18229       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
18230       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
18231       if (args_depth > parms_depth)
18232         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
18233
18234       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
18235                                               args, tf_error, NULL_TREE,
18236                                               /*defer_ok*/false);
18237       if (specs && specs != error_mark_node)
18238         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
18239                                                     specs);
18240
18241       /* Merge parameter declarations.  */
18242       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
18243                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
18244       pattern_parm
18245         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
18246                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
18247       while (decl_parm && !FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
18248         {
18249           tree parm_type;
18250           tree attributes;
18251           
18252           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
18253             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
18254           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
18255                               NULL_TREE);
18256           parm_type = type_decays_to (parm_type);
18257           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
18258             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
18259           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
18260           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
18261             {
18262               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
18263               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
18264             }
18265           decl_parm = DECL_CHAIN (decl_parm);
18266           pattern_parm = DECL_CHAIN (pattern_parm);
18267         }
18268       /* Merge any parameters that match with the function parameter
18269          pack.  */
18270       if (pattern_parm && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
18271         {
18272           int i, len;
18273           tree expanded_types;
18274           /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
18275              the parameters in this function parameter pack.  */
18276           expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (pattern_parm), 
18277                                                  args, tf_error, NULL_TREE);
18278           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
18279           for (i = 0; i < len; i++)
18280             {
18281               tree parm_type;
18282               tree attributes;
18283           
18284               if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
18285                 /* Rename the parameter to include the index.  */
18286                 DECL_NAME (decl_parm) = 
18287                   make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (pattern_parm), i);
18288               parm_type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
18289               parm_type = type_decays_to (parm_type);
18290               if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
18291                 TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
18292               attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
18293               if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
18294                 {
18295                   DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
18296                   cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
18297                 }
18298               decl_parm = DECL_CHAIN (decl_parm);
18299             }
18300         }
18301       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
18302       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
18303           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
18304         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
18305     }
18306   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
18307     {
18308       DECL_INITIAL (decl) =
18309         tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
18310                      tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl),
18311                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
18312       if (VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (decl))
18313         TREE_TYPE (decl) = tsubst (TREE_TYPE (code_pattern), args,
18314                                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl));
18315     }
18316   else
18317     gcc_unreachable ();
18318
18319   pop_access_scope (decl);
18320 }
18321
18322 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
18323    substituted to get DECL.  */
18324
18325 tree
18326 template_for_substitution (tree decl)
18327 {
18328   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
18329
18330   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
18331      for the instantiation.  This is not always the most general
18332      template.  Consider, for example:
18333
18334         template <class T>
18335         struct S { template <class U> void f();
18336                    template <> void f<int>(); };
18337
18338      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
18339      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
18340   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
18341             more general template.  */
18342          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
18343            /* We must also deal with friend templates.  Given:
18344
18345                 template <class T> struct S {
18346                   template <class U> friend void f() {};
18347                 };
18348
18349               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
18350               so far as the language is concerned, but that's still
18351               where we get the pattern for the instantiation from.  On
18352               other hand, if the definition comes outside the class, say:
18353
18354                 template <class T> struct S {
18355                   template <class U> friend void f();
18356                 };
18357                 template <class U> friend void f() {}
18358
18359               we don't need to look any further.  That's what the check for
18360               DECL_INITIAL is for.  */
18361           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
18362               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
18363               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
18364     {
18365       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
18366          were a definition, we should be using it!  Note that we
18367          cannot restructure the loop to just keep going until we find
18368          a template with a definition, since that might go too far if
18369          a specialization was declared, but not defined.  */
18370       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
18371                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
18372
18373       /* Fetch the more general template.  */
18374       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
18375     }
18376
18377   return tmpl;
18378 }
18379
18380 /* Returns true if we need to instantiate this template instance even if we
18381    know we aren't going to emit it..  */
18382
18383 bool
18384 always_instantiate_p (tree decl)
18385 {
18386   /* We always instantiate inline functions so that we can inline them.  An
18387      explicit instantiation declaration prohibits implicit instantiation of
18388      non-inline functions.  With high levels of optimization, we would
18389      normally inline non-inline functions -- but we're not allowed to do
18390      that for "extern template" functions.  Therefore, we check
18391      DECL_DECLARED_INLINE_P, rather than possibly_inlined_p.  */
18392   return ((TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
18393            && DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
18394           /* And we need to instantiate static data members so that
18395              their initializers are available in integral constant
18396              expressions.  */
18397           || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
18398               && decl_maybe_constant_var_p (decl)));
18399 }
18400
18401 /* If FN has a noexcept-specifier that hasn't been instantiated yet,
18402    instantiate it now, modifying TREE_TYPE (fn).  */
18403
18404 void
18405 maybe_instantiate_noexcept (tree fn)
18406 {
18407   tree fntype, spec, noex, clone;
18408
18409   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (fn))
18410     fn = DECL_CLONED_FUNCTION (fn);
18411   fntype = TREE_TYPE (fn);
18412   spec = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
18413
18414   if (!DEFERRED_NOEXCEPT_SPEC_P (spec))
18415     return;
18416
18417   noex = TREE_PURPOSE (spec);
18418
18419   if (TREE_CODE (noex) == DEFERRED_NOEXCEPT)
18420     {
18421       if (push_tinst_level (fn))
18422         {
18423           push_access_scope (fn);
18424           input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (fn);
18425           noex = tsubst_copy_and_build (DEFERRED_NOEXCEPT_PATTERN (noex),
18426                                         DEFERRED_NOEXCEPT_ARGS (noex),
18427                                         tf_warning_or_error, fn,
18428                                         /*function_p=*/false,
18429                                         /*integral_constant_expression_p=*/true);
18430           pop_access_scope (fn);
18431           pop_tinst_level ();
18432           spec = build_noexcept_spec (noex, tf_warning_or_error);
18433           if (spec == error_mark_node)
18434             spec = noexcept_false_spec;
18435         }
18436       else
18437         spec = noexcept_false_spec;
18438     }
18439   else
18440     {
18441       /* This is an implicitly declared function, so NOEX is a list of
18442          other functions to evaluate and merge.  */
18443       tree elt;
18444       spec = noexcept_true_spec;
18445       for (elt = noex; elt; elt = OVL_NEXT (elt))
18446         {
18447           tree fn = OVL_CURRENT (elt);
18448           tree subspec;
18449           maybe_instantiate_noexcept (fn);
18450           subspec = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (TREE_TYPE (fn));
18451           spec = merge_exception_specifiers (spec, subspec, NULL_TREE);
18452         }
18453     }
18454
18455   TREE_TYPE (fn) = build_exception_variant (fntype, spec);
18456
18457   FOR_EACH_CLONE (clone, fn)
18458     {
18459       if (TREE_TYPE (clone) == fntype)
18460         TREE_TYPE (clone) = TREE_TYPE (fn);
18461       else
18462         TREE_TYPE (clone) = build_exception_variant (TREE_TYPE (clone), spec);
18463     }
18464 }
18465
18466 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
18467    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
18468    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
18469    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
18470    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
18471    explicitly instantiated class template.  */
18472
18473 tree
18474 instantiate_decl (tree d, int defer_ok,
18475                   bool expl_inst_class_mem_p)
18476 {
18477   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
18478   tree gen_args;
18479   tree args;
18480   tree td;
18481   tree code_pattern;
18482   tree spec;
18483   tree gen_tmpl;
18484   bool pattern_defined;
18485   location_t saved_loc = input_location;
18486   bool external_p;
18487   tree fn_context;
18488   bool nested;
18489
18490   /* This function should only be used to instantiate templates for
18491      functions and static member variables.  */
18492   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
18493               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
18494
18495   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
18496      are instantiated right away.  That allows for better code in the
18497      case that an expression refers to the value of the variable --
18498      if the variable has a constant value the referring expression can
18499      take advantage of that fact.  */
18500   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
18501       || DECL_DECLARED_CONSTEXPR_P (d))
18502     defer_ok = 0;
18503
18504   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
18505      functions they cloned.  */
18506   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
18507     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
18508
18509   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d)
18510       || (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
18511           && DECL_DEFAULTED_FN (d) && DECL_INITIAL (d))
18512       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (d))
18513     /* D has already been instantiated or explicitly specialized, so
18514        there's nothing for us to do here.
18515
18516        It might seem reasonable to check whether or not D is an explicit
18517        instantiation, and, if so, stop here.  But when an explicit
18518        instantiation is deferred until the end of the compilation,
18519        DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is set, even though we still need to do
18520        the instantiation.  */
18521     return d;
18522
18523   /* Check to see whether we know that this template will be
18524      instantiated in some other file, as with "extern template"
18525      extension.  */
18526   external_p = (DECL_INTERFACE_KNOWN (d) && DECL_REALLY_EXTERN (d));
18527
18528   /* In general, we do not instantiate such templates.  */
18529   if (external_p && !always_instantiate_p (d))
18530     return d;
18531
18532   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
18533   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
18534
18535   if (tmpl != gen_tmpl)
18536     /* We should already have the extra args.  */
18537     gcc_assert (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl))
18538                 == TMPL_ARGS_DEPTH (gen_args));
18539   /* And what's in the hash table should match D.  */
18540   gcc_assert ((spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args, 0)) == d
18541               || spec == NULL_TREE);
18542
18543   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
18544   if (! push_tinst_level (d))
18545     return d;
18546
18547   timevar_push (TV_TEMPLATE_INST);
18548
18549   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
18550      for the instantiation.  */
18551   td = template_for_substitution (d);
18552   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
18553
18554   /* We should never be trying to instantiate a member of a class
18555      template or partial specialization.  */
18556   gcc_assert (d != code_pattern);
18557
18558   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
18559       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
18560     /* In the case of a friend template whose definition is provided
18561        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
18562        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
18563     args = get_innermost_template_args
18564       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
18565   else
18566     args = gen_args;
18567
18568   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
18569     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE
18570                        || DECL_DEFAULTED_OUTSIDE_CLASS_P (code_pattern));
18571   else
18572     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
18573
18574   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
18575   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
18576
18577   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
18578      the linkage of D, remember that a definition is available for
18579      this entity.  */
18580   if (pattern_defined
18581       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
18582       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
18583     mark_definable (d);
18584
18585   DECL_SOURCE_LOCATION (td) = DECL_SOURCE_LOCATION (code_pattern);
18586   DECL_SOURCE_LOCATION (d) = DECL_SOURCE_LOCATION (code_pattern);
18587   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
18588
18589   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
18590      and no definition is available, treat it like an implicit
18591      instantiation.  */
18592   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p
18593       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
18594     {
18595       /* Leave linkage flags alone on instantiations with anonymous
18596          visibility.  */
18597       if (TREE_PUBLIC (d))
18598         {
18599           DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
18600           DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
18601         }
18602       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
18603     }
18604
18605   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
18606     maybe_instantiate_noexcept (d);
18607
18608   /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
18609      about ignoring cv qualifiers.  Don't do this for artificial decls,
18610      as it breaks the context-sensitive substitution for lambda op(). */
18611   if (!defer_ok && !DECL_ARTIFICIAL (d))
18612     {
18613       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
18614       tree type = TREE_TYPE (gen);
18615
18616       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
18617          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
18618          right context.  */
18619       push_access_scope (d);
18620
18621       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
18622         {
18623           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_warning_or_error, d);
18624           tsubst_exception_specification (type, gen_args, tf_warning_or_error,
18625                                           d, /*defer_ok*/true);
18626           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
18627              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
18628              The function arguments are the same as the decl_arguments
18629              without the top level cv qualifiers.  */
18630           type = TREE_TYPE (type);
18631         }
18632       tsubst (type, gen_args, tf_warning_or_error, d);
18633
18634       pop_access_scope (d);
18635     }
18636
18637   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
18638      forbidden from doing so.  */
18639   if (/* If there is no definition, we cannot instantiate the
18640          template.  */
18641       ! pattern_defined
18642       /* If it's OK to postpone instantiation, do so.  */
18643       || defer_ok
18644       /* If this is a static data member that will be defined
18645          elsewhere, we don't want to instantiate the entire data
18646          member, but we do want to instantiate the initializer so that
18647          we can substitute that elsewhere.  */
18648       || (external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
18649     {
18650       /* The definition of the static data member is now required so
18651          we must substitute the initializer.  */
18652       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
18653           && !DECL_INITIAL (d)
18654           && DECL_INITIAL (code_pattern))
18655         {
18656           tree ns;
18657           tree init;
18658           bool const_init = false;
18659
18660           ns = decl_namespace_context (d);
18661           push_nested_namespace (ns);
18662           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
18663           init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern),
18664                               args,
18665                               tf_warning_or_error, NULL_TREE,
18666                               /*integral_constant_expression_p=*/false);
18667           /* Make sure the initializer is still constant, in case of
18668              circular dependency (template/instantiate6.C). */
18669           const_init
18670             = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (code_pattern);
18671           cp_finish_decl (d, init, /*init_const_expr_p=*/const_init,
18672                           /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
18673                           LOOKUP_ONLYCONVERTING);
18674           pop_nested_class ();
18675           pop_nested_namespace (ns);
18676         }
18677
18678       /* We restore the source position here because it's used by
18679          add_pending_template.  */
18680       input_location = saved_loc;
18681
18682       if (at_eof && !pattern_defined
18683           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d)
18684           && DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
18685         /* [temp.explicit]
18686
18687            The definition of a non-exported function template, a
18688            non-exported member function template, or a non-exported
18689            member function or static data member of a class template
18690            shall be present in every translation unit in which it is
18691            explicitly instantiated.  */
18692         permerror (input_location,  "explicit instantiation of %qD "
18693                    "but no definition available", d);
18694
18695       /* If we're in unevaluated context, we just wanted to get the
18696          constant value; this isn't an odr use, so don't queue
18697          a full instantiation.  */
18698       if (cp_unevaluated_operand != 0)
18699         goto out;
18700       /* ??? Historically, we have instantiated inline functions, even
18701          when marked as "extern template".  */
18702       if (!(external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
18703         add_pending_template (d);
18704       goto out;
18705     }
18706   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
18707      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
18708   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
18709     {
18710       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
18711          requested instantiation in the PCH it is still possible that
18712          an instantiation will be required in a file that includes the
18713          PCH.  */
18714       if (pch_file)
18715         add_pending_template (d);
18716       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
18717          job, even though we'll not be emitting a copy of this
18718          function.  */
18719       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && possibly_inlined_p (d)))
18720         goto out;
18721     }
18722
18723   fn_context = decl_function_context (d);
18724   nested = (current_function_decl != NULL_TREE);
18725   if (!fn_context)
18726     push_to_top_level ();
18727   else if (nested)
18728     push_function_context ();
18729
18730   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
18731      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
18732   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
18733
18734   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
18735      by a subsequent redeclaration.  */
18736   regenerate_decl_from_template (d, td);
18737
18738   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
18739      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
18740   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
18741
18742   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
18743     {
18744       tree init;
18745       bool const_init = false;
18746
18747       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
18748          since we've reset the type of the declaration.  */
18749       SET_DECL_RTL (d, NULL);
18750       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
18751
18752       /* The initializer is placed in DECL_INITIAL by
18753          regenerate_decl_from_template so we don't need to
18754          push/pop_access_scope again here.  Pull it out so that
18755          cp_finish_decl can process it.  */
18756       init = DECL_INITIAL (d);
18757       DECL_INITIAL (d) = NULL_TREE;
18758       DECL_INITIALIZED_P (d) = 0;
18759
18760       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
18761          initializer.  That function will defer actual emission until
18762          we have a chance to determine linkage.  */
18763       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
18764
18765       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
18766       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
18767       const_init = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (code_pattern);
18768       cp_finish_decl (d, init, const_init, NULL_TREE, 0);
18769       pop_nested_class ();
18770     }
18771   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_DEFAULTED_FN (code_pattern))
18772     synthesize_method (d);
18773   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
18774     {
18775       htab_t saved_local_specializations;
18776       tree subst_decl;
18777       tree tmpl_parm;
18778       tree spec_parm;
18779
18780       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
18781          template from within the body of another.  */
18782       saved_local_specializations = local_specializations;
18783
18784       /* Set up the list of local specializations.  */
18785       local_specializations = htab_create (37,
18786                                            hash_local_specialization,
18787                                            eq_local_specializations,
18788                                            NULL);
18789
18790       /* Set up context.  */
18791       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
18792
18793       /* Create substitution entries for the parameters.  */
18794       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
18795       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
18796       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
18797       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
18798         {
18799           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
18800           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
18801           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
18802         }
18803       for (; tmpl_parm; tmpl_parm = DECL_CHAIN (tmpl_parm))
18804         {
18805           if (!FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (tmpl_parm))
18806             {
18807               register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
18808               spec_parm = DECL_CHAIN (spec_parm);
18809             }
18810           else
18811             {
18812               /* Register the (value) argument pack as a specialization of
18813                  TMPL_PARM, then move on.  */
18814               tree argpack = extract_fnparm_pack (tmpl_parm, &spec_parm);
18815               register_local_specialization (argpack, tmpl_parm);
18816             }
18817         }
18818       gcc_assert (!spec_parm);
18819
18820       /* Substitute into the body of the function.  */
18821       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
18822                    tf_warning_or_error, tmpl,
18823                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
18824
18825       /* Set the current input_location to the end of the function
18826          so that finish_function knows where we are.  */
18827       input_location = DECL_STRUCT_FUNCTION (code_pattern)->function_end_locus;
18828
18829       /* We don't need the local specializations any more.  */
18830       htab_delete (local_specializations);
18831       local_specializations = saved_local_specializations;
18832
18833       /* Finish the function.  */
18834       d = finish_function (0);
18835       expand_or_defer_fn (d);
18836     }
18837
18838   /* We're not deferring instantiation any more.  */
18839   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
18840
18841   if (!fn_context)
18842     pop_from_top_level ();
18843   else if (nested)
18844     pop_function_context ();
18845
18846 out:
18847   input_location = saved_loc;
18848   pop_deferring_access_checks ();
18849   pop_tinst_level ();
18850
18851   timevar_pop (TV_TEMPLATE_INST);
18852
18853   return d;
18854 }
18855
18856 /* Run through the list of templates that we wish we could
18857    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
18858    number of times we retry pending template instantiation.  */
18859
18860 void
18861 instantiate_pending_templates (int retries)
18862 {
18863   int reconsider;
18864   location_t saved_loc = input_location;
18865
18866   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
18867      may require further template instantiations.  We place a limit here
18868      to avoid infinite loop.  */
18869   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
18870     {
18871       tree decl = pending_templates->tinst->decl;
18872
18873       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
18874              " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
18875              " (use -ftemplate-depth= to increase the maximum)",
18876              max_tinst_depth, decl);
18877       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
18878         /* Pretend that we defined it.  */
18879         DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
18880       return;
18881     }
18882
18883   do
18884     {
18885       struct pending_template **t = &pending_templates;
18886       struct pending_template *last = NULL;
18887       reconsider = 0;
18888       while (*t)
18889         {
18890           tree instantiation = reopen_tinst_level ((*t)->tinst);
18891           bool complete = false;
18892
18893           if (TYPE_P (instantiation))
18894             {
18895               tree fn;
18896
18897               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
18898                 {
18899                   instantiate_class_template (instantiation);
18900                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
18901                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
18902                          fn;
18903                          fn = TREE_CHAIN (fn))
18904                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
18905                         instantiate_decl (fn,
18906                                           /*defer_ok=*/0,
18907                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
18908                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
18909                     reconsider = 1;
18910                 }
18911
18912               complete = COMPLETE_TYPE_P (instantiation);
18913             }
18914           else
18915             {
18916               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
18917                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
18918                 {
18919                   instantiation
18920                     = instantiate_decl (instantiation,
18921                                         /*defer_ok=*/0,
18922                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
18923                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
18924                     reconsider = 1;
18925                 }
18926
18927               complete = (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
18928                           || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation));
18929             }
18930
18931           if (complete)
18932             /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
18933                need to consider it again in the future.  */
18934             *t = (*t)->next;
18935           else
18936             {
18937               last = *t;
18938               t = &(*t)->next;
18939             }
18940           tinst_depth = 0;
18941           current_tinst_level = NULL;
18942         }
18943       last_pending_template = last;
18944     }
18945   while (reconsider);
18946
18947   input_location = saved_loc;
18948 }
18949
18950 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
18951    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
18952    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
18953    instantiate_decl.  */
18954
18955 static tree
18956 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
18957 {
18958   tree inits = NULL_TREE;
18959
18960   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
18961     {
18962       tree decl;
18963       tree init;
18964       tree expanded_bases = NULL_TREE;
18965       tree expanded_arguments = NULL_TREE;
18966       int i, len = 1;
18967
18968       if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (t)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
18969         {
18970           tree expr;
18971           tree arg;
18972
18973           /* Expand the base class expansion type into separate base
18974              classes.  */
18975           expanded_bases = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), argvec,
18976                                                  tf_warning_or_error,
18977                                                  NULL_TREE);
18978           if (expanded_bases == error_mark_node)
18979             continue;
18980           
18981           /* We'll be building separate TREE_LISTs of arguments for
18982              each base.  */
18983           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
18984           expanded_arguments = make_tree_vec (len);
18985           for (i = 0; i < len; i++)
18986             TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = NULL_TREE;
18987
18988           /* Build a dummy EXPR_PACK_EXPANSION that will be used to
18989              expand each argument in the TREE_VALUE of t.  */
18990           expr = make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
18991           PACK_EXPANSION_LOCAL_P (expr) = true;
18992           PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (expr) =
18993             PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (TREE_PURPOSE (t));
18994
18995           if (TREE_VALUE (t) == void_type_node)
18996             /* VOID_TYPE_NODE is used to indicate
18997                value-initialization.  */
18998             {
18999               for (i = 0; i < len; i++)
19000                 TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = void_type_node;
19001             }
19002           else
19003             {
19004               /* Substitute parameter packs into each argument in the
19005                  TREE_LIST.  */
19006               in_base_initializer = 1;
19007               for (arg = TREE_VALUE (t); arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
19008                 {
19009                   tree expanded_exprs;
19010
19011                   /* Expand the argument.  */
19012                   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (expr, TREE_VALUE (arg));
19013                   expanded_exprs 
19014                     = tsubst_pack_expansion (expr, argvec,
19015                                              tf_warning_or_error,
19016                                              NULL_TREE);
19017                   if (expanded_exprs == error_mark_node)
19018                     continue;
19019
19020                   /* Prepend each of the expanded expressions to the
19021                      corresponding TREE_LIST in EXPANDED_ARGUMENTS.  */
19022                   for (i = 0; i < len; i++)
19023                     {
19024                       TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
19025                         tree_cons (NULL_TREE, 
19026                                    TREE_VEC_ELT (expanded_exprs, i),
19027                                    TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
19028                     }
19029                 }
19030               in_base_initializer = 0;
19031
19032               /* Reverse all of the TREE_LISTs in EXPANDED_ARGUMENTS,
19033                  since we built them backwards.  */
19034               for (i = 0; i < len; i++)
19035                 {
19036                   TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
19037                     nreverse (TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
19038                 }
19039             }
19040         }
19041
19042       for (i = 0; i < len; ++i)
19043         {
19044           if (expanded_bases)
19045             {
19046               decl = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, i);
19047               decl = expand_member_init (decl);
19048               init = TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i);
19049             }
19050           else
19051             {
19052               tree tmp;
19053               decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, 
19054                                   tf_warning_or_error, NULL_TREE);
19055
19056               decl = expand_member_init (decl);
19057               if (decl && !DECL_P (decl))
19058                 in_base_initializer = 1;
19059
19060               init = TREE_VALUE (t);
19061               tmp = init;
19062               if (init != void_type_node)
19063                 init = tsubst_expr (init, argvec,
19064                                     tf_warning_or_error, NULL_TREE,
19065                                     /*integral_constant_expression_p=*/false);
19066               if (init == NULL_TREE && tmp != NULL_TREE)
19067                 /* If we had an initializer but it instantiated to nothing,
19068                    value-initialize the object.  This will only occur when
19069                    the initializer was a pack expansion where the parameter
19070                    packs used in that expansion were of length zero.  */
19071                 init = void_type_node;
19072               in_base_initializer = 0;
19073             }
19074
19075           if (decl)
19076             {
19077               init = build_tree_list (decl, init);
19078               TREE_CHAIN (init) = inits;
19079               inits = init;
19080             }
19081         }
19082     }
19083   return inits;
19084 }
19085
19086 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
19087
19088 static void
19089 set_current_access_from_decl (tree decl)
19090 {
19091   if (TREE_PRIVATE (decl))
19092     current_access_specifier = access_private_node;
19093   else if (TREE_PROTECTED (decl))
19094     current_access_specifier = access_protected_node;
19095   else
19096     current_access_specifier = access_public_node;
19097 }
19098
19099 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
19100    is the instantiation (which should have been created with
19101    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
19102
19103 static void
19104 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
19105 {
19106   tree e;
19107
19108   if (SCOPED_ENUM_P (newtag))
19109     begin_scope (sk_scoped_enum, newtag);
19110
19111   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
19112     {
19113       tree value;
19114       tree decl;
19115
19116       decl = TREE_VALUE (e);
19117       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
19118          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
19119       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
19120                            args, tf_warning_or_error, NULL_TREE,
19121                            /*integral_constant_expression_p=*/true);
19122
19123       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
19124       set_current_access_from_decl (decl);
19125
19126       /* Actually build the enumerator itself.  */
19127       build_enumerator
19128         (DECL_NAME (decl), value, newtag, DECL_SOURCE_LOCATION (decl));
19129     }
19130
19131   if (SCOPED_ENUM_P (newtag))
19132     finish_scope ();
19133
19134   finish_enum_value_list (newtag);
19135   finish_enum (newtag);
19136
19137   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
19138     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
19139 }
19140
19141 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
19142    its type -- but without substituting the innermost set of template
19143    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
19144    the type.  */
19145
19146 tree
19147 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
19148 {
19149   tree fn_type;
19150   tree tmpl;
19151   tree targs;
19152   tree tparms;
19153   int parm_depth;
19154
19155   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
19156   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
19157   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
19158   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
19159
19160   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
19161      of parameters.  */
19162   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
19163
19164   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
19165
19166   if (parm_depth == 1)
19167     /* No substitution is necessary.  */
19168     ;
19169   else
19170     {
19171       int i;
19172       tree partial_args;
19173
19174       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
19175          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
19176       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
19177       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
19178         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
19179                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
19180       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
19181                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
19182                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
19183
19184       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
19185          correctly.  */
19186       push_access_scope (decl);
19187
19188       ++processing_template_decl;
19189       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
19190          appropriate function type.  */
19191       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
19192       --processing_template_decl;
19193
19194       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
19195          innermost set of parameters.  This step is important if the
19196          innermost set of template parameters contains value
19197          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
19198       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
19199       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
19200
19201       pop_access_scope (decl);
19202     }
19203
19204   return fn_type;
19205 }
19206
19207 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
19208    the last one involved in diagnostics.  */
19209 int
19210 problematic_instantiation_changed (void)
19211 {
19212   return current_tinst_level != last_error_tinst_level;
19213 }
19214
19215 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
19216 void
19217 record_last_problematic_instantiation (void)
19218 {
19219   last_error_tinst_level = current_tinst_level;
19220 }
19221
19222 struct tinst_level *
19223 current_instantiation (void)
19224 {
19225   return current_tinst_level;
19226 }
19227
19228 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
19229    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
19230    warning messages under control of COMPLAIN.  */
19231
19232 static int
19233 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
19234 {
19235   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
19236     return 0;
19237   else if (POINTER_TYPE_P (type))
19238     return 0;
19239   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
19240     return 0;
19241   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
19242     return 0;
19243   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
19244     return 0;
19245   else if (TREE_CODE (type) == DECLTYPE_TYPE)
19246     return 0;
19247   else if (TREE_CODE (type) == NULLPTR_TYPE)
19248     return 0;
19249
19250   if (complain & tf_error)
19251     {
19252       if (type == error_mark_node)
19253         inform (input_location, "invalid template non-type parameter");
19254       else
19255         error ("%q#T is not a valid type for a template non-type parameter",
19256                type);
19257     }
19258   return 1;
19259 }
19260
19261 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
19262    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
19263
19264 static bool
19265 dependent_type_p_r (tree type)
19266 {
19267   tree scope;
19268
19269   /* [temp.dep.type]
19270
19271      A type is dependent if it is:
19272
19273      -- a template parameter. Template template parameters are types
19274         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
19275         them here.  */
19276   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
19277       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19278     return true;
19279   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
19280         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
19281         names a dependent type.  */
19282   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
19283     return true;
19284   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
19285         dependent.  */
19286   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
19287   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
19288   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
19289     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
19290             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
19291                                            (type)));
19292   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
19293            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
19294     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
19295   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
19296            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
19297     {
19298       tree arg_type;
19299
19300       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
19301         return true;
19302       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
19303            arg_type;
19304            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
19305         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
19306           return true;
19307       return false;
19308     }
19309   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
19310         size is specified by a constant expression that is
19311         value-dependent.
19312
19313         We checked for type- and value-dependence of the bounds in
19314         compute_array_index_type, so TYPE_DEPENDENT_P is already set.  */
19315   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
19316     {
19317       if (TYPE_DOMAIN (type)
19318           && dependent_type_p (TYPE_DOMAIN (type)))
19319         return true;
19320       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
19321     }
19322
19323   /* -- a template-id in which either the template name is a template
19324      parameter ...  */
19325   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19326     return true;
19327   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
19328         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
19329   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
19330            && (any_dependent_template_arguments_p
19331                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
19332     return true;
19333
19334   /* All TYPEOF_TYPEs, DECLTYPE_TYPEs, and UNDERLYING_TYPEs are
19335      dependent; if the argument of the `typeof' expression is not
19336      type-dependent, then it should already been have resolved.  */
19337   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE
19338       || TREE_CODE (type) == DECLTYPE_TYPE
19339       || TREE_CODE (type) == UNDERLYING_TYPE)
19340     return true;
19341
19342   /* A template argument pack is dependent if any of its packed
19343      arguments are.  */
19344   if (TREE_CODE (type) == TYPE_ARGUMENT_PACK)
19345     {
19346       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (type);
19347       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
19348       for (i = 0; i < len; ++i)
19349         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
19350           return true;
19351     }
19352
19353   /* All TYPE_PACK_EXPANSIONs are dependent, because parameter packs must
19354      be template parameters.  */
19355   if (TREE_CODE (type) == TYPE_PACK_EXPANSION)
19356     return true;
19357
19358   /* The standard does not specifically mention types that are local
19359      to template functions or local classes, but they should be
19360      considered dependent too.  For example:
19361
19362        template <int I> void f() {
19363          enum E { a = I };
19364          S<sizeof (E)> s;
19365        }
19366
19367      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
19368      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
19369   scope = TYPE_CONTEXT (type);
19370   if (scope && TYPE_P (scope))
19371     return dependent_type_p (scope);
19372   /* Don't use type_dependent_expression_p here, as it can lead
19373      to infinite recursion trying to determine whether a lambda
19374      nested in a lambda is dependent (c++/47687).  */
19375   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL
19376            && DECL_LANG_SPECIFIC (scope)
19377            && DECL_TEMPLATE_INFO (scope)
19378            && (any_dependent_template_arguments_p
19379                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (scope)))))
19380     return true;
19381
19382   /* Other types are non-dependent.  */
19383   return false;
19384 }
19385
19386 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
19387    [temp.dep.type].  Note that a NULL type is considered dependent.  */
19388
19389 bool
19390 dependent_type_p (tree type)
19391 {
19392   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
19393      any dependent types.  */
19394   if (!processing_template_decl)
19395     {
19396       /* If we are not processing a template, then nobody should be
19397          providing us with a dependent type.  */
19398       gcc_assert (type);
19399       gcc_assert (TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM || is_auto (type));
19400       return false;
19401     }
19402
19403   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
19404      in question; in that case, the type is dependent.  */
19405   if (!type)
19406     return true;
19407
19408   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
19409   if (type == error_mark_node)
19410     return false;
19411
19412   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
19413      do so now.  */
19414   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
19415     {
19416       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
19417       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
19418     }
19419
19420   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
19421 }
19422
19423 /* Returns TRUE if SCOPE is a dependent scope, in which we can't do any
19424    lookup.  In other words, a dependent type that is not the current
19425    instantiation.  */
19426
19427 bool
19428 dependent_scope_p (tree scope)
19429 {
19430   return (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
19431           && !currently_open_class (scope));
19432 }
19433
19434 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
19435    [temp.dep.constexpr].  EXPRESSION is already known to be a constant
19436    expression.  */
19437
19438 /* Note that this predicate is not appropriate for general expressions;
19439    only constant expressions (that satisfy potential_constant_expression)
19440    can be tested for value dependence.
19441
19442    We should really also have a predicate for "instantiation-dependent".
19443
19444    fold_non_dependent_expr: fold if constant and not type-dependent and not value-dependent.
19445      (what about instantiation-dependent constant-expressions?)
19446    is_late_template_attribute: defer if instantiation-dependent.
19447    compute_array_index_type: proceed if constant and not t- or v-dependent
19448      if instantiation-dependent, need to remember full expression
19449    uses_template_parms: FIXME - need to audit callers
19450    tsubst_decl [function_decl]: Why is this using value_dependent_expression_p?
19451    dependent_type_p [array_type]: dependent if index type is dependent
19452      (or non-constant?)
19453    static_assert - instantiation-dependent */
19454
19455 bool
19456 value_dependent_expression_p (tree expression)
19457 {
19458   if (!processing_template_decl)
19459     return false;
19460
19461   /* A name declared with a dependent type.  */
19462   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
19463     return true;
19464
19465   switch (TREE_CODE (expression))
19466     {
19467     case IDENTIFIER_NODE:
19468       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
19469       return true;
19470
19471     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
19472       /* A non-type template parm.  */
19473       return true;
19474
19475     case CONST_DECL:
19476       /* A non-type template parm.  */
19477       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
19478         return true;
19479       return value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression));
19480
19481     case VAR_DECL:
19482        /* A constant with literal type and is initialized
19483           with an expression that is value-dependent.
19484
19485           Note that a non-dependent parenthesized initializer will have
19486           already been replaced with its constant value, so if we see
19487           a TREE_LIST it must be dependent.  */
19488       if (DECL_INITIAL (expression)
19489           && decl_constant_var_p (expression)
19490           && (TREE_CODE (DECL_INITIAL (expression)) == TREE_LIST
19491               || value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression))))
19492         return true;
19493       return false;
19494
19495     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
19496     case STATIC_CAST_EXPR:
19497     case CONST_CAST_EXPR:
19498     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
19499     case CAST_EXPR:
19500       /* These expressions are value-dependent if the type to which
19501          the cast occurs is dependent or the expression being casted
19502          is value-dependent.  */
19503       {
19504         tree type = TREE_TYPE (expression);
19505
19506         if (dependent_type_p (type))
19507           return true;
19508
19509         /* A functional cast has a list of operands.  */
19510         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19511         if (!expression)
19512           {
19513             /* If there are no operands, it must be an expression such
19514                as "int()". This should not happen for aggregate types
19515                because it would form non-constant expressions.  */
19516             gcc_assert (cxx_dialect >= cxx0x
19517                         || INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
19518
19519             return false;
19520           }
19521
19522         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
19523           return any_value_dependent_elements_p (expression);
19524
19525         return value_dependent_expression_p (expression);
19526       }
19527
19528     case SIZEOF_EXPR:
19529     case ALIGNOF_EXPR:
19530     case TYPEID_EXPR:
19531       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
19532          type-dependent or is a pack expansion.  */
19533       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19534       if (PACK_EXPANSION_P (expression))
19535         return true;
19536       else if (TYPE_P (expression))
19537         return dependent_type_p (expression);
19538       return type_dependent_expression_p (expression);
19539
19540     case AT_ENCODE_EXPR:
19541       /* An 'encode' expression is value-dependent if the operand is
19542          type-dependent.  */
19543       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19544       return dependent_type_p (expression);
19545
19546     case NOEXCEPT_EXPR:
19547       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19548       return type_dependent_expression_p (expression);
19549
19550     case SCOPE_REF:
19551       {
19552         tree name = TREE_OPERAND (expression, 1);
19553         return value_dependent_expression_p (name);
19554       }
19555
19556     case COMPONENT_REF:
19557       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
19558               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
19559
19560     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
19561       /* A NONTYPE_ARGUMENT_PACK is value-dependent if any packed argument
19562          is value-dependent.  */
19563       {
19564         tree values = ARGUMENT_PACK_ARGS (expression);
19565         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (values);
19566         
19567         for (i = 0; i < len; ++i)
19568           if (value_dependent_expression_p (TREE_VEC_ELT (values, i)))
19569             return true;
19570         
19571         return false;
19572       }
19573
19574     case TRAIT_EXPR:
19575       {
19576         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (expression);
19577         return (dependent_type_p (TRAIT_EXPR_TYPE1 (expression))
19578                 || (type2 ? dependent_type_p (type2) : false));
19579       }
19580
19581     case MODOP_EXPR:
19582       return ((value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
19583               || (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 2))));
19584
19585     case ARRAY_REF:
19586       return ((value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
19587               || (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1))));
19588
19589     case ADDR_EXPR:
19590       {
19591         tree op = TREE_OPERAND (expression, 0);
19592         return (value_dependent_expression_p (op)
19593                 || has_value_dependent_address (op));
19594       }
19595
19596     case CALL_EXPR:
19597       {
19598         tree fn = get_callee_fndecl (expression);
19599         int i, nargs;
19600         if (!fn && value_dependent_expression_p (CALL_EXPR_FN (expression)))
19601           return true;
19602         nargs = call_expr_nargs (expression);
19603         for (i = 0; i < nargs; ++i)
19604           {
19605             tree op = CALL_EXPR_ARG (expression, i);
19606             /* In a call to a constexpr member function, look through the
19607                implicit ADDR_EXPR on the object argument so that it doesn't
19608                cause the call to be considered value-dependent.  We also
19609                look through it in potential_constant_expression.  */
19610             if (i == 0 && fn && DECL_DECLARED_CONSTEXPR_P (fn)
19611                 && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
19612                 && TREE_CODE (op) == ADDR_EXPR)
19613               op = TREE_OPERAND (op, 0);
19614             if (value_dependent_expression_p (op))
19615               return true;
19616           }
19617         return false;
19618       }
19619
19620     case TEMPLATE_ID_EXPR:
19621       /* If a TEMPLATE_ID_EXPR involves a dependent name, it will be
19622          type-dependent.  */
19623       return type_dependent_expression_p (expression);
19624
19625     case CONSTRUCTOR:
19626       {
19627         unsigned ix;
19628         tree val;
19629         FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (expression), ix, val)
19630           if (value_dependent_expression_p (val))
19631             return true;
19632         return false;
19633       }
19634
19635     case STMT_EXPR:
19636       /* Treat a GNU statement expression as dependent to avoid crashing
19637          under fold_non_dependent_expr; it can't be constant.  */
19638       return true;
19639
19640     default:
19641       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
19642          value-dependent.  */
19643       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
19644         {
19645         case tcc_reference:
19646         case tcc_unary:
19647         case tcc_comparison:
19648         case tcc_binary:
19649         case tcc_expression:
19650         case tcc_vl_exp:
19651           {
19652             int i, len = cp_tree_operand_length (expression);
19653
19654             for (i = 0; i < len; i++)
19655               {
19656                 tree t = TREE_OPERAND (expression, i);
19657
19658                 /* In some cases, some of the operands may be missing.l
19659                    (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
19660                    amount to increment by may be missing.)  That doesn't
19661                    make the expression dependent.  */
19662                 if (t && value_dependent_expression_p (t))
19663                   return true;
19664               }
19665           }
19666           break;
19667         default:
19668           break;
19669         }
19670       break;
19671     }
19672
19673   /* The expression is not value-dependent.  */
19674   return false;
19675 }
19676
19677 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
19678    [temp.dep.expr].  Note that an expression with no type is
19679    considered dependent.  Other parts of the compiler arrange for an
19680    expression with type-dependent subexpressions to have no type, so
19681    this function doesn't have to be fully recursive.  */
19682
19683 bool
19684 type_dependent_expression_p (tree expression)
19685 {
19686   if (!processing_template_decl)
19687     return false;
19688
19689   if (expression == error_mark_node)
19690     return false;
19691
19692   /* An unresolved name is always dependent.  */
19693   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE
19694       || TREE_CODE (expression) == USING_DECL)
19695     return true;
19696
19697   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
19698   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
19699       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
19700       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
19701       || TREE_CODE (expression) == AT_ENCODE_EXPR
19702       || TREE_CODE (expression) == NOEXCEPT_EXPR
19703       || TREE_CODE (expression) == TRAIT_EXPR
19704       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
19705       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
19706       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
19707       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
19708     return false;
19709
19710   /* The types of these expressions depends only on the type to which
19711      the cast occurs.  */
19712   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
19713       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
19714       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
19715       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
19716       || TREE_CODE (expression) == IMPLICIT_CONV_EXPR
19717       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
19718     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
19719
19720   /* The types of these expressions depends only on the type created
19721      by the expression.  */
19722   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
19723       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
19724     {
19725       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
19726          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
19727          operand 1.  */
19728       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
19729       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
19730         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
19731            as well.  */
19732         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
19733                || value_dependent_expression_p
19734                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
19735       else
19736         return dependent_type_p (type);
19737     }
19738
19739   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
19740     {
19741       tree scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
19742       tree name = TREE_OPERAND (expression, 1);
19743
19744       /* 14.6.2.2 [temp.dep.expr]: An id-expression is type-dependent if it
19745          contains an identifier associated by name lookup with one or more
19746          declarations declared with a dependent type, or...a
19747          nested-name-specifier or qualified-id that names a member of an
19748          unknown specialization.  */
19749       return (type_dependent_expression_p (name)
19750               || dependent_scope_p (scope));
19751     }
19752
19753   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
19754       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
19755       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
19756       && (any_dependent_template_arguments_p
19757           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
19758     return true;
19759
19760   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
19761       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
19762     return false;
19763
19764   if (TREE_CODE (expression) == STMT_EXPR)
19765     expression = stmt_expr_value_expr (expression);
19766
19767   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (expression))
19768     {
19769       tree elt;
19770       unsigned i;
19771
19772       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (expression), i, elt)
19773         {
19774           if (type_dependent_expression_p (elt))
19775             return true;
19776         }
19777       return false;
19778     }
19779
19780   /* A static data member of the current instantiation with incomplete
19781      array type is type-dependent, as the definition and specializations
19782      can have different bounds.  */
19783   if (TREE_CODE (expression) == VAR_DECL
19784       && DECL_CLASS_SCOPE_P (expression)
19785       && dependent_type_p (DECL_CONTEXT (expression))
19786       && VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (expression))
19787     return true;
19788
19789   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
19790     {
19791       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
19792         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
19793       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
19794           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
19795         {
19796           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
19797             return true;
19798           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
19799           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
19800             return false;
19801         }
19802       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
19803       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
19804         return false;
19805
19806       if (BASELINK_P (expression))
19807         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
19808
19809       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
19810         {
19811           if (any_dependent_template_arguments_p
19812               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
19813             return true;
19814           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19815         }
19816       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
19817                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
19818
19819       while (expression)
19820         {
19821           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
19822             return true;
19823           expression = OVL_NEXT (expression);
19824         }
19825       return false;
19826     }
19827
19828   gcc_assert (TREE_CODE (expression) != TYPE_DECL);
19829
19830   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
19831 }
19832
19833 /* Like type_dependent_expression_p, but it also works while not processing
19834    a template definition, i.e. during substitution or mangling.  */
19835
19836 bool
19837 type_dependent_expression_p_push (tree expr)
19838 {
19839   bool b;
19840   ++processing_template_decl;
19841   b = type_dependent_expression_p (expr);
19842   --processing_template_decl;
19843   return b;
19844 }
19845
19846 /* Returns TRUE if ARGS contains a type-dependent expression.  */
19847
19848 bool
19849 any_type_dependent_arguments_p (const VEC(tree,gc) *args)
19850 {
19851   unsigned int i;
19852   tree arg;
19853
19854   FOR_EACH_VEC_ELT (tree, args, i, arg)
19855     {
19856       if (type_dependent_expression_p (arg))
19857         return true;
19858     }
19859   return false;
19860 }
19861
19862 /* Returns TRUE if LIST (a TREE_LIST whose TREE_VALUEs are
19863    expressions) contains any type-dependent expressions.  */
19864
19865 bool
19866 any_type_dependent_elements_p (const_tree list)
19867 {
19868   for (; list; list = TREE_CHAIN (list))
19869     if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (list)))
19870       return true;
19871
19872   return false;
19873 }
19874
19875 /* Returns TRUE if LIST (a TREE_LIST whose TREE_VALUEs are
19876    expressions) contains any value-dependent expressions.  */
19877
19878 bool
19879 any_value_dependent_elements_p (const_tree list)
19880 {
19881   for (; list; list = TREE_CHAIN (list))
19882     if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (list)))
19883       return true;
19884
19885   return false;
19886 }
19887
19888 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
19889
19890 bool
19891 dependent_template_arg_p (tree arg)
19892 {
19893   if (!processing_template_decl)
19894     return false;
19895
19896   /* Assume a template argument that was wrongly written by the user
19897      is dependent. This is consistent with what
19898      any_dependent_template_arguments_p [that calls this function]
19899      does.  */
19900   if (!arg || arg == error_mark_node)
19901     return true;
19902
19903   if (TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
19904     arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (arg);
19905
19906   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
19907       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19908     return dependent_template_p (arg);
19909   else if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
19910     {
19911       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
19912       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
19913       for (i = 0; i < len; ++i)
19914         {
19915           if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
19916             return true;
19917         }
19918
19919       return false;
19920     }
19921   else if (TYPE_P (arg))
19922     return dependent_type_p (arg);
19923   else
19924     return (type_dependent_expression_p (arg)
19925             || value_dependent_expression_p (arg));
19926 }
19927
19928 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
19929    any types that require structural equality testing.  */
19930
19931 bool
19932 any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree args)
19933 {
19934   int i;
19935   int j;
19936
19937   if (!args)
19938     return false;
19939   if (args == error_mark_node)
19940     return true;
19941
19942   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
19943     {
19944       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
19945       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
19946         {
19947           tree arg = TREE_VEC_ELT (level, j);
19948           tree packed_args = NULL_TREE;
19949           int k, len = 1;
19950
19951           if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
19952             {
19953               /* Look inside the argument pack.  */
19954               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
19955               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
19956             }
19957
19958           for (k = 0; k < len; ++k)
19959             {
19960               if (packed_args)
19961                 arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, k);
19962
19963               if (error_operand_p (arg))
19964                 return true;
19965               else if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
19966                        || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19967                 continue;
19968               else if (TYPE_P (arg) && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (arg))
19969                 return true;
19970               else if (!TYPE_P (arg) && TREE_TYPE (arg)
19971                        && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (TREE_TYPE (arg)))
19972                 return true;
19973             }
19974         }
19975     }
19976
19977   return false;
19978 }
19979
19980 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
19981    any dependent arguments.  */
19982
19983 bool
19984 any_dependent_template_arguments_p (const_tree args)
19985 {
19986   int i;
19987   int j;
19988
19989   if (!args)
19990     return false;
19991   if (args == error_mark_node)
19992     return true;
19993
19994   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
19995     {
19996       const_tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
19997       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
19998         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
19999           return true;
20000     }
20001
20002   return false;
20003 }
20004
20005 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
20006
20007 bool
20008 dependent_template_p (tree tmpl)
20009 {
20010   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
20011     {
20012       while (tmpl)
20013         {
20014           if (dependent_template_p (OVL_CURRENT (tmpl)))
20015             return true;
20016           tmpl = OVL_NEXT (tmpl);
20017         }
20018       return false;
20019     }
20020
20021   /* Template template parameters are dependent.  */
20022   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
20023       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
20024     return true;
20025   /* So are names that have not been looked up.  */
20026   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
20027       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
20028     return true;
20029   /* So are member templates of dependent classes.  */
20030   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
20031     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
20032   return false;
20033 }
20034
20035 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
20036
20037 bool
20038 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
20039 {
20040   return (dependent_template_p (tmpl)
20041           || any_dependent_template_arguments_p (args));
20042 }
20043
20044 /* Returns TRUE if OMP_FOR with DECLV, INITV, CONDV and INCRV vectors
20045    is dependent.  */
20046
20047 bool
20048 dependent_omp_for_p (tree declv, tree initv, tree condv, tree incrv)
20049 {
20050   int i;
20051
20052   if (!processing_template_decl)
20053     return false;
20054
20055   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (declv); i++)
20056     {
20057       tree decl = TREE_VEC_ELT (declv, i);
20058       tree init = TREE_VEC_ELT (initv, i);
20059       tree cond = TREE_VEC_ELT (condv, i);
20060       tree incr = TREE_VEC_ELT (incrv, i);
20061
20062       if (type_dependent_expression_p (decl))
20063         return true;
20064
20065       if (init && type_dependent_expression_p (init))
20066         return true;
20067
20068       if (type_dependent_expression_p (cond))
20069         return true;
20070
20071       if (COMPARISON_CLASS_P (cond)
20072           && (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 0))
20073               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 1))))
20074         return true;
20075
20076       if (TREE_CODE (incr) == MODOP_EXPR)
20077         {
20078           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0))
20079               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 2)))
20080             return true;
20081         }
20082       else if (type_dependent_expression_p (incr))
20083         return true;
20084       else if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
20085         {
20086           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0)))
20087             return true;
20088           else if (BINARY_CLASS_P (TREE_OPERAND (incr, 1)))
20089             {
20090               tree t = TREE_OPERAND (incr, 1);
20091               if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 0))
20092                   || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 1)))
20093                 return true;
20094             }
20095         }
20096     }
20097
20098   return false;
20099 }
20100
20101 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
20102    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns the original TYPENAME_TYPE if
20103    no such TYPE can be found.  Note that this function peers inside
20104    uninstantiated templates and therefore should be used only in
20105    extremely limited situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this
20106    peering to the currently open classes hierarchy (which is required
20107    when comparing types).  */
20108
20109 tree
20110 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
20111 {
20112   tree scope;
20113   tree name;
20114   tree decl;
20115   int quals;
20116   tree pushed_scope;
20117   tree result;
20118
20119   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
20120
20121   scope = TYPE_CONTEXT (type);
20122   /* Usually the non-qualified identifier of a TYPENAME_TYPE is
20123      TYPE_IDENTIFIER (type). But when 'type' is a typedef variant of
20124      a TYPENAME_TYPE node, then TYPE_NAME (type) is set to the TYPE_DECL representing
20125      the typedef. In that case TYPE_IDENTIFIER (type) is not the non-qualified
20126      identifier  of the TYPENAME_TYPE anymore.
20127      So by getting the TYPE_IDENTIFIER of the _main declaration_ of the
20128      TYPENAME_TYPE instead, we avoid messing up with a possible
20129      typedef variant case.  */
20130   name = TYPE_IDENTIFIER (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
20131
20132   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
20133      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
20134   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
20135     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
20136   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
20137      TYPENAME_TYPE.  */
20138   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
20139     return type;
20140   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
20141      resolving the name.  */
20142   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
20143     return type;
20144   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
20145      to look inside it.  */
20146   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
20147     return type;
20148   /* If this is a typedef, we don't want to look inside (c++/11987).  */
20149   if (typedef_variant_p (type))
20150     return type;
20151   /* If SCOPE isn't the template itself, it will not have a valid
20152      TYPE_FIELDS list.  */
20153   if (same_type_p (scope, CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope)))
20154     /* scope is either the template itself or a compatible instantiation
20155        like X<T>, so look up the name in the original template.  */
20156     scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
20157   else
20158     /* scope is a partial instantiation, so we can't do the lookup or we
20159        will lose the template arguments.  */
20160     return type;
20161   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
20162      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
20163      longer be considered a dependent type.  */
20164   pushed_scope = push_scope (scope);
20165   /* Look up the declaration.  */
20166   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true,
20167                         tf_warning_or_error);
20168
20169   result = NULL_TREE;
20170   
20171   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
20172      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
20173   if (!decl)
20174     /*nop*/;
20175   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
20176            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
20177     {
20178       result = TREE_TYPE (decl);
20179       if (result == error_mark_node)
20180         result = NULL_TREE;
20181     }
20182   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
20183            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
20184     {
20185       tree tmpl;
20186       tree args;
20187       /* Obtain the template and the arguments.  */
20188       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
20189       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
20190       /* Instantiate the template.  */
20191       result = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
20192                                       /*entering_scope=*/0,
20193                                       tf_error | tf_user);
20194       if (result == error_mark_node)
20195         result = NULL_TREE;
20196     }
20197   
20198   /* Leave the SCOPE.  */
20199   if (pushed_scope)
20200     pop_scope (pushed_scope);
20201
20202   /* If we failed to resolve it, return the original typename.  */
20203   if (!result)
20204     return type;
20205   
20206   /* If lookup found a typename type, resolve that too.  */
20207   if (TREE_CODE (result) == TYPENAME_TYPE && !TYPENAME_IS_RESOLVING_P (result))
20208     {
20209       /* Ill-formed programs can cause infinite recursion here, so we
20210          must catch that.  */
20211       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 1;
20212       result = resolve_typename_type (result, only_current_p);
20213       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 0;
20214     }
20215   
20216   /* Qualify the resulting type.  */
20217   quals = cp_type_quals (type);
20218   if (quals)
20219     result = cp_build_qualified_type (result, cp_type_quals (result) | quals);
20220
20221   return result;
20222 }
20223
20224 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
20225    for EXPR that can be used to compute the types of larger
20226    expressions containing EXPR.  */
20227
20228 tree
20229 build_non_dependent_expr (tree expr)
20230 {
20231   tree inner_expr;
20232
20233 #ifdef ENABLE_CHECKING
20234   /* Try to get a constant value for all non-type-dependent expressions in
20235       order to expose bugs in *_dependent_expression_p and constexpr.  */
20236   if (cxx_dialect >= cxx0x)
20237     maybe_constant_value (fold_non_dependent_expr_sfinae (expr, tf_none));
20238 #endif
20239
20240   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
20241      types.  */
20242   inner_expr = expr;
20243   if (TREE_CODE (inner_expr) == STMT_EXPR)
20244     inner_expr = stmt_expr_value_expr (inner_expr);
20245   if (TREE_CODE (inner_expr) == ADDR_EXPR)
20246     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 0);
20247   if (TREE_CODE (inner_expr) == COMPONENT_REF)
20248     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 1);
20249   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
20250       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
20251     return expr;
20252   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
20253   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
20254     return expr;
20255   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
20256      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
20257      cannot be used to initialize a "char *".  */
20258   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
20259     return expr;
20260   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
20261      reason to create a new node.  */
20262   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
20263     return expr;
20264   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
20265      There is at least one place where we want to know that a
20266      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
20267      expression, there are special rules if the second or third
20268      argument is a throw-expression.  */
20269   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
20270     return expr;
20271
20272   /* Don't wrap an initializer list, we need to be able to look inside.  */
20273   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (expr))
20274     return expr;
20275
20276   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
20277     return build3 (COND_EXPR,
20278                    TREE_TYPE (expr),
20279                    TREE_OPERAND (expr, 0),
20280                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
20281                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
20282                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
20283                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
20284   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
20285       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
20286     return build2 (COMPOUND_EXPR,
20287                    TREE_TYPE (expr),
20288                    TREE_OPERAND (expr, 0),
20289                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
20290
20291   /* If the type is unknown, it can't really be non-dependent */
20292   gcc_assert (TREE_TYPE (expr) != unknown_type_node);
20293
20294   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.  */
20295   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, TREE_TYPE (expr), expr);
20296 }
20297
20298 /* ARGS is a vector of expressions as arguments to a function call.
20299    Replace the arguments with equivalent non-dependent expressions.
20300    This modifies ARGS in place.  */
20301
20302 void
20303 make_args_non_dependent (VEC(tree,gc) *args)
20304 {
20305   unsigned int ix;
20306   tree arg;
20307
20308   FOR_EACH_VEC_ELT (tree, args, ix, arg)
20309     {
20310       tree newarg = build_non_dependent_expr (arg);
20311       if (newarg != arg)
20312         VEC_replace (tree, args, ix, newarg);
20313     }
20314 }
20315
20316 /* Returns a type which represents 'auto'.  We use a TEMPLATE_TYPE_PARM
20317    with a level one deeper than the actual template parms.  */
20318
20319 tree
20320 make_auto (void)
20321 {
20322   tree au = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
20323   TYPE_NAME (au) = build_decl (BUILTINS_LOCATION,
20324                                TYPE_DECL, get_identifier ("auto"), au);
20325   TYPE_STUB_DECL (au) = TYPE_NAME (au);
20326   TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (au) = build_template_parm_index
20327     (0, processing_template_decl + 1, processing_template_decl + 1,
20328      0, TYPE_NAME (au), NULL_TREE);
20329   TYPE_CANONICAL (au) = canonical_type_parameter (au);
20330   DECL_ARTIFICIAL (TYPE_NAME (au)) = 1;
20331   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (TYPE_NAME (au));
20332
20333   return au;
20334 }
20335
20336 /* Given type ARG, return std::initializer_list<ARG>.  */
20337
20338 static tree
20339 listify (tree arg)
20340 {
20341   tree std_init_list = namespace_binding
20342     (get_identifier ("initializer_list"), std_node);
20343   tree argvec;
20344   if (!std_init_list || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (std_init_list))
20345     {    
20346       error ("deducing from brace-enclosed initializer list requires "
20347              "#include <initializer_list>");
20348       return error_mark_node;
20349     }
20350   argvec = make_tree_vec (1);
20351   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = arg;
20352   return lookup_template_class (std_init_list, argvec, NULL_TREE,
20353                                 NULL_TREE, 0, tf_warning_or_error);
20354 }
20355
20356 /* Replace auto in TYPE with std::initializer_list<auto>.  */
20357
20358 static tree
20359 listify_autos (tree type, tree auto_node)
20360 {
20361   tree init_auto = listify (auto_node);
20362   tree argvec = make_tree_vec (1);
20363   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = init_auto;
20364   if (processing_template_decl)
20365     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
20366   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
20367 }
20368
20369 /* walk_tree helper for do_auto_deduction.  */
20370
20371 static tree
20372 contains_auto_r (tree *tp, int *walk_subtrees ATTRIBUTE_UNUSED,
20373                  void *type)
20374 {
20375   /* Is this a variable with the type we're looking for?  */
20376   if (DECL_P (*tp)
20377       && TREE_TYPE (*tp) == type)
20378     return *tp;
20379   else
20380     return NULL_TREE;
20381 }
20382
20383 /* Replace occurrences of 'auto' in TYPE with the appropriate type deduced
20384    from INIT.  AUTO_NODE is the TEMPLATE_TYPE_PARM used for 'auto' in TYPE.  */
20385
20386 tree
20387 do_auto_deduction (tree type, tree init, tree auto_node)
20388 {
20389   tree parms, tparms, targs;
20390   tree args[1];
20391   tree decl;
20392   int val;
20393
20394   if (type_dependent_expression_p (init))
20395     /* Defining a subset of type-dependent expressions that we can deduce
20396        from ahead of time isn't worth the trouble.  */
20397     return type;
20398
20399   /* The name of the object being declared shall not appear in the
20400      initializer expression.  */
20401   decl = cp_walk_tree_without_duplicates (&init, contains_auto_r, type);
20402   if (decl)
20403     {
20404       error ("variable %q#D with %<auto%> type used in its own "
20405              "initializer", decl);
20406       return error_mark_node;
20407     }
20408
20409   /* [dcl.spec.auto]: Obtain P from T by replacing the occurrences of auto
20410      with either a new invented type template parameter U or, if the
20411      initializer is a braced-init-list (8.5.4), with
20412      std::initializer_list<U>.  */
20413   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (init))
20414     type = listify_autos (type, auto_node);
20415
20416   init = resolve_nondeduced_context (init);
20417
20418   parms = build_tree_list (NULL_TREE, type);
20419   args[0] = init;
20420   tparms = make_tree_vec (1);
20421   targs = make_tree_vec (1);
20422   TREE_VEC_ELT (tparms, 0)
20423     = build_tree_list (NULL_TREE, TYPE_NAME (auto_node));
20424   val = type_unification_real (tparms, targs, parms, args, 1, 0,
20425                                DEDUCE_CALL, LOOKUP_NORMAL,
20426                                /*explain_p=*/false);
20427   if (val > 0)
20428     {
20429       if (processing_template_decl)
20430         /* Try again at instantiation time.  */
20431         return type;
20432       if (type && type != error_mark_node)
20433         /* If type is error_mark_node a diagnostic must have been
20434            emitted by now.  Also, having a mention to '<type error>'
20435            in the diagnostic is not really useful to the user.  */
20436         error ("unable to deduce %qT from %qE", type, init);
20437       return error_mark_node;
20438     }
20439
20440   /* If the list of declarators contains more than one declarator, the type
20441      of each declared variable is determined as described above. If the
20442      type deduced for the template parameter U is not the same in each
20443      deduction, the program is ill-formed.  */
20444   if (TREE_TYPE (auto_node)
20445       && !same_type_p (TREE_TYPE (auto_node), TREE_VEC_ELT (targs, 0)))
20446     {
20447       error ("inconsistent deduction for %qT: %qT and then %qT",
20448              auto_node, TREE_TYPE (auto_node), TREE_VEC_ELT (targs, 0));
20449       return error_mark_node;
20450     }
20451   TREE_TYPE (auto_node) = TREE_VEC_ELT (targs, 0);
20452
20453   if (processing_template_decl)
20454     targs = add_to_template_args (current_template_args (), targs);
20455   return tsubst (type, targs, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
20456 }
20457
20458 /* Substitutes LATE_RETURN_TYPE for 'auto' in TYPE and returns the
20459    result.  */
20460
20461 tree
20462 splice_late_return_type (tree type, tree late_return_type)
20463 {
20464   tree argvec;
20465
20466   if (late_return_type == NULL_TREE)
20467     return type;
20468   argvec = make_tree_vec (1);
20469   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = late_return_type;
20470   if (processing_template_parmlist)
20471     /* For a late-specified return type in a template type-parameter, we
20472        need to add a dummy argument level for its parmlist.  */
20473     argvec = add_to_template_args
20474       (make_tree_vec (processing_template_parmlist), argvec);
20475   if (current_template_parms)
20476     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
20477   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
20478 }
20479
20480 /* Returns true iff TYPE is a TEMPLATE_TYPE_PARM representing 'auto'.  */
20481
20482 bool
20483 is_auto (const_tree type)
20484 {
20485   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
20486       && TYPE_IDENTIFIER (type) == get_identifier ("auto"))
20487     return true;
20488   else
20489     return false;
20490 }
20491
20492 /* Returns true iff TYPE contains a use of 'auto'.  Since auto can only
20493    appear as a type-specifier for the declaration in question, we don't
20494    have to look through the whole type.  */
20495
20496 tree
20497 type_uses_auto (tree type)
20498 {
20499   enum tree_code code;
20500   if (is_auto (type))
20501     return type;
20502
20503   code = TREE_CODE (type);
20504
20505   if (code == POINTER_TYPE || code == REFERENCE_TYPE
20506       || code == OFFSET_TYPE || code == FUNCTION_TYPE
20507       || code == METHOD_TYPE || code == ARRAY_TYPE)
20508     return type_uses_auto (TREE_TYPE (type));
20509
20510   if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
20511     return type_uses_auto (TREE_TYPE (TREE_TYPE
20512                                    (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (type))));
20513
20514   return NULL_TREE;
20515 }
20516
20517 /* For a given template T, return the vector of typedefs referenced
20518    in T for which access check is needed at T instantiation time.
20519    T is either  a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
20520    Those typedefs were added to T by the function
20521    append_type_to_template_for_access_check.  */
20522
20523 VEC(qualified_typedef_usage_t,gc)*
20524 get_types_needing_access_check (tree t)
20525 {
20526   tree ti;
20527   VEC(qualified_typedef_usage_t,gc) *result = NULL;
20528
20529   if (!t || t == error_mark_node)
20530     return NULL;
20531
20532   if (!(ti = get_template_info (t)))
20533     return NULL;
20534
20535   if (CLASS_TYPE_P (t)
20536       || TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
20537     {
20538       if (!TI_TEMPLATE (ti))
20539         return NULL;
20540
20541       result = TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti);
20542     }
20543
20544   return result;
20545 }
20546
20547 /* Append the typedef TYPE_DECL used in template T to a list of typedefs
20548    tied to T. That list of typedefs will be access checked at
20549    T instantiation time.
20550    T is either a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
20551    TYPE_DECL is a TYPE_DECL node representing a typedef.
20552    SCOPE is the scope through which TYPE_DECL is accessed.
20553    LOCATION is the location of the usage point of TYPE_DECL.
20554
20555    This function is a subroutine of
20556    append_type_to_template_for_access_check.  */
20557
20558 static void
20559 append_type_to_template_for_access_check_1 (tree t,
20560                                             tree type_decl,
20561                                             tree scope,
20562                                             location_t location)
20563 {
20564   qualified_typedef_usage_t typedef_usage;
20565   tree ti;
20566
20567   if (!t || t == error_mark_node)
20568     return;
20569
20570   gcc_assert ((TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
20571                || CLASS_TYPE_P (t))
20572               && type_decl
20573               && TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL
20574               && scope);
20575
20576   if (!(ti = get_template_info (t)))
20577     return;
20578
20579   gcc_assert (TI_TEMPLATE (ti));
20580
20581   typedef_usage.typedef_decl = type_decl;
20582   typedef_usage.context = scope;
20583   typedef_usage.locus = location;
20584
20585   VEC_safe_push (qualified_typedef_usage_t, gc,
20586                  TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti),
20587                  &typedef_usage);
20588 }
20589
20590 /* Append TYPE_DECL to the template TEMPL.
20591    TEMPL is either a class type, a FUNCTION_DECL or a a TEMPLATE_DECL.
20592    At TEMPL instanciation time, TYPE_DECL will be checked to see
20593    if it can be accessed through SCOPE.
20594    LOCATION is the location of the usage point of TYPE_DECL.
20595
20596    e.g. consider the following code snippet:
20597
20598      class C
20599      {
20600        typedef int myint;
20601      };
20602
20603      template<class U> struct S
20604      {
20605        C::myint mi; // <-- usage point of the typedef C::myint
20606      };
20607
20608      S<char> s;
20609
20610    At S<char> instantiation time, we need to check the access of C::myint
20611    In other words, we need to check the access of the myint typedef through
20612    the C scope. For that purpose, this function will add the myint typedef
20613    and the scope C through which its being accessed to a list of typedefs
20614    tied to the template S. That list will be walked at template instantiation
20615    time and access check performed on each typedefs it contains.
20616    Note that this particular code snippet should yield an error because
20617    myint is private to C.  */
20618
20619 void
20620 append_type_to_template_for_access_check (tree templ,
20621                                           tree type_decl,
20622                                           tree scope,
20623                                           location_t location)
20624 {
20625   qualified_typedef_usage_t *iter;
20626   int i;
20627
20628   gcc_assert (type_decl && (TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL));
20629
20630   /* Make sure we don't append the type to the template twice.  */
20631   FOR_EACH_VEC_ELT (qualified_typedef_usage_t,
20632                     get_types_needing_access_check (templ),
20633                     i, iter)
20634     if (iter->typedef_decl == type_decl && scope == iter->context)
20635       return;
20636
20637   append_type_to_template_for_access_check_1 (templ, type_decl,
20638                                               scope, location);
20639 }
20640
20641 /* Set up the hash tables for template instantiations.  */
20642
20643 void
20644 init_template_processing (void)
20645 {
20646   decl_specializations = htab_create_ggc (37,
20647                                           hash_specialization,
20648                                           eq_specializations,
20649                                           ggc_free);
20650   type_specializations = htab_create_ggc (37,
20651                                           hash_specialization,
20652                                           eq_specializations,
20653                                           ggc_free);
20654 }
20655
20656 /* Print stats about the template hash tables for -fstats.  */
20657
20658 void
20659 print_template_statistics (void)
20660 {
20661   fprintf (stderr, "decl_specializations: size %ld, %ld elements, "
20662            "%f collisions\n", (long) htab_size (decl_specializations),
20663            (long) htab_elements (decl_specializations),
20664            htab_collisions (decl_specializations));
20665   fprintf (stderr, "type_specializations: size %ld, %ld elements, "
20666            "%f collisions\n", (long) htab_size (type_specializations),
20667            (long) htab_elements (type_specializations),
20668            htab_collisions (type_specializations));
20669 }
20670
20671 #include "gt-cp-pt.h"